Weißes Licht besteht aus sieben Farben. Dieses Farbspektrum des Lichts ist als VIBGYOR bekannt und zeigt Violett, Indigo, Blau, Grün, Gelb, Orange und Grün an. Unterschiedliche Farben haben unterschiedliche Wellenlängen. Wenn Licht auf die Objekte fällt, werden basierend auf den Eigenschaften des Objekts einige der Wellenlängen vom Objekt absorbiert, während andere zurückreflektiert werden. Diese reflektierten Wellenlängen geben die Farbe des Objekts an, die vom menschlichen Auge erfasst wird. Die Kombination von Wellenlängen in unterschiedlichen Anteilen erzeugte unterschiedliche Farben. Der Farbsensor ist das Gerät, mit dem Farben erkannt werden. Diese Sensoren können die Farbe des Objekts entweder in Rot, Blau oder Grün klassifizieren. Einer dieser Sensoren ist TCS3200.

Was ist TCS3200?

TCS3200 ist ein programmierbarer Farblicht-Frequenz-Wandler. Dieses Modul kann mithilfe eines Mikrocontrollers Farben erkennen. Es kann eine Vielzahl von Farben wie Rot, Blau und Grün basierend auf ihrer Wellenlänge erkennen. Zur Optimierung der Sensorwerte wird eine Frequenzskalierung bereitgestellt.

TCS3200 enthält weiße LEDs zur Beleuchtung der Objektoberfläche, deren Farbe erkannt werden muss. Die Intensität des vom Objekt reflektierten Lichts wird berechnet. Eine zur Intensität proportionale Frequenz wird vom Wandler erzeugt, mit der der Mikrocontroller die Farbe des Objekts vorhersagt.

Zur Erkennung unterschiedlicher Farben werden Filter verwendet, die für unterschiedliche Wellenlängen empfindlich sind. Normalerweise wird die rote Farbe für die Wellenlänge 580 nm, die grüne Farbe für die Wellenlänge 540 nm und die blaue Farbe für die Wellenlänge 450 nm erkannt.

Blockdiagramm des TCS3200

TCS3200 ist ein einzelner monolithischer CMOS-IC. Es besteht aus konfigurierbaren Silizium-Fotodioden und einem Strom-Frequenz-Wandler. Fotodioden sind als 8 × 8-Array angeordnet. Von diesen Fotodioden 16 Fotodioden haben einen Blaufilter, 16 Fotodioden haben einen Rotfilter, 16 Fotodioden haben einen Grünfilter und die restlichen 16 Fotodioden haben keinen Filter.

Alle gleichfarbigen Fotodioden sind parallel geschaltet. Um den Effekt einer Ungleichmäßigkeit der Einfallsbestrahlungsstärke zu minimieren, werden vier Arten von Fotodioden interdigitalisiert. Alle Fotodioden haben eine Größe von 110 μm × 110 μm.

Schaltplan des TCS3200

Der Ausgang des TCS3200 ist eine Rechteckwelle mit einem Tastverhältnis von 50%. Der TCS3200 kann mit jedem Mikrocontroller direkt über digitale Eingangs- und digitale Ausgangspins verbunden werden. Mit zwei Steuereingangspins kann die volle Ausgangsfrequenz skaliert werden.

Von den vier verschiedenen Arten von filterbedeckten Fotodioden kann jede Diode über die Auswahleingänge S2 und S3 aktiviert werden. Bei Auswahl der Dioden mit Rotfilter wird nur rotes einfallendes Licht gemessen und das verbleibende grüne und blaue Licht blockiert. Durch Messen der Frequenz kann dann die Intensität des roten Lichts erfasst werden. Mit den Auswahleingängen S0, S1 kann der Frequenzskalierungsfaktor eingestellt werden.

Zur Messung der Frequenz wird der 6. Pin verwendet. Dieser Pin ist mit dem Mikrocontroller verbunden. Um die Farbe des Objekts zu bestimmen, setzen Sie zuerst alle Eingangsstifte als Eingangs- und Ausgangsstifte als Ausgang. Hier werden keine analogen Pins verwendet. Stellen Sie als nächstes die gewünschte Frequenzskalierung ein, indem Sie die Pins S0, S1 entweder hoch oder niedrig einstellen.

Um nun die Farbe des Objekts zu erkennen, aktivieren Sie jeden Typ von Filter mit S2 und S3 Auswahllinien. Nach Aktivierung des Filters die am 6. Pin erzeugte Frequenz mit a messen Mikrocontroller . Wenn sowohl die S2- als auch die S3-Pins niedrig sind, werden rote Farbfilter aktiviert und die Intensität der roten Komponenten des Objekts wird erkannt. In ähnlicher Weise erkennt das Fahren von S2 low und S3 high die blaue Komponente und das Fahren von S2, S3 bis High die grünen Komponenten des Objekts. Alle diese Werte werden gesammelt und verglichen, um die tatsächliche Farbe des Objekts zu erhalten. Umgebungslicht kann zu Abweichungen bei den Messungen führen. Daher sollten Sensor und Objekt während der Messung vor Umgebungslicht geschützt werden.

0,01 μF bis 0,1 μF Kondensatoren sollte zum Entkoppeln der Stromversorgungsleitungen verwendet werden. Für die Störfestigkeit des Eingangs ist eine niederohmige elektrische Verbindung am Geräteausgang und an der Gerätemasse erforderlich. Ein Puffer ist erforderlich, wenn am Ausgang Zeilen größer als 30 cm verwendet werden.

