TCS3200 - แผนภาพพินวงจรและการใช้งาน

แสงสีขาวประกอบด้วยเจ็ดสี สเปกตรัมของแสงสีนี้เรียกว่า VIBGYOR ซึ่งบ่งบอกถึงสีม่วงครามน้ำเงินเขียวเหลืองส้มและเขียว สีต่างๆมีความยาวคลื่นต่างกัน เมื่อแสงตกกระทบกับวัตถุตามคุณสมบัติของวัตถุความยาวคลื่นบางส่วนจะถูกดูดซับโดยวัตถุในขณะที่บางส่วนสะท้อนกลับ ความยาวคลื่นที่สะท้อนเหล่านี้ให้สีของวัตถุซึ่งตรวจจับได้ด้วยตามนุษย์ การรวมกันของความยาวคลื่นในสัดส่วนที่ต่างกันทำให้เกิดสีที่ต่างกัน เซ็นเซอร์สีเป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในการตรวจจับสี เซ็นเซอร์เหล่านี้สามารถจำแนกสีของวัตถุเป็นสีแดงหรือสีน้ำเงินหรือสีเขียว หนึ่งในเซ็นเซอร์ดังกล่าวคือ TCS3200

TCS3200 คืออะไร

TCS3200 เป็นตัวแปลงแสงเป็นความถี่สีที่ตั้งโปรแกรมได้ โมดูลนี้สามารถตรวจจับสีด้วยความช่วยเหลือของไมโครคอนโทรลเลอร์ สามารถตรวจจับสีได้หลากหลายเช่นแดงน้ำเงินและเขียวตามความยาวคลื่น เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการอ่านเซ็นเซอร์จะมีการกำหนดมาตราส่วนความถี่

TCS3200 มีไฟ LED สีขาวเพื่อส่องสว่างพื้นผิวของวัตถุซึ่งต้องตรวจจับสี คำนวณความเข้มของแสงที่สะท้อนกลับโดยวัตถุ ตัวแปลงสร้างความถี่ที่เป็นสัดส่วนกับความเข้มโดยใช้ซึ่งไมโครคอนโทรลเลอร์คาดการณ์สีของวัตถุ

สำหรับการตรวจจับสีที่ต่างกันจะใช้ฟิลเตอร์ที่ไวต่อความยาวคลื่นที่แตกต่างกัน โดยปกติจะตรวจพบสีแดงสำหรับความยาวคลื่น 580 นาโนเมตรสีเขียวสำหรับความยาวคลื่น 540 นาโนเมตรและสีน้ำเงินสำหรับความยาวคลื่น 450nnm

แผนภาพบล็อกของ TCS3200

บล็อกไดอะแกรมของ TCS3200

TCS3200 เป็น CMOS IC แบบเสาเดียว ประกอบด้วยโฟโตไดโอดซิลิคอนที่กำหนดค่าได้และตัวแปลงกระแสต่อความถี่ โฟโตไดโอดจัดเรียงเป็นอาร์เรย์ 8 × 8 จากสิ่งเหล่านี้ โฟโตไดโอด โฟโตไดโอด 16 ตัวมีฟิลเตอร์สีน้ำเงินโฟโตไดโอด 16 ตัวมีฟิลเตอร์สีแดงโฟโตไดโอด 16 ตัวมีฟิลเตอร์สีเขียวและโฟโตไดโอดที่เหลือ 16 ตัวไม่มีฟิลเตอร์ใด ๆ

โฟโตไดโอดที่มีสีเดียวกันทั้งหมดเชื่อมต่อแบบขนาน เพื่อลดผลกระทบของความไม่สม่ำเสมอของการฉายรังสีของอุบัติการณ์โฟโตไดโอดสี่ประเภทจะถูกรวมเข้าด้วยกัน โฟโตไดโอดทั้งหมดมีขนาด110μm×110μm

แผนภาพวงจรของ TCS3200

ผลลัพธ์ของ TCS3200 เป็นคลื่นสี่เหลี่ยมที่มีรอบการทำงาน 50% TCS3200 สามารถเชื่อมต่อกับไมโครคอนโทรลเลอร์ได้โดยตรงโดยใช้อินพุตดิจิตอลและพินเอาต์พุตดิจิตอล การใช้พินอินพุตควบคุมสองขาสามารถปรับขนาดความถี่เอาต์พุตแบบเต็มสเกลได้

