顏色識(shí)別傳感器的應(yīng)用

　　1、TCS230簡(jiǎn)介

　　TCS230是一款可編程彩色光到頻率的轉(zhuǎn)換器。他把可配置的硅光電二極管與電流頻率轉(zhuǎn)換器集成在一個(gè)單一的CMOS電路上，同時(shí)在單一芯片上集成了紅綠藍(lán)（RGB）三種濾光器，是第一個(gè)有數(shù)字兼容接口的RGB彩色傳感器。TCS230的輸出信號(hào)是數(shù)字量，可以驅(qū)動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)的TTL或CMOS邏輯輸入，因此可直接與微處理器或其他邏輯電路相連接。由于輸出的是數(shù)字量，并且能夠?qū)崿F(xiàn)每個(gè)彩色信道10位以上的轉(zhuǎn)換精度，因而不再需要A/D轉(zhuǎn)換電路，使電路變得簡(jiǎn)單。

　　2、TCS230的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與工作原理

　　TCS230采用8引腳的SOIC表面貼裝式封裝，在單一芯片上集成有64個(gè)光電二極管。這些二極管共分為四種類(lèi)型。其中16個(gè)光電二極管帶有紅色濾波器；16個(gè)光電二極管帶有綠色濾波器；16個(gè)光電二極管帶有藍(lán)色濾波器；其余16個(gè)不帶有任何濾波器，可以透過(guò)全部的光信息。

　　（a）TCS230封裝形式

　　（b）TCS230內(nèi)部結(jié)構(gòu)方框圖

　　這些光電二極管在芯片內(nèi)是交叉排列的，能夠最大限度地減少入射光輻射的不均勻性，從而增加顏色識(shí)別的精確度；另一方面，相同顏色的16個(gè)光電二極管是并聯(lián)連接的，均勻分布在二極管陣列中，可以消除顏色的位置誤差。工作時(shí)，通過(guò)兩個(gè)可編程的引腳來(lái)動(dòng)態(tài)選擇所需要的濾波器。

　　該傳感器的典型輸出頻率范圍從2Hz~500kHz，用戶(hù)還可以通過(guò)兩個(gè)可編程引腳來(lái)選擇100%、20%或2%的輸出比例因子，或電源關(guān)斷模式。輸出比例因子使傳感器的輸出能夠適應(yīng)不同的測(cè)量范圍，提高了它的適應(yīng)能力。例如，當(dāng)使用低速的頻率計(jì)數(shù)器時(shí)，就可以選擇小的定標(biāo)值，使TCS230的輸出頻率和計(jì)數(shù)器相匹配。

　　3、基于TCS230的顏色識(shí)別模塊

　　基于TCS230的顏色識(shí)別模塊如下圖，尺寸為72*16*12立方毫米，配置4只大功率白色LED燈，可識(shí)別R，G，B三原色的分量，通過(guò)這三原色分量，通過(guò)這三原色的混合，可以識(shí)別顏色，工作電壓5V，電流0.12V。輸出引腳可直接與微控制器的I/O口連接。

　　TCS230模組具有3個(gè)顏色濾波器，有三原色理論可知：各種顏色是由不同比例的三原色混合而成的。該模組具有三個(gè)顏色濾波器，當(dāng)選擇其中一個(gè)顏色濾波器時(shí)，它只允許某個(gè)特定的原色通過(guò)，阻止其他顏色通過(guò)，例如：當(dāng)選擇藍(lán)色濾波器時(shí)，入射光中只有藍(lán)色可以通過(guò)，紅色和綠色都阻止，而此時(shí)TCS230的脈沖輸出腳會(huì)輸出一定頻率的脈沖，由脈沖數(shù)就可以得到藍(lán)色光的強(qiáng)度；同理，選擇其他濾波器時(shí)，就可以得到紅色光和綠色光的光強(qiáng)，通過(guò)這三個(gè)值，就可以分析投射到TCS230傳感器上的光的顏色。而顏色濾波器的選擇由模組S2腳和S3腳決定。

　　因此，將模組S2和S3與控制器的I/O口相連接，就可以方便的控制對(duì)濾波器的選擇；同時(shí)，將模組的脈沖輸出腳與控制器的外部中斷相連接，控制器就可以通過(guò)外部中斷的方式獲得模組脈沖輸出數(shù)，從而得到三原色的成分，分析出物體的顏色。

　　顏色識(shí)別傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域

　　隨著現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)向高速化、自動(dòng)化方向的發(fā)展，生產(chǎn)過(guò)程中長(zhǎng)期以來(lái)由人眼起主導(dǎo)作用的顏色識(shí)別工作將越來(lái)越多地被相應(yīng)的顏色傳感器所替代。例如：

　　圖書(shū)館使用顏色區(qū)分文獻(xiàn)進(jìn)行分類(lèi)，能夠極大地提高排架管理和統(tǒng)計(jì)等工作。

　　在包裝行業(yè)，產(chǎn)品包裝利用不同的顏色或裝潢來(lái)表示其不同的性質(zhì)或用途。