產品說明1
1.板載TCS3200顏色傳感器
2.支持3V-5V電壓輸入
3.芯片的引腳全部已經引出，插針為標準100mil(2.54mm)，方便用於點陣板
購買後附送原理圖、測試程序及相關資料
發貨清單：
TCS3200模塊 x 1塊
1 .TCS230芯片的結構框圖與特點:
TCS230是TAOS公司推出的可編程彩色光到頻率的轉換器，它把可配置的硅光電二極管與電流頻率轉換器集成在一個單一的CMOS電路上，同時在單一芯片上集成了紅綠藍（RGB）三種濾光器，是業界第一個有數字兼容接口的RGB彩色傳感器，TCS230的輸出信號是數字量，可以驅動標準的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，由於輸出的是數字量，並且能夠實現每個彩色信道10位以上的轉換精度，因而不再需要A/D轉換電路，使電路變得更簡單.
TCS230採用8引腳的SOIC表面貼裝式封裝，在單一芯片上集成有64個光電二極管，這些二極管分為四種類型，其16個光電二極管帶有紅色濾波器；16個光電二極管帶有綠色濾波器；16個光電二極管帶有藍色濾波器，其餘16個不帶有任何濾波器，可以透過全部的光信息，這些光電二極管在芯片內是交叉排列的，能夠最大限度地減少入射光輻射的不均勻性，從而增加顏色識別的精確度；另一方面，相同顏色的16個光電二極管是並聯連接的，均勻分佈在二極管陣列中，可以消除顏色的位置誤差。工作時，通過兩個可編程的引腳來動態選擇所需要的濾波器，該傳感器的典型輸出頻率範圍從2Hz－500kHz，用戶還可以通過兩個可編程引腳來選擇100％、20％或2％的輸出比例因子，或電源關斷模式。輸出比例因子使傳感器的輸出能夠適應不同的測量範圍，提高了它的適應能力。例如，當使用低速的頻率計數器時，就可以選擇小的定標值，使TCS230的輸出頻率和計數器相匹配。
從圖1可知：當入射光投射到TCS230上時，通過光電二極管控制引腳S2、S3的不同組合，可以選擇不同的濾波器；經過電流到頻率轉換器後輸出不同頻率的方波（占空比是50％），不同的顏色和光強對應不同頻率的方波；還可以通過輸出定標控制引腳S0、S1，選擇不同的輸出比例因子，對輸出頻率範圍進行調整，以適應不同的需求。
下面簡要介紹TCS230芯片各個引腳的功能及它的一些組合選項。
S0、S1用於選擇輸出比例因子或電源關斷模式；S2、S3用於選擇濾波器的類型；OE反是頻率輸出使能引腳，可以控制輸出的狀態，當有多個芯片引腳共用微處理器的輸出引腳時，也可以作為片選信號，OUT是頻率輸出引腳，GND是芯片的接地引腳，VCC為芯片提供工作電壓，表1是S0、S1及S2、S3的可用組合。
2 .TCS230識別顏色的原理
由上面的介紹可知，這種可編程的彩色光到頻率轉換器適合於色度計測量應用領域，如彩色打印、醫療診斷、計算機彩色監視器校準以及油漆、紡織品、化妝品和印刷材料的過程控制和色彩配合。下面以TCS230在液體顏色識別中的應用為例，介紹它的具體使用。首先瞭解一些光與顏色的知識。
（1）三原色的感應原理
通常所看到的物體顏色，實際上是物體表面吸收了照射到它上面的白光（日光）中的一部分有色成分，而反射出的另一部分有色光在人眼中的反應。白色是由各種頻率的可見光混合在一起構成的，也就是說白光中包含著各種顏色的色光（如紅R、黃Y、綠G、青V、藍B、紫P）。根據德國物理學家赫姆霍茲（Helinholtz）的三原色理論可知，各種顏色是由不同比例的三原色（紅、綠、藍）混合而成的。
（2）TCS230識別顏色的原理
由三原色感應原理可知，如果知道構成各種顏色的三原色的值，就能夠知道所測試物體的顏色。對於TCS230來說，當選定一個顏色濾波器時，它只允許某種特定的原色通過，阻止其他原色的通過。例如：當選擇紅色濾波器時，入射光中只有紅色可以通過，藍色和綠色都被阻止，這樣就可以得到紅色光的光強；同時，選擇其他的濾波器，就可以得到藍色光和綠色光的光強。通過這三個值，就可以分析投射到TCS230傳感器上的光的顏色。
（3）白平衡和顏色識別原理
白平衡就是告訴系統什麼是白色。從理論上講，白色是由等量的紅色、綠色和藍色混合而成的；但實際上，白色中的三原色並不完全相等，並且對於TCS230的光傳感器來說，它對這三種基本色的敏感性是不相同的，導致TCS230的RGB輸出並不相等，因此在測試前必須進行白平衡調整，使得TCS230對所檢測的"白色"中的三原色是相等的。進行白平衡調整是為後續的顏色識別作準備。在本裝置中，白平衡調整的具體步驟和方法如下：將空的試管放置在傳感器的上方，試管的上方放置一個白色的光源，使入射光能夠穿過試管照射到TCS230上；根據前面所介紹的方法，依次選通紅色、綠色和藍色濾波器，分別測得紅色、綠色和藍色的值，然後就可計算出需要的3個調整參數。
當TCS230識別顏色時，就用這3個參數對所測顏色的R、G和B進行調整。這裡有兩種方法來計算調整參數：1、依次選通三顏色的濾波器，然後對TCS230的輸出脈衝依次進行計數。當計數到255時停止計數，分別計算每個通道所用的時間，這些時間對應於實際測試時TCS230每種濾波器所採用的時間基準，在這段時間內所測得的脈衝數就是所對應的R、G和B的值。2、設置定時器為一固定時間（例如10ms），然後選通三種顏色的濾波器，計算這段時間內TCS230的輸出脈衝數，計算出一個比例因子，通過這個比例因子可以把這些脈衝數變為255。在實際測試時，室外同樣的時間進行計數、把測得的脈衝數再乘以求得的比例因子，然後就可以得到所對應的R、G和B的值。
3、應用中需要注意的問題
1、顏色識別時要避免外界光線的干擾，否則會影響顏色識別的結果，最好把傳感器、光源等放置在一個密閉、無反射的箱子中進行測試。
2、對光源沒有特殊的要求，但是光源發出的光要盡量集中，否則會造成傳感器之間的相互干擾。
3、當第1次使用TCS230時，或TCS230識別模塊重啟、更換光源等情況時，都需要進行白平衡調整。