จากโฟโตไดโอดที่ครอบคลุมตัวกรองสี่ประเภทที่แตกต่างกันแต่ละไดโอดสามารถเปิดใช้งานได้โดยใช้อินพุตการเลือก S2 และ S3 เมื่อเลือกไดโอดที่มีฟิลเตอร์สีแดงระบบจะวัดเฉพาะแสงตกกระทบสีแดงและไฟสีเขียวและสีน้ำเงินที่เหลือจะถูกปิดกั้น จากนั้นโดยการวัดความถี่จะสามารถตรวจจับความเข้มของแสงสีแดงได้ การใช้อินพุต S0, S1 เลือกสามารถตั้งค่าตัวคูณความถี่ได้

ในการวัดความถี่จะใช้พินที่ 6 พินนี้เชื่อมต่อกับไมโครคอนโทรลเลอร์ ในการกำหนดสีของวัตถุขั้นแรกให้กำหนดพินอินพุตทั้งหมดเป็นพินอินพุตและเอาต์พุตเป็นเอาต์พุต ที่นี่ไม่มีการใช้พินอนาล็อก ถัดไปตั้งค่าความถี่ที่ต้องการโดยตั้งค่าพิน S0, S1 ทั้งสูงหรือต่ำ

ตอนนี้เพื่อตรวจจับสีของวัตถุให้เปิดใช้งานไฟล์ กรอง โดยใช้เส้นเลือก S2 และ S3 หลังจากเปิดใช้งานตัวกรองให้วัดความถี่ที่สร้างบนพินที่ 6 โดยใช้ a ไมโครคอนโทรลเลอร์ . เมื่อทั้งขา S2 และ S3 อยู่ในระดับต่ำตัวกรองสีแดงจะทำงานและตรวจพบความเข้มของส่วนประกอบสีแดงของวัตถุ ในทำนองเดียวกันการขับ S2 ต่ำและ S3 สูงจะตรวจจับส่วนประกอบสีน้ำเงินและการขับทั้ง S2, S3 ไปยังสูงจะตรวจพบส่วนประกอบสีเขียวของวัตถุ ค่าทั้งหมดนี้จะถูกรวบรวมและเปรียบเทียบเพื่อให้ได้สีที่แท้จริงของวัตถุ แสงโดยรอบอาจทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในการวัดดังนั้นควรป้องกันเซ็นเซอร์และวัตถุจากแสงโดยรอบในระหว่างการวัด

0.01μFถึง0.1μF ตัวเก็บประจุ ควรใช้สำหรับการแยกสายไฟ สำหรับการป้องกันสัญญาณรบกวนอินพุตจำเป็นต้องมีการเชื่อมต่อทางไฟฟ้าที่มีความต้านทานต่ำที่เอาต์พุตของอุปกรณ์และกราวด์ของอุปกรณ์ จำเป็นต้องมีบัฟเฟอร์หากใช้บรรทัดที่มีขนาดใหญ่กว่า 12 นิ้วที่เอาต์พุต

พินไดอะแกรม

พินไดอะแกรมของ TCS3200

TCS3200 มีจำหน่ายในตลาดในรูปแบบ LEAD SOIC แบบ 8 พินคำอธิบายพินของโมดูลนี้แสดงไว้ด้านล่าง -

• Pin-1 และ Pin-2 คือเส้นเลือก S0, S1 ตามลำดับ หมุดเหล่านี้ใช้สำหรับการปรับความถี่
• Pin-3, OE คือพินเปิดใช้งานเอาต์พุต พินนี้ใช้งานได้ต่ำ
• Pin-4, GND คือพินกราวด์ พินนี้คือกราวด์ของแหล่งจ่ายไฟ
• Pin-5, VDD คือพินแรงดันไฟฟ้า
• Pin-6, OUT คือขาความถี่เอาต์พุต พินนี้เชื่อมต่อกับไมโครคอนโทรลเลอร์เพื่ออ่านค่า
• PIn-7 และ Pin-8 คือเส้นเลือก S2, S3 ตามลำดับ พินเหล่านี้ใช้เป็นอินพุตการเลือกประเภทโฟโตไดโอด

ตรรกะของเส้นการเลือกสำหรับการปรับความถี่มีดังต่อไปนี้ -

• เมื่อทั้ง S0, S1 อยู่ในระดับต่ำอุปกรณ์จะอยู่ในโหมดปิดเครื่อง
• เมื่อ S0 เป็น LOW และ S1 สูงการกำหนดความถี่เอาต์พุตจะเป็น 2%
• เมื่อ S0 สูงและ S1 ต่ำการสเกลความถี่เอาต์พุตจะเป็น 20%
• เมื่อทั้ง S0 และ S1 สูงการสเกลความถี่เอาต์พุตจะเป็น 100%

