A luz branca é composta por sete cores. Este espectro de cores de luz é conhecido como VIBGYOR, indicando violeta, índigo, azul, verde, amarelo, laranja e verde. Cores diferentes têm comprimentos de onda diferentes. Quando a luz incide sobre os objetos, com base nas propriedades do objeto, alguns dos comprimentos de onda são absorvidos pelo objeto enquanto outros são refletidos de volta. Esses comprimentos de onda refletidos fornecem a cor do objeto que é detectado pelo olho humano. A combinação de comprimentos de onda em proporções diferentes gerou cores diferentes. O sensor de cores é o dispositivo usado para detectar cores. Esses sensores podem classificar a cor do objeto em vermelho, azul ou verde. Um desses sensores é TCS3200.

O que é TCS3200?

TCS3200 é um conversor de luz em frequência colorido programável. Este módulo pode detectar cores com a ajuda de um microcontrolador. Ele pode detectar uma ampla variedade de cores como vermelho, azul e verde com base em seu comprimento de onda. Para otimizar as leituras do sensor, a escala de frequência é fornecida.

TCS3200 contém LEDs brancos para iluminar a superfície do objeto cuja cor deve ser detectada. A intensidade da luz refletida de volta pelo objeto é calculada. Uma frequência proporcional à intensidade é produzida pelo conversor, com a qual o microcontrolador prediz a cor do objeto.

Para detectar cores diferentes, são usados filtros sensíveis a comprimentos de onda diferentes. Normalmente, a cor vermelha é detectada para comprimento de onda de 580nm, verde para comprimento de onda de 540nm e azul para comprimento de onda de 450nm.

Diagrama de Bloco de TCS3200

Bloco-Diagrama-de-TCS3200

TCS3200 é um único IC CMOS monolítico. Ele consiste em fotodiodos de silício configuráveis e um conversor de corrente para frequência. Os fotodiodos são organizados como uma matriz 8 × 8. A partir destes fotodiodos , 16 fotodiodos têm um filtro azul, 16 fotodiodos têm um filtro vermelho, 16 fotodiodos têm um filtro verde e os 16 fotodiodos restantes não têm nenhum filtro.

Todos os fotodiodos da mesma cor são conectados em paralelo. Para minimizar o efeito da não uniformidade da irradiância de incidência, quatro tipos de fotodiodos são interdigitados. Todos os fotodiodos têm 110μm × 110μm de tamanho.

Diagrama de Circuito de TCS3200

A saída do TCS3200 é uma onda quadrada com ciclo de trabalho de 50%. O TCS3200 pode ser conectado a qualquer microcontrolador diretamente usando pinos de entrada e saída digital. Usando dois pinos de entrada de controle, a frequência de saída de escala real pode ser escalada.

Dos quatro tipos diferentes de fotodiodos cobertos por filtro, cada diodo pode ser ativado usando as entradas de seleção S2 e S3. Quando os diodos com filtro vermelho são escolhidos, apenas a luz incidente vermelha é medida e as luzes verde e azul restantes são bloqueadas. Então, medindo a frequência, a intensidade da luz vermelha pode ser detectada. Usando as entradas de seleção S0, S1, o fator de escala de frequência pode ser definido.

Para medir a frequência, o 6º pino é usado. Este pino é conectado ao microcontrolador. Para determinar a cor do objeto, primeiro defina todos os pinos de entrada como pinos de entrada e de saída como saída. Aqui não há uso de pinos analógicos. Em seguida, defina a escala de frequência desejada definindo os pinos S0, S1 altos ou baixos.

Agora, para detectar a cor do objeto, ative cada tipo de filtro usando as linhas de seleção S2 e S3. Após a ativação do filtro, meça a frequência gerada no 6º pino usando um microcontrolador . Quando os pinos S2 e S3 estão baixos, os filtros de cor vermelha são ativados e a intensidade dos componentes vermelhos do objeto é detectada. Da mesma forma, direcionar S2 baixo e S3 alto detecta o componente Azul e direcionar S2, S3 para Alto detecta componentes verdes do objeto. Todos esses valores são coletados e comparados para obter a cor real do objeto. A luz ambiente pode causar variações nas medições, portanto o sensor e o objeto devem ser protegidos da luz ambiente durante a medição.

