TCS3200 - Diagrama de clavijas, circuito y aplicaciones

TCS3200 - Diagrama de clavijas, circuito y aplicaciones

La luz blanca se compone de siete colores. Este espectro de luz de color se conoce como VIBGYOR, que indica violeta, índigo, azul, verde, amarillo, naranja y verde. Los diferentes colores tienen diferentes longitudes de onda. Cuando la luz incide sobre los objetos, según las propiedades del objeto, algunas de las longitudes de onda son absorbidas por el objeto mientras que otras se reflejan. Estas longitudes de onda reflejadas dan el color del objeto que detecta el ojo humano. La combinación de longitudes de onda en diferentes proporciones generó diferentes colores. El sensor de color es el dispositivo que se utiliza para detectar el color. Estos sensores pueden clasificar el color del objeto en rojo, azul o verde. Uno de esos sensores es TCS3200.

¿Qué es TCS3200?

TCS3200 es un convertidor de luz a frecuencia de color programable. Este módulo puede detectar el color con la ayuda de un microcontrolador. Puede detectar una amplia variedad de colores como rojo, azul y verde según su longitud de onda. Para optimizar las lecturas del sensor, se proporciona una escala de frecuencia.




TCS3200 contiene LED blancos para iluminar la superficie del objeto cuyo color debe detectarse. Se calcula la intensidad de la luz reflejada por el objeto. El convertidor produce una frecuencia proporcional a la intensidad, mediante la cual el microcontrolador predice el color del objeto.



Para detectar diferentes colores, se utilizan filtros sensibles a diferentes longitudes de onda. Por lo general, el color rojo se detecta para una longitud de onda de 580 nm, verde para una longitud de onda de 540 nm y azul para una longitud de onda de 450 nm.

Diagrama de bloques de TCS3200

Diagrama de bloques de TCS3200

Diagrama de bloques de TCS3200



TCS3200 es un IC CMOS monolítico único. Consta de fotodiodos de silicio configurables y un convertidor de corriente a frecuencia. Los fotodiodos están dispuestos como una matriz de 8 × 8. A partir de estos fotodiodos , 16 fotodiodos tienen un filtro azul, 16 fotodiodos tienen un filtro rojo, 16 fotodiodos tienen un filtro verde y los 16 fotodiodos restantes no tienen ningún filtro.

Todos los fotodiodos del mismo color están conectados en paralelo. Para minimizar el efecto de la falta de uniformidad de la irradiancia de incidencia, se interdigitan cuatro tipos de fotodiodos. Todos los fotodiodos tienen un tamaño de 110 μm × 110 μm.


Diagrama de circuito de TCS3200

La salida de TCS3200 es una onda cuadrada con un ciclo de trabajo del 50%. TCS3200 se puede interconectar con cualquier microcontrolador directamente usando pines de entrada y salida digital. Con dos pines de entrada de control, se puede escalar la frecuencia de salida de escala completa.



De los cuatro tipos diferentes de fotodiodos cubiertos por filtro, cada diodo se puede activar usando las entradas de selección S2 y S3. Cuando se eligen los diodos con filtro rojo, solo se mide la luz incidente roja y se bloquean las luces verde y azul restantes. Luego, midiendo la frecuencia, se puede detectar la intensidad de la luz roja. Usando las entradas de selección S0, S1, se puede configurar el factor de escala de frecuencia.

Para medir la frecuencia, se utiliza el sexto pin. Este pin está conectado al microcontrolador. Para determinar el color del objeto, primero configure todos los pines de entrada como pines de entrada y de salida como salida. Aquí no se utilizan pines analógicos. A continuación, configure la escala de frecuencia deseada configurando los pines S0, S1 en alto o bajo.

Ahora para detectar el color del objeto, active cada tipo de filtrar utilizando líneas de selección S2 y S3. Después de la activación del filtro, mida la frecuencia generada en el sexto pin usando un microcontrolador . Cuando los pines S2 y S3 están bajos, los filtros de color rojo se activan y se detecta la intensidad de los componentes rojos del objeto. De manera similar, conducir S2 bajo y S3 alto detecta el componente azul y conducir tanto S2, S3 a Alto detecta componentes verdes del objeto. Todos estos valores se recopilan y comparan para obtener el color real del objeto. La luz ambiental puede causar variaciones en las mediciones, por lo que el sensor y el objeto deben protegerse de la luz ambiental durante la medición.

0.01μF a 0.1μF condensadores debe utilizarse para desacoplar las líneas de alimentación. Para inmunidad al ruido de entrada, se requiere una conexión eléctrica de baja impedancia en la salida del dispositivo y en la tierra del dispositivo. Se requiere un búfer si se utilizan líneas de más de 12 pulgadas en la salida.

