TCS3200颜色传感器说明颜色检测色谱检测

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TCS3200颜色传感器说明颜色检测色谱检测

TCS3200颜色传感器说明颜色检测色谱检测

TCS3200 颜色传感器测试实验

TCS3200 颜色传感器是一款全彩的颜色检测器,包含了一块 TAOS

TCS3200RGB 感觉芯片和 4 个白光 LED 灯, TCS3200 能在必定的范围内检测和丈量几乎全部的可见光。它合适于色度计丈量应用领域。比方彩色打印、医疗诊疗、计算机彩色监督器校准以及油漆、纺织品、化妆品和印刷资料的过程控制。

往常所看到的物体颜色,其实是物体表面汲取了照耀到它上边的白光 (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响。白色是由各

种频次的可见光混淆在一同构成的,也就是说白光中包含着各样颜色的色光(如红 R、黄 Y、绿 G、青 V、蓝 B、紫 P)。依据德国物理学家赫姆霍兹 (Helinholtz) 的三原色理论可知,各样颜色是由不一样比率的三原色 (红、绿、蓝 )混淆而成的。

由上边的三原色感觉原理可知,假如知道构成各样颜色的三原色的值,便可以知道所测试物体的颜色。关于 TCS3200D 来说,入选定一个颜色滤波器时,它只同意某种特定的原色经过,阻挡其余原色的经过。比如:入选择红色滤波器时,入射光中只有红色能够经过,蓝色和绿色都被阻挡,这样便可以获取红色光的光强;同理,选择其余的滤波器,便可以获取蓝色光和绿色光的光强。经过这三个光强值,便可以剖析出反射到 TCS3200D 传感器上的光的颜色。

TCS3200D 传感器有红绿蓝和消除 4 种滤光器,能够经过其引脚 S2 和 S3 的高低电平来选择滤波器模式,以下列图。

TCS3200D 有可编程的彩色光到电信号频次的变换器,当被测物体反射光的红、绿、蓝三色光芒分别透过相应滤波器抵达 TAOS TCS3200RGB感觉芯片刻,其内置的振荡器会输出方波,方波频次与所感觉的光强成比率关系,光芒越强,

基于TCS3200芯片的颜色识别语音报警系统及其应用

基于TCS3200芯片的颜色识别语音报警系统及其应用

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设计了一种基于TCS3200颜色传感器和wtn6040语音芯片的颜色检测及语音提示系统。并依次利用白平衡、颜色的RGB值获取、RGB到HSV颜色空间转换,对传感器输出信号进行处理,最终得到代表颜色的色调H、饱和度S、亮度V三个值,从而准确判断出物体的颜色并进行语音播报提示。最后探讨了该颜色检测系统在工农业生产、特殊人群生活辅助等方面的应用。

引言:现实中的颜色多种多样,构成了丰富多彩的视觉世界。但人的肉眼能识别的颜色种类很有限,还有色盲、盲人等特殊人群对颜色没有分辨和感知能力。在生产、生活中也经常需要对各种颜色进行准确检测,以控制生产过程或者方便某些生活需求。但现实世界中颜色的种类繁多,并且受光照、亮度等环境因素的影响,对颜色的识别就更难做到精确准确。考虑到这种现实情况,本文利用最新的专业颜色检测芯片,设计开发了一种自动颜色检测系统,并利用语音合成芯片对检测的颜色进行直观的语音播报提示,同时可以和上位机通讯,在上位机上进行颜色实时显示,并集中控制一些与颜色有关的过程参数。

1 系统方案设计

本系统采用TCS3200专业颜色传感器模块作为颜色感测器件,利用单片机AT89C4051进行控制及数据采集,通过运算转换成颜色的标准RGB值,再通过RGB到HSV颜色空间的转换,得到符合人眼实际视觉习惯的色度H、饱和度S、亮度V值,从而准确判断出实际的颜色种类。同时通过合成语音芯片WTN6040,同步播放出对应的颜色语音提示,并可以通过RS 232串行通信接口上传到上位机控制系统进行显示和相关控制。图1是总体方案设计框图。

