Bijelo svjetlo sastoji se od sedam boja. Ovaj spektar svjetlosti u boji poznat je pod nazivom VIBGYOR, što označava ljubičastu, indigo, plavu, zelenu, žutu, narančastu i zelenu. Različite boje imaju različite valne duljine. Kad svjetlost padne na objekte, na temelju svojstava predmeta, objekt apsorbira neke valne duljine, dok se neke reflektiraju natrag. Te odbijene valne duljine daju boju predmeta koju otkriva ljudsko oko. Kombinacija valnih duljina u različitim omjerima generirala je različite boje. Senzor boje je uređaj koji se koristi za otkrivanje boje. Ti senzori mogu klasificirati boju predmeta u crvenu ili plavu ili zelenu. Jedan od takvih senzora je TCS3200.

Što je TCS3200?

TCS3200 je programabilni pretvarač svjetlosti u frekvenciju u boji. Ovaj modul može prepoznati boju uz pomoć mikrokontrolera. Može otkriti širok spektar boja poput crvene, plave i zelene na temelju njihove valne duljine. Da bi se optimizirala očitanja senzora, predviđeno je skaliranje frekvencije.

TCS3200 sadrži bijele LED diode za osvjetljavanje površine objekta čija se boja mora otkriti. Izračunava se intenzitet svjetlosti koju objekt odbija natrag. Frekvenciju proporcionalnu intenzitetu stvara pretvarač pomoću kojeg mikrokontroler predviđa boju predmeta.

Za otkrivanje različitih boja koriste se filtri osjetljivi na različite valne duljine. Obično se crvena boja detektira za valnu duljinu 580nm, zelena za valnu duljinu 540nm i plava za valnu duljinu 450nnm.

Blok dijagram TCS3200

Blok-dijagram-TCS3200

TCS3200 je jedna monolitna CMOS IC. Sastoji se od silicijskih fotodioda koje se mogu konfigurirati i pretvarača struje u frekvenciju. Fotodiode su raspoređene kao niz 8 × 8. Od ovih fotodiode , 16 fotodioda ima plavi filter, 16 fotodioda ima crveni filtar, 16 fotodioda ima zeleni filtar, a preostalih 16 fotodioda nema filtar.

Sve fotodiode iste boje povezane su paralelno. Kako bi se minimalizirao učinak neujednačenosti pojave zračenja, četiri vrste fotodioda međusobno su označene. Sve su fotodiode veličine 110μm × 110μm.

Kružna shema TCS3200

Izlaz TCS3200 je kvadratni val s radnim ciklusom od 50%. TCS3200 se može povezati s bilo kojim mikrokontrolerom izravno pomoću digitalnih ulaznih i digitalnih izlaznih pinova. Pomoću dva kontrolna ulazna pina može se skalirati puna izlazna frekvencija.

Od četiri različite vrste fotodioda prekrivenih filtrom, svaka se dioda može aktivirati pomoću ulaza za odabir S2 i S3. Kada se odaberu diode s crvenim filtrom, mjeri se samo crveno upadno svjetlo, a preostalo zeleno i plavo svjetlo se blokira. Tada se mjerenjem frekvencije može otkriti intenzitet crvenog svjetla. Pomoću odabira ulaza S0, S1 može se postaviti faktor skaliranja frekvencije.

Za mjerenje frekvencije koristi se 6. pin. Ovaj je pin povezan s mikrokontrolerom. Da biste odredili boju predmeta, prvo postavite sve ulazne igle kao ulazne i izlazne igle kao izlazne. Ovdje nema koristi od analognih pinova. Zatim postavite željeno skaliranje frekvencije postavljanjem pinova S0, S1 ili visokih ili niskih.

Sada da biste otkrili boju predmeta, aktivirajte svaku vrstu filtar pomoću linija za odabir S2 i S3. Nakon aktiviranja filtra izmjerite frekvenciju koja se generira na 6. pinu pomoću a mikrokontroler . Kad su i S2 i S3 pinovi niski, aktiviraju se filtri crvene boje i detektira se intenzitet crvenih komponenata objekta. Slično tome, vožnja do S2 niskog i S3 visokog otkriva plavu komponentu, a vožnja oba S2, S3 do Visokog otkriva zelene komponente objekta. Sve se ove vrijednosti prikupljaju i uspoređuju kako bi se dobila stvarna boja predmeta. Ambijentalno svjetlo može uzrokovati varijacije u mjerenjima pa senzor i objekt tijekom mjerenja trebaju biti zaštićeni od ambijentalnog svjetla.

0,01μF do 0,1μF kondenzatori treba koristiti za razdvajanje napojnih vodova. Za otpornost na ulazni šum potrebna je električna veza s niskom impedansom na izlazu uređaja i masi uređaja. Međuspremnik je potreban ako se na izlazu koriste crte veće od 12 inča.

