TCS3200 - Pinový diagram, obvod a aplikácie

TCS3200 - Pinový diagram, obvod a aplikácie

Biele svetlo je zložené zo siedmich farieb. Toto farebné spektrum svetla je známe ako VIBGYOR, čo znamená fialová, indigo, modrá, zelená, žltá, oranžová a zelená. Rôzne farby majú rôzne vlnové dĺžky. Keď na objekty dopadá svetlo, na základe vlastností objektu sa niektoré vlnové dĺžky absorbujú, zatiaľ čo niektoré sa odrážajú späť. Tieto odrazené vlnové dĺžky poskytujú farbu objektu, ktorá je detegovaná ľudským okom. Kombinácia vlnových dĺžok v rôznych pomeroch vygenerovala rôzne farby. Farebný senzor je zariadenie, ktoré sa používa na detekciu farieb. Tieto snímače môžu klasifikovať farbu objektu na červenú, modrú alebo zelenú. Jedným z takýchto senzorov je TCS3200.



Čo je TCS3200?

TCS3200 je programovateľný farebný prevodník svetlo-frekvencia. Tento modul dokáže detekovať farbu pomocou mikrokontroléra. Dokáže detekovať širokú škálu farieb ako červená, modrá a zelená na základe ich vlnovej dĺžky. Na optimalizáciu odpočtov senzorov je k dispozícii zmena frekvencie.


TCS3200 obsahuje biele LED diódy na osvetlenie povrchu objektu, ktorého farba musí byť detekovaná. Vypočíta sa intenzita svetla odrazeného späť objektom. Prevodník vytvára frekvenciu úmernú intenzite, pomocou ktorej mikrokontrolér predpovedá farbu objektu.





Na detekciu rôznych farieb sa používajú filtre citlivé na rôzne vlnové dĺžky. Zvyčajne je červená farba detegovaná pre vlnovú dĺžku 580 nm, zelená pre vlnovú dĺžku 540 nm a modrá pre vlnovú dĺžku 450 nm.

Bloková schéma TCS3200

Bloková schéma TCS3200

Bloková schéma TCS3200



TCS3200 je jediný monolitický integrovaný obvod CMOS. Skladá sa z konfigurovateľných kremíkových fotodiód a prevodníka prúdu na frekvenciu. Fotodiódy sú usporiadané ako pole 8 × 8. Z týchto fotodiódy , 16 fotodiód má modrý filter, 16 fotodiód má červený filter, 16 fotodiód má zelený filter a zvyšných 16 fotodiód nemá žiadny filter.

Všetky fotodiódy rovnakej farby sú zapojené paralelne. Aby sa minimalizoval účinok nejednotnosti dopadajúceho ožiarenia, sú navzájom prelínané štyri typy fotodiód. Všetky fotodiódy majú veľkosť 110 μm × 110 μm.


Schéma zapojenia TCS3200

Výstup TCS3200 je obdĺžniková vlna s 50% pracovným cyklom. TCS3200 je možné prepojiť s ľubovoľným mikrokontrolérom priamo pomocou digitálnych vstupných a digitálnych výstupných pinov. Pomocou dvoch ovládacích vstupných pinov je možné škálovať výstupnú frekvenciu v plnom rozsahu.

Zo štyroch rôznych typov fotodiód pokrytých filtrom je možné každú diódu aktivovať pomocou výberových vstupov S2 a S3. Keď sú zvolené diódy s červeným filtrom, meria sa iba červené dopadajúce svetlo a zostávajúce zelené a modré svetlo je blokované. Potom zmeraním frekvencie možno zistiť intenzitu červeného svetla. Použitím vstupov S0, S1 je možné nastaviť faktor zmeny frekvencie.

Na meranie frekvencie sa používa 6. pin. Tento pin je pripojený k mikrokontroléru. Ak chcete určiť farbu objektu, najskôr nastavte všetky vstupné piny ako vstupné a výstupné piny ako výstupné. Tu nie sú k dispozícii analógové kolíky. Ďalej nastavte požadované prispôsobenie frekvencie nastavením kolíkov S0, S1 na vysoké alebo nízke.

Teraz, aby ste zistili farbu objektu, aktivujte každý typ filter pomocou výberových riadkov S2 a S3. Po aktivácii filtra zmerajte frekvenciu generovanú na 6. kolíku pomocou a mikrokontrolér . Ak sú kolíky S2 aj S3 nízke, aktivujú sa filtre červenej farby a zistí sa intenzita červených komponentov objektu. Podobne jazda S2 nízka a S3 vysoká detekuje modrú zložku a jazda oboch S2, S3 na vysokú detekuje zelené zložky objektu. Všetky tieto hodnoty sa zhromaždia a porovnajú, aby sa získala skutočná farba objektu. Okolité svetlo môže spôsobiť zmeny v meraniach, takže snímač a predmet by mali byť počas merania chránené pred okolitým svetlom.

0,01 μF až 0,1 μF kondenzátory by sa malo použiť na odpojenie napájacích vedení. Pre odolnosť proti vstupnému šumu je potrebné elektrické pripojenie s nízkou impedanciou na výstupe zariadenia a na zemi zariadenia. Ak sú na výstupe použité riadky väčšie ako 12 palcov, vyžaduje sa vyrovnávacia pamäť.

