Giới thiệu cảm biến màu sắc TCS230

02/08/23

Chuyên mục: Điện Dân Dụng

Cảm biến màu sắc là một loại cảm biến có tính năng phân biệt các loại màu khác nhau như xanh lá cây, xanh lam hoặc đỏ, v.v. Cảm biến này sử dụng nguồn ánh sáng để phân tích màu sắc, có nghĩa là nó phát ánh sáng thông qua nguồn sáng của đèn LED và sau đó hấp thụ ánh sáng này.

Ánh sáng sẽ phản xạ sau khi chiếu vào vật thể bất kì hoặc sự vật cụ thể nào. Trên nguyên lý ánh sáng phản xạ, bộ điều khiển sử dụng cảm biến phân tích màu sắc của vật hoặc đối tượng cụ thể.

Có rất nhiều cảm biến màu có sẵn trên thị trường nhưng ở đây sẽ chỉ nói về cảm biến màu TCS230, giao tiếp dễ dàng với vi điều khiển hoặc bo mạch Arduino.

Nó được sử dụng ở các ứng dụng khác nhau như trong hệ thống kiểm soát chất lượng sản phẩm, hệ thống môi trường và hệ thống kiểm soát đóng gói, vv Loại cảm biến này có sẵn trên thị trường hoặc cửa hàng trực tuyến.

Hình 1 Cảm biến màu sắc TCS 230

Cấu hình chân cảm biến màu TCS230

Cảm biến TCS230 có tám chân được sử dụng với các chức năng khác nhau. Cấu hình chân cảm biến TCS230 được thể hiện trong hình 2. Vì cảm biến màu này giao tiếp được với bất kỳ bộ điều khiển nào nên nó cũng được cấp nguồn qua bộ điều khiển và các chân của nó được kết nối với bộ điều khiển theo bảng dưới đây

Số chân	Mô tả chức năng
1,2	Là các chân đầu vào S0 và S1. Đây là chân chọn tần số đầu vào
3	Là chân đầu vào OE và là chân cho phép. Được sử dụng để kích hoạt tín hiệu tần số thấp F0.
4	Là chân nối đất hoặc chân GND được sử dụng để cấp mass cho cảm biến màu.
5	Là chân V DD hoặc chân nguồn, được sử dụng để cấp nguồn cho cảm biến màu.
6	Là chân đầu ra, được sử dụng để chọn tần số đầu ra.
7,8	Là các chân đầu vào S2 và S3. Là các chân chọn đầu vào và được sử dụng để cấp đầu vào cho diode quang.

Hình 2 Cấu hình chân của cảm biến TCS 230

Nguyên lý hoạt động của cảm biến màu TCS320

Cảm biến TCS320 hoạt động dựa trên nguyên lý phản xạ ánh sáng. Cảm biến có dãy 8x8 diode quang và bộ chuyển đổi dòng điện sang tần số. Do trong cảm biến này, ánh sáng được phản xạ trở lại và được cảm nhận bởi các diode quang.

Sau đó, đọc ánh sáng của diode quang nhận được bằng bộ chuyển đổi dòng điện sang tần số để chuyển đổi thành tín hiệu song xung vuông. Tần số của song xung vuông này tỷ lệ thuận với cường độ ánh sáng và cuối cùng truyền tới bộ điều khiển như vi điều khiển hoặc Arduino, v.v. cho biết màu sắc tương ứng của vật hoặc đối tượng cụ thể đó.

Trên thực tế, các diode quang của cảm biến màu có ba bộ lọc màu khác nhau và mỗi bộ lọc màu có 16 diode được kết nối song song với nhau.

Tương tự, bộ lọc màu đầu tiên phát hiện màu đỏ, bộ lọc thứ hai phát hiện màu xanh lá cây và bộ lọc thứ ba phát hiện màu xanh lam. Một bộ lọc thứ tư không có màu. Để lựa chọn các bộ lọc màu này, các chân S0, S1, S2 và S3 được sử dụng, được chọn tự động thông qua chương trình logic.

Cách giao tiếp TCS 320 với Arduino

Để cảm nhận màu sắc của bất kỳ đối tượng hoặc sự vật nào, cần kết hợp thêm vi điều khiển. Để giao tiếp cảm biến màu này với bảng mạch Arduino, các kết nối dây được thực hiện theo Hình 3 và cấu hình chân được sử dụng theo bảng trên.

Hình 3 Giao tiếp cảm biến màu TCS 320 với bảng mạch Arduino

Sau khi kết nối, sẽ viết một chương trình logic để cảm biến màu hoạt động bình thường. Chương trình logic được viết bằng thư viện thanh ghi Arduino và sau đó tải lên bảng mạch Arduino thông qua phần mềm Arduino IDE.

Sau đó bật nguồn và đèn LED của nó sẽ tự động được bật lên. Tương tự, khi bất kỳ vật có màu được đặt trước cảm biến màu này thì nó sẽ cho biết màu sắc của vật đó.

Module cảm biến màu thay thế

APDS9960, BH1750, VL53L0X, DHT22, LM35, TLE4999I3, CCS811, BMP280, HC-SR505, MQ137, TMP36, A3144, PT100 RTD, cảm biến uống cong, cảm biến nhịp tim, BMP180, MPU6050, cảm biến hồng ngoại, module cảm biến sốc, cảm biến khí MQ-2, máy dò mưa, cảm biến độ ẩm đất YL-69 hoặc HL-69, cảm biến ngọn lửa, cảm biến Hall, DHT11, MPX4115A, adxl335, FSR 400, STM32F4