La lumière blanche est composée de sept couleurs. Ce spectre de couleurs de la lumière est appelé VIBGYOR, indiquant le violet, l'indigo, le bleu, le vert, le jaune, l'orange et le vert. Différentes couleurs ont des longueurs d'onde différentes. Lorsque la lumière tombe sur les objets, en fonction des propriétés de l'objet, certaines longueurs d'onde sont absorbées par l'objet tandis que d'autres sont réfléchies. Ces longueurs d'onde réfléchies donnent la couleur de l'objet qui est détectée par l'œil humain. La combinaison de longueurs d'onde dans différentes proportions a généré différentes couleurs. Le capteur de couleur est l'appareil utilisé pour détecter la couleur. Ces capteurs peuvent classer la couleur de l'objet en rouge, bleu ou vert. L'un de ces capteurs est le TCS3200.

Qu'est-ce que TCS3200?

TCS3200 est un convertisseur lumière-fréquence couleur programmable. Ce module peut détecter la couleur à l'aide d'un microcontrôleur. Il peut détecter une grande variété de couleurs comme le rouge, le bleu et le vert en fonction de leur longueur d'onde. Pour optimiser les lectures du capteur, une mise à l'échelle de fréquence est fournie.

Le TCS3200 contient des LED blanches pour éclairer la surface de l’objet dont la couleur doit être détectée. L'intensité de la lumière réfléchie par l'objet est calculée. Une fréquence proportionnelle à l'intensité est produite par le convertisseur, à l'aide de laquelle le microcontrôleur prédit la couleur de l'objet.

Pour détecter différentes couleurs, des filtres sensibles à différentes longueurs d'onde sont utilisés. Habituellement, la couleur rouge est détectée pour la longueur d'onde 580 nm, le vert pour la longueur d'onde 540 nm et le bleu pour la longueur d'onde 450 nm.

Schéma fonctionnel du TCS3200

Schéma-bloc-du-TCS3200

TCS3200 est un CI CMOS monolithique unique. Il se compose de photodiodes en silicium configurables et d'un convertisseur courant-fréquence. Les photodiodes sont disposées sous la forme d'un réseau 8 × 8. De ces photodiodes , 16 photodiodes ont un filtre bleu, 16 photodiodes ont un filtre rouge, 16 photodiodes ont un filtre vert et les 16 photodiodes restantes n'ont pas de filtre.

Toutes les photodiodes de la même couleur sont connectées en parallèle. Pour minimiser l'effet de non-uniformité de l'irradiance d'incidence, quatre types de photodiodes sont interdigités. Toutes les photodiodes ont une taille de 110 μm × 110 μm.

Schéma de circuit du TCS3200

La sortie du TCS3200 est une onde carrée avec un cycle de service de 50%. Le TCS3200 peut être interfacé avec n'importe quel microcontrôleur directement en utilisant des broches d'entrée et de sortie numériques. En utilisant deux broches d'entrée de contrôle, la fréquence de sortie pleine échelle peut être mise à l'échelle.

À partir des quatre types différents de photodiodes couvertes de filtres, chaque diode peut être activée à l'aide des entrées de sélection S2 et S3. Lorsque les diodes avec filtre rouge sont choisies, seule la lumière incidente rouge est mesurée et la lumière verte et bleue restante est bloquée. Ensuite, en mesurant la fréquence, l'intensité de la lumière rouge peut être détectée. En utilisant les entrées de sélection S0, S1, le facteur d'échelle de fréquence peut être défini.

Pour mesurer la fréquence, la 6ème broche est utilisée. Cette broche est connectée au microcontrôleur. Pour déterminer la couleur de l'objet, définissez d'abord toutes les broches d'entrée comme broches d'entrée et de sortie comme sortie. Ici, il n'y a pas d'utilisation de broches analogiques. Ensuite, définissez la mise à l'échelle de fréquence souhaitée en définissant les broches S0, S1 soit haut soit bas.

Maintenant, pour détecter la couleur de l'objet, activez chaque type de filtre en utilisant les lignes de sélection S2 et S3. Après l'activation du filtre, mesurez la fréquence générée sur la 6ème broche à l'aide d'un microcontrôleur . Lorsque les deux broches S2 et S3 sont faibles, les filtres de couleur rouge sont activés et l'intensité des composantes rouges de l'objet est détectée. De même, conduire S2 bas et S3 haut détecte le composant bleu et conduire à la fois S2, S3 à haut détecte les composants verts de l'objet. Toutes ces valeurs sont collectées et comparées pour obtenir la couleur réelle de l'objet. La lumière ambiante peut provoquer des variations dans les mesures. Le capteur et l'objet doivent donc être protégés de la lumière ambiante pendant la mesure.

