TCS3200 - पिन आरेख, सर्किट और अनुप्रयोग

सफेद प्रकाश सात रंगों से बना है। प्रकाश के इस रंग स्पेक्ट्रम को VIBGYOR के रूप में जाना जाता है, जो वायलेट, इंडिगो, ब्लू, ग्रीन, येलो, ऑरेंज और ग्रीन को दर्शाता है। विभिन्न रंगों में अलग-अलग तरंग दैर्ध्य होते हैं। जब वस्तु के गुणों के आधार पर प्रकाश गिरता है, तो कुछ तरंग दैर्ध्य वस्तु द्वारा अवशोषित हो जाते हैं जबकि कुछ वापस परिलक्षित होते हैं। ये परावर्तित तरंगदैर्ध्य उस वस्तु का रंग देते हैं जो मानव आंख से पता लगाया जाता है। विभिन्न अनुपातों में तरंग दैर्ध्य के संयोजन ने अलग-अलग रंग उत्पन्न किए। कलर सेंसर वह डिवाइस है जिसका उपयोग रंग का पता लगाने के लिए किया जाता है। ये सेंसर ऑब्जेक्ट के रंग को लाल या नीले या हरे रंग में वर्गीकृत कर सकते हैं। ऐसे सेंसर में से एक TCS3200 है।

TCS3200 क्या है?

TCS3200 एक प्रोग्रामेबल कलर लाइट-टू-फ्रीक्वेंसी कन्वर्टर है। यह मॉड्यूल माइक्रोकंट्रोलर की मदद से रंग का पता लगा सकता है। यह उनके तरंग दैर्ध्य के आधार पर लाल, नीले और हरे जैसे विविध रंगों का पता लगा सकता है। सेंसर रीडिंग का अनुकूलन करने के लिए, आवृत्ति स्केलिंग प्रदान की जाती है।

TCS3200 में उस वस्तु की सतह को रोशन करने के लिए सफेद एल ई डी होते हैं जिनके रंग का पता लगाना होता है। वस्तु द्वारा वापस परावर्तित प्रकाश की तीव्रता की गणना की जाती है। तीव्रता के लिए आनुपातिक आवृत्ति कनवर्टर द्वारा निर्मित होती है, जिसके उपयोग से माइक्रोकंट्रोलर ऑब्जेक्ट के रंग की भविष्यवाणी करता है।

विभिन्न रंग का पता लगाने के लिए, विभिन्न तरंग दैर्ध्य के प्रति संवेदनशील फिल्टर का उपयोग किया जाता है। आमतौर पर, लाल रंग का तरंग दैर्ध्य 580nm, हरे रंग का तरंग दैर्ध्य 540nm और ब्लू का तरंग दैर्ध्य 450nnm के लिए पाया जाता है।

TCS3200 के ब्लॉक आरेख

ब्लॉक-आरेख- TCS3200

TCS3200 एकल अखंड CMOS IC है। इसमें विन्यास योग्य सिलिकॉन फोटोडायोड और एक करंट-टू-फ्रिक्वेंसी कन्वर्टर शामिल हैं। Photodiodes को 8 × 8 सरणी के रूप में व्यवस्थित किया जाता है। इन से फोटोडिओड , 16 फोटोडायोड में एक ब्लू फिल्टर होता है, 16 फोटोडायोड में एक लाल फिल्टर होता है, 16 फोटोडायोड में एक हरा फिल्टर होता है और बाकी के 16 फोटोडायोड में कोई फिल्टर नहीं होता है।

एक ही रंग के सभी फोटोकोड समानांतर में जुड़े हुए हैं। घटना विकिरण की गैर-एकरूपता के प्रभाव को कम करने के लिए, चार प्रकार के फोटोडायोड्स को परस्पर जोड़ा जाता है। सभी फोटोडायोड 110μm × 110μm आकार के हैं।

TCS3200 का सर्किट आरेख

TCS3200 का आउटपुट 50% शुल्क चक्र के साथ एक वर्ग तरंग है। TCS3200 को डिजिटल इनपुट और डिजिटल आउटपुट पिन का उपयोग करके सीधे किसी भी माइक्रोकंट्रोलर के साथ हस्तक्षेप किया जा सकता है। दो नियंत्रण इनपुट पिंस का उपयोग करके, पूर्ण-पैमाने पर आउटपुट आवृत्ति को बढ़ाया जा सकता है।

