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●顏色傳感器模塊 TCS230顏色識別傳感器 顏色探測模塊 arduino
NT$210
運費NT$50
條碼204314005
產品說明1

1.板載TCS3200顏色傳感器

2.支持3V-5V電壓輸入

3.芯片的引腳全部已經引出,插針為標準100mil(2.54mm),方便用於點陣板

購買後附送原理圖、測試程序及相關資料

發貨清單:

TCS3200模塊 x 1塊


1 .TCS230芯片的結構框圖與特點:

 

TCS230TAOS公司推出的可編程彩色光到頻率的轉換器,它把可配置的硅光電二極管與電流頻率轉換器集成在一個單一的CMOS電路上,同時在單一芯片上集成了紅綠藍(RGB)三種濾光器,是業界第一個有數字兼容接口的RGB彩色傳感器,TCS230的輸出信號是數字量,可以驅動標準的TTLCMOS邏輯輸入,因此可直接與微處理器或其他邏輯電路相連接,由於輸出的是數字量,並且能夠實現每個彩色信道10位以上的轉換精度,因而不再需要A/D轉換電路,使電路變得更簡單.

TCS230採用8引腳的SOIC表面貼裝式封裝,在單一芯片上集成有64個光電二極管,這些二極管分為四種類型,其16個光電二極管帶有紅色濾波器;16個光電二極管帶有綠色濾波器;16個光電二極管帶有藍色濾波器,其餘16個不帶有任何濾波器,可以透過全部的光信息,這些光電二極管在芯片內是交叉排列的,能夠最大限度地減少入射光輻射的不均勻性,從而增加顏色識別的精確度;另一方面,相同顏色的16個光電二極管是並聯連接的,均勻分佈在二極管陣列中,可以消除顏色的位置誤差。工作時,通過兩個可編程的引腳來動態選擇所需要的濾波器,該傳感器的典型輸出頻率範圍從2Hz500kHz,用戶還可以通過兩個可編程引腳來選擇100%、20%或2%的輸出比例因子,或電源關斷模式。輸出比例因子使傳感器的輸出能夠適應不同的測量範圍,提高了它的適應能力。例如,當使用低速的頻率計數器時,就可以選擇小的定標值,使TCS230的輸出頻率和計數器相匹配。

從圖1可知:當入射光投射到TCS230上時,通過光電二極管控制引腳S2S3的不同組合,可以選擇不同的濾波器;經過電流到頻率轉換器後輸出不同頻率的方波(占空比是50%),不同的顏色和光強對應不同頻率的方波;還可以通過輸出定標控制引腳S0S1,選擇不同的輸出比例因子,對輸出頻率範圍進行調整,以適應不同的需求。
    下面簡要介紹TCS230
芯片各個引腳的功能及它的一些組合選項。
S0、S1用於選擇輸出比例因子或電源關斷模式;S2S3用於選擇濾波器的類型;OE反是頻率輸出使能引腳,可以控制輸出的狀態,當有多個芯片引腳共用微處理器的輸出引腳時,也可以作為片選信號,OUT是頻率輸出引腳,GND是芯片的接地引腳,VCC為芯片提供工作電壓,表1S0S1S2S3的可用組合。

 

 

2 .TCS230識別顏色的原理

    由上面的介紹可知,這種可編程的彩色光到頻率轉換器適合於色度計測量應用領域,如彩色打印、醫療診斷、計算機彩色監視器校準以及油漆、紡織品、化妝品和印刷材料的過程控制和色彩配合。下面以TCS230在液體顏色識別中的應用為例,介紹它的具體使用。首先瞭解一些光與顏色的知識。

1)三原色的感應原理

     通常所看到的物體顏色,實際上是物體表面吸收了照射到它上面的白光(日光)中的一部分有色成分,而反射出的另一部分有色光在人眼中的反應。白色是由各種頻率的可見光混合在一起構成的,也就是說白光中包含著各種顏色的色光(如紅R、黃Y、綠G、青V、藍B、紫P)。根據德國物理學家赫姆霍茲(Helinholtz)的三原色理論可知,各種顏色是由不同比例的三原色(紅、綠、藍)混合而成的。

 

2TCS230識別顏色的原理

    由三原色感應原理可知,如果知道構成各種顏色的三原色的值,就能夠知道所測試物體的顏色。對於TCS230來說,當選定一個顏色濾波器時,它只允許某種特定的原色通過,阻止其他原色的通過。例如:當選擇紅色濾波器時,入射光中只有紅色可以通過,藍色和綠色都被阻止,這樣就可以得到紅色光的光強;同時,選擇其他的濾波器,就可以得到藍色光和綠色光的光強。通過這三個值,就可以分析投射到TCS230傳感器上的光的顏色。

3)白平衡和顏色識別原理

     白平衡就是告訴系統什麼是白色。從理論上講,白色是由等量的紅色、綠色和藍色混合而成的;但實際上,白色中的三原色並不完全相等,並且對於TCS230的光傳感器來說,它對這三種基本色的敏感性是不相同的,導致TCS230RGB輸出並不相等,因此在測試前必須進行白平衡調整,使得TCS230對所檢測的"白色"中的三原色是相等的。進行白平衡調整是為後續的顏色識別作準備。在本裝置中,白平衡調整的具體步驟和方法如下:將空的試管放置在傳感器的上方,試管的上方放置一個白色的光源,使入射光能夠穿過試管照射到TCS230上;根據前面所介紹的方法,依次選通紅色、綠色和藍色濾波器,分別測得紅色、綠色和藍色的值,然後就可計算出需要的3
個調整參數。
   TCS230識別顏色時,就用這3個參數對所測顏色的RGB進行調整。這裡有兩種方法來計算調整參數:1、依次選通三顏色的濾波器,然後對TCS230的輸出脈衝依次進行計數。當計數到255時停止計數,分別計算每個通道所用的時間,這些時間對應於實際測試時TCS230每種濾波器所採用的時間基準,在這段時間內所測得的脈衝數就是所對應的RGB的值。2、設置定時器為一固定時間(例如10ms),然後選通三種顏色的濾波器,計算這段時間內TCS230的輸出脈衝數,計算出一個比例因子,通過這個比例因子可以把這些脈衝數變為255。在實際測試時,室外同樣的時間進行計數、把測得的脈衝數再乘以求得的比例因子,然後就可以得到所對應的RGB
的值。

3、應用中需要注意的問題

1
、顏色識別時要避免外界光線的干擾,否則會影響顏色識別的結果,最好把傳感器、光源等放置在一個密閉、無反射的箱子中進行測試。
2
、對光源沒有特殊的要求,但是光源發出的光要盡量集中,否則會造成傳感器之間的相互干擾。
3、當第1次使用TCS230時,或TCS230識別模塊重啟、更換光源等情況時,都需要進行白平衡調整。

問與答

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本商品上架日期:2014-05-20.
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