Funktion, Pinbelegung und Spezifikation des Farbsensors TCS34725

Farbsensoren ermöglichen es Geräten, die Lichtintensität zu erkennen und Farben genau zu unterscheiden.In diesem Artikel werden das interne Funktionsprinzip des TCS34725-Farbsensors, Spezifikationen, Pinbelegung, Arduino-Schnittstelle, Anwendungen, Vorteile und mehr erläutert.

Katalog

TCS34725 Farbsensor Basic

Der Farbsensor TCS34725 ist ein digitaler RGB-Farbsensor, der entwickelt wurde, um Rot-, Grün-, Blau- und Klarwerte (Lichtintensität) mit hoher Genauigkeit zu messen.Es verfügt über einen IR-(Infrarot-)Sperrfilter auf dem Chip, der Infrarotstörungen minimiert und ermöglicht, dass die Farbmessungen der menschlichen visuellen Wahrnehmung möglichst nahe kommen.Dadurch ist der TCS34725 zuverlässiger als einfache Farbsensoren ohne IR-Filterung.

Der Sensor verwendet spezielle Fotodioden mit Rot-, Grün-, Blau- und Klarfiltern.Die gemessenen Signale werden intern verarbeitet und über eine digitale I²C-Schnittstelle übertragen, was eine einfache Verbindung mit Arduino, Raspberry Pi und anderen Mikrocontrollern ermöglicht.Sein großer Dynamikbereich gewährleistet eine stabile Leistung sowohl in hellen als auch in schwach beleuchteten Umgebungen.

Die TCS34725FN ist die offizielle Bestellnummer für diesen Sensor, der in einem FN-6-Gehäuse mit einer an VDD angeschlossenen I²C-Busspannung und einer festen I²C-Adresse von 0x29 geliefert wird.Wenn Sie am Kauf von TCS34725 interessiert sind, kontaktieren Sie uns bitte bezüglich Preis und Verfügbarkeit.

Details zur Pinbelegung des Farbsensors TCS34725

Pin Nein.	Pin Name	Typ	Beschreibung
1	VDD	Macht	Versorgungsspannung Eingang für den Sensor.Dieser Pin versorgt die internen Schaltkreise des TCS34725 mit Strom.
2	SCL	Eingabe	I²C-Takteingang Wird zur Synchronisierung der Datenkommunikation mit dem Mikrocontroller verwendet.
3	GND	Macht	Bodenreferenz für das Gerät.Muss mit der Systemerde verbunden sein.
4	NC	—	Keine Verbindung. Dieser Pin sollte während des Gebrauchs nicht angeschlossen sein.
5	SDA	E/A	Serielle I²C-Daten Leitung zur bidirektionalen Datenübertragung.
6	INT	Ausgabe	Ausgabe unterbrechen Pin, der signalisiert, wenn Licht- oder Farbschwellen erreicht werden.

TCS34725 CAD-Modelle

Alternativen und gleichwertiges Modell

Modell	Hersteller	Schlüssel Funktionen	Schnittstelle	IR Filtern
TCS34721	ams	RGB + Klar Sensorik, ähnliche Architektur	I²C	Nein
TCS34723	ams	RGB + Klar, großer Dynamikbereich	I²C	Nein
TCS34727	ams	RGB + Klar, integrierte IR-Blockierung	I²C	Ja
TCS3200	ams	Farbe-zu-Frequenz Ausgabe	Digital (Frequenz)	Nein
BH1745NUC	ROHM	Hohe Genauigkeit RGB + IR-Kompensation	I²C	Ja
ISL29125	Renesas	RGB-Farbe Sensor, geringe Leistung	I²C	Teilweise
APDS-9960	Broadcom	RGB + Geste + Näherungserkennung	I²C	Ja

Funktionsblockdiagramm

Das Funktionsblockdiagramm des TCS34725 zeigt, wie der Sensor Licht in digitale Farbdaten umwandelt.Einfallendes Licht durchläuft zunächst einen IR-Sperrfilter auf dem Chip, der Infrarotstörungen entfernt und so die Farbgenauigkeit verbessert.Das gefilterte Licht erreicht dann vier Fotodioden, die rote, grüne, blaue und klare Lichtanteile erkennen.

Jeder Farbkanal wird von einem eigenen ADC verarbeitet und wandelt die Lichtsignale in digitale RGBC-Werte um.Die interne Steuerlogik verwaltet Verstärkung und Timing, um bei unterschiedlichen Lichtverhältnissen zuverlässige Messwerte zu gewährleisten.Der Sensor verfügt außerdem über eine Schwellenwerterkennung und einen Interrupt-Block, der es ihm ermöglicht, dem Mikrocontroller zu signalisieren, wenn voreingestellte Lichtgrenzwerte erreicht werden.Alle Daten und Steuereinstellungen werden über die I²C-Schnittstelle übertragen, was die Systemintegration einfach und effizient macht.

