TCS3200 颜色传感器

简介

TCS3200颜色传感器是一款全彩的颜色检测器，包括了一块TAOS TCS3200RGB感应芯片和4个白色LED灯，TCS3200能在一定的范围内检测和测量几乎所有的可见光。TCS3200有大量的光检测器，每个都有红绿蓝和清除4种滤光器。每6种颜色滤光器均匀地按数组分布来清除颜色中偏移位置的颜色分量。内置的振荡器能输出方波，其频率与所选择的光的强度成比例关系。

产品参数

  • 工作电压：2.7V-5.5V
  • 接口：TTL数字接口
  • 光强度的高精度分辨率转换成频率
  • 可编程颜色和全面的输出频率
  • 电源中断特征
  • 直接和微控制器交互
  • 尺寸：28.4x28.4mm

应用

  • 溶液颜色检测
  • 色彩识别仪

引脚说明

引脚名称 输入/输出 说明
GND(4) 电源接地。所有电压参考GND
OE(3) 输入 启用fo (低电平有效).
OUT 输出 输出频率(fo).
S0,S1（1，2） 输入 输出频率缩放选择输入
S2,S3（7，8） 输入 光电二极管类型选择输入
VDD（5） 提供电压

使用教程

链接到TCS3002D时，选择一种颜色过滤器，它可以允许只有一个特定的颜色，以获得通过，并防止其他颜色。
例如，当选择红色滤波器，只有红色的入射光可以得到通过，蓝色和绿色将被阻止。因此，我们可以得到红光强度。
同样，当选择其他过滤器，我们可以得到蓝色或绿色光。

TCS3002有四种滤波类型：红，蓝，绿和清除全部光信息，以最大限度地降低入射光幅射的不均匀性，从而增加精确度和简化光学。
当入射光投射到TCS3200D上时，通过光电二极管控制引脚S2、S3的不同组合，可以选择不同的滤波器，如下图所示：

S2 S3 滤波器类型
L L 红色
L H 蓝色
H L 无
H H 绿色

TCS3200D输出不同频率的方波（占空比50%），不同的颜色和光强对应不同的频率的方波，输出频率与光强度成线性关系。
该转换器典型输出频率范围为２Ｈｚ～５００ｋＨｚ，用户可通过两个可编程引脚来选择１００％、２０％或２％的输出比例因子。如下图所示：

S0 S1 输出频率定标
L L 关断电源
L H 2%
H L 20%
H H 100%

传感器位置摆放

经过我们多次测试发现，传感器在被测物体的正前方或是正上方1cm处所测得的数据最佳。
尽可能让传感器与被测物体平行，且不要晃动物体或是传感器。如下图所示。

连线图

g3771.png

接线说明
VCC——5V GND——GND
S0——D3 S1——D4
S2——D5 S3——D6
OUT——D2

示例代码

int s0=3,s1=4,s2=5,s3=6;
int out=2;
int flag=0;
byte counter=0;
byte countR=0,countG=0,countB=0;
void setup()
 {
 Serial.begin(115200);
 pinMode(s0,OUTPUT);
 pinMode(s1,OUTPUT);
 pinMode(s2,OUTPUT);
 pinMode(s3,OUTPUT);

 }
void TCS()
 {
 flag=0;
 digitalWrite(s1,HIGH);
 digitalWrite(s0,HIGH);
 digitalWrite(s2,LOW);
 digitalWrite(s3,LOW);
 attachInterrupt(0, ISR_INTO, LOW);
 timer0_init();

 }
void ISR_INTO()
 {
 counter++;
 }
 void timer0_init(void)
 {
  TCCR2A=0x00;
  TCCR2B=0x07;   //the clock frequency source 1024 points
  TCNT2= 100;    //10 ms overflow again
  TIMSK2 = 0x01; //allow interrupt
 }
 int i=0;
 ISR(TIMER2_OVF_vect)//the timer 2, 10ms interrupt overflow again. Internal overflow interrupt executive function
{
    TCNT2=100;
    flag++;
 if(flag==1)
  {
    countR=counter;
    Serial.print("red=");
    Serial.println(countR,DEC);
    digitalWrite(s2,HIGH);
    digitalWrite(s3,HIGH);
  }
  else if(flag==2)
   {
    countG=counter;
    Serial.print("green=");
    Serial.println(countG,DEC);
    digitalWrite(s2,LOW);
    digitalWrite(s3,HIGH);
   }
   else if(flag==3)
    {
    countB=counter;
    Serial.print("blue=");
    Serial.println(countB,DEC);
    Serial.println("\n");
    digitalWrite(s2,LOW);
    digitalWrite(s3,LOW);

    }
    else if(flag==4)
     {
     flag=0;
     }
       counter=0;
}
void loop()
 {
  TCS();
while(1);
 }

结果

编译上传代码后，打开串口监视器，在右下角将波特率设定为115200，否则串口监视器无法接收到数据，设定完成后，在串口监视器中可以看到传感器的RGB参数返回值。

SEN0101_Result.png

注意事项

使用此模块前需要先校准。方法为在高亮白色光源下将255除以得到的RGB数据，得到比例系数后，再在代码输出数据时分别乘以比例系数以修正RGB输出值使它们的值相等。
上图中的结果原始数据，虽不是准确值，但可以发现都会有对某种或某两种颜色的趋向。
1.颜色识别时要避免外界光线的干扰，否则会影响颜色识别的结果，最好把传感器、光源等放置在一个密闭、无反射的箱子中进行测试。
2.对光源没有特殊的要求，但是光源发出的光要尽量集中，否则会造成传感器之间的相互干扰。不发光物体请打开LED补光灯检测。
3.当第1次使用TCS230时，或TCS230识别模块重启、更换光源等情况时，都需要进行白平衡调整。

疑难解答

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