TCS3200

TCS3200

|EO-----GND
|S0-----VCC | S2-----P1.0 | OUT------P3.5
|S1-----VCC | S3-----P1.1 |
---------------------------------------------------*/ sbit Tcs3200_S2 = P1^0; 口定义
TL0 = 0x0F0;
TH1=0;
TL1=0;
Tcs3200_S2=0; Tcs3200_S3=0;//选择红色滤光器 TR0=1;//10 毫秒开始计时 TR1=1;//开始计数
while(TF0==0);//等待定时器溢出 TF0=0;
//清楚定时器 0 溢出标志
TR0=0;
//关闭定时 0
//16 进制显示
delay_ms(150); }
//取值速度
} /****************************************************** //定时器和计数器 //T0 为定时器 //T1 为计数器 *******************************************************/ void InitTimer0(void) {
B 指 brightness(明度)。
/*色相(H)是色彩的基本属性,就是平常所说的颜色名称,如红色、黄色等。 饱和度(S)是指色彩的纯度,越高色彩越纯,低则逐渐变灰,取 0-100%的数值。 明度(V),亮度(B),取 0-100%。

TCS3200颜色传感器设计原理图PCB及例程手册

TCS3200颜色传感器设计原理图PCB及例程手册

TCS3200颜色传感器设计原理图PCB及例程手册

编辑整理:

尊敬的读者朋友们:

这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望(TCS3200颜色传感器设计原理图PCB及例程手册)的内容能够给您的工作和学习带来便利。同时也真诚的希望收到您的建议和反馈,这将是我们进步的源泉,前进的动力。

本文可编辑可修改,如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅,最后祝您生活愉快业绩进步,以下为TCS3200颜色传感器设计原理图PCB及例程手册的全部内容。

颜色传感器

【简要说明】

一、尺寸:长34mmX宽26mmX高10mm

二、主要芯片:TCS230

三、工作电压:直流5V

四、输出频率电压0~5V

五、特点:

1、所有的引脚全部引出

2、输出占空比50%

3、采用高亮白色LED灯反射光

4、可直接和单片机连接

5、静态检测被测物颜色

6、检测距离10mm最佳

【通电展示】

【工作电压和电流】(直流5V0。04A)

【输出波形】

【板子背面】

【详细说明】

随着现代工业生产向高速化、自动化方向的发展,生产过程中长期以来由人眼起主导作用的颜色识别工作将越来越多地被相应的颜色传感器所替代。例如:图书馆使用颜色区分对文献进行分类,能够极大地提高排架管理和统计等工作;在包装行业,产生包装利用不同的颜色和装潢来表示其不同的性质或用途。目前的颜色传感器通常是在独立的光电二极管上覆盖经过修正的红、绿、蓝滤波片,然后对输出信号进行相应的处理,才能将颜色信号识别出来;有的将两者集合起来,但是输出模拟信号,需要一个A/D电路进行采集,对该信号进一步处理,才能进行识别,增加了电路的复杂性,并且存在较大的识别误差,影响了识别的效果。TAOS(Texas Advanced Optoelectronic Solutions)公司最新推出的颜色传感器TCS230,不仅能够实现颜色的识别与检测,与以前的颜色传感器相比,还具有许多优良的新特性.

(完整版)TCS3200颜色传感器使用说明资料.doc

(完整版)TCS3200颜色传感器使用说明资料.doc

TCS3200 颜色传感器是一款全彩的颜色检测器,包括了一块 TAOS TCS3200RGB 感应芯片和 4 个白光 LED 灯, TCS3200 能在一定的范围内检测和测量几乎所有的可见光。它适合于色度计测量应用领域。比如彩色打印、医疗诊断、计算机彩色监

视器校准以及油漆、纺织品、化妆品和印刷材料的过程控制。

通常所看到的物体颜色,实际上是物体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应。白色是由各种

频率的可见光混合在一起构成的,也就是说白光中包含着各种颜色的色光 (如红R、黄Y、绿 G、青 V、蓝 B、紫 P)。根据德国物理学家赫姆霍兹 (Helinholtz) 的三原色理论可知,各种颜色是由不同比例的三原色 (红、绿、蓝 )混合而成的。

