Wit licht is samengesteld uit zeven kleuren. Dit kleurenspectrum van licht staat bekend als VIBGYOR, wat duidt op violet, indigo, blauw, groen, geel, oranje en groen. Verschillende kleuren hebben verschillende golflengtes. Wanneer licht op de objecten valt, worden, op basis van de eigenschappen van het object, sommige golflengten geabsorbeerd door het object, terwijl andere worden teruggekaatst. Deze gereflecteerde golflengten geven de kleur van het object dat door het menselijk oog wordt gedetecteerd. Combinatie van golflengten in verschillende verhoudingen genereerde verschillende kleuren. De kleurensensor is het apparaat dat wordt gebruikt om kleur te detecteren. Deze sensoren kunnen de kleur van het object classificeren in rood, blauw of groen. Een van deze sensoren is TCS3200.

Wat is TCS3200?

TCS3200 is een programmeerbare kleurenlicht-naar-frequentieomvormer. Deze module kan kleur detecteren met behulp van een microcontroller. Het kan een grote verscheidenheid aan kleuren detecteren, zoals rood, blauw en groen op basis van hun golflengte. Om de sensoruitlezingen te optimaliseren, is een frequentieschaling voorzien.

TCS3200 bevat witte LED's om het oppervlak van het object te verlichten waarvan de kleur moet worden gedetecteerd. De intensiteit van het door het object gereflecteerde licht wordt berekend. De omvormer produceert een frequentie die evenredig is met de intensiteit, waarmee de microcontroller de kleur van het object voorspelt.

Voor het detecteren van verschillende kleuren worden filters gebruikt die gevoelig zijn voor verschillende golflengten. Gewoonlijk wordt rode kleur gedetecteerd voor golflengte 580 nm, groen voor golflengte 540 nm en blauw voor golflengte 450 nnm.

Blokschema van TCS3200

TCS3200 is een enkele monolithische CMOS IC. Het bestaat uit configureerbare siliciumfotodiodes en een stroom-naar-frequentieomvormer. Fotodiodes zijn gerangschikt als een 8 × 8-array. Van deze fotodiodes 16 fotodiodes hebben een blauw filter, 16 fotodiodes hebben een rood filter, 16 fotodiodes hebben een groen filter en de overige 16 fotodiodes hebben geen filter.

Alle fotodiodes van dezelfde kleur zijn parallel geschakeld. Om het effect van niet-uniformiteit van de instralingssterkte te minimaliseren, zijn vier soorten fotodiodes in elkaar geschoven. Alle fotodiodes zijn 110 μm x 110 μm groot.

Schakelschema van TCS3200

De output van TCS3200 is een blokgolf met een inschakelduur van 50%. TCS3200 kan rechtstreeks met elke microcontroller worden verbonden met behulp van digitale invoer- en digitale uitvoerpennen. Met behulp van twee besturingsingangspennen kan de volledige uitgangsfrequentie worden geschaald.

Van de vier verschillende soorten met filter bedekte fotodiodes, kan elke diode worden geactiveerd met behulp van de S2- en S3-selectie-ingangen. Wanneer de diodes met rood filter worden gekozen, wordt alleen rood invallend licht gemeten en wordt het resterende groene en blauwe licht geblokkeerd. Door vervolgens de frequentie te meten, kan de intensiteit van het rode licht worden gedetecteerd. Met behulp van S0, S1 select-ingangen kan de frequentie-schaalfactor worden ingesteld.

Om de frequentie te meten, wordt de 6e pin gebruikt. Deze pin is verbonden met de microcontroller. Om de kleur van het object te bepalen, stelt u eerst alle invoerpinnen in als invoer en uitvoerpinnen als uitvoer. Hier is geen gebruik van analoge pinnen. Stel vervolgens de gewenste frequentieschaling in door de pinnen S0, S1 hoog of laag in te stellen.

Activeer nu elk type om de kleur van het object te detecteren filter met behulp van S2 en S3 selectielijnen. Meet na activering van het filter de frequentie die op de 6e pin wordt gegenereerd met behulp van een microcontroller Wanneer zowel S2- als S3-pinnen laag zijn, worden rode kleurfilters geactiveerd en wordt de intensiteit van rode componenten van het object gedetecteerd. Evenzo detecteert het aansturen van S2 laag en S3 hoog de blauwe component en door zowel S2, S3 naar hoog te sturen worden de groene componenten van het object gedetecteerd. Al deze waarden worden verzameld en vergeleken om de werkelijke kleur van het object te krijgen. Omgevingslicht kan variaties in de metingen veroorzaken, dus sensor en object moeten tijdens de meting worden beschermd tegen omgevingslicht.

0,01 μF tot 0,1 μF condensatoren moet worden gebruikt voor het ontkoppelen van de voedingskabels. Voor ongevoeligheid voor ingangsruis is een elektrische verbinding met lage impedantie vereist bij de uitgang van het apparaat en de aarde van het apparaat. Een buffer is vereist als lijnen groter dan 30 cm aan de uitgang worden gebruikt.

