顏色識別傳感器的應(yīng)用
1、TCS230簡介
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，是第一個有數(shù)字兼容接口的RGB彩色傳感器。TCS230的輸出信號是數(shù)字量，可以驅(qū)動標(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個光電二極管。這些二極管共分為四種類型。其中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；其余16個不帶有任何濾波器，可以透過全部的光信息。
?。╝）TCS230封裝形式
?。╞）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，從而增加顏色識別的精確度；另一方面，相同顏色的16個光電二極管是并聯(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，通過兩個可編程的引腳來動態(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(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)使用低速的頻率計數(shù)器時，就可以選擇小的定標(biāo)值，使TCS230的輸出頻率和計數(shù)器相匹配。
3、基于TCS230的顏色識別模塊
基于TCS230的顏色識別模塊如下圖，尺寸為72*16*12立方毫米，配置4只大功率白色LED燈，可識別R，G，B三原色的分量，通過這三原色分量，通過這三原色的混合，可以識別顏色，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。該模組具有三個顏色濾波器，當(dāng)選擇其中一個顏色濾波器時，它只允許某個特定的原色通過，阻止其他顏色通過，例如：當(dāng)選擇藍色濾波器時，入射光中只有藍色可以通過，紅色和綠色都阻止，而此時TCS230的脈沖輸出腳會輸出一定頻率的脈沖，由脈沖數(shù)就可以得到藍色光的強度；同理，選擇其他濾波器時，就可以得到紅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。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濾波器的選擇；同時，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、自動化方向的發(fā)展，生產(chǎn)過程中長期以來由人眼起主導(dǎo)作用的顏色識別工作將越來越多地被相應(yīng)的顏色傳感器所替代。例如：
圖書館使用顏色區(qū)分文獻進行分類，能夠極大地提高排架管理和統(tǒng)計等工作。
在包裝行業(yè)，產(chǎn)品包裝利用不同的顏色或裝潢來表示其不同的性質(zhì)或用途。