STM32 i czujnik koloru TCS3200

Na rynku dostępne są różne rodzaje czujników. Zwykle przetwarzają one mierzone wartości do postaci cyfrowej, wartości napięcia lub wartości prądu. W projekcie przedstawiono wykorzystanie czujnika światła – układ TCS3200D (fotografia 1) – do mierzenia natężenia składowych RGB światła w otoczeniu.

Fot. 1. Wygląd układu TCS3200D

Układ TCS3200D składa się z matrycy 4×6 fotodiod, podzielone są one na 4 grupy, których pierwsza ma nałożony filtr czerwony, druga filtr zielony, trzecia filtr niebieski, natomiast czwarta grupa nie ma nałożonego żadnego filtru. Każda z grup mierzone natężenie światła przetwarza do postaci wartości prądu, który przekształcany jest przez konwerter prąd – częstotliwość. W wyniku czego na wyjściu układu otrzymujemy sygnał o częstotliwości zależnej od natężenia światła padającego na czujnik. Należy zaznaczyć, iż w profesjonalnych zastosowaniach sam układ jest niewystarczający, do niezawodnego działania wymaga układu soczewek oraz odpowiedniego oświetlenia.

Rys. 2. Sposób dołączenia czujnika światła TCS3200D do mikrokontrolera STM32 w zestawie ZL27ARM

Projekt został przygotowany dla zestawu ewaluacyjnego ZL27ARM. Program realizuje pomiar częstotliwości sygnału na wyjściu układu oraz przedstawia wartości na wyświetlaczu modułu KAmodLCD1 dla każdej z grup fotodiod. Podłączenie dodatkowych modułów do płytki przedstawiono na rysunku 2, na rysunku 3 pokazano schemat elektryczny modułu z czujnikiem TCS3200, noszącego roboczą nazwę KAmodCOLOR.

Rys. 3. Schemat elektryczny modułu z układem TCS3200, który wyposażono w sterowane przez mikrokontroler białe LED podświetlające badany obiekt

Pomiar częstotliwości można wykonać na dwa różne sposoby. Pierwszym z nich jest mierzenie czasu trwania okresu i skorzystanie ze wzoru T=1/f. Drugim sposobem jest pomiar liczby impulsów w określonym czasie oraz wykonanie obliczeń tak aby otrzymać ilość impulsów w czasie 1 sekundy. Pierwsza z metod posiada jedną zasadniczą wadę, jest nią fakt, iż czas pomiaru nie jest znany. W przypadku gdy pomiar wykonywany jest dla większej liczby sygnałów, których czasy trwania okresów znacząco mogą się różnić powoduje to duże utrudnienia. W związku z powyższym w aplikacji wybrano pomiar częstotliwości poprzez zliczanie liczby impulsów.