Vitt ljus består av sju färger. Detta färgspektrum av ljus är känt som VIBGYOR, vilket indikerar Violet, Indigo, Blue, Green, Yellow, Orange och Green. Olika färger har olika våglängder. När ljus faller på föremålen, baserat på objektets egenskaper, absorberas vissa av våglängderna av objektet medan vissa reflekteras tillbaka. Dessa reflekterade våglängder ger färgen på objektet som detekteras av det mänskliga ögat. Kombination av våglängder i olika proportioner genererade olika färger. Färgsensorn är den enhet som används för att detektera färg. Dessa sensorer kan klassificera objektets färg i rött eller blått eller grönt. En av dessa sensorer är TCS3200.

Vad är TCS3200?

TCS3200 är en programmerbar färg-ljus-till-frekvensomvandlare. Denna modul kan upptäcka färg med hjälp av mikrokontroller. Det kan upptäcka en mängd olika färger som rött, blått och grönt baserat på deras våglängd. För att optimera sensoravläsningarna tillhandahålls frekvensskalning.

TCS3200 innehåller vita lysdioder för att belysa objektets yta vars färg måste detekteras. Intensiteten hos ljuset som reflekteras av objektet beräknas. En frekvens som är proportionell mot intensiteten produceras av omvandlaren, med vilken mikrokontrollen förutsäger objektets färg.

För att detektera olika färger används filter som är känsliga för olika våglängder. Vanligtvis detekteras röd färg för våglängd 580nm, grön för våglängd 540nm och blå för våglängd 450nnm.

Blockdiagram för TCS3200

Blockdiagram-över-TCS3200

TCS3200 är en enda monolitisk CMOS IC. Den består av konfigurerbara kiselfotodioder och en ström-till-frekvensomvandlare. Fotodioder är ordnade som en 8 × 8 matris. Från dessa fotodioder , 16 fotodioder har ett blått filter, 16 fotodioder har ett rött filter, 16 fotodioder har ett grönt filter och de återstående 16 fotodioderna har inget filter.

Alla fotodioder av samma färg är parallellkopplade. För att minimera effekten av ojämnhet av incidensstrålning interdigiteras fyra typer av fotodioder. Alla fotodioder är 110μm × 110μm stora.

Kretsschema för TCS3200

Utgången från TCS3200 är en fyrkantig våg med 50% arbetscykel. TCS3200 kan anslutas till vilken mikrokontroller som helst direkt med digitalingång och digitala utgångsstift. Med hjälp av två ingångar för kontroll kan fullskalig utgångsfrekvens skalas.

Från de fyra olika typerna av filteröverdragna fotodioder kan varje diod aktiveras med S2- och S3-valingångar. När dioderna med rött filter väljs mäts endast rött infallande ljus och kvarvarande grönt och blått ljus blockeras. Genom att mäta frekvensen kan det röda ljusets intensitet detekteras. Med S0, S1 välj ingångar kan frekvensskalningsfaktor ställas in.

För att mäta frekvensen används den sjätte stiftet. Denna stift är ansluten till mikrokontrollern. För att bestämma objektets färg, ställ först in alla ingångsstift som ingång och utgångar som utgång. Här används inga analoga stift. Ställ sedan in önskad frekvensskalning genom att ställa in stiften S0, S1 antingen hög eller låg.

Nu för att upptäcka objektets färg, aktivera varje typ av filtrera med S2 och S3 urvalsrader. Efter aktivering av filter mäter du frekvensen som genereras på den sjätte stiftet med mikrokontroller . När både S2- och S3-stift är låga aktiveras röda färgfilter och intensiteten hos objektets röda komponenter detekteras. På samma sätt upptäcker körning av S2 låg och S3 hög Blå komponent och körning av både S2, S3 till Hög upptäcker gröna komponenter i objektet. Alla dessa värden samlas in och jämförs för att få objektets faktiska färg. Omgivande ljus kan orsaka variationer i mätningarna, så sensorn och föremålet bör skyddas från det omgivande ljuset under mätningen.

0,01 μF till 0,1 μF kondensatorer bör användas för att koppla bort strömförsörjningsledningarna. För immunitet mot ingångsbrus krävs en elektrisk elektrisk anslutning med låg impedans vid enhetens utgång och enhetens jord. En buffert krävs om linjer som är större än 12 tum används vid utgången.