0,01 μF à 0,1 μF condensateurs doit être utilisé pour découpler les lignes d'alimentation. Pour l'immunité au bruit d'entrée, une connexion électrique à faible impédance est nécessaire à la sortie de l'appareil et à la masse de l'appareil. Un tampon est requis si des lignes supérieures à 12 pouces sont utilisées à la sortie.

Diagramme des broches

Schéma des broches du TCS3200

TCS3200 est disponible sur le marché sous forme de boîtier SOIC LEAD à 8 broches D. La description des broches de ce module est donnée ci-dessous.

Les broches 1 et 2 sont respectivement des lignes de sélection S0 et S1. Ces broches sont utilisées pour la mise à l'échelle de fréquence.
La broche 3, OE, est la broche d'activation de sortie. Cette broche est active au niveau bas.
La broche 4, GND, est la broche de masse. Cette broche est la masse de l'alimentation.
La broche 5, VDD, est la broche de la tension d'alimentation.
La broche 6, OUT, est la broche de fréquence de sortie. Cette broche est connectée au microcontrôleur pour lire les valeurs.
PIn-7 et Pin-8 sont respectivement les lignes de sélection S2 et S3. Ces broches sont utilisées comme entrées de sélection de type photodiode.

La logique de ligne de sélection pour la mise à l'échelle de la fréquence est la suivante:

“filtre passe-haut ou passe-bas ”

Lorsque les deux S0 et S1 sont BAS, l'appareil est en mode de mise hors tension.
Lorsque S0 est LOW et S1 est HIGH, la mise à l'échelle de la fréquence de sortie sera de 2%.
Lorsque S0 est HIGH et S1 est LOW, la mise à l'échelle de la fréquence de sortie sera de 20%.
Lorsque S0 et S1 sont tous deux HIGH, la mise à l'échelle de la fréquence de sortie sera de 100%.

Caractéristiques

Certaines des spécifications du TCS3200 sont les suivantes:

Les blocs principaux de ce module sont une puce de capteur TCS3200 RGB et 4 LED blanches.
Les quatre LED sont fournies pour fournir des conditions d'éclairage suffisantes pour le capteur lors de la détection de couleur.
La puce TCS3200 se compose d'un réseau 8 × 8 de photodiodes capables de détecter les couleurs rouges, bleues et vertes.
Ce module fonctionne sur la tension d'alimentation d'entrée de 2,7V à 5,5V.
L'interface numérique TTL est présente dans ce module.
La puce TCS3200 convertit l'intensité lumineuse en fréquence avec une haute résolution.
Ce module ne nécessite pas d’ADC pour obtenir des valeurs numériques et peut être connecté directement aux broches numériques des microcontrôleurs.
Le TCS3200 a une couleur programmable et une fréquence de sortie pleine échelle.
La fonction de mise hors tension est également donnée à ce module.
La plage de température de fonctionnement de ce module va de -40 ° C à 85 ° C.
TCS3200 contient des filtres pour les couleurs rouge, bleu et vert.
Ce module contient une erreur de non-linéarité de 0,2% à 50 kHz.
Le module TCS3200 a un coefficient de température stable de 200 ppm / ° C.

Applications du TCS3200

Certaines des applications du TCS3200 sont données ci-dessous.

TCS3200 est utilisé pour détecter la couleur des surfaces.
Ce module trouve une application dans les industries, les soins de santé et les usines de fabrication.
TCS3200 est appliqué dans les systèmes de diagnostic médical.
Pour le contrôle de cohérence des LED RVB, le TCS3200 est utilisé.
TCS3200 est utilisé pour le contrôle des processus industriels.
Dans les machines de plaquage de chant laser pour détecter la couleur TCS3200 est utilisé.
Pour détecter les maladies rénales chroniques, le TCS3200 est utilisé pour l'analyse d'urine.
TCS3200 est utilisé dans les systèmes de tri de fruits.
L'intensité des radiations bleues, rouges et vertes peut être mesurée à l'aide de ce module de capteur.
Pour classer différents types de métaux, ce module est utilisé.
L'industrie alimentaire utilise ce capteur pour le tri des fruits et légumes.
TCS3200 est également utilisé dans le diagnostic dentaire et pour la détection de l'ammoniac.
Pour la conception du récepteur lumière-fréquence dans la communication de lumière visible multicolore, TCS3200 est utilisé.

IC alternatif

Certains des CI disponibles sur le marché qui peuvent être utilisés comme alternative au TCS3200 sont TCS3400, TCS34715, TCS35727, etc.

Il est important de protéger le capteur de la lumière ambiante, des rayons UV et des rayons IR pendant les mesures. Ce module est également utilisé par les étudiants en génie et les amateurs pour concevoir divers projets intéressants et faciles. Ce capteur est facile à interfacer avec des contrôleurs tels que Arduino , Tarte aux framboises , etc… Vous trouverez plus de détails sur les caractéristiques électriques et la disposition du TCS3200 dans le Fiche de données . Quel a été le temps mis par le module TCS3200 pour détecter la couleur de votre application?