Pin diagram

Pin-diagram-van-TCS3200

TCS3200 is op de markt verkrijgbaar als een 8-pins LEAD SOIC-pakket D.Pinbeschrijving van deze module wordt hieronder gegeven-

Pin-1 en Pin-2 zijn respectievelijk S0-, S1-selectielijnen. Deze pinnen worden gebruikt voor frequentieschaling.
Pin-3, OE, is de pin voor het inschakelen van de uitgang. Deze pin is laag actief.
Pin-4, GND, is de grondpin. Deze pin is de voedingsmassa.
Pin-5, VDD, is de voedingsspanningspin.
Pin-6, OUT, is de uitgangsfrequentiepin. Deze pin is verbonden met de microcontroller om waarden te lezen.
PIn-7 en Pin-8 zijn respectievelijk de S2-, S3-selectielijnen. Deze pinnen worden gebruikt als selectie-ingangen van het fotodiodetype.

Selectielijnlogica voor frequentieschaling is als volgt:

“hoogdoorlaat opamp-filter ”

Wanneer beide S0 en S1 LAAG zijn, bevindt het apparaat zich in de stroomuitschakelmodus.
Als S0 LAAG is en S1 HOOG, is de schaling van de uitgangsfrequentie 2%.
Als S0 HOOG is en S1 LAAG, is de uitgangsfrequentieschaling 20%.
Als zowel S0 als S1 HOOG zijn, is de uitgangsfrequentieschaling 100%.

Specificaties

Enkele specificaties van TCS3200 zijn als volgt-

De belangrijkste blokken van deze module zijn TCS3200 RGB-sensorchip en 4 witte LED's.
De vier LED's worden gegeven om voldoende licht te bieden aan de sensor tijdens kleurdetectie.
TCS3200-chip bestaat uit een 8 × 8 reeks fotodiodes die rode, blauwe en groene kleuren kunnen detecteren.
Deze module werkt op de ingangsspanning van 2,7V tot 5,5V.
Digitale TTL-interface is aanwezig in deze module.
TCS3200-chip zet de lichtintensiteit met hoge resolutie om in de frequentie.
Deze module heeft geen ADC nodig om digitale waarden te krijgen en kan rechtstreeks op digitale pinnen van microcontrollers worden aangesloten.
TCS3200 heeft een programmeerbare kleur en een volledige uitgangsfrequentie.
Uitschakelfunctie wordt ook aan deze module gegeven.
Het bedrijfstemperatuurbereik van deze module is van -40 ° C tot 85 ° C.
TCS3200 bevat filters voor rode, blauwe en groene kleuren.
Deze module bevat een niet-lineariteitsfout van 0,2% bij 50 kHz.
TCS3200-module heeft een stabiele temperatuurcoëfficiënt van 200 ppm / ° C.

Toepassingen van TCS3200

Enkele van de toepassingen van TCS3200 worden hieronder gegeven:

TCS3200 wordt gebruikt om de kleur van de oppervlakken te detecteren.
Deze module vindt toepassing in industrieën, gezondheidszorg en fabrieken.
TCS3200 wordt toegepast in medische diagnosesystemen.
Voor RGB LED-consistentiecontrole wordt TCS3200 gebruikt.
TCS3200 wordt toegepast voor industriële procesbeheersing.
In laser-kantenbandmachines om kleur te detecteren wordt TCS3200 gebruikt.
Om chronische nieraandoeningen op te sporen, wordt TCS3200 gebruikt voor urineanalyse.
TCS3200 wordt gebruikt in fruitsorteersystemen.
Met deze sensormodule kan de intensiteit van blauwe, rode, groene stralingen worden gemeten.
Voor het classificeren van verschillende soorten metalen wordt deze module gebruikt.
De voedingsindustrie gebruikt deze sensor voor het sorteren van groenten en fruit.
TCS3200 wordt ook gebruikt bij tandheelkundige diagnose en voor detectie van ammoniak.
Voor het ontwerpen van een Light-to-Frequency-ontvanger in communicatie met meerkleurig zichtbaar licht, wordt TCS3200 gebruikt.

Alternatieve IC

Enkele van de IC's die op de markt verkrijgbaar zijn en die kunnen worden gebruikt als alternatief voor TCS3200, zijn TCS3400, TCS34715, TCS35727, enz ...

Het is belangrijk om de sensor tijdens metingen te beschermen tegen omgevingslicht, UV-straling en IR-straling. Deze module wordt ook gebruikt door ingenieursstudenten en hobbyisten voor het ontwerpen van verschillende interessante en gemakkelijke projecten. Deze sensor is eenvoudig te koppelen met controllers zoals Arduino Raspberry Pi , etc ... Verdere details over de elektrische kenmerken en lay-out van TCS3200 zijn te vinden in het data papier Hoeveel tijd heeft de TCS3200-module nodig om de kleur voor uw toepassing te detecteren?