由上面的三原色感应原理可知,如果知道构成各种颜色的三原色的值,就能够知

道所测试物体的颜色。对于 TCS3200D 来说,当选定一个颜色滤波器时,它只允

许某种特定的原色通过,阻止其它原色的通过。例如:当选择红色滤波器时,入射

光中只有红色可以通过,蓝色和绿色都被阻止,这样就可以得到红色光的光强;同理,选择其它的滤波器,就可以得到蓝色光和绿色光的光强。通过这三个光强值,

就可以分析出反射到 TCS3200D 传感器上的光的颜色。

TCS3200D 传感器有红绿蓝和清除 4 种滤光器,可以通过其引脚 S2 和 S3 的高低电平来选择滤波器模式,如下图。

TCS3200D 有可编程的彩色光到电信号频率的转换器,当被测物体反射光的

利用TCS3200D实现颜色信号的采集、识别和还原

利用TCS3200D实现颜色信号的采集、识别和还原

Abs t r a c t : Th i s p a p e r d i s c us s e s t h e u s e o f TCS 3 2 0 0D c o l o r s e ns o r t o c o l l e c t c o l o r s i g n a l whi c h i s t o b e t r a n s f e r r e d t o PC a f t e r be i n g p r o c e s s e d b y S CM S TC1 2C56 0 8 a n d he t n r e d u c e d o n he t d i s pl a y b y c ompu t e r s o f t wa r e . Th e s y s t e m i s o f ig h h p r e c i s i o n, s p e e d y d e t e c i t o n, l o w c os t nd a g o o d s t a b i l i t y, wh i c h C n a b e wi d e l y
0 引 言
颜色信号的采集 、 识别和还原在工 、 农业生产 及科研、 教育、 卫 生 等 领 域 有 着 较 为 广 泛 的 应 用¨ - 3 J 。如 , 检测农 作 物叶 片表 面颜 色 , 可 以判 断 农作 物 的生 长情 况 l 4 ; 检 测 与 精 确识 别 纺 织 品颜

TCS3200颜色传感器使用说明资料

TCS3200颜色传感器使用说明资料

TCS3200颜色传感器使用说明资料

TCS3200颜色传感器是一种能够识别颜色的传感器模块,它可以测量可见光谱中的红、绿、蓝三个基本颜色,并通过输出电压来表示颜色的强度。下面将详细介绍TCS3200颜色传感器的使用方式和注意事项。

使用步骤:

1.连接传感器:将传感器的引脚与控制器板上的相应引脚连接。TCS3200传感器有VCC、GND、S0、S1、S2、S3、OUT等引脚,其中VCC和GND分别连接到控制器板上的3.3V和GND引脚,OUT引脚连接到控制器板的一个数字输入引脚上,S0、S1、S2、S3引脚连接到控制器板的数字输出引脚上,用于选择传感器的工作模式。

2.设置工作模式:根据需要选择传感器的工作模式。TCS3200传感器支持三种主要的工作模式:输出频率测量模式、输出频率比较模式和输出电平测量模式。通过设置S2和S3引脚的电平可以选择不同的模式,具体设置方式请参考传感器的数据手册。

3.获取颜色数据:通过读取OUT引脚的电平变化来获取颜色数据。传感器会根据检测到的红、绿、蓝三种颜色的光强度来改变输出的电平,通过读取OUT引脚的高低电平即可获取颜色数据。可以使用数字输入引脚的中断功能来实现对电平变化的实时检测。

注意事项:

1.传感器的输入电压范围为

2.7V-5.5V,接入电压时需要注意不要超过这个范围,否则可能会损坏传感器。

2.在选择工作模式时需要注意传感器引脚的设置。不同的工作模式需

要将S2和S3引脚设置为不同的电平,否则传感器无法正常工作。

3.在读取颜色数据时,需通过合适的电平转换电路将OUT引脚的输出

TCS3200颜色传感器设计原理图PCB及例程手册

TCS3200颜色传感器设计原理图PCB及例程手册

颜色传感器

【简要说明】

一、尺寸:长34mmX宽26mmX高10mm

二、主要芯片:TCS230

三、工作电压:直流5V

四、输出频率电压0~5V

五、特点:

1、所有的引脚全部引出

2、输出占空比50%

3、采用高亮白色LED灯反射光

4、可直接和单片机连接

5、静态检测被测物颜色

6、检测距离10mm最佳

【通电展示】

【工作电压和电流】(直流5V0.04A)

【输出波形】

【板子背面】

【详细说明】

随着现代工业生产向高速化、自动化方向的发展,生产过程中长期以来由人眼起主导作用的颜色识别工作将越来越多地被相应的颜色传感器所替代。例如:图书馆使用颜色区分对文献进行分类,能够极大地提高排架管理和统计等工作;在包装行业,产生包装利用不同的颜色和装潢来表示其不同的性质或用途。目前的颜色传感器通常是在独立的光电二极管上覆盖经过修正的红、绿、蓝滤波片,然后对输出信号进行相应的处理,才能将颜色信号识别出来;有的将两者集合起来,但是输出模拟信号,需要一个A/D电路进行采集,对该信号进一步处理,才能进行识别,增加了电路的复杂性,并且存在较大的识别误差,影响了识别的效果。TAOS(Texas Advanced Optoelectronic Solutions)公司最新推出的颜色传感器TCS230,不仅能够实现颜色的识别与检测,与以前的颜色传感器相比,还具有许多优良的新特性。

