TCS3200颜色传感器使用说明.docx

TCS3200颜色传感器是一款全彩的颜色检测器，包括了一块TAOSTCS3200RGB感应芯片和4个白光LED灯，TCS3200能在肯定的范围内检测和测量几乎全部的可见光。它适合于色度计测量应用领域。比方彩色打印、医疗诊断、计算机彩色监视器校准以及油漆、纺织品、化装品和印刷材料的过程掌握。

通常所看到的物体颜色，实际上是物体外表吸取了照耀到它上面的白光(日光)中的一局部有色成分，而反射出的另一局部有色光在人眼中的反响。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)。依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，假设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，中选定一个颜色滤波器时，它只允许某种特定的原色通过，阻挡其它原色的通过。例如：中选择红色滤波器时，入射光中只有红色可以通过，蓝色和绿色都被阻挡，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传感器有红绿蓝和去除4种滤光器，可以通过其引脚S2和S3的凹凸电平来选择滤波器模式，如以下图。

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TAOSTCS3200RGB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的凹凸电平来选择，如以下图。

这个测试试验，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？这还需进展白平衡校正来得到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掌握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，如何进展TCS3200各掌握引脚与Arduino掌握器的硬件连线问题，以下图分别是TCS3200传感器和其连线图。

上图中TCS3200传感器各掌握引脚与Arduino掌握器数字端口连线的对应关系，我设置为：

#defineS0

6

#defineS1

5

#defineS2

4

#defineS3

3

#defineOUT

2

#defineLED

7

当被测物体为不发光物体时，应当把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。

下文展现了一个带有白平衡的测试程序，把这个程序下载到Arduino掌握器中，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，再翻开ArduinoIDE的串口监视器，会消灭以下图监视画面，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，以便观看。〕〔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ArduinoIDE串口监视器看到的这个黄色物体RGB值为233、157、56，如以下图所示。

翻开电脑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