Ánh sáng trắng bao gồm bảy màu. Quang phổ màu này của ánh sáng được gọi là VIBGYOR, biểu thị Violet, Indigo, Blue, Green, Yellow, Orange và Green. Các màu khác nhau có bước sóng khác nhau. Khi ánh sáng chiếu vào vật thể, dựa vào tính chất của vật thể, một số bước sóng bị vật thể hấp thụ trong khi một số bước sóng bị phản xạ trở lại. Các bước sóng phản xạ này cung cấp màu sắc của vật thể mà mắt người phát hiện được. Sự kết hợp của các bước sóng với tỷ lệ khác nhau tạo ra các màu sắc khác nhau. Cảm biến màu là thiết bị được sử dụng để phát hiện màu sắc. Các cảm biến này có thể phân loại màu sắc của vật thể thành màu đỏ hoặc xanh lam hoặc xanh lục. Một trong những cảm biến như vậy là TCS3200.

TCS3200 là gì?

TCS3200 là bộ chuyển đổi tần số ánh sáng màu có thể lập trình được. Mô-đun này có thể phát hiện màu với sự trợ giúp của vi điều khiển. Nó có thể phát hiện nhiều màu sắc như Đỏ, Xanh lam và Xanh lục dựa trên bước sóng của chúng. Để tối ưu hóa số đọc cảm biến, tỷ lệ tần số được cung cấp.

TCS3200 chứa các đèn LED màu trắng để chiếu sáng bề mặt của vật thể có màu cần được phát hiện. Tính cường độ của ánh sáng bị vật thể phản xạ trở lại. Một tần số tỷ lệ với cường độ được tạo ra bởi bộ chuyển đổi, sử dụng nó mà bộ vi điều khiển dự đoán màu sắc của đối tượng.

Để phát hiện màu sắc khác nhau, các bộ lọc nhạy cảm với các bước sóng khác nhau được sử dụng. Thông thường, màu Đỏ được phát hiện cho bước sóng 580nm, Màu xanh lá cây cho bước sóng 540nm và Màu xanh lam cho bước sóng 450nnm.

Sơ đồ khối của TCS3200

TCS3200 là một vi mạch CMOS nguyên khối duy nhất. Nó bao gồm điốt quang silicon có thể định cấu hình và bộ chuyển đổi dòng điện sang tần số. Điốt quang được sắp xếp như một mảng 8 × 8. Từ đó điốt quang , 16 điốt quang có bộ lọc màu xanh lam, 16 điốt quang có bộ lọc màu đỏ, 16 điốt quang có bộ lọc màu xanh lục và 16 điốt quang còn lại không có bộ lọc nào.

Tất cả các điốt quang có cùng màu được kết nối song song. Để giảm thiểu ảnh hưởng của sự không đồng nhất của bức xạ tới, bốn loại điốt quang được xen kẽ. Tất cả các điốt quang có kích thước 110μm × 110μm.

Sơ đồ mạch của TCS3200

Đầu ra của TCS3200 là sóng vuông với chu kỳ nhiệm vụ 50%. TCS3200 có thể được giao tiếp trực tiếp với bất kỳ bộ vi điều khiển nào bằng cách sử dụng các chân đầu vào kỹ thuật số và đầu ra kỹ thuật số. Sử dụng hai chân đầu vào điều khiển, tần số đầu ra toàn quy mô có thể được điều chỉnh.

Từ bốn loại điốt quang được phủ bộ lọc khác nhau, mỗi điốt có thể được kích hoạt bằng cách sử dụng đầu vào lựa chọn S2 và S3. Khi chọn điốt có bộ lọc màu đỏ, chỉ có ánh sáng tới màu đỏ được đo và ánh sáng xanh lục và xanh lam còn lại bị chặn. Sau đó, bằng cách đo tần số, cường độ của ánh sáng đỏ có thể được phát hiện. Sử dụng các đầu vào chọn S0, S1, hệ số tỷ lệ tần số có thể được thiết lập.

Để đo tần số, chân thứ 6 được sử dụng. Chân này được kết nối với vi điều khiển. Để xác định màu sắc của đối tượng, trước tiên hãy đặt tất cả các chân đầu vào làm chân đầu vào và đầu ra làm đầu ra. Ở đây không sử dụng chân analog. Tiếp theo, thiết lập tỷ lệ tần số mong muốn bằng cách đặt các chân S0, S1 ở mức cao hoặc thấp.

Bây giờ để phát hiện màu sắc của đối tượng, hãy kích hoạt từng loại bộ lọc sử dụng dòng lựa chọn S2 và S3. Sau khi kích hoạt bộ lọc, đo tần số được tạo ra trên chân thứ 6 bằng cách sử dụng vi điều khiển . Khi cả hai chân S2 và S3 ở mức thấp, bộ lọc màu Đỏ được kích hoạt và cường độ của các thành phần màu đỏ của đối tượng được phát hiện. Tương tự, điều khiển S2 thấp và S3 cao sẽ phát hiện thành phần Xanh lam và điều khiển cả S2, S3 lên Cao sẽ phát hiện thành phần Xanh lục của đối tượng. Tất cả các giá trị này được thu thập và so sánh để có được màu sắc thực tế của đối tượng. Ánh sáng xung quanh có thể gây ra sự thay đổi trong các phép đo vì vậy cảm biến và vật thể phải được bảo vệ khỏi ánh sáng xung quanh trong quá trình đo.

