La luce bianca è composta da sette colori. Questo spettro di colori della luce è noto come VIBGYOR, che indica viola, indaco, blu, verde, giallo, arancione e verde. Colori differenti hanno lunghezze d'onda differenti. Quando la luce cade sugli oggetti, in base alle proprietà dell'oggetto, alcune delle lunghezze d'onda vengono assorbite dall'oggetto mentre altre vengono riflesse. Queste lunghezze d'onda riflesse danno il colore dell'oggetto che viene rilevato dall'occhio umano. La combinazione di lunghezze d'onda in proporzioni diverse ha generato colori diversi. Il sensore di colore è il dispositivo utilizzato per rilevare il colore. Questi sensori possono classificare il colore dell'oggetto in rosso, blu o verde. Uno di questi sensori è TCS3200.

Cos'è TCS3200?

TCS3200 è un convertitore da luce a frequenza a colori programmabile. Questo modulo può rilevare il colore con l'aiuto del microcontrollore. È in grado di rilevare un'ampia varietà di colori come rosso, blu e verde in base alla loro lunghezza d'onda. Per ottimizzare le letture del sensore, viene fornita la scalatura della frequenza.

TCS3200 contiene LED bianchi per illuminare la superficie dell'oggetto il cui colore deve essere rilevato. Viene calcolata l'intensità della luce riflessa dall'oggetto. Una frequenza proporzionale all'intensità è prodotta dal convertitore, utilizzando la quale il microcontrollore predice il colore dell'oggetto.

Per rilevare colori diversi, vengono utilizzati filtri sensibili a diverse lunghezze d'onda. Di solito, il colore rosso viene rilevato per la lunghezza d'onda 580 nm, il verde per la lunghezza d'onda 540 nm e il blu per la lunghezza d'onda 450 nm.

Diagramma a blocchi del TCS3200

Block-Diagram-of-TCS3200

TCS3200 è un singolo CI CMOS monolitico. È costituito da fotodiodi al silicio configurabili e da un convertitore corrente-frequenza. I fotodiodi sono disposti come un array 8 × 8. Da questi fotodiodi , 16 fotodiodi hanno un filtro blu, 16 fotodiodi hanno un filtro rosso, 16 fotodiodi hanno un filtro verde e i rimanenti 16 fotodiodi non hanno alcun filtro.

Tutti i fotodiodi dello stesso colore sono collegati in parallelo. Per ridurre al minimo l'effetto della non uniformità dell'irradiazione di incidenza, vengono interdigitati quattro tipi di fotodiodi. Tutti i fotodiodi hanno una dimensione di 110μm × 110μm.

Schema del circuito del TCS3200

L'uscita del TCS3200 è un'onda quadra con un ciclo di lavoro del 50%. TCS3200 può essere interfacciato con qualsiasi microcontrollore utilizzando direttamente input digitale e pin di output digitale. Utilizzando due pin di ingresso di controllo, la frequenza di uscita a fondo scala può essere scalata.

Dei quattro diversi tipi di fotodiodi coperti da filtro, ciascun diodo può essere attivato utilizzando gli ingressi di selezione S2 e S3. Quando vengono scelti i diodi con filtro rosso, viene misurata solo la luce incidente rossa e la luce verde e blu rimanente viene bloccata. Quindi misurando la frequenza, è possibile rilevare l'intensità della luce rossa. Utilizzando gli ingressi di selezione S0, S1, è possibile impostare il fattore di scala della frequenza.

Per misurare la frequenza, viene utilizzato il 6 ° pin. Questo pin è collegato al microcontrollore. Per determinare il colore dell'oggetto, impostare prima tutti i pin di input come input e i pin di output come output. Qui non c'è uso di pin analogici. Quindi impostare la scala di frequenza desiderata impostando i pin S0, S1 su alto o basso.

Ora per rilevare il colore dell'oggetto, attiva ogni tipo di filtro utilizzando le linee di selezione S2 e S3. Dopo l'attivazione del filtro misurare la frequenza generata sul 6 ° pin utilizzando a microcontrollore . Quando entrambi i pin S2 e S3 sono bassi, i filtri di colore rosso vengono attivati e viene rilevata l'intensità dei componenti rossi dell'oggetto. Allo stesso modo, spingendo S2 basso e S3 alto rileva la componente blu e guidando entrambi S2, S3 ad alto rileva i componenti verdi dell'oggetto. Tutti questi valori vengono raccolti e confrontati per ottenere il colore effettivo dell'oggetto. La luce ambientale può causare variazioni nelle misurazioni, quindi il sensore e l'oggetto devono essere protetti dalla luce ambientale durante la misurazione.

Da 0,01μF a 0,1μF condensatori dovrebbe essere utilizzato per disaccoppiare le linee di alimentazione. Per l'immunità al rumore in ingresso è necessario un collegamento elettrico a bassa impedenza all'uscita del dispositivo e alla terra del dispositivo. È necessario un buffer se nell'output vengono utilizzate linee maggiori di 12 pollici.