Technische Daten des Farbsensors TCS34725

Parameter	Spezifikation
Sensortyp	RGB + Klar (RGBC) Farbsensor
IR-Blockierung Filtern	Integriert On-Chip-IR-Sperrfilter
Farbkanäle	Rot, Grün, Blau, klar
Schnittstelle	I²C-Schnellmodus kompatibel
I²C-Datenrate	Bis zu 400 kbit/s
I²C-Adresse	0x29 (behoben)
Versorgungsspannung (VDD)	2,4 V bis 3,6 V
I²C-Busspannung	Kompatibel mit VDD oder 1,8-V-Bus
Dynamikbereich	Bis zu 3.800.000 : 1
Analoge Verstärkung	Programmierbar (1×, 4×, 16×, 60×)
Integrationszeit	Programmierbar (2,4 ms bis ~700 ms)
Empfindlichkeit	Sehr hoch, geeignet für schwaches Licht und dunkles Glas
Unterbrechen	Maskierbar Unterbrechung mit oberen/unteren Schwellenwerten
Beharrlichkeit Filtern	Programmierbar
Schlafstrom	~2,5 µA (Ruhezustand). Staat)
Wartezustand Aktuell	~65 µA
Wartezeit	2,4 ms bis >7 Sekunden (programmierbar)
Betrieb Temperatur	−40 °C bis +85 °C
Pakettyp	FN-6 (Dual Flat Kein Blei)
Paketgröße	2,0 mm × 2,4 mm
Pin Kompatibilität	Registrieren und pinnen kompatibel mit der TCS3x71-Serie

TCS34725 Farbsensor mit Arduino

Das Diagramm zeigt, wie der Farbsensor TCS34725 über die I²C-Kommunikationsschnittstelle mit einem Arduino Uno verbunden wird.Der VCC-Pin des Sensors ist mit der 5-V- (oder 3,3-V-)Versorgung des Arduino verbunden, während GND mit Masse verbunden ist, um den Stromkreis zu vervollständigen.Die SDA- und SCL-Pins sind mit den entsprechenden I²C-Pins des Arduino verdrahtet, sodass digitale Farbdaten effizient zwischen dem Sensor und dem Mikrocontroller übertragen werden können.

In diesem Aufbau erkennt der TCS34725 rotes, grünes, blaues und klares Licht mithilfe seiner internen Fotodioden und seines IR-Sperrfilters.Der Sensor wandelt das erkannte Licht in digitale RGBC-Werte um, die der Arduino über den I²C-Bus liest.Basierend auf diesen Werten verarbeitet der Arduino die Farbinformationen und steuert externe Komponenten, wie zum Beispiel die auf dem Steckbrett abgebildeten LEDs, um auf erkannte Farben oder Lichtintensität zu reagieren.

TCS34725 Farbsensoranwendungen

• Farberkennungs- und Farberkennungssysteme

• Umgebungslichterkennung (ALS) zur automatischen Helligkeitsregelung

• RGB-LED-Farbkalibrierung und -anpassung

• Steuerung der Display-Hintergrundbeleuchtung in Telefonen, Tablets und Fernsehern

