[玩具]顏色傳感器（Color sensor)

1、TCS3200 識別顏色的原理:
    TCS3200 識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。 本文以 TCS3200 識在液體顏色識別中的應用為例,介紹它的具體使用。

2、 三原色的感應原理
    通常所看到的物體的顏色,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。


3、 TCS3200 識識別顏色的原理 

    由上面的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 TCS3200 識來說,當選定一個顏色濾波器時,它只允許某種特定的原 色通過,阻止其它原色的通過。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;同理,選擇其它的濾波器,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 TCS3200 識傳感器上的光 的顏色。


4、白平衡和顏色識別原理 

    白平衡就是告訴系統什麽是白色。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 TCS3200 識的光傳感器來說, 它對這三種基本色的敏感性是不相同的,導致 TCS3200 識的 RGB 輸出並不相等,因此在 測試前必須進行白平衡調整,使得 TCS3200 識對所檢測的“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 TC3200 識;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三個調整參數。


當用 TCS3200 識識別顏色時,就用這三個參數對所測顏色的 R 、G 和 B 進行調整。這里有兩 種方法來計算調整參數:1依次選通三種顏色的濾波器,然後對 TCS3200識的輸出脈沖依 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 TCS3200 識每種濾波器所采用的時間基準,在這段時間內所測得的脈沖數就是所 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 TCS3200識的輸出脈沖數,計算出一個比例因子,通過這個比例因子 可以把這些脈沖數變為 255。在實際測試時,使用同樣的時間進行計數,把測得的脈沖數再 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


資料來源：

http://www.ltc.com.tw/images/mtardtcs3200.rar