A fehér fény hét színből áll. A fény ezen színspektruma VIBGYOR néven ismert, amely lila, indigó, kék, zöld, sárga, narancssárga és zöld színt jelöl. A különböző színek hullámhossza eltérő. Amikor a tárgyakra fény esik, az objektum tulajdonságai alapján a hullámhosszak egy részét elnyeli az objektum, míg néhány visszaverődik. Ezek a visszavert hullámhosszak adják a tárgy színét, amelyet az emberi szem észlel. A hullámhosszak különböző arányú kombinációja különböző színeket eredményezett. A színérzékelő az az eszköz, amely a szín érzékelésére szolgál. Ezek az érzékelők osztályozhatják az objektum színét vörösre, kékre vagy zöldre. Az egyik ilyen érzékelő a TCS3200.

Mi az a TCS3200?

A TCS3200 egy programozható színes fény-frekvencia átalakító. Ez a modul mikrovezérlő segítségével képes érzékelni a színt. Hullámhosszuk alapján sokféle színt képes felismerni, mint például a vörös, a kék és a zöld. Az érzékelő leolvasásának optimalizálása érdekében frekvencia méretezés biztosított.

A TCS3200 fehér LED-eket tartalmaz az objektum felületének megvilágítására, amelynek színét fel kell fedezni. A tárgy által visszavert fény intenzitása kiszámításra kerül. Az erősítővel arányos frekvenciát állít elő az átalakító, amelynek felhasználásával a mikrovezérlő megjósolja az objektum színét.

Különböző szín észleléséhez különböző hullámhosszra érzékeny szűrőket használnak. Általában a vörös színt 580 nm hullámhosszon, a zöldet 540 nm hullámhosszon és a kéket 450 nm hullámhosszon érzékelik.

A TCS3200 blokkvázlata

A TCS3200 egyetlen monolit CMOS IC. Konfigurálható szilícium fotodiódákból és áram-frekvencia átalakítóból áll. A fotodiódák 8 × 8 tömbként vannak elrendezve. Ezekből fotodiódák , 16 fotodiódának kék, 16 fotodiódának piros, 16 fotodiódának zöld szűrője van, a maradék 16 fotodiódán pedig nincs szűrő.

Valamennyi azonos színű fotodióda párhuzamosan kapcsolódik. A beesési besugárzás nem egyenletességének minimalizálása érdekében négyféle fotodiódát digitalizálunk. Az összes fotodióda mérete 110μm × 110μm.

A TCS3200 kapcsolási rajza

A TCS3200 kimenete négyzethullámú, 50% -os munkaciklussal. A TCS3200 bármilyen mikrovezérlővel közvetlenül összekapcsolható digitális bemenet és digitális kimeneti csapok segítségével. Két vezérlő bemeneti tű segítségével a teljes skála kimeneti frekvenciája méretezhető.

A négyféle szűrővel borított fotodióda közül mindegyik dióda aktiválható az S2 és S3 kiválasztó bemenetek segítségével. A piros szűrővel rendelkező diódák kiválasztásakor csak a piros beeső fényt mérik, és a fennmaradó zöld és kék fényt blokkolják. Ezután a frekvencia mérésével kimutatható a vörös fény intenzitása. Az S0, S1 segítségével válassza ki a bemeneteket, és beállíthatja a frekvencia méretezési tényezőt.

A frekvencia méréséhez a 6. csapot használjuk. Ez a tüske csatlakozik a mikrovezérlőhöz. Az objektum színének meghatározásához először állítsa be az összes bemeneti tűt bemeneti és a kimeneti tűt kimenetként. Itt nem használhatók analóg csapok. Ezután állítsa be a kívánt frekvencia méretezést az S0, S1 csapok magas vagy alacsony beállításával.

Az objektum színének észleléséhez aktiválja az egyes típusokat szűrő az S2 és S3 kiválasztó sorok használatával. A szűrő aktiválása után mérje meg a 6. tűn generált frekvenciát a segítségével mikrovezérlő . Ha mind az S2, mind az S3 tű alacsony, a vörös színszűrők aktiválódnak, és az objektum vörös komponenseinek intenzitása észlelhető. Hasonlóképpen az S2 alacsony és az S3 magas vezetése érzékeli a kék komponenst, az S2, S3 és a Magas szintre történő vezetés pedig az objektum zöld összetevőit. Ezeket az értékeket összegyűjtjük és összehasonlítjuk, hogy megkapjuk az objektum tényleges színét. A környezeti fény eltéréseket okozhat a mérésekben, ezért az érzékelőt és az objektumot a mérés során védeni kell a környezeti fénytől.

0,01 μF - 0,1 μF kondenzátorok a tápvezetékek leválasztására kell használni. A bemeneti zajmentesség érdekében alacsony impedanciájú elektromos csatlakozásra van szükség a készülék kimenetén és a test földjén. Pufferre van szükség, ha a kimeneten 12 hüvelyknél nagyobb vonalakat használnak.