1 .TCS230芯片的结构框图与特点:

TCS230是TAOS公司推出的可编程彩色光到频率的转换器,它把可配置的硅光电二极管与电流频率转换器集成在一个单一的CMOS电路上,同时在单一芯片上集成了红绿蓝(RGB)三种滤光器,是业界第一个有数字兼容接口的RGB彩色传感器,TCS230的输出信号是数字量,可以驱动标准的TTL或CMOS 逻辑输入,因此可直接与微处理器或其他逻辑电路相连接,由于输出的是数字量,并且能够实现每个彩色信道10位以上的转换精度,因而不再需要A/D转换电路,使电路变得更简单,图1是TCS230的引脚和功能框图。

基于TCS3200颜色识别的自动分拣系统解读

基于TCS3200颜色识别的自动分拣系统解读

目录

摘要 (2)

关键词 (2)

一、前言 (2)

二、系统硬件结构 (3)

(一)、步进电机 (3)

1.定义 (3)

2.特点 (3)

3.原理 (3)

4.实物 (4)

(二)、颜色传感器TCS3200 (4)

1.结构框图 (4)

2.原理 (5)

3.应用中需要注意的问题 (6)

4.引脚功能 (6)

(三)、单片机STC89C52 (6)

1.功能概述 (7)

2.引脚功能及其分布图 (7)

(四)、液晶显示1602 (8)

1.简介 (9)

2.管脚功能 (9)

3.操作控制 (9)

4.实物 (10)

(五)、语音播报WT588D (10)

1.功能概述 (10)

2.引脚分布及实物 (11)

(六)、霍尔开关传感器 (11)

1.原理 (11)

2.电磁特性 (12)

3.产品特点及应用 (13)

4.实物 (13)

(七)、红外线 (13)

1.工作原理 (13)

2.主要应用及实物 (13)

(八)、其它 (14)

三、系统软件示意 (14)

1.系统示意图 (14)

2.软件流程图 (15)

3.算法流程图 (15)

4.编程软件 (16)

5.原理图及PCB (16)

6.核心原理 (17)

四、实验结论 (17)

五、致谢 (18)

六、附录 (18)

参考文献 (22)

基于TCS3200颜色识别的自动分拣系统

(电子信息工程专业091 梁启涛)

摘要:本系统主要是利用自然界的三基色原理,利用颜色传感器采集小球的RGB,

从而利用步进电机的角度旋转对物体进行自动分拣。是以STC89C52为主处理器,以TCS3200作为颜色传感器,以WT588D-16为语音播报模块,用 1602液晶显示器来显示小球的RGB给人以视觉上的辨别,以及霍尔传感器监测步进电机回位与红外线检测是否有小球组成的系统是将电流信号先转换为脉冲频率信号,在转换为数字信号的系统。在人眼的视察能力的基础上,步进能满足工业中精确测量和控制颜色的需要,而且快捷方便,能够准确的获得物体的颜色信息。在工业颜色检测上,拥有广泛的前景。

利用颜色传感器TCS3200识别红绿灯

利用颜色传感器TCS3200识别红绿灯

利用颜色传感器TCS3200识别红绿灯

作者:曹琼

来源:《电脑知识与技术》2017年第07期

摘要;随着科学技术的发展,颜色检测从人工检测发展到采用各种颜色仪器检测,其中检测仪器常采用颜色传感器。TCS3200是最新的一种颜色传感器,它测量速度快、数字化、易编程控制和干抗扰等诸多优点被广泛应用。

关键词:颜色传感器;三基色;TCS3200

中图分类号:TP391 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2017)07-0181-02

三基色RGB色彩模式常被作为颜色标准,即通过对三个颜色通道之间的叠加来得到各式各样的颜色的,RGB即是代表红、绿、蓝三个通道的颜色,这个标准几乎包括了人类视力所能感知的所有颜色。因此,检测出了颜色信号中的红、绿、蓝比例值就是检测出了颜色。

颜色检测识别在工业生产中的应用越来越深入,但是以往的颜色检测主要是依靠人工进行,这种方法受照明条件、背景亮度、测色人员主观上和心理上的差异等各种因素影响,缺乏准确性,所以随着科学技术的发展,各种检测颜色仪器纷纷出现。