0,01μF a 0,1μF capacitores deve ser usado para desacoplar as linhas de alimentação. Para imunidade a ruído de entrada, uma conexão elétrica de baixa impedância é necessária na saída do dispositivo e no aterramento do dispositivo. Um buffer é necessário se linhas maiores que 12 polegadas forem usadas na saída.

Diagrama de Pin

Pin-Diagram-of-TCS3200

TCS3200 está disponível no mercado como um pacote LEAD SOIC de 8 pinos D. A descrição do pino deste módulo é fornecida abaixo-

Pino 1 e Pino 2 são linhas de seleção S0, S1, respectivamente. Esses pinos são usados para escala de frequência.
Pin-3, OE, é o pino de habilitação de saída. Este pino está ativo baixo.
Pin-4, GND, é o pino de aterramento. Este pino é o aterramento da fonte de alimentação.
Pin-5, VDD, é o pino da tensão de alimentação.
Pin-6, OUT, é o pino de frequência de saída. Este pino é conectado ao microcontrolador para ler os valores.
PIn-7 e Pin-8 são as linhas de seleção S2, S3, respectivamente. Esses pinos são usados como entradas de seleção de tipo de fotodiodo.

A lógica da linha de seleção para escala de frequência é a seguinte -

“que usa corrente contínua? ”

Quando S0 e S1 estão BAIXOS, o dispositivo está no modo de desligamento.
Quando S0 é BAIXO e S1 é ALTO, a escala da frequência de saída será 2%.
Quando S0 é HIGH e S1 é LOW, a escala da frequência de saída será de 20%.
Quando S0 e S1 são HIGH, a escala da frequência de saída será 100%.

Especificações

Algumas das especificações do TCS3200 são as seguintes-

Os blocos principais deste módulo são o chip sensor TCS3200 RGB e 4 LEDs brancos.
Os quatro LEDs são fornecidos para fornecer condições de iluminação suficientes para o sensor durante a detecção de cores.
O chip TCS3200 consiste em uma matriz 8 × 8 de fotodiodos que podem detectar as cores vermelha, azul e verde.
Este módulo funciona com a tensão de alimentação de entrada de 2,7 V a 5,5 V.
A interface TTL digital está presente neste módulo.
O chip TCS3200 converte a intensidade da luz em frequência com alta resolução.
Este módulo não requer um ADC para obter valores digitais e pode ser conectado a pinos digitais de microcontroladores diretamente.
TCS3200 tem uma cor programável e freqüência de saída de escala real.
O recurso de desligamento também é fornecido a este módulo.
A faixa de temperatura de operação deste módulo é de -40 ° C a 85 ° C.
TCS3200 contém filtros para as cores vermelho, azul e verde.
Este módulo contém um erro de não linearidade de 0,2% a 50kHz.
O módulo TCS3200 tem um coeficiente de temperatura estável de 200 ppm / ° C.

Aplicações de TCS3200

Algumas das aplicações do TCS3200 são fornecidas abaixo-

TCS3200 é usado para detectar a cor das superfícies.
Este módulo encontra aplicação em indústrias, saúde e fábricas.
TCS3200 é aplicado em sistemas de diagnóstico médico.
Para RGB, o controle de consistência do LED TCS3200 é usado.
TCS3200 é aplicado para controle de processo industrial.
Em máquinas de banda a laser para detectar a cor TCS3200 é usado.
Para detectar doenças renais crônicas, o TCS3200 é usado para análise de urina.
TCS3200 é usado em sistemas de seleção de frutas.
A intensidade das radiações azuis, vermelhas e verdes pode ser medida usando este módulo de sensor.
Para classificar diferentes tipos de metais, este módulo é usado.
A indústria de alimentos usa esse sensor para classificar frutas e vegetais.
TCS3200 também é usado em diagnóstico odontológico e para detecção de amônia.
Para projetar o receptor de luz para frequência em comunicação de luz visível multicor, TCS3200 é usado.

IC alternativo

Alguns dos IC disponíveis no mercado que podem ser usados como alternativa ao TCS3200 são TCS3400, TCS34715, TCS35727, etc ...

É importante proteger o sensor da luz ambiente, radiação UV e radiação IV durante as medições. Este módulo também é usado por estudantes de engenharia e amadores para criar vários projetos interessantes e fáceis. Este sensor é de fácil interface com controladores como Arduino , Raspberry Pi , etc ... Mais detalhes sobre as características elétricas e layout do TCS3200 podem ser encontrados no Ficha de dados . Quanto tempo levou o módulo TCS3200 para detectar cores para sua aplicação?