चार अलग-अलग प्रकार के फ़िल्टर कवर किए गए फोटोडियोड से, प्रत्येक डायोड को S2 और S3 चयन इनपुट का उपयोग करके सक्रिय किया जा सकता है। जब लाल फिल्टर वाले डायोड को चुना जाता है, तो केवल लाल घटना प्रकाश मापा जाता है और शेष हरी और नीली रोशनी अवरुद्ध होती है। फिर आवृत्ति को मापकर, लाल प्रकाश की तीव्रता का पता लगाया जा सकता है। S0, S1 चुनिंदा इनपुट्स का उपयोग करके फ़्रीक्वेंसी स्केलिंग फ़ैक्टर सेट किया जा सकता है।

आवृत्ति को मापने के लिए, 6 वें पिन का उपयोग किया जाता है। यह पिन माइक्रोकंट्रोलर से जुड़ा होता है। ऑब्जेक्ट के रंग को निर्धारित करने के लिए, पहले इनपुट और आउटपुट पिन को आउटपुट के रूप में सभी इनपुट पिन सेट करें। यहां एनालॉग पिन का कोई उपयोग नहीं है। अगला पिंस S0, S1 या तो उच्च या निम्न सेट करके वांछित आवृत्ति स्केलिंग सेट करें।

अब ऑब्जेक्ट के रंग का पता लगाने के लिए, प्रत्येक प्रकार को सक्रिय करें फिल्टर S2 और S3 चयन लाइनों का उपयोग करना। फिल्टर के सक्रियण के बाद 6 वें पिन पर उत्पन्न आवृत्ति का उपयोग कर ए microcontroller । जब S2 और S3 दोनों पिन कम होते हैं, तो लाल रंग के फिल्टर सक्रिय होते हैं और ऑब्जेक्ट के लाल घटकों की तीव्रता का पता लगाया जाता है। इसी तरह, S2 कम और S3 उच्च नीली घटक का पता लगाता है और S2, S3 दोनों को चलाकर वस्तु के हरित अवयवों का पता लगाता है। इन सभी मूल्यों को एकत्र किया जाता है और वस्तु का वास्तविक रंग प्राप्त करने के लिए तुलना की जाती है। परिवेश प्रकाश माप में भिन्नता पैदा कर सकता है इसलिए सेंसर और वस्तु को माप के दौरान परिवेश प्रकाश से संरक्षित किया जाना चाहिए।

0.01μF से 0.1μF संधारित्र बिजली की आपूर्ति लाइनों को डिकूप करने के लिए इस्तेमाल किया जाना चाहिए। इनपुट शोर उन्मुक्ति के लिए डिवाइस आउटपुट और डिवाइस ग्राउंड पर एक कम प्रतिबाधा विद्युत कनेक्शन की आवश्यकता होती है। यदि आउटपुट पर 12 इंच से अधिक लाइनों का उपयोग किया जाता है तो बफर की आवश्यकता होती है।

पिन आरेख

पिन-आरेख- TCS3200

TCS3200 बाजार में 8-पिन LEAD SOIC पैकेज डी के रूप में उपलब्ध है। इस मॉड्यूल का पिन विवरण नीचे दिया गया है-

• पिन -1 और पिन -2 क्रमशः एस 0, एस 1 चयन लाइनें हैं। इन पिन का उपयोग फ़्रीक्वेंसी स्केलिंग के लिए किया जाता है।
• पिन -3, OE, आउटपुट सक्षम पिन है। यह पिन कम सक्रिय है।
• पिन -4, जीएनडी, ग्राउंड पिन है। यह पिन बिजली आपूर्ति का मैदान है।
• पिन -5, वीडीडी, आपूर्ति वोल्टेज पिन है।
• पिन -6, OUT, आउटपुट फ्रीक्वेंसी पिन है। यह पिन मूल्यों को पढ़ने के लिए माइक्रोकंट्रोलर से जुड़ा है।
• PIn-7 और Pin-8 क्रमशः S2, S3 चयन लाइनें हैं। इन पिनों को फोटोडायोड प्रकार चयन इनपुट के रूप में उपयोग किया जाता है।

आवृत्ति स्केलिंग के लिए चयन लाइन तर्क निम्नानुसार है-

• जब दोनों S0, S1 LOW होते हैं, तो डिवाइस पावर-डाउन मोड में होता है।
• जब S0 कम है और S1 उच्च है, तो आउटपुट आवृत्ति स्केलिंग 2% होगी।
• जब S0 अधिक होता है और S1 कम होता है, तो उत्पादन आवृत्ति स्केलिंग 20% होगी।
• जब S0 और S1 दोनों उच्च होते हैं, तो आउटपुट आवृत्ति स्केलिंग 100% होगी।