常用的颜色检测仪器有两种方法:第一种是基于机器视觉的颜色检测是从视图中获得颜色数据的,麻烦的是必须对图像进行各种预处理,因此此种颜色检测较为复杂且价高;第二种是基于颜色传感器的颜色检测,此种方法较为常用,现在常用颜色传感器有RGB颜色传感器和色标传感器两种基本类型。

目前常用的颜色传感器通常是把经过修正的红绿蓝滤光片覆盖在独立的光电二极管上,需要对输出信号进行相应的处理才能将颜色信号识别出来。TAOS公司推出了此类的颜色传感器,其中现在最新的就是TCS3200,与以前进行比较有许多优点:反应速度快,检测的不同颜色时可通过编程设置改变,使用方便,数字量输出,能采集、放大信号,内部有A/D,可直接连接单片机。

基于TCS3200芯片的颜色识别语音报警系统及其应用

基于TCS3200芯片的颜色识别语音报警系统及其应用

基于TCS3200芯⽚的颜⾊识别语⾳报警系统及其应⽤

139

设计了⼀种基于TCS3200颜⾊传感器和wtn6040语⾳芯⽚的颜⾊检测及语⾳提⽰系统。并依次利⽤⽩平衡、颜⾊的RGB值获取、RGB到HSV颜⾊空间转换,对传感器输出信号进⾏处理,最终得到代表颜⾊的⾊调H、饱和度S、亮度V三个值,从⽽准确判断出物体的颜⾊并进⾏语⾳播报提⽰。最后探讨了该颜⾊检测系统在⼯农业⽣产、特殊⼈群⽣活辅助等⽅⾯的应⽤。

引⾔:现实中的颜⾊多种多样,构成了丰富多彩的视觉世界。但⼈的⾁眼能识别的颜⾊种类很有限,还有⾊盲、盲⼈等特殊⼈群对颜⾊没有分辨和感知能⼒。在⽣产、⽣活中也经常需要对各种颜⾊进⾏准确检测,以控制⽣产过程或者⽅便某些⽣活需求。但现实世界中颜⾊的种类繁多,并且受光照、亮度等环境因素的影响,对颜⾊的识别就更难做到精确准确。考虑到这种现实情况,本⽂利⽤最新的专业颜⾊检测芯⽚,设计开发了⼀种⾃动颜⾊检测系统,并利⽤语⾳合成芯⽚对检测的颜⾊进⾏直观的语⾳播报提⽰,同时可以和上位机通讯,在上位机上进⾏颜⾊实时显⽰,并集中控制⼀些与颜⾊有关的过程参数。

1 系统⽅案设计

本系统采⽤TCS3200专业颜⾊传感器模块作为颜⾊感测器件,利⽤单⽚机AT89C4051进⾏控制及数据采集,通过运算转换成颜⾊的标准RGB值,再通过RGB到HSV颜⾊空间的转换,得到符合⼈眼实际视觉习惯的⾊度H、饱和度S、亮度V值,从⽽准确判断出实际的颜⾊种类。同时通过合成语⾳芯⽚WTN6040,同步播放出对应的颜⾊语⾳提⽰,并可以通过RS 232串⾏通信接⼝上传到上位机控制系统进⾏显⽰和相关控制。图1是总体⽅案设计框图。

TCS3200颜色传感器设计原理图PCB及例程手册

TCS3200颜色传感器设计原理图PCB及例程手册

TCS3200颜色传感器设计原理图PCB及例程手册

编辑整理:

尊敬的读者朋友们:

这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望(TCS3200颜色传感器设计原理图PCB及例程手册)的内容能够给您的工作和学习带来便利。同时也真诚的希望收到您的建议和反馈,这将是我们进步的源泉,前进的动力。

本文可编辑可修改,如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅,最后祝您生活愉快业绩进步,以下为TCS3200颜色传感器设计原理图PCB及例程手册的全部内容。

颜色传感器

【简要说明】

一、尺寸:长34mmX宽26mmX高10mm

二、主要芯片:TCS230

三、工作电压:直流5V

四、输出频率电压0~5V

五、特点:

1、所有的引脚全部引出

2、输出占空比50%

3、采用高亮白色LED灯反射光

4、可直接和单片机连接

5、静态检测被测物颜色

6、检测距离10mm最佳

【通电展示】

【工作电压和电流】(直流5V0。04A)