Stiftdiagram

Pin-Diagram-of-TCS3200

TCS3200 finns tillgängligt på marknaden som ett 8-stifts LEAD SOIC-paket D. Stiftbeskrivning av denna modul ges nedan-

Pin-1 och Pin-2 är S0, S1-urvalsrader. Dessa stift används för frekvensskalning.
Stift-3, OE, är utgångsaktiveringsstiftet. Denna stift är aktiv låg.
Stift-4, GND, är jordstiftet. Denna stift är strömförsörjningsjord.
Pin-5, VDD, är matningsspänningsstiftet.
Pin-6, OUT, är utgångsfrekvensstiftet. Denna stift är ansluten till mikrokontrollern för att läsa värden.
PIn-7 och Pin-8 är S2-, S3-valraderna. Dessa stift används som ingångar för val av fotodiodtyp.

Urvalsradslogik för frekvensskalning är som nedan-

“7 segment visa sanningstabell k karta ”

När båda S0, S1 är LÅGA är enheten i avstängningsläge.
När S0 är LÅG och S1 är HÖG blir utfrekvensskalningen 2%.
När S0 är HÖG och S1 är LÅG, kommer utgångsfrekvensskalningen att vara 20%.
När både S0 och S1 är HÖGA blir utfrekvensskalningen 100%.

Specifikationer

Några av specifikationerna för TCS3200 är följande:

Huvudblocken i denna modul är TCS3200 RGB-sensorchip och 4 vita lysdioder.
De fyra lysdioderna ges för att ge tillräckliga ljusförhållanden för sensorn under färgdetektering.
TCS3200-chip består av 8 × 8 matriser av fotodioder som kan upptäcka röda, blå, gröna färger.
Denna modul fungerar på ingångsspänningen 2,7V till 5,5V.
Digital TTL-gränssnitt finns i denna modul.
TCS3200-chip omvandlar ljusintensitet till frekvensen med hög upplösning.
Denna modul kräver inte en ADC för att få digitala värden och kan anslutas till digitala stift av mikrokontroller direkt.
TCS3200 har en programmerbar färg och fullskalig utfrekvens.
Avstängningsfunktion ges också till denna modul.
Driftstemperaturområdet för denna modul är från -40 ° C till 85 ° C.
TCS3200 innehåller filter för röda, blå, gröna färger.
Denna modul innehåller ett icke-linjäritetsfel på 0,2% vid 50 kHz.
TCS3200-modulen har en stabil koefficient på 200 ppm / ° C.

Tillämpningar av TCS3200

Några av applikationerna för TCS3200 ges nedan-

TCS3200 används för att detektera ytornas färg.
Denna modul hittar tillämpning i industrier, hälso- och sjukvård och tillverkningsanläggningar.
TCS3200 används i medicinska diagnossystem.
För RGB-LED används konsistenskontroll TCS3200.
TCS3200 används för industriell processkontroll.
I laserkantbandmaskiner används för att detektera färg TCS3200.
För att upptäcka kroniska njursjukdomar används TCS3200 för urinanalys.
TCS3200 används i fruktsorteringssystem.
Intensiteten för blå, röd, grön strålning kan mätas med denna sensormodul.
För klassificering av olika metalltyper används denna modul.
Livsmedelsindustrin använder denna sensor för sortering av frukt och grönsaker.
TCS3200 används också vid tanddiagnos och för ammoniakdetektering.
För utformning av ljus-till-frekvens-mottagare i flerfärgskommunikation med synligt ljus används TCS3200.

Alternativ IC

Några av de IC som finns på marknaden som kan användas som ett alternativ till TCS3200 är TCS3400, TCS34715, TCS35727, etc ...

Det är viktigt att skydda sensorn från omgivande ljus, UV-strålning och IR-strålning under mätningar. Denna modul används också av ingenjörsstudenter och hobbyister för att utforma olika intressanta och enkla projekt. Denna sensor är enkel att ansluta till styrenheter som Arduino , Raspberry Pi , etc ... Mer information om de elektriska egenskaperna och utformningen av TCS3200 finns i datablad . Hur lång tid tog TCS3200-modulen att upptäcka färg för din applikation?