백색광은 7 가지 색상으로 구성됩니다. 이 빛의 색상 스펙트럼은 VIBGYOR로 알려져 있으며 바이올렛, 인디고, 블루, 그린, 옐로우, 오렌지, 그린을 나타냅니다. 색상마다 파장이 다릅니다. 빛이 물체에 떨어지면 물체의 특성에 따라 일부 파장은 물체에 흡수되고 일부는 반사됩니다. 이러한 반사 파장은 사람의 눈으로 감지되는 물체의 색상을 나타냅니다. 다른 비율의 파장 조합은 다른 색상을 생성했습니다. 컬러 센서는 색상을 감지하는 데 사용되는 장치입니다. 이 센서는 물체의 색상을 빨간색, 파란색 또는 녹색으로 분류 할 수 있습니다. 이러한 센서 중 하나는 TCS3200입니다.

TCS3200은 무엇입니까?

TCS3200은 프로그래밍 가능한 컬러 광-주파수 변환기입니다. 이 모듈은 마이크로 컨트롤러의 도움으로 색상을 감지 할 수 있습니다. 파장에 따라 적색, 청색, 녹색 등 다양한 색상을 감지 할 수 있습니다. 센서 판독 값을 최적화하기 위해 주파수 스케일링이 제공됩니다.

TCS3200에는 색상을 감지해야하는 물체의 표면을 비추는 백색 LED가 있습니다. 물체에서 반사 된 빛의 강도가 계산됩니다. 강도에 비례하는 주파수는 변환기에 의해 생성되며,이를 사용하여 마이크로 컨트롤러가 물체의 색상을 예측합니다.

다른 색상을 감지하기 위해 다른 파장에 민감한 필터가 사용됩니다. 일반적으로 빨간색은 파장 580nm, 녹색은 파장 540nm, 파란색은 파장 450nnm에서 감지됩니다.

TCS3200의 블록 다이어그램

TCS3200은 단일 모 놀리 식 CMOS IC입니다. 구성 가능한 실리콘 포토 다이오드와 전류-주파수 변환기로 구성됩니다. 포토 다이오드는 8x8 배열로 배열됩니다. 이들에서 포토 다이오드 , 16 개의 포토 다이오드에는 파란색 필터가, 16 개의 포토 다이오드에는 빨간색 필터가, 16 개의 포토 다이오드에는 녹색 필터가 있으며 나머지 16 개의 포토 다이오드에는 필터가 없습니다.

같은 색상의 모든 포토 다이오드는 병렬로 연결됩니다. 입사 조도 불균일의 영향을 최소화하기 위해 4 가지 유형의 포토 다이오드가 서로 맞물려 있습니다. 모든 포토 다이오드는 크기가 110μm × 110μm입니다.

TCS3200의 회로도

TCS3200의 출력은 듀티 사이클이 50 % 인 구형파입니다. TCS3200은 디지털 입력 및 디지털 출력 핀을 사용하여 모든 마이크로 컨트롤러와 직접 인터페이스 할 수 있습니다. 두 개의 제어 입력 핀을 사용하여 전체 출력 주파수를 조정할 수 있습니다.

4 가지 유형의 필터 커버 포토 다이오드에서 각 다이오드는 S2 및 S3 선택 입력을 사용하여 활성화 할 수 있습니다. 적색 필터가있는 다이오드를 선택하면 적색 입사광 만 측정되고 나머지 녹색 및 청색광은 차단됩니다. 그런 다음 주파수를 측정하여 적색광의 강도를 감지 할 수 있습니다. S0, S1 선택 입력을 사용하여 주파수 스케일링 계수를 설정할 수 있습니다.

주파수를 측정하기 위해 6 번째 핀이 사용됩니다. 이 핀은 마이크로 컨트롤러에 연결됩니다. 객체의 색상을 결정하려면 먼저 모든 입력 핀을 입력 핀으로, 출력 핀을 출력으로 설정합니다. 여기에서는 아날로그 핀을 사용하지 않습니다. 다음으로 핀 S0, S1을 높거나 낮게 설정하여 원하는 주파수 스케일링을 설정합니다.

이제 물체의 색상을 감지하려면 각 유형의 필터 S2 및 S3 선택 라인 사용. 필터를 활성화 한 후 6 번째 핀에서 생성 된 주파수를 마이크로 컨트롤러 . S2 및 S3 핀이 모두 낮 으면 빨간색 필터가 활성화되고 물체의 빨간색 구성 요소의 강도가 감지됩니다. 마찬가지로 S2를 로우로 구동하고 S3를 하이로 구동하면 청색 성분을 감지하고 S2, S3를 모두 하이로 구동하면 물체의 녹색 성분을 감지합니다. 이러한 모든 값을 수집하고 비교하여 개체의 실제 색상을 얻습니다. 주변 광은 측정에 변화를 일으킬 수 있으므로 측정 중에 센서와 물체를 주변 광으로부터 보호해야합니다.

0.01μF ~ 0.1μF 커패시터 전원 공급 라인을 분리하는 데 사용해야합니다. 입력 잡음 내성을 위해 장치 출력 및 장치 접지에 낮은 임피던스 전기 연결이 필요합니다. 12 인치보다 큰 라인이 출력에 사용되는 경우 버퍼가 필요합니다.