【输出波形】

【板子背面】

【详细说明】

随着现代工业生产向高速化、自动化方向的发展,生产过程中长期以来由人眼起主导作用的颜色识别工作将越来越多地被相应的颜色传感器所替代。例如:图书馆使用颜色区分对文献进行分类,能够极大地提高排架管理和统计等工作;在包装行业,产生包装利用不同的颜色和装潢来表示其不同的性质或用途。目前的颜色传感器通常是在独立的光电二极管上覆盖经过修正的红、绿、蓝滤波片,然后对输出信号进行相应的处理,才能将颜色信号识别出来;有的将两者集合起来,但是输出模拟信号,需要一个A/D电路进行采集,对该信号进一步处理,才能进行识别,增加了电路的复杂性,并且存在较大的识别误差,影响了识别的效果。TAOS(Texas Advanced Optoelectronic Solutions)公司最新推出的颜色传感器TCS230,不仅能够实现颜色的识别与检测,与以前的颜色传感器相比,还具有许多优良的新特性.

基于TCS3200颜色传感器实验报告

基于TCS3200颜色传感器实验报告

3、 测试结果:
图 4 上位机接受界面
测试实验中,用白、红、黄、蓝、绿五种不同颜色瓶盖为实验对
象。其中用红色瓶盖作为白平衡校验基准,然后分别检测红、黄、蓝、
绿四种不同颜色的瓶盖。测得的 RGB 值如下表 2:
颜色
RGB 值
R
G
B

255
255
255

198
84
98

百度文库246
198
128

98
170
255
S0 S1 输出频率比例系数
S2 S3 光电二极管类型
L L 关断
L L 红色
L H 2%
L H 蓝色
H L 20%
H L 清除(无滤波)
H H 100%
H H 绿色
表 1 S0、S1、S2、S3 引脚功能分配图
(2)软件设计 程序流程图如图 4。
系统初始化
是否已经 白平衡?


白平衡子程序
是否进行 数据采集
4)串口传输波特率为 9600bps,通过设置定时器 T2 来发生波特率。 5)LCD1602 显示和串口发送 RGB 值均需要拆成 8 位 ASCII 码发送,串口发送 8 位字符是因为 vc 控件这样设置。 6)串口发送的格式为:axxxxxxxxx。其中 9 个 x 为 RGB 值,a 为标识符。

基于TCS3200颜色传感器实验报告

基于TCS3200颜色传感器实验报告

S0 S1 输出频率比例系数
S2 S3 光电二极管类型
L L 关断
L L 红色
L H 2%
L H 蓝色
H L 20%
H L 清除(无滤波)
H H 100%
H H 绿色
表 1 S0、S1、S2、S3 引脚功能分配图
(wk.baidu.com)软件设计 程序流程图如图 4。
系统初始化
是否已经 白平衡?


白平衡子程序
是否进行 数据采集
图 1 系统原理图 系统在进行颜色检测之前需要进行白平衡校验,本系统采用的 4 个白色 LED 灯做白平衡校验光源,同时也为系统检测颜色提供反射光源。其原理图如图 2。
图 2 白平衡电路原理图
如表 1 是 TCS3200 管脚配置图,通过两个可编程引脚 S0、S1 来选择 100%、
20%、2%的输出比例因子。通过控制 S2、S3 引脚来选择所需的光电二极管类型。
《生物医学传感器》实验报告
颜色传感器 TCS3200 应用设计
1、实验要求:基于颜色传感器 TCS3200,设计一颜色检测传感系统,包括系统 硬件电路及软件设计,实现对颜色的数字化检测和结果显示,显示出颜色的 RGB 值及合成后的颜色条。 2、设计内容: (1)硬件电路设计
系统采用 STC89C52 为主控芯片,TCS3200 芯片为颜色颜色采集芯片,52 芯片直接与 TCS3200 芯片的第 6 脚连接。TCS3200 芯片所采集的颜色数据,直 接传送到 STC89C52 主控芯片中,由 STC89C52 处理颜色的 RGB 值,将处理的 数据通过串口传送到上位机进行显示。其原理图如图 1。

微雪电子Color Sensor TCS3200 用户手册说明书

微雪电子Color Sensor TCS3200 用户手册说明书

Color Sensor用户手册

1.产品特性

表1. 产品特性

原理:TCS3200D的功能框图:

TCS3200D有四种滤波器类型:红,绿,蓝和清除全部光信息。当入射光投射到传感器上时,通过光电二极管控制引脚S2,S3的电平组合,可以选通不同的滤波器,如下表所示:

表2. S2,S3电平组合

表3. S0,S1电平组合

TCS3200D光传感器对红绿蓝三种颜色的敏感度是不相同的,导致它检测纯白色的时候,得到的红绿蓝三个数值(RGB)输出并不一定是255,因此在上电之后的2秒内,会进行白平衡调整。流程如下:

①将白色的纸放置在传感器的上方1CM处,给LED端口接入高电平,使四

个高亮白色LED发光。

②程序依次选通R,G,B滤波器,分别测得红色,绿色和蓝色的值。

③计算出需要的三个调整参数。并自动调整白平衡。

2.主要用途

颜色排序、感应与校准环境光、测试条阅读和颜色匹配等。

3.接口说明

表4. 接口说明

4.操作与现象

下面,以接入我们的开发板为例。

表5. 模块接入STM32开发板

表6. 模块接入Arduino

表7. 串口配置

③将白纸放置在传感器四个高亮白色LED一面(下称正面)的上方1CM处。

④给开发板上电。此时LED端口接入高电平,四个高亮白色LED点亮。

⑤上电之后等待2秒钟以上(此时正在调整白平衡)。

⑥调整结束以后,把传感器正面对着待测物体,串口输出对应的RGB数据,

参考颜色对照表,可知探测到的颜色。

5.注意事项

①颜色识别时要避免外界光线的干扰,否则会影响颜色识别的结果,最好

把Color Sensor和光源等放置在一个封闭、无反射的盒子中测试。

颜色识别

颜色识别

谢谢观看
基于51单片机颜色识别传感器
主讲人:张水涛
功能框图百度文库
TCS3200模块
传感信号
51单片机
液晶显示器
声音提醒
TCS3200颜色传感器
TCS3200是TAOS公司推出的可 编程彩色光到频率的转换器, 在单一芯片上集成了红绿蓝 (RGB)三种滤光器,是业界 第一个有数字兼容接口的RGB 彩色传感器,可以驱动标准的 TTL或CMOS逻辑输入,因此可 直接与微处理器或其他逻辑电 路相连接,由于输出的是数字 量,并且能够实现每个彩色信 道10位以上的转换精度,因而 不再需要A/D转换电路,使电 路变得更简单。
三原色模型
三原色的感应原理根据德国物理学家赫姆霍兹的三原色理论 可知,各种颜色是由不同比例的三原色(红、绿、蓝)混合 而成的,如果知道构成各种颜色的三原色的值,就能够知道 所测试物体的颜色。 对TCS230来说,当选定一个颜色滤波器时,它只允许某种 特定的原色通过,阻止其他原色的通过;选择不同的滤波器, 就可以得到蓝色光、绿色光和红色光的光强。通过这三个值, 就可以分析投射到TCS230传感器上的光的颜色。
TCS3200功能引脚图
控制芯片
51单片机是对所有兼容 Intel 8031指令系统的 单片机的统称。该系列 单片机的始祖是Intel的 8031单片机,后来随着 Flash rom技术的发展, 8031单片机取得了长足 的进展,成为应用最广 泛的8位单片机之一, 其代表型号是ATMEL公 司的AT89系列,它广 泛应用于工业测控系统 之中
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TCS3200颜色传感器测试实验

TCS3200颜色传感器是一款全彩的颜色检测器,包括了一块TAOS

TCS3200RGB感应芯片和4个白光LED灯,TCS3200能在一定的范围内检测和测量几乎所有的可见光。它适合于色度计测量应用领域。比如彩色打印、医疗诊断、计算机彩色监视器校准以及油漆、纺织品、化妆品和印刷材料的过程控制。

通常所看到的物体颜色,实际上是物体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应。白色是由各种频率的可见光混合在一起构成的,也就是说白光中包含着各种颜色的色光(如红R、黄Y、绿G、青V、蓝B、紫P)。根据德国物理学家赫姆霍兹(Helinholtz)的三原色理论可知,各种颜色是由不同比例的三原色(红、绿、蓝)混合而成的。

由上面的三原色感应原理可知,如果知道构成各种颜色的三原色的值,就能够知道所测试物体的颜色。对于TCS3200D 来说,当选定一个颜色滤波器时,它只允许某种特定的原色通过,阻止其它原色的通过。例如:当选择红色滤波器时,入射光中只有红色可以通过,蓝色和绿色都被阻止,这样就可以得到红色光的光强;同理,选择其它的滤波器,就可以得到蓝色光和绿色光的光强。通过这三个光强值,就可以分析出反射到TCS3200D传感器上的光的颜色。