Pin diagram

A TCS3200 pin-diagramja

A TCS3200 8 tűs LEAD SOIC D csomagként érhető el a piacon. Ennek a modulnak a pin leírása az alábbiakban található:

A Pin-1 és a Pin-2 S0, S1 kiválasztási vonal. Ezeket a csapokat a frekvencia méretezéséhez használják.
A PIN-3, OE, a kimeneti engedélyező tüske. Ez a tű alacsonyan aktív.
A Pin-4, GND, a földcsap. Ez a csap a tápegység földje.
Az 5. érintkező, VDD, a tápfeszültség csap.
Az O-6 tű a kimeneti frekvencia tű. Ez a tű csatlakozik a mikrovezérlőhöz az értékek leolvasásához.
A PIn-7 és a Pin-8 az S2, az S3 választási sor. Ezeket a tüskéket Photodiode típusú kiválasztó bemenetként használják.

A frekvencia méretezésének választási vonalas logikája az alábbiak szerint alakul:

“hogyan kell egy ohmmérőt csatlakoztatni az elektromos áramkörhöz ”

Ha mind az S0, mind az S1 alacsony, akkor az eszköz kikapcsolási módban van.
Amikor S0 LOW és S1 HIGH, a kimeneti frekvencia skálázása 2% lesz.
Ha S0 HIGH és S1 LOW, akkor a kimeneti frekvencia skálázása 20% lesz.
Ha S0 és S1 egyaránt MAGAS, a kimeneti frekvencia skálázása 100% lesz.

Specifikációk

A TCS3200 egyes specifikációi a következők:

Ennek a modulnak a fő blokkjai a TCS3200 RGB érzékelő chip és 4 fehér LED.
A négy LED azért van megadva, hogy elegendő fényviszonyokat biztosítson az érzékelő számára a színfelismerés során.
A TCS3200 chip 8 × 8 fotodióda tömbből áll, amelyek képesek érzékelni a piros, a kék, a zöld színt.
Ez a modul a 2,7–5,5 V bemeneti tápfeszültségen működik.
Digitális TTL interfész található ebben a modulban.
A TCS3200 chip nagy felbontású frekvenciává alakítja a fényintenzitást.
Ehhez a modulhoz nincs szükség ADC-re a digitális értékek megszerzéséhez, és közvetlenül csatlakoztatható a mikrovezérlők digitális csatlakozóihoz.
A TCS3200 programozható színnel és teljes skála kimeneti frekvenciával rendelkezik.
Kikapcsolási funkciót is kap ez a modul.
A modul üzemi hőmérséklet-tartománya -40 ° C és 85 ° C között van.
A TCS3200 vörös, kék, zöld színű szűrőket tartalmaz.
Ez a modul 0,2% -os nem-linearitási hibát tartalmaz 50 kHz-nél.
A TCS3200 modul stabil 200 ppm / ° C hőmérséklet-együtthatóval rendelkezik.

A TCS3200 alkalmazásai

A TCS3200 néhány alkalmazását az alábbiakban mutatjuk be:

A TCS3200 a felületek színének érzékelésére szolgál.
Ez a modul az iparágakban, az egészségügyben és a gyárakban található.
A TCS3200-at orvosi diagnosztikai rendszerekben alkalmazzák.
Az RGB LED konzisztencia szabályozásához a TCS3200-at használják.
A TCS3200-at ipari folyamatok vezérlésére alkalmazzák.
Lézeres élsávosító gépeknél a szín detektálására a TCS3200-at alkalmazzák.
A krónikus vesebetegségek kimutatására a TCS3200-at használják vizeletelemzésre.
A TCS3200-at gyümölcsválogató rendszerekben használják.
A kék, piros, zöld sugárzás intenzitása ezen érzékelő modul segítségével mérhető.
A különböző típusú fémek osztályozásához ezt a modult használják.
Az élelmiszeripar ezt az érzékelőt használja a gyümölcsök és zöldségek válogatásához.
A TCS3200-at a fog diagnózisában és az ammónia kimutatásában is használják.
A fény-frekvencia vevő tervezéséhez többszínű látható fény kommunikációban a TCS3200-at használják.

Alternatív IC

A piacon elérhető IC-k közül néhány, amely a TCS3200 alternatívájaként használható, a TCS3400, TCS34715, TCS35727 stb.

A mérések során fontos védeni az érzékelőt a környezeti fénytől, az UV sugárzástól és az IR sugárzástól. Ezt a modult mérnöki hallgatók és hobbisták is használják különféle érdekes és könnyű projektek megtervezéséhez. Ez az érzékelő könnyen kezelhető olyan vezérlőkkel, mint pl Arduino , Raspberry Pi , stb ... További részletek a TCS3200 elektromos jellemzőiről és elrendezéséről a adatlap . Mennyi ideig tartott a TCS3200 modul az alkalmazás színének észleléséhez?