Arduino TCS230

Вот подробное описание и техническая информация о датчике цвета TCS230 (также известном как TCS3200), а также список парт-номеров и совместимых моделей.

1. Общее описание

TCS230 — это программируемый преобразователь света в частоту, объединяющий на одном кристалле кремниевый фотодиод и преобразователь тока в частоту.

Основная функция: определение цвета поверхности путем измерения интенсивности отраженного света на четырех спектральных каналах (красный, зеленый, синий, прозрачный — или "clear").

Принцип работы: Датчик имеет матрицу фотодиодов (8×8), которые разделены на 4 группы (по 16 диодов). Каждая группа имеет свой фильтр (R, G, B или без фильтра). С помощью управляющих пинов (S2, S3) вы выбираете, какой цвет сейчас измерять. Частота импульсов на выходе (OUT) прямо пропорциональна интенсивности этого цвета.

Наиболее популярная плата с TCS230: GY-31. Именно она чаще всего продается на маркетплейсах (AliExpress, Amazon).

2. Технические характеристики (TCS230 / GY-31)

| Параметр | Значение | | :--- | :--- | | Напряжение питания | 2.7 В – 5.5 В (для модуля GY-31 с стабилизатором – 3.3В – 5В). | | Входной ток (типовой) | 2 – 3 мА при 3.3В, до 6мА при 5В. | | Температурный диапазон | -40°C до +85°C. | | Выходной сигнал | Квадратичная волна (меандр) — изменяемая частота (от десятков Гц до нескольких кГц). | | Максимальная частота | ~600 кГц. | | Разрешение фотодиодов | 8×8 (64 светочувствительных элемента). | | Частота переключения фильтров | Управляется логическими уровнями (0.5 мкс на переключение). | | Параметры фильтров | Красный (Red), Зеленый (Green), Синий (Blue) и "Прозрачный" (Clear). | | Размер корпуса TCS230 | 3.3мм × 3.3 мм (пиктограмма Optical Sensor Module). | | Размер платы GY-31 (классический) | 28 мм * 18 мм. |

Выводы популярного модуля GY-31:

1. VCC — Питание (3.3V или 5V*).
2. GND — Земля.
3. OE — Output Enable (Разрешение выхода). Активный низкий уровень. (Можно припаять к GND для постоянной работы).
4. OUT — Частотный выход.
5. S0 — Выбор частотной шкалы (F0 – 100% | F1 – 2% | управление мощностью).
6. S1 — Выбор частотной шкалы.
7. S2 — Выбор типа фотодиода (управление фильтром).
8. S3 — Выбор типа фотодиода.

Внимание: Модули для низкого напряжения (3.3V) чувствительнее при 5V, но могут работать дольше, т.к. 5V может быть на пределе для некоторых экземпляров.

3. Парт-номера и совместимость

Оригинальный чип:

• TCS230 — Основное обозначение (производитель MAZeT или AMS-OSRAM).

Основная разница между TCS230 и TCS3200:

• TCS230 (более старая/популярная версия): Имеет немного другую электрическую calibr-ировку. Часто TCS230 называют эталоном.
• TCS3200 (современный вариант): Является прямым заменой (pin-to-pin compatible), но с небольшим улучшением линейности схемы. По сути, код и логика 100% идентичны.

Перечень совместимых чипов:

1. TCS34723
2. ISL29125 (Точная замена? Нет, интерфейс разный — I2C vs Frequency. Но в платах иногда совмещают для Arduino).
3. (Наиболее близкая роли с интерфейсом частоты) — TCS D1132 (устаревший предшественник).

Популярные названия модулей (по частям: Aliexpress/Amazon):

• GY-31 — Самый известный полный аналог.
• TCS3200 — чаще используется в магазинах и прошивках, под ним продается все.
• Color Sensor For Arduino — Общее название.
• RGB Color Recognition Sensor Module — Китайское коммерческое название.

Программные корреляции для Arduino: Модули TCS230/TCS3200 обычно одинаковы в программе при работе с GPIO. Отличие TCS230 от TCS3200 c точки зрения языка программирования:

// Стандартные куски кода
void setup() {
 pinMode(S0, OUTPUT);
 pinMode(S1, OUTPUT);
 pinMode(S2, OUTPUT);
 pinMode(S3, OUTPUT);
 pinMode(OUTPUTPIN, INPUT); // DC pin for frequency

  digitalWrite(S0, LOW);  // Adjust Scale
  digitalWrite(S1, HIGH); // Изменение масштаба влияет на обычай чтения; наиболее универсальная -> на M1/M2 режим. (На TCS230 шаг #1...)
}

4. Рекомендации по выбору

1. Если вы покупаете просто TCS230 без платы, потребуется подключение резисторов правильного номинала к Vcc. Лучше купить GY-31 модуль.
2. Если у GY-31 данные на выходе сбой, всегда проверьте две большие точки (регулятор напряжения AMS1117?). Заведите Pin OE на GND через 10k резистор (иногда трудно определить его логику, но лучше на GND – 0).
3. Используйте управляющие пины S0 и S1 Вместе (S0=S1=LOW, S0=S1=HIGH — чтобы установить 100% или самый стандартный множитель '2'). Обычно самый ленивый способ: digitalWrite(S0, HIGH); и digitalWrite(S1, LOW); - часто определяют масштаб.

Вывод: Говоря о совместимовых моделях с TCS230, самое точное совмещение в схемах делает tCS3200. Оригинального и совершенно идентичного механизма именно TCS230 нет.