В статье Вы найдете подробное описание работы модулей определения цвета RKP-TSC3200 и RKP-GY-31-TCS3200 на микросхеме TCS3200. Принципиальная схема датчика цвета для Ардуино, подключение к микроконтроллерам и платам Arduino.
Основа модулей определения цвета RKP-TSC3200 и RKP-GY-31-TCS3200 это микросхема TCS3200 ( TAOS TCS3200 RGB sensor chip ). Которая представляет собой матрицу из фотодиодов 8 x 8, всего 64 фотодиода в одном кристалле.
- 16 фотодиодов с красным фильтром (т.е. они чувствительны к волнам красной области видимого спектра)
- 16 фотодиодов с зеленым фильтром (т.е. они чувствительны к волнам зеленой области видимого спектра)
- 16 фотодиодов с синим фильтром (т.е. они чувствительны к волнам синей области видимого спектра)
- 16 фотодиодов без фильтра
Такая внутренняя компоновка микросхемы TCS3200 позволяет датчику измерять интенсивность цвета в четырех цветовых диапазонах: синем, зеленом, красном и белом.
Выбирая между данными от разных фильтров, вы можете определить яркость разных цветов.
Датчик оснащен конвертером, преобразующим данные от фотодиодов в квадратную волну с частотой, пропорциональной яркости выбранного цвета. Затем эта частота считывается Ардуино.
Распиновка
- GND (4) - заземление
- OE (3) входной - включение потока выходных данных (частоты); активируется через LOW
- OUT (6) выходной - вывод частоты
- S0, S1 (1, 2) входной - масштабирование частоты
- S2, S3 (7, 8) входной - выбор типа фотодиодов
- VDD (5) - питание
Управлять работой датчика можно сигналами S0, S1, S2, S3 и S4.
Принципиальная схема датчика цвета для робота на микроконтроллере
К микроконтроллеру датчик цвета подключается через один линейный разъем из восьми контактов. Питание на модуль датчика цвета подается +5В через контакты ( VCC и GND ). Через контакт OE активируется ( уровнем ( 0 )) работа микросхемы TCS3200 от микроконтроллера. Осуществление подсветки объекта производится светодиодами при помощи микроконтроллера ( уровнем ( 1 )). Микроконтроллер вашего робота должен быть запрограммирован, чтобы управлять режимами работы датчика цвета и принимать от датчика частотный сигнал. Подавая комбинацию управляющих сигналов на выводы ( S2 ) и ( S3 ), микроконтроллер разрешает работу датчика цвета в одном из цветовых диапазонов: синем, зеленом, красном или белом. Управляющие сигналы на выводах ( S0 ) и ( S1 ) задают коэффициент деления выходной частоты датчика цвета.
Выбор фильтра
Чтобы выбрать цвет, который будет считываться фотодиодами, датчик TCS3200 оснащен контактами S2 и S3. Поскольку фотодиоды подключены параллельно, разные типы фотодиодов можно выбирать, переключая контакты S2 и S3 в разные комбинации состояний HIGH и LOW.
Масштабирование частоты
Контакты S0 и S1 используются для масштабирования выходной частоты. Ее можно масштабировать до трех заранее заданных значений: 100%, 20% и 2%. Масштабирование частоты используется, чтобы оптимизировать данные, считанные датчиком, для разных микроконтроллеров и прочих частотомеров.
Для Arduino используется, как правило, масштабирование 20%. Таким образом, контакт S0 нужно выставить на HIGH, а S1 – на LOW.
Встроенный генератор производит прямоугольные импульсы, частота которых пропорциональна интенсивности выбранного цвета. Прямоугольные импульсы на выходе ( 50% цикл ) и частота, полностью пропорциональны интенсивности освещения. Частота на выходе может быть измерена одним из трех заданных параметров через два входа ( S0 ) и ( S1 ). Частота, генерируемая датчиком цвета в отсутствии засветки фотодиодов, находится в диапазоне от 2 kHz до 10 kHz. Максимальная частота, генерируемая датчиком цвета при засветке фотодиодов, может достигать 500 kHz.
Таким образом, модули RKP-TSC3200 и RKP-GY-31-TCS3200 способны обнаружить и измерить любой цвет из видимого спектра, также модули поддерживают сортировку по цвету и калибровку цвета.