핀 다이어그램

TCS3200의 핀 다이어그램

TCS3200은 시장에서 8 핀 LEAD SOIC 패키지 D로 제공됩니다.이 모듈의 핀 설명은 다음과 같습니다.

핀 -1과 핀 -2는 각각 S0, S1 선택 라인입니다. 이 핀은 주파수 스케일링에 사용됩니다.
핀 -3, OE는 출력 활성화 핀입니다. 이 핀은 액티브 로우입니다.
핀 -4, GND는 접지 핀입니다. 이 핀은 전원 공급 장치 접지입니다.
핀 -5, VDD는 공급 전압 핀입니다.
핀 -6, OUT은 출력 주파수 핀입니다. 이 핀은 값을 읽기 위해 마이크로 컨트롤러에 연결됩니다.
PIn-7 및 Pin-8은 각각 S2, S3 선택 라인입니다. 이 핀은 포토 다이오드 유형 선택 입력으로 사용됩니다.

주파수 스케일링을위한 선택 라인 로직은 다음과 같습니다.

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S0, S1이 모두 LOW이면 장치는 전원 차단 모드입니다.
S0이 LOW이고 S1이 HIGH이면 출력 주파수 스케일링은 2 %가됩니다.
S0이 HIGH이고 S1이 LOW이면 출력 주파수 스케일링은 20 %가됩니다.
S0과 S1이 모두 HIGH이면 출력 주파수 스케일링은 100 %가됩니다.

명세서

TCS3200의 일부 사양은 다음과 같습니다.

이 모듈의 주요 블록은 TCS3200 RGB 센서 칩과 4 개의 백색 LED입니다.
색상 감지 중에 센서에 충분한 조명 조건을 제공하기 위해 4 개의 LED가 제공됩니다.
TCS3200 칩은 적색, 청색, 녹색을 감지 할 수있는 8x8 배열의 포토 다이오드로 구성됩니다.
이 모듈은 2.7V ~ 5.5V의 입력 공급 전압에서 작동합니다.
이 모듈에는 디지털 TTL 인터페이스가 있습니다.
TCS3200 칩은 빛의 강도를 고해상도의 주파수로 변환합니다.
이 모듈은 디지털 값을 얻기 위해 ADC가 필요하지 않으며 마이크로 컨트롤러의 디지털 핀에 직접 연결할 수 있습니다.
TCS3200은 프로그래밍 가능한 색상과 풀 스케일 출력 주파수를 가지고 있습니다.
이 모듈에는 전원 차단 기능도 제공됩니다.
이 모듈의 작동 온도 범위는 -40 ° C ~ 85 ° C입니다.
TCS3200에는 빨강, 파랑, 녹색에 대한 필터가 포함되어 있습니다.
이 모듈은 50kHz에서 0.2 %의 비선형 성 오류를 포함합니다.
TCS3200 모듈은 안정적인 200ppm / ° C 온도 계수를 제공합니다.

TCS3200의 응용

TCS3200의 일부 응용 프로그램은 다음과 같습니다.

TCS3200은 표면의 색상을 감지하는 데 사용됩니다.
이 모듈은 산업, 건강 관리 및 제조 공장에서 응용 프로그램을 찾습니다.
TCS3200은 의료 진단 시스템에 적용됩니다.
RGB LED 일관성 제어의 경우 TCS3200이 사용됩니다.
TCS3200은 산업 공정 제어에 적용됩니다.
레이저 엣지 밴딩 기계에서 색상을 감지하는 TCS3200이 사용됩니다.
만성 신장 질환을 감지하기 위해 TCS3200이 소변 분석에 사용됩니다.
TCS3200은 과일 선별 시스템에 사용됩니다.
이 센서 모듈을 사용하여 청색, 적색, 녹색 방사선의 강도를 측정 할 수 있습니다.
다른 유형의 금속을 분류하기 위해이 모듈이 사용됩니다.
식품 산업에서는이 센서를 과일 및 채소 분류에 사용합니다.
TCS3200은 치과 진단 및 암모니아 검출에도 사용됩니다.
다색 가시광 통신에서 광-주파수 수신기 설계를 위해 TCS3200이 사용됩니다.

대체 IC

TCS3200의 대안으로 사용할 수있는 시장에서 사용할 수있는 IC 중 일부는 TCS3400, TCS34715, TCS35727 등입니다.

측정하는 동안 주변 광, UV 방사 및 IR 방사로부터 센서를 보호하는 것이 중요합니다. 이 모듈은 공대생과 취미가들이 다양하고 흥미롭고 쉬운 프로젝트를 설계하는 데에도 사용됩니다. 이 센서는 다음과 같은 컨트롤러와 쉽게 인터페이스 할 수 있습니다. Arduino , 라즈베리 파이 , etc… TCS3200의 전기적 특성과 레이아웃에 대한 자세한 내용은 데이터 시트 . TCS3200 모듈이 애플리케이션의 색상을 감지하는 데 걸린 시간은 얼마입니까?