ماژول تشخیص رنگ TCS3200

ماژول تشخیص رنگ TCS3200، یک آشکارساز رنگ است که می تواند طیف تقریبا بی نهایتی از رنگ های قابل مشاهده را شناسایی و اندازه گیری کند. این ماژول، مبتنی بر حسگر TCS3200 می باشد. سنسور TCS230/TCS3200، یک سنسور رنگ است که از یک منبع نور (معمولاً ال ای دی) برای تحلیل انواع رنگ‌ها مانند سبز، آبی، قرمز و غیره استفاده می‌کند. این سنسور، نور را از منبع ال ای دی ساطع می‌کند و سپس نوری که از یک جسم خاص (مانند یک شی یا سطح) بازتاب می‌شود را جذب می‌کند. سپس با تحلیل نور منعکس شده، آردوینو یا سیستم میکروکنترلر دیگری که به سنسور وصل شده است، می‌تواند رنگ شی مورد نظر را تشخیص دهد. این سنسور در مرکز ماژول قرار گرفته و توسط 4 ال ای دی احاطه شده است. وظیفه این ال ای دی ها در ماژول، روشن کردن شیء مورد سنجش است. با روشن شدن ماژول، این ال ای دی ها همزمان روشن می‌شوند. با ساطع شدن نور از این LEDها، نوری متناسب با ویژگی‌های رنگی شی مورد نظر تولید می‌شود. سپس سنسور TCS3200 با استفاده از این نور بازتابی از شی، اطلاعات رنگی یا روشنایی آن را تجزیه و تحلیل می‌کند. استفاده از LEDها در این ماژول امکان شناسایی و تعیین رنگ یا روشنایی شی را در شرایط نوری مختلف حتی در تاریکی کامل، فراهم می‌کند. بنابراین، این ال ای دی ها قادر به تأمین نور مورد نیاز برای سنسور در هر شرایطی هستند و توانایی سازگاری با شرایط نوری مختلف را دارند. ماژول تشخیص رنگ TCS3200، با ولتاژ تغذیه 2.7 تا 5.5 ولت کار می کند و خروجی های سطح منطقی TTL را ارائه می دهد. ماژول سنجش رنگ TCS230، از 8 پایه شامل S0، S1، S2، S3 (پایه های کنترلی ماژول)، OE (پین فعال کردن خروجی Output Enable) که این پین به ندرت استفاده می شود و در اکثر ماژول ها به طور دائم فعال است و اگر قبلاً فعال نشده است باید آن را در وضعیت LOW قرار دهید، GND (پایه اتصال به زمین که برای تامین تغذیه ماژول کاربرد دارد)، VCC (جهت تامین تغذیه ماژول) و پایه OUT (پایه خروجی ماژول که یک موج مربعی سطح TTL است) تشکیل شده است.

سنسور TCS3200، شامل یک آرایه 8x8 از فتودیودها و یک مبدل جریان به فرکانس می‌باشد. هنگامی که نور به سمت سنسور راه یابد، فتودیودها آن را دریافت و قرائت می کنند. مبدل جریان به فرکانس، نتیجه قرائت نور توسط فتودیودها را دریافت و به یک سیگنال موج مربعی تبدیل می کند. فرکانس موج مربعی حاصل به طور مستقیم با شدت نور و جذب آن توسط فتودیودها مرتبط است. با افزایش شدت نور، فرکانس موج مربعی نیز افزایش و با کاهش شدت نور، فرکانس نیز کاهش می‌یابد. این فرکانس در نهایت توسط کنترل کننده‌هایی مانند میکروکنترلر یا آردوینو و سایر سیستم‌ها دریافت می‌شود. با تحلیل این فرکانس، سنسور قادر است رنگ یا شدت نور شی مورد نظر را تشخیص دهد. محدوده فرکانس خروجی معمولا در محدوده 2 هرتز تا 500 کیلو هرتز می باشد. پایه های کنترلی S0 و S1 برای تعیین ضریب فرکانس خروجی استفاده می شوند. فرکانس را می توان با سه ضریب مختلف از پیش تعیین شده 2، 20 و یا 100 درصد کاهش داد. این عملکرد تقسیم فرکانس، به سنسور اجازه می دهد تا با انواع میکروکنترلرها و سایر دستگاه هایی که با فرکانس کمتری کار می‌کنند استفاده شود. شما می توانید با ترکیب های مختلف S0 و S1 ضریب مقسم فرکانس را تعیین کنید. در صورتی که هر دو پایه در وضعیت LOW قرار گیرند، فرکانس خروجی وجود نخواهد داشت. زمانی که هر دو پایه در وضعیت HIGH قرار گیرند، فرکانس خروجی با ضریب 100 درصد (بدون کاهش) و در صورتی که S0 در وضعیت LOW و S1 در وضعیت HIGH قرار گیرد، فرکانس با ضریب 2 درصد، همچنین اگر S0 در وضعیت HIGH و S1 در حالت LOW باشد، فرکانس خروجی با ضریب 20 درصد تقسیم خواهد شد.

پس می توان گفت سنسور TCS3200، در مجموع دارای 64 فتودیود است که از این میان 16 فتودیود دارای فیلترهای قرمز، 16 فتودیود دارای فیلترهای سبز، 16 فتودیود دارای فیلترهای آبی و 16 فتودیود باقی مانده شفاف و بدون فیلتر هستند. هر 16 فتودیود به صورت موازی به هم متصل می شوند که به کمک دو پایه کنترلی S2 و S3، می توانید انتخاب کنید که کدام یک از آن ها خوانده شود. اگر هر دو پایه را در وضعیت LOW قرار دهید، سنسور قادر به خواندن 16 فتودیود قرمز خواهد بود. اگر هر دو در وضعیت HIGH قرار گیرند، رنگ سبز، اگر پایه S2 در وضعیت LOW و S3 در وضعیت HIGH قرار گیرند، رنگ آبی و در صورتی که S2 در حالت HIGH و S3 در وضعیت LOW باشند، 16 فتودیود بدون فیلتر (شفاف) توسط سنسور خوانده می شوند.

مشخصات فنی:

• رزولوشن بالا
• تبدیل نور به فرکانس
• قابلیت تنظیم خروجی رنگ و محدوده ی خروجی
• قابلیت اتصال به میکروکنترلر به صورت مستقیم
• تغذیه 2.7 الی 5.5 ولت
• خطا 0.2% در فرکانس 50KHz
• پایداری ضریب دمایی 200ppm/C