विशेष विवरण

TCS3200 के विनिर्देशों में से कुछ इस प्रकार हैं-

• इस मॉड्यूल के मुख्य ब्लॉक TCS3200 RGB सेंसर चिप और 4 सफेद एल ई डी हैं।
• चार एलइडी रंग पहचान के दौरान सेंसर के लिए पर्याप्त प्रकाश व्यवस्था की स्थिति प्रदान करने के लिए दिए गए हैं।
• TCS3200 चिप में 8 × 8 सरणी के फोटोडियोड होते हैं जो लाल, नीले, हरे रंगों का पता लगा सकते हैं।
• यह मॉड्यूल 2.7V से 5.5V के इनपुट सप्लाई वोल्टेज पर काम करता है।
• इस मॉड्यूल में डिजिटल TTL इंटरफ़ेस मौजूद है।
• TCS3200 चिप उच्च संकल्प के साथ आवृत्ति में प्रकाश की तीव्रता को परिवर्तित करता है।
• इस मॉड्यूल को डिजिटल मान प्राप्त करने के लिए ADC की आवश्यकता नहीं है और इसे सीधे माइक्रोकंट्रोलरों के डिजिटल पिन से जोड़ा जा सकता है।
• TCS3200 में प्रोग्रामेबल कलर और फुल-स्केल आउटपुट फ्रीक्वेंसी है।
• इस मॉड्यूल को पावर डाउन फीचर भी दिया गया है।
• इस मॉड्यूल का ऑपरेटिंग तापमान रेंज -40 ° C से 85 ° C है।
• TCS3200 में लाल, नीले, हरे रंगों के फिल्टर हैं।
• इस मॉड्यूल में 50kHz पर 0.2% की एक गैर-रैखिकता त्रुटि है।
• TCS3200 मॉड्यूल में एक स्थिर 200 पीपीएम / डिग्री सेल्सियस तापमान सह-कुशल है।

TCS3200 के अनुप्रयोग

TCS3200 के कुछ अनुप्रयोग नीचे दिए गए हैं-

• TCS3200 का उपयोग सतहों के रंग का पता लगाने के लिए किया जाता है।
• यह मॉड्यूल उद्योग, स्वास्थ्य देखभाल और विनिर्माण संयंत्रों में आवेदन पाता है।
• TCS3200 चिकित्सा निदान प्रणालियों में लागू किया जाता है।
• RGB LED स्थिरता नियंत्रण के लिए TCS3200 का उपयोग किया जाता है।
• TCS3200 औद्योगिक प्रक्रिया नियंत्रण के लिए लागू किया जाता है।
• TCS3200 रंग का पता लगाने के लिए लेजर एज बैंडिंग मशीनों में उपयोग किया जाता है।
• क्रोनिक किडनी रोगों का पता लगाने के लिए मूत्र विश्लेषण के लिए TCS3200 का उपयोग किया जाता है।
• TCS3200 का उपयोग फलों की छंटाई प्रणालियों में किया जाता है।
• इस सेंसर मॉड्यूल का उपयोग करके नीले, लाल, हरे विकिरणों की तीव्रता को मापा जा सकता है।
• विभिन्न प्रकार के धातुओं को वर्गीकृत करने के लिए इस मॉड्यूल का उपयोग किया जाता है।
• खाद्य उद्योग फलों और सब्जियों की छंटाई के लिए इस सेंसर का उपयोग करता है।
• TCS3200 का उपयोग दंत निदान और अमोनिया पहचान के लिए भी किया जाता है।
• बहु-रंग दृश्य प्रकाश संचार में लाइट-टू-फ्रीक्वेंसी रिसीवर के डिजाइन के लिए, TCS3200 का उपयोग किया जाता है।

वैकल्पिक आईसी

बाजार में उपलब्ध IC के कुछ TCS3200 के विकल्प के रूप में उपयोग किए जा सकते हैं, TCS3400, TCS34715, TCS35727, आदि हैं ...

माप के दौरान परिवेश प्रकाश, यूवी विकिरण और आईआर विकिरण से सेंसर की रक्षा करना महत्वपूर्ण है। इस मॉड्यूल का उपयोग इंजीनियरिंग के छात्रों और शौकियों द्वारा विभिन्न रोचक और आसान परियोजनाओं को डिजाइन करने के लिए भी किया जाता है। यह सेंसर कंट्रोलर जैसे इंटरफेस के लिए आसान है Arduino , रास्पबेरी पाई , आदि ... TCS3200 की विद्युत विशेषताओं और लेआउट पर आगे के विवरण में पाया जा सकता है विवरण तालिका । आपके आवेदन के लिए रंग का पता लगाने के लिए TCS3200 मॉड्यूल द्वारा क्या समय लिया गया था?