Diagramma dei pin

Pin-Diagram-of-TCS3200

TCS3200 è disponibile sul mercato come pacchetto SOIC LEAD a 8 pin D.La descrizione dei pin di questo modulo è fornita di seguito-

Pin-1 e Pin-2 sono rispettivamente le linee di selezione S0, S1. Questi pin vengono utilizzati per il ridimensionamento della frequenza.
Pin-3, OE, è il pin di abilitazione dell'uscita. Questo pin è attivo basso.
Pin-4, GND, è il pin di terra. Questo pin è la massa dell'alimentatore.
Pin-5, VDD, è il pin della tensione di alimentazione.
Pin-6, OUT, è il pin della frequenza di uscita. Questo pin è collegato al microcontrollore per leggere i valori.
Pin-7 e Pin-8 sono rispettivamente le linee di selezione S2, S3. Questi pin vengono utilizzati come ingressi di selezione del tipo di fotodiodo.

La logica della linea di selezione per la scala di frequenza è la seguente:

“come funziona una caldaia a vapore? ”

Quando sia S0 che S1 sono BASSI, il dispositivo è in modalità di spegnimento.
Quando S0 è BASSO e S1 è ALTO, il ridimensionamento della frequenza di uscita sarà del 2%.
Quando S0 è ALTO e S1 è BASSO, il ridimensionamento della frequenza di uscita sarà del 20%.
Quando sia S0 che S1 sono ALTI, il ridimensionamento della frequenza di uscita sarà del 100%.

Specifiche

Alcune delle specifiche del TCS3200 sono le seguenti:

I blocchi principali di questo modulo sono il chip del sensore RGB TCS3200 e 4 LED bianchi.
I quattro LED vengono forniti per fornire condizioni di illuminazione sufficienti per il sensore durante il rilevamento del colore.
Il chip TCS3200 è costituito da una serie di fotodiodi 8 × 8 in grado di rilevare i colori rosso, blu e verde.
Questo modulo funziona con la tensione di alimentazione in ingresso compresa tra 2,7 V e 5,5 V.
L'interfaccia TTL digitale è presente in questo modulo.
Il chip TCS3200 converte l'intensità della luce in frequenza con alta risoluzione.
Questo modulo non richiede un ADC per ottenere valori digitali e può essere collegato direttamente ai pin digitali dei microcontrollori.
TCS3200 ha un colore programmabile e una frequenza di uscita a fondo scala.
Anche la funzione di spegnimento è fornita a questo modulo.
L'intervallo di temperatura di funzionamento di questo modulo va da -40 ° C a 85 ° C.
TCS3200 contiene filtri per i colori rosso, blu e verde.
Questo modulo contiene un errore di non linearità dello 0,2% a 50 kHz.
Il modulo TCS3200 ha un coefficiente di temperatura stabile di 200 ppm / ° C.

Applicazioni di TCS3200

Alcune delle applicazioni del TCS3200 sono fornite di seguito:

TCS3200 viene utilizzato per rilevare il colore delle superfici.
Questo modulo trova applicazione nelle industrie, nella sanità e negli impianti di produzione.
TCS3200 viene applicato nei sistemi di diagnosi medica.
Per il controllo della consistenza dei LED RGB viene utilizzato TCS3200.
TCS3200 viene applicato per il controllo dei processi industriali.
Nelle macchine bordatrici laser per rilevare il colore viene utilizzato TCS3200.
Per rilevare malattie renali croniche viene utilizzato TCS3200 per l'analisi delle urine.
TCS3200 è utilizzato nei sistemi di smistamento della frutta.
L'intensità delle radiazioni blu, rosse e verdi può essere misurata utilizzando questo modulo sensore.
Per classificare diversi tipi di metalli viene utilizzato questo modulo.
L'industria alimentare utilizza questo sensore per la cernita di frutta e verdura.
TCS3200 è utilizzato anche nella diagnosi dentale e per il rilevamento dell'ammoniaca.
Per la progettazione del ricevitore luce-frequenza nella comunicazione a luce visibile multicolore, viene utilizzato TCS3200.

IC alternativo

Alcuni degli IC disponibili sul mercato che possono essere utilizzati come alternativa a TCS3200 sono TCS3400, TCS34715, TCS35727, ecc ...

È importante proteggere il sensore dalla luce ambientale, dai raggi UV e dai raggi IR durante le misurazioni. Questo modulo viene utilizzato anche da studenti di ingegneria e hobbisti per progettare vari progetti interessanti e facili. Questo sensore è facile da interfacciare con controller come Arduino , Raspberry Pi , ecc… Ulteriori dettagli sulle caratteristiche elettriche e il layout del TCS3200 sono disponibili nel scheda dati . Qual è stato il tempo impiegato dal modulo TCS3200 per rilevare il colore per la tua applicazione?