ข้อมูลจำเพาะ

ข้อกำหนดบางประการของ TCS3200 มีดังนี้ -

• บล็อกหลักของโมดูลนี้คือชิปเซ็นเซอร์ TCS3200 RGB และไฟ LED สีขาว 4 ดวง
• LED สี่ดวงได้รับเพื่อให้มีสภาพแสงที่เพียงพอสำหรับเซ็นเซอร์ระหว่างการตรวจจับสี
• ชิป TCS3200 ประกอบด้วยโฟโตไดโอดอาร์เรย์ 8 × 8 ซึ่งสามารถตรวจจับสีแดงน้ำเงินเขียว
• โมดูลนี้ทำงานกับแรงดันไฟฟ้าอินพุต 2.7V ถึง 5.5V
• อินเทอร์เฟซ TTL ดิจิทัลมีอยู่ในโมดูลนี้
• ชิป TCS3200 แปลงความเข้มแสงเป็นความถี่ที่มีความละเอียดสูง
• โมดูลนี้ไม่ต้องใช้ ADC เพื่อรับค่าดิจิทัลและสามารถเชื่อมต่อกับพินดิจิทัลของไมโครคอนโทรลเลอร์ได้โดยตรง
• TCS3200 มีสีที่ตั้งโปรแกรมได้และความถี่เอาต์พุตเต็มสเกล
• คุณสมบัติการปิดเครื่องยังมอบให้กับโมดูลนี้
• ช่วงอุณหภูมิในการทำงานของโมดูลนี้อยู่ระหว่าง -40 ° C ถึง 85 ° C
• TCS3200 มีฟิลเตอร์สำหรับสีแดงน้ำเงินเขียว
• โมดูลนี้มีข้อผิดพลาดที่ไม่ใช่เชิงเส้น 0.2% ที่ 50kHz
• โมดูล TCS3200 มีอุณหภูมิร่วม 200 ppm / ° C ที่เสถียร

การใช้งาน TCS3200

แอปพลิเคชันบางส่วนของ TCS3200 มีให้ด้านล่าง -

• TCS3200 ใช้ในการตรวจจับสีของพื้นผิว
• โมดูลนี้ค้นหาการประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมการดูแลสุขภาพและโรงงานผลิต
• TCS3200 ถูกนำไปใช้ในระบบการวินิจฉัยทางการแพทย์
• สำหรับการควบคุมความสอดคล้อง RGB LED ใช้ TCS3200
• TCS3200 ใช้สำหรับการควบคุมกระบวนการอุตสาหกรรม
• ในเครื่องรัดขอบเลเซอร์เพื่อตรวจจับสี TCS3200 ใช้
• ในการตรวจหาโรคไตเรื้อรัง TCS3200 ใช้สำหรับการวิเคราะห์ปัสสาวะ
• TCS3200 ใช้ในระบบคัดแยกผลไม้
• สามารถวัดความเข้มของการแผ่รังสีสีน้ำเงินสีแดงและสีเขียวได้โดยใช้โมดูลเซ็นเซอร์นี้
• สำหรับการจำแนกประเภทของโลหะต่างๆจะใช้โมดูลนี้
• อุตสาหกรรมอาหารใช้เซ็นเซอร์นี้ในการคัดแยกผักและผลไม้
• TCS3200 ยังใช้ในการวินิจฉัยทางทันตกรรมและการตรวจหาแอมโมเนีย
• สำหรับการออกแบบตัวรับแสงถึงความถี่ในการสื่อสารด้วยแสงหลายสีที่มองเห็นได้จะใช้ TCS3200

IC ทางเลือก

IC บางตัวที่มีอยู่ในตลาดที่สามารถใช้เป็นทางเลือกแทน TCS3200 ได้แก่ TCS3400, TCS34715, TCS35727 เป็นต้น ...

สิ่งสำคัญคือต้องปกป้องเซ็นเซอร์จากแสงโดยรอบรังสี UV และรังสี IR ในระหว่างการวัด โมดูลนี้ยังใช้โดยนักศึกษาวิศวกรรมและมือสมัครเล่นในการออกแบบโครงการที่น่าสนใจและง่ายต่างๆ เซ็นเซอร์นี้ง่ายต่อการเชื่อมต่อกับคอนโทรลเลอร์เช่น Arduino , ราสเบอร์รี่ Pi ฯลฯ ... รายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับลักษณะทางไฟฟ้าและรูปแบบของ TCS3200 สามารถดูได้ใน แผ่นข้อมูล . โมดูล TCS3200 ใช้เวลาเท่าใดในการตรวจจับสีสำหรับแอปพลิเคชันของคุณ