TCS3200D传感器有红绿蓝和清除4种滤光器,可以通过其引脚S2和S3的高低电平来选择滤波器模式,如下图。

TCS3200D有可编程的彩色光到电信号频率的转换器,当被测物体反射光的红、绿、蓝三色光线分别透过相应滤波器到达TAOS TCS3200RGB感应芯片时,其内置的振荡器会输出方波,方波频率与所感应的光强成比例关系,光线越强,内置的振荡器方波频率越高。TCS3200传感器有一个OUT引脚,它输出信号的频率与内置振荡器的频率也成比例关系,它们的比率因子可以靠其引脚S0和S1的高低电平来选择,如下图。

这个测试实验,我把TCS3200传感器OUT引脚输出信号频率与其内置振荡器频率比率因子设为2%,有了输出频率比例因子,但是如何通过OUT引脚输出信号频率来换算出被测物体由三原色光强组成的RGB颜色值呢?这还需进行白平衡校正来得到RGB比例因子才行!

白平衡校正方法是:把一个白色物体放置在TCS3200颜色传感器之下,两者相距10mm左右,点亮传感器上的4个白光LED灯,用Arduino控制器的定时器设置一固定时间1s,然后选通三原色的滤波器,让被测物体反射光中红、绿、蓝三色光分别通过滤波器,计算1s时间内三色光对应的TCS3200传感器OUT输出信号脉冲数(单位时间的脉冲数包含了输出信号的频率信息),再通过正比算式得到白色物体RGB值255与三色光脉冲数的比例因子。有了白平衡校正得到的RGB比例因子,则其它颜色物体反射光中红、绿、蓝三色光对应的TCS3200输出信号1s内脉冲数乘以R、G、B比例因子,就可换算出了被测物体的RGB标准值了。

现在谈谈,如何进行TCS3200各控制引脚与Arduino控制器的硬件连线问题,下图分别是TCS3200传感器和其连线图。

上图中TCS3200传感器各控制引脚与Arduino 控制器数字端口连线的对应关系,我设置为:

#define S0 6

#define S1 5

#define S2 4

#define S3 3

#define OUT 2

#define LED 7

当被测物体为不发光物体时,应该把TCS3200的LED引脚设置为高电平,以点亮TCS3200传感器电路板上的四个白光LED灯。

下文展示了一个带有白平衡的测试程序,把这个程序下载到Arduino控制器中,同时把一个白色物体放置在TCS3200颜色传感器之下,点亮传感器上的4个白光LED灯,再打开Arduino IDE的串口监视器,会出现下图监视画面,可以在该画面中找到白色物体RGB值255以及RGB比例因子。(可通过QQ截图来锁定画面,以便观察。)(双击图片,可以放大看!)

把白平衡时放置在TCS3200颜色传感器之下白色物体拿走,放上另一个黄色物体,在Arduino IDE串口监视器看到的这个黄色物体RGB值为233、157、56,如下图所示。

打开电脑Windows操作系统自带的画图板,点击菜单栏“颜色”--->“编辑颜色”--->“规定自定义颜色”-->右下角输入RGB值,查看对应的颜色与实际测试的颜色是否相符。实际测试结果是测得的物体颜色与实际颜色有些偏色,但并不影响区分出被测物体是哪种颜色的物体。

介绍完TCS3200传感器颜色识别原理和其与Arduino控制器的硬件连线,以及如何利用串口监视器找到白平衡后的比例因子和被测物体的RGB值。下面展示的是Arduino测试程序。注意:下面的#include 《TimerOne.h> 要改为单括号形式。

Arduino程序:

#include 《TimerOne.h> //申明库文件

//把TCS3200颜色传感器各控制引脚连到Arduino数字端口

#define S0 6 //物体表面的反射光越强,TCS3002D内置振荡器产生的方波频率越高,

#define S1 5 //S0和S1的组合决定输出信号频率比例因子,比例因子为2%

//比率因子为TCS3200传感器OUT引脚输出信号频率与其内置振荡器频率之比

#define S2 4 //S2和S3的组合决定让红、绿、蓝,哪种光线通过滤波器

#define S3 3

#define OUT 2 //TCS3200颜色传感器输出信号连接到Arduino中断0引脚,并引发脉冲信号中断

//在中断函数中记录TCS3200输出信号的脉冲个数

#define LED 7 //控制TCS3200颜色传感器是否点亮LED灯

float g_SF[3]; //从TCS3200输出信号的脉冲数转换为RGB标准值的RGB比例因子

int g_count = 0; // 计算与反射光强相对应TCS3200颜色传感器输出信号的脉冲数

// 数组用于存储在1s内TCS3200输出信号的脉冲数,它乘以RGB比例因子就是RGB 标准值

int g_array[3];

int g_flag = 0; // 滤波器模式选择顺序标志

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