Diagrama de pines

Diagrama de clavijas de TCS3200

Diagrama de clavijas de TCS3200

TCS3200 está disponible en el mercado como un paquete LEAD SOIC de 8 pines D. La descripción de los pines de este módulo se da a continuación:

  • Pin-1 y Pin-2 son líneas de selección S0, S1 respectivamente. Estos pines se utilizan para escalar frecuencias.
  • Pin-3, OE, es el pin de habilitación de salida. Este pin está activo bajo.
  • Pin-4, GND, es el pin de tierra. Este pin es la tierra de la fuente de alimentación.
  • Pin-5, VDD, es el pin de voltaje de suministro.
  • Pin-6, OUT, es el pin de frecuencia de salida. Este pin está conectado al microcontrolador para leer valores.
  • PIn-7 y Pin-8 son las líneas de selección S2, S3 respectivamente. Estos pines se utilizan como entradas de selección de tipo fotodiodo.

La lógica de la línea de selección para el escalado de frecuencia es la siguiente:

  • Cuando tanto S0 como S1 están BAJOS, el dispositivo está en modo de apagado.
  • Cuando S0 es BAJO y S1 es ALTO, la escala de frecuencia de salida será del 2%.
  • Cuando S0 es ALTO y S1 es BAJO, la escala de frecuencia de salida será del 20%.
  • Cuando tanto S0 como S1 son ALTOS, el escalado de la frecuencia de salida será del 100%.

Especificaciones

Algunas de las especificaciones de TCS3200 son las siguientes:

  • Los bloques principales de este módulo son el chip sensor TCS3200 RGB y 4 LED blancos.
  • Los cuatro LED se proporcionan para proporcionar suficientes condiciones de iluminación para el sensor durante la detección de color.
  • El chip TCS3200 consta de una matriz de fotodiodos de 8 × 8 que pueden detectar colores rojo, azul y verde.
  • Este módulo funciona con una tensión de alimentación de entrada de 2,7 V a 5,5 V.
  • La interfaz TTL digital está presente en este módulo.
  • El chip TCS3200 convierte la intensidad de la luz en frecuencia con alta resolución.
  • Este módulo no requiere un ADC para obtener valores digitales y se puede conectar directamente a los pines digitales de los microcontroladores.
  • TCS3200 tiene un color programable y una frecuencia de salida de escala completa.
  • La función de apagado también se proporciona a este módulo.
  • El rango de temperatura de funcionamiento de este módulo es de -40 ° C a 85 ° C.
  • TCS3200 contiene filtros para colores rojo, azul y verde.
  • Este módulo contiene un error de no linealidad del 0,2% a 50 kHz.
  • El módulo TCS3200 tiene un coeficiente de temperatura estable de 200 ppm / ° C.

Aplicaciones de TCS3200

Algunas de las aplicaciones de TCS3200 se dan a continuación:

  • TCS3200 se utiliza para detectar el color de las superficies.
  • Este módulo encuentra aplicación en industrias, atención médica y plantas de fabricación.
  • TCS3200 se aplica en sistemas de diagnóstico médico.
  • Para el control de consistencia de LED RGB se utiliza TCS3200.
  • TCS3200 se aplica para el control de procesos industriales.
  • En máquinas láser de bandas de cantos para detectar el color se utiliza TCS3200.
  • Para detectar enfermedades renales crónicas, el TCS3200 se utiliza para análisis de orina.
  • TCS3200 se utiliza en sistemas de clasificación de frutas.
  • La intensidad de las radiaciones azules, rojas y verdes se puede medir utilizando este módulo sensor.
  • Para clasificar diferentes tipos de metales se utiliza este módulo.
  • La industria alimentaria utiliza este sensor para clasificar frutas y verduras.
  • TCS3200 también se utiliza en el diagnóstico dental y para la detección de amoniaco.
  • Para el diseño del receptor de luz a frecuencia en comunicación de luz visible multicolor, se utiliza TCS3200.

CI alternativo

Algunos de los IC que están disponibles en el mercado que se pueden utilizar como alternativa a TCS3200 son TCS3400, TCS34715, TCS35727, etc…

Es importante proteger el sensor de la luz ambiental, la radiación ultravioleta y la radiación infrarroja durante las mediciones. Este módulo también es utilizado por estudiantes de ingeniería y aficionados para diseñar varios proyectos interesantes y fáciles. Este sensor es fácil de conectar con controladores como Arduino , Frambuesa pi , etc… Más detalles sobre las características eléctricas y el diseño del TCS3200 se pueden encontrar en el ficha de datos . ¿Cuánto tiempo tardó el módulo TCS3200 en detectar el color para su aplicación?