Pin-Diagramm

Pin-Diagramm-von-TCS3200

TCS3200 ist auf dem Markt als 8-poliges LEAD SOIC-Paket D erhältlich. Die Pin-Beschreibung dieses Moduls finden Sie unten-

Pin-1 und Pin-2 sind S0- bzw. S1-Auswahlleitungen. Diese Pins werden zur Frequenzskalierung verwendet.
Pin-3, OE, ist der Ausgangsfreigabepin. Dieser Pin ist niedrig aktiv.
Pin-4, GND, ist der Erdungsstift. Dieser Pin ist die Stromversorgungsmasse.
Pin-5, VDD, ist der Versorgungsspannungs-Pin.
Pin-6, OUT, ist der Ausgangsfrequenz-Pin. Dieser Pin ist mit dem Mikrocontroller verbunden, um Werte zu lesen.
PIn-7 und Pin-8 sind die Auswahllinien S2 bzw. S3. Diese Pins werden als Auswahleingänge vom Typ Fotodiode verwendet.

Die Auswahlleitungslogik für die Frequenzskalierung ist wie folgt:

“wie funktioniert ein dampfkessel ”

Wenn beide S0, S1 LOW sind, befindet sich das Gerät im Ausschaltmodus.
Wenn S0 LOW und S1 HIGH ist, beträgt die Skalierung der Ausgangsfrequenz 2%.
Wenn S0 HIGH und S1 LOW ist, beträgt die Skalierung der Ausgangsfrequenz 20%.
Wenn sowohl S0 als auch S1 HIGH sind, beträgt die Skalierung der Ausgangsfrequenz 100%.

Spezifikationen

Einige der Spezifikationen von TCS3200 lauten wie folgt:

Die Hauptblöcke dieses Moduls sind der TCS3200 RGB-Sensorchip und 4 weiße LEDs.
Die vier LEDs sorgen für ausreichende Lichtverhältnisse für den Sensor während der Farberkennung.
Der TCS3200-Chip besteht aus einem 8 × 8-Array von Fotodioden, die rote, blaue und grüne Farben erkennen können.
Dieses Modul arbeitet mit einer Eingangsversorgungsspannung von 2,7 V bis 5,5 V.
In diesem Modul ist eine digitale TTL-Schnittstelle vorhanden.
Der TCS3200-Chip wandelt die Lichtintensität mit hoher Auflösung in die Frequenz um.
Dieses Modul benötigt keinen ADC, um digitale Werte zu erhalten, und kann direkt an digitale Pins von Mikrocontrollern angeschlossen werden.
Der TCS3200 verfügt über eine programmierbare Farbe und eine vollständige Ausgangsfrequenz.
Dieses Modul verfügt auch über eine Abschaltfunktion.
Der Betriebstemperaturbereich dieses Moduls reicht von -40 ° C bis 85 ° C.
TCS3200 enthält Filter für rote, blaue und grüne Farben.
Dieses Modul enthält einen Nichtlinearitätsfehler von 0,2% bei 50 kHz.
Das TCS3200-Modul hat einen stabilen Temperaturkoeffizienten von 200 ppm / ° C.

Anwendungen von TCS3200

Einige der Anwendungen von TCS3200 sind nachstehend aufgeführt:

TCS3200 wird verwendet, um die Farbe der Oberflächen zu erkennen.
Dieses Modul findet Anwendung in Industrie, Gesundheitswesen und Produktionsstätten.
TCS3200 wird in medizinischen Diagnosesystemen eingesetzt.
Für die RGB-LED-Konsistenzkontrolle wird TCS3200 verwendet.
TCS3200 wird zur industriellen Prozesssteuerung eingesetzt.
In Laserkantenbandmaschinen wird zur Erkennung von Farben TCS3200 verwendet.
Zur Erkennung chronischer Nierenerkrankungen wird TCS3200 zur Urinanalyse verwendet.
TCS3200 wird in Fruchtsortiersystemen verwendet.
Mit diesem Sensormodul kann die Intensität der blauen, roten und grünen Strahlung gemessen werden.
Zur Klassifizierung verschiedener Metallarten wird dieses Modul verwendet.
Die Lebensmittelindustrie verwendet diesen Sensor zum Sortieren von Obst und Gemüse.
TCS3200 wird auch in der Zahndiagnose und zur Ammoniakerkennung eingesetzt.
Für den Entwurf eines Licht-Frequenz-Empfängers in der mehrfarbigen Kommunikation mit sichtbarem Licht wird TCS3200 verwendet.

Alternativer IC

Einige der auf dem Markt erhältlichen ICs, die als Alternative zu TCS3200 verwendet werden können, sind TCS3400, TCS34715, TCS35727 usw.

Es ist wichtig, den Sensor während der Messungen vor Umgebungslicht, UV-Strahlung und IR-Strahlung zu schützen. Dieses Modul wird auch von Ingenieurstudenten und Bastlern verwendet, um verschiedene interessante und einfache Projekte zu entwerfen. Dieser Sensor ist einfach mit Steuerungen wie z Arduino , Himbeer-Pi , etc… Weitere Details zu den elektrischen Eigenschaften und dem Layout des TCS3200 finden Sie in der Datenblatt . Wie lange hat das TCS3200-Modul gebraucht, um die Farbe für Ihre Anwendung zu erkennen?