Pin dijagram

Pin-dijagram-od-TCS3200

TCS3200 je dostupan na tržištu kao 8-pinski LEAD SOIC paket D. Opis pina ovog modula dat je u nastavku -

Pin-1 i Pin-2 su linije odabira S0, S1. Ovi se klinovi koriste za skaliranje frekvencije.
Pin-3, OE, je pin za omogućavanje izlaza. Ovaj je pin aktivan nizak.
Pin-4, GND, je uzemljeni klin. Ovaj pin je uzemljenje napajanja.
Pin-5, VDD, je pin napajanja.
Pin-6, OUT, je izlazni frekvencijski pin. Ovaj je pin povezan s mikrokontrolerom za čitanje vrijednosti.
PIn-7 i Pin-8 su linije odabira S2, S3. Te se iglice koriste kao ulazi za odabir tipa fotodiode.

Logika odabirne linije za skaliranje frekvencije je kao ispod -

“2 -bitna tablica istinitosti oduzimača ”

Kada su oba S0, S1 NISKA, uređaj je u načinu isključenja.
Kada je S0 NISKO, a S1 VISOKO, skaliranje izlazne frekvencije bit će 2%.
Kada je S0 VISOK, a S1 NISKO, skaliranje izlazne frekvencije bit će 20%.
Kada su i S0 i S1 VISOKI, skaliranje izlazne frekvencije bit će 100%.

Tehnički podaci

Neke specifikacije TCS3200 su kako slijedi -

Glavni blokovi ovog modula su čip senzora TCS3200 RGB i 4 bijele LED diode.
Četiri LED diode daju se za osiguravanje dovoljnih uvjeta osvjetljenja senzora tijekom otkrivanja boja.
Čip TCS3200 sastoji se od niza 8 × 8 fotodioda koje mogu detektirati crvenu, plavu, zelenu boju.
Ovaj modul radi na ulaznom naponu napajanja od 2,7 V do 5,5 V.
U ovom modulu je prisutno digitalno TTL sučelje.
Čip TCS3200 pretvara intenzitet svjetlosti u frekvenciju s visokom rezolucijom.
Ovaj modul ne zahtijeva ADC za dobivanje digitalnih vrijednosti i može se izravno povezati s digitalnim pinovima mikrokontrolera.
TCS3200 ima programabilnu boju i izlaznu frekvenciju pune skale.
Značajka isključivanja također je dana ovom modulu.
Raspon radne temperature ovog modula je od -40 ° C do 85 ° C.
TCS3200 sadrži filtre za crvenu, plavu, zelenu boju.
Ovaj modul sadrži pogrešku nelinearnosti od 0,2% na 50 kHz.
TCS3200 modul ima stabilnu koeficijentnu temperaturu od 200 ppm / ° C.

Primjene TCS3200

Neke od primjena TCS3200 dane su u nastavku -

TCS3200 koristi se za otkrivanje boje površina.
Ovaj modul pronalazi primjenu u industriji, zdravstvu i proizvodnim pogonima.
TCS3200 se primjenjuje u sustavima medicinske dijagnoze.
Za kontrolu RGB LED konzistentnosti koristi se TCS3200.
TCS3200 se primjenjuje za upravljanje industrijskim procesima.
U laserskim rubnim strojevima za određivanje boje koristi se TCS3200.
Za otkrivanje kroničnih bolesti bubrega TCS3200 koristi se za analizu urina.
TCS3200 koristi se u sustavima za sortiranje voća.
Intenzitet plavog, crvenog, zelenog zračenja može se izmjeriti pomoću ovog senzorskog modula.
Za razvrstavanje različitih vrsta metala koristi se ovaj modul.
Prehrambena industrija koristi ovaj senzor za razvrstavanje voća i povrća.
TCS3200 se također koristi u dentalnoj dijagnozi i za otkrivanje amonijaka.
Za projektiranje prijemnika svjetlosti do frekvencije u višebojnoj komunikaciji vidljivog svjetla koristi se TCS3200.

Alternativni IC

Neki od IC-a dostupni na tržištu koji se mogu koristiti kao alternativa TCS3200 su TCS3400, TCS34715, TCS35727 itd.

Tijekom mjerenja važno je zaštititi senzor od okolne svjetlosti, UV zračenja i IR zračenja. Ovaj modul također koriste studenti inženjera i hobisti za dizajniranje raznih zanimljivih i lakih projekata. Ovaj je senzor lako povezati s kontrolerima kao što su Arduino , Raspberry Pi , itd. ... Dodatne pojedinosti o električnim karakteristikama i rasporedu TCS3200 mogu se naći u tablica podataka . Koliko je vremena trebalo modulu TCS3200 za otkrivanje boje za vašu aplikaciju?