• Farbsortier- und Objektklassifizierungssysteme

• Robotik und linienfolgende Roboter

• Intelligente Beleuchtung und IoT-basierte Lichtsteuerung

• Industrielle Prozessüberwachung und Qualitätskontrolle

• Unterhaltungselektronik und tragbare Geräte

• Bildungs- und DIY-Arduino/Raspberry-Pi-Projekte

Vergleich: TCS34725 vs. TCS3200

Parameter	TCS34725	TCS3200
Sensortyp	Digitales RGB + Klarer (RGBC) Farbsensor	Farbe Licht-Frequenz-Sensor
Ausgabetyp	Digitale Daten	Häufigkeit (Rechteckwelle)
Schnittstelle	I²C (Schnellmodus). bis zu 400 kbit/s)	Digitaler Puls Ausgabe
IR-Blockierung Filtern	Ja (On-Chip-IR Filter)	Nein
Farbkanäle	Rot, Grün, Blau, klar	Rot, Grün, Blau, klar
ADC	Integrierter ADC pro Kanal	Kein ADC (frequenzbasierte Ausgabe)
Genauigkeit	Hoch (menschliches Auge abgestimmt)	Mäßig
Dynamikbereich	Bis zu 3.800.000 : 1	Begrenzt
Analoge Verstärkung	Programmierbar (1×, 4×, 16×, 60×)	Nicht unterstützt
Integrationszeit	Programmierbar (2,4 ms bis ~700 ms)	Behoben
Umgebungslicht Spüren	Ja	Begrenzt
Unterbrechen Unterstützung	Ja (schwellenwertbasierter INT-Pin)	Nein
Macht Verbrauch	Niedrig (2,5 µA Schlafmodus)	Höher
Betrieb Spannung	2,4 V – 3,6 V	2,7 V – 5,5 V
Paket	FN-6 (2,0 × 2,4 mm)	DIP / Modulbasiert
Mikrocontroller Laden	Niedrig (I²C Lesen)	Höher (Häufigkeitszählung)
Benutzerfreundlichkeit	Einfach mit I²C Bibliotheken	Erfordert Timing-/Frequenzmessung
Typisch Anwendungen	Farberkennung, ALS, Displaysteuerung, LED-Kalibrierung	Grundfarbe Erkennung, DIY-Projekte
Bester Anwendungsfall	Präzise und professionelle Farbmessung	Einfach und kostengünstige Farberkennung

Mechanische Abmessungen

Vorteile und Einschränkungen

Vorteile von TCS34725

• Hohe Farbgenauigkeit mit integriertem IR-Sperrfilter

• Digitale I²C-Schnittstelle für einfache Mikrocontroller-Integration

• Großer Dynamikbereich für helle und schwach beleuchtete Umgebungen

• Programmierbare Verstärkung und Integrationszeit für flexible Erfassung

• Unterstützt Umgebungslichterkennungsanwendungen (ALS).

• Geringer Stromverbrauch durch Schlaf- und Wartemodus

• Der Interrupt-Ausgang reduziert die kontinuierliche MCU-Abfrage

• Kompaktes FN-Gehäuse, geeignet für kleine Designs

TCS34725-Einschränkungen

• Beschränkt auf RGB- und Klarlichterkennung (keine Spektralanalyse)

• Eine feste I²C-Adresse kann bei Multisensor-Setups zu Konflikten führen

• Erfordert eine ordnungsgemäße Kalibrierung für eine präzise Farbanpassung

• Leistung wird durch äußere Lichtverhältnisse beeinträchtigt

• Kurzer Schaltabstand;nicht für die Fernerkennung geeignet

Fazit

Der Farbsensor TCS34725 ist eine zuverlässige Lösung für die genaue Farberkennung und Umgebungslichterkennung.Mit Funktionen wie IR-Filterung, programmierbarer Verstärkung und Integrationszeit, Interrupt-Unterstützung und einfacher I²C-Kommunikation passt es gut in Anwendungen von Unterhaltungselektronik und intelligenter Beleuchtung bis hin zu Robotik und Industriesystemen.Das Verständnis seiner Funktionen, seines Funktionsprinzips und seiner praktischen Verwendung mit Plattformen wie Arduino hilft Ihnen bei der Auswahl und effektiven Anwendung des TCS34725 in tatsächlichen Projekten.

Häufig gestellte Fragen [FAQ]

1. Wie kalibriere ich den TCS34725 für eine genaue Farberkennung?

Die Kalibrierung erfolgt durch die Erfassung von Referenzwerten bekannter weißer und schwarzer Oberflächen und die anschließende Anwendung von Skalierungsfaktoren in der Software zur Normalisierung der RGB-Werte.

2. Kann der TCS34725 Lux oder Helligkeit direkt messen?

Der Sensor gibt Lux nicht direkt aus, aber Luxwerte können mithilfe von Softwareformeln aus den Clear-Channel- und RGB-Daten berechnet werden.

3. Funktioniert der TCS34725 durch Glas- oder Kunststoffabdeckungen hindurch?

Ja, es funktioniert durch klares Glas oder Kunststoff hindurch, aber getönte oder dicke Materialien können die Genauigkeit beeinträchtigen und eine Neukalibrierung erfordern.

4. Kann ich mehrere TCS34725-Sensoren an einem I²C-Bus verwenden?

Direkt nein, denn es hat eine feste I²C-Adresse.Um mehrere Sensoren gemeinsam nutzen zu können, ist ein I²C-Multiplexer erforderlich.

5. Welche Arduino-Bibliothek wird üblicherweise für den TCS34725 verwendet?

Die Adafruit TCS34725-Bibliothek wird häufig verwendet, da sie die Einrichtung, Konfiguration und das Lesen von Daten vereinfacht.

6. Wie schnell kann der TCS34725 Farbmesswerte aktualisieren?

Die Aktualisierungsgeschwindigkeit hängt von der Einstellung der Integrationszeit ab.Kürzere Integrationszeiten ermöglichen schnellere Messwerte bei geringerer Empfindlichkeit.