Schéma pripnutia

Pin-Diagram-of-TCS3200

Pin-Diagram-of-TCS3200

TCS3200 je na trhu k dispozícii ako 8kolíkový balík LEAD SOIC D. Popis kolíka tohto modulu je uvedený nižšie -

  • Pin-1 a Pin-2 sú výberové riadky S0, S1. Tieto piny sa používajú na zmenu mierky frekvencie.
  • Pin-3, OE, je pin umožňujúci výstup. Tento pin je aktívny.
  • Pin-4, GND, je zemniaci pin. Tento pin je zem napájacieho zdroja.
  • Pin-5, VDD, je pin napájacieho napätia.
  • Pin-6, OUT, je pin výstupnej frekvencie. Tento pin je pripojený k mikrokontroléru na čítanie hodnôt.
  • PIn-7 a Pin-8 sú výberové riadky S2, S3. Tieto piny sa používajú ako vstupy pre výber typu fotodiódy.

Logika výberovej linky pre zmenu frekvencie je uvedená nižšie -

  • Keď sú obidve hodnoty S0, S1 NÍZKE, zariadenie je v režime vypnutia.
  • Keď je S0 LOW a S1 je HIGH, prispôsobenie výstupnej frekvencie bude 2%.
  • Keď je S0 HIGH a S1 LOW, zmena mierky výstupnej frekvencie bude 20%.
  • Keď sú S0 aj S1 VYSOKÉ, zmena mierky výstupnej frekvencie bude 100%.

technické údaje

Niektoré zo špecifikácií TCS3200 sú nasledujúce -

  • Hlavnými blokmi tohto modulu sú čip senzora TCS3200 RGB a 4 biele LED diódy.
  • Štyri LED diódy slúžia na zabezpečenie dostatočných svetelných podmienok pre snímač počas detekcie farieb.
  • Čip TCS3200 sa skladá z poľa 8 × 8 fotodiód, ktoré dokážu detekovať červené, modré a zelené farby.
  • Tento modul pracuje na vstupnom napájacom napätí 2,7 V až 5,5 V.
  • V tomto module je prítomné digitálne rozhranie TTL.
  • Čip TCS3200 prevádza intenzitu svetla na frekvenciu s vysokým rozlíšením.
  • Tento modul nevyžaduje na získanie digitálnych hodnôt ADC a je možné ho priamo pripojiť k digitálnym pinom mikrokontrolérov.
  • TCS3200 má programovateľnú farbu a výstupnú frekvenciu v plnom rozsahu.
  • Funkcia vypnutia je tiež poskytnutá tomuto modulu.
  • Rozsah prevádzkových teplôt tohto modulu je od -40 ° C do 85 ° C.
  • TCS3200 obsahuje filtre pre červenú, modrú a zelenú farbu.
  • Tento modul obsahuje chybu nelinearity 0,2% pri 50 kHz.
  • Modul TCS3200 má stabilný teplotný koeficient 200 ppm / ° C.

Aplikácie TCS3200

Niektoré z aplikácií TCS3200 sú uvedené nižšie -

  • TCS3200 sa používa na detekciu farby povrchov.
  • Tento modul nachádza uplatnenie v priemyselných odvetviach, zdravotníctve a výrobných závodoch.
  • TCS3200 sa používa v lekárskych diagnostických systémoch.
  • Na RGB LED riadenie konzistencie sa používa TCS3200.
  • TCS3200 sa používa na riadenie priemyselných procesov.
  • V laserových olepovačkách hrán sa na detekciu farieb používa TCS3200.
  • Na detekciu chronických ochorení obličiek sa na analýzu moču používa TCS3200.
  • TCS3200 sa používa v systémoch triedenia ovocia.
  • Pomocou tohto modulu snímača je možné merať intenzitu modrého, červeného a zeleného žiarenia.
  • Tento modul sa používa na klasifikáciu rôznych druhov kovov.
  • Potravinársky priemysel používa tento senzor na triedenie ovocia a zeleniny.
  • TCS3200 sa používa aj v zubnej diagnostike a na detekciu amoniaku.
  • Na návrh prijímača svetlo-frekvencia vo viacfarebnej komunikácii viditeľným svetlom sa používa TCS3200.

Alternatívne IC

Niektoré z integrovaných obvodov, ktoré sú dostupné na trhu a ktoré je možné použiť ako alternatívu k TCS3200, sú TCS3400, TCS34715, TCS35727 atď.

Počas meraní je dôležité chrániť snímač pred okolitým svetlom, UV žiarením a IR žiarením. Tento modul používajú študenti a inžinieri tiež na navrhovanie rôznych zaujímavých a ľahkých projektov. Tento senzor je ľahko prepojiteľný s ovládačmi ako sú napr Arduino , Malinový koláč , atď ... Ďalšie podrobnosti o elektrických vlastnostiach a usporiadaní TCS3200 nájdete v dokumente dátový hárok . Aký čas trval modul TCS3200 na detekciu farieb pre vašu aplikáciu?