Arduino 颜色识别传感器/TCS230D TCS3200D模块

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简介:

颜色传感器模块采用TCS3200D,是TCS230D的升级产品。TCS3200是一款静态识别物体颜色,并根据颜色信息输出不同频率,通过单片机对频率采样转换后即可得到颜色RGB数据。

我们提供Arduino示例代码已经完成频率到RGB值的转换(将频率值转换到0-255,具体颜色大家可以去查我们下面提供的颜色表),用户只需稍作修改就能直接使用,极大缩短了用户开发时间。

性能特点

  • 主芯 片:TCS3200D

  • 输出频率范围从10kHz12kHz,占空比50%

  • 工作电压:+2.7V+5.5V

  • 工作电流:1.4mA

  • 检测状态:静态检测

  • 最佳检测距离:10mm

  • 直径:36mm

应用方向:

  • 条码扫描仪
  • 静态物体颜色识别
  • DIY各类颜色判别案例

此模块所有IO口均引出,可通过IO控制LED补光灯。也可以通过跳帽直接短接控制引脚和接地引脚,此时LED将常亮。

工作电压3V-5V,频率输出范围10-12KHZ,占空比50%。

 

使用方法

测试前,Arduino Demo代码会进行白平衡矫正,取得相应的RGB参数,然后用户再进行颜色测量,可以通过代码得到相应的RGB值,之后用户可以用此值进行颜色判断或者全彩LED显示等等。

PS: 所谓白平衡,就是要告诉模块什么是白色,这一个相对值。 你可以将任何颜色都认为是白色来告诉传感器模块,只是这样你测量的颜色也相对改变。 所以我们白平衡的时候,尽量保证环境是白色或者靠近白色,这样使得测试的结果越靠近真实值。

注意:

1. 尽量保证测试过程中光源的恒定,不要轻易移动 或者改变光源,最好在封闭环境测试效果更佳。 每次改变光源都需要重新进行白平衡矫正。此模块无法用来小车壁障颜色识别。

2. 此模块由于环境的影响和光源改变的影响可能会有颜色飘逸和误差,如果需要精确测量颜色,请另外选购别的高精度颜色传感器。

Arduino 连接方式:

// GND & LED – GND ,  OE – GND,  VCC – VCC, S0 – D6,  S1 – D5,  S2 – D4,  S3 – D3,  OUT – D2

//*********** IO 定义如下************//

#define S0     6
#define S1     5
#define S2     4
#define S3     3
#define OUT   2

为方便链接,建议购买杜邦线

3P杜邦线:

5P杜邦线:

测试步骤:

  • 按我们提供的IO链接方式连接传感器模块和Arduino开发板
  • Upload, 烧录Arduino代码
  • 测试物体从传感器正上方靠近测试,被测物体应该尽量靠近主芯片上方 10mm 距离为佳
  • 串口监控测试返回的RGB数字,后续分析颜色

 

Arduino 参考代码

/*********************************************************************
**  Device: TSC3200                                                                                          **
**  File:   EF-TSC3200.c                                                                                      **
**                                                                                                                    **
**  Created by ElecFreaks Robi.W /6 Sep 2011                                                       **
**                                                                                                                    **
**  Description:                                                                                                  **
**  This file is a sample code for your reference.Just a demo for                                **
**  TSC230 Programmable Color Light-to-Frequency Converter Module.                      **
**                                                                                                                    **
**  This demo code is free software; you can redistribute it and/or                            **
**  modify it under the terms of the GNU Lesser General Public                                 **
**  License as published by the Free Software Foundation; either                              ** 
**  version 2.1 of the License, or (at your option)                                                   **
**  any later version.                                                                                           **
**                                                                                                                    **
**  Copyright (C) 2011 ElecFreaks Corp.                                                                 **
**                                                                                                                    **
**                                                                                                                    **
** 
http://elecfreaks.taobao.com                                                                          **
*********************************************************************/
#include <TimerOne.h>

 

#define S0     6
#define S1     5
#define S2     4
#define S3     3
#define OUT    2

 

int   g_count = 0;    // count the frequecy
int   g_array[3];     // store the RGB value
int   g_flag = 0;     // filter of RGB queue
float g_SF[3];        // save the RGB Scale factor
 
 
// Init TSC230 and setting Frequency.
void TSC_Init()
{
  pinMode(S0, OUTPUT);
  pinMode(S1, OUTPUT);
  pinMode(S2, OUTPUT);
  pinMode(S3, OUTPUT);
  pinMode(OUT, INPUT);
 
  digitalWrite(S0, LOW);  // OUTPUT FREQUENCY SCALING 2%
  digitalWrite(S1, HIGH);
}
 
// Select the filter color
void TSC_FilterColor(int Level01, int Level02)
{
  if(Level01 != 0)
    Level01 = HIGH;
 
  if(Level02 != 0)
    Level02 = HIGH;
 
  digitalWrite(S2, Level01);
  digitalWrite(S3, Level02);
}
 
void TSC_Count()
{
  g_count ++ ;
}
 
void TSC_Callback()
{
  switch(g_flag)
  {
    case 0:
         Serial.println("->WB Start");
         TSC_WB(LOW, LOW);              //Filter without Red
         break;
    case 1:
         Serial.print("->Frequency R=");
         Serial.println(g_count);
         g_array[0] = g_count;
         TSC_WB(HIGH, HIGH);            //Filter without Green
         break;
    case 2:
         Serial.print("->Frequency G=");
         Serial.println(g_count);
         g_array[1] = g_count;
         TSC_WB(LOW, HIGH);             //Filter without Blue
         break;
 
    case 3:
         Serial.print("->Frequency B=");
         Serial.println(g_count);
         Serial.println("->WB End");
         g_array[2] = g_count;
         TSC_WB(HIGH, LOW);             //Clear(no filter)  
         break;
   default:
         g_count = 0;
         break;
  }
}
 
void TSC_WB(int Level0, int Level1)      //White Balance
{
  g_count = 0;
  g_flag ++;
  TSC_FilterColor(Level0, Level1);
  Timer1.setPeriod(1000000);             // set 1s period
}
 
void setup()
{
  TSC_Init();
  Serial.begin(9600);
  Timer1.initialize();             // defaulte is 1s
  Timer1.attachInterrupt(TSC_Callback); 
  attachInterrupt(0, TSC_Count, RISING); 
 
  delay(4000);
 
  for(int i=0; i<3; i++)
    Serial.println(g_array[i]);
 
  g_SF[0] = 255.0/ g_array[0];     //R Scale factor
  g_SF[1] = 255.0/ g_array[1] ;    //G Scale factor
  g_SF[2] = 255.0/ g_array[2] ;    //B Scale factor
 
  Serial.println(g_SF[0]);
  Serial.println(g_SF[1]);
  Serial.println(g_SF[2]);
 
}
 
void loop()
{
   g_flag = 0;
   for(int i=0; i<3; i++)
    Serial.println(int(g_array[i] * g_SF[i]));
   delay(4000);
 
}

串口结果返回分析:

 

标记1 : 开始后的初始读到的RGB频率值

标记2 :  白平衡后,将RGB值校正到255的校正系数

标记3 : 校正后的颜色返回值,在不测量物体情况下

标记4 :实际测量物体后的RGB返回值。 理论上这个返回值都是小于255的,不过可能由于光源改变,影响白平衡值,这个值会大于255。这个时候,你只需要再进行一次白平衡矫正就行。

 

发货清单:

  • TCS3200 X 1

 

提供文档:
1.PDF格式原理图
2.Arduino示例代码
3.C51参考代码
 

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