0,01μF đến 0,1μF tụ điện nên được sử dụng để tách các đường cấp điện. Để chống nhiễu đầu vào, cần có kết nối điện trở kháng thấp ở đầu ra thiết bị và mặt đất thiết bị. Cần có bộ đệm nếu các dòng lớn hơn 12 inch được sử dụng ở đầu ra.

Sơ đồ chân

Pin-Diagram-of-TCS3200

TCS3200 có sẵn trên thị trường dưới dạng gói LEAD SOIC 8 chân D. Mô tả chân của mô-đun này được đưa ra bên dưới-

Pin-1 và Pin-2 lần lượt là các đường lựa chọn S0, S1. Các chân này được sử dụng để chia tỷ lệ tần số.
Pin-3, OE, là chân cho phép đầu ra. Pin này đang hoạt động ở mức thấp.
Pin-4, GND, là chân nối đất. Chân này là mặt đất cấp nguồn.
Pin-5, VDD, là chân cấp điện áp.
Pin-6, OUT, là chân tần số đầu ra. Chân này được kết nối với vi điều khiển để đọc các giá trị.
PIn-7 và Pin-8 lần lượt là dòng lựa chọn S2, S3. Các chân này được sử dụng làm đầu vào lựa chọn loại Điốt quang.

Logic dòng lựa chọn để chia tỷ lệ tần số như dưới đây-

“mạch tuyến tính và phi tuyến pdf ”

Khi cả S0, S1 đều THẤP, thiết bị đang ở chế độ tắt nguồn.
Khi S0 là THẤP và S1 là CAO, tỷ lệ tần số đầu ra sẽ là 2%.
Khi S0 là CAO và S1 là THẤP, tỷ lệ tần số đầu ra sẽ là 20%.
Khi cả S0 và S1 đều ở mức CAO, tỷ lệ tần số đầu ra sẽ là 100%.

Thông số kỹ thuật

Một số thông số kỹ thuật của TCS3200 như sau-

Các khối chính của mô-đun này là chip cảm biến TCS3200 RGB và 4 đèn LED trắng.
Bốn đèn LED được cung cấp để cung cấp đủ điều kiện ánh sáng cho cảm biến trong quá trình phát hiện màu sắc.
Chip TCS3200 bao gồm dãy 8 × 8 điốt quang có thể phát hiện các màu đỏ, xanh lam, xanh lục.
Mô-đun này hoạt động trên điện áp cung cấp đầu vào từ 2,7V đến 5,5V.
Giao diện TTL kỹ thuật số có trong mô-đun này.
Chip TCS3200 chuyển đổi cường độ ánh sáng thành tần số với độ phân giải cao.
Mô-đun này không yêu cầu ADC để nhận các giá trị kỹ thuật số và có thể được kết nối trực tiếp với các chân kỹ thuật số của bộ vi điều khiển.
TCS3200 có màu có thể lập trình và tần số đầu ra toàn quy mô.
Tính năng tắt nguồn cũng được cung cấp cho mô-đun này.
Phạm vi nhiệt độ hoạt động của mô-đun này là từ -40 ° C đến 85 ° C.
TCS3200 chứa các bộ lọc cho các màu đỏ, xanh lam, xanh lục.
Mô-đun này có lỗi không tuyến tính là 0,2% ở 50kHz.
Mô-đun TCS3200 có nhiệt độ ổn định 200 ppm / ° C đồng hiệu quả.

Các ứng dụng của TCS3200

Một số ứng dụng của TCS3200 được đưa ra dưới đây-

TCS3200 được sử dụng để phát hiện màu sắc của bề mặt.
Mô-đun này ứng dụng trong các ngành công nghiệp, chăm sóc sức khỏe và nhà máy sản xuất.
TCS3200 được ứng dụng trong các hệ thống chẩn đoán y tế.
Đối với điều khiển tính nhất quán LED RGB, TCS3200 được sử dụng.
TCS3200 được áp dụng để kiểm soát quá trình công nghiệp.
Trong máy cắt dải cạnh laser để phát hiện màu TCS3200 được sử dụng.
Để phát hiện các bệnh thận mãn tính, TCS3200 được sử dụng để phân tích nước tiểu.
TCS3200 được sử dụng trong hệ thống phân loại trái cây.
Có thể đo cường độ của bức xạ xanh lam, đỏ, lục bằng cách sử dụng mô-đun cảm biến này.
Để phân loại các loại kim loại khác nhau, mô-đun này được sử dụng.
Ngành công nghiệp thực phẩm sử dụng cảm biến này để phân loại trái cây và rau quả.
TCS3200 cũng được sử dụng trong chẩn đoán nha khoa và phát hiện amoniac.
Để thiết kế bộ thu ánh sáng-tần số trong giao tiếp ánh sáng khả kiến nhiều màu, TCS3200 được sử dụng.

IC thay thế

Một số vi mạch có sẵn trên thị trường có thể được sử dụng thay thế cho TCS3200 là TCS3400, TCS34715, TCS35727, v.v.

Điều quan trọng là phải bảo vệ cảm biến khỏi ánh sáng xung quanh, bức xạ UV và bức xạ IR trong quá trình đo. Mô-đun này cũng được sử dụng bởi sinh viên kỹ thuật và những người có sở thích để thiết kế các dự án thú vị và dễ dàng khác nhau. Cảm biến này dễ giao tiếp với các bộ điều khiển như Arduino , Raspberry Pi , v.v. ... Bạn có thể tìm thấy thêm chi tiết về đặc điểm điện và cách bố trí của TCS3200 trong bảng dữliệu . Thời gian mô-đun TCS3200 phát hiện màu cho ứng dụng của bạn là bao nhiêu?