Báo cáo: Tìm hiểu về cảm biến quang và cảm biến màu

Ả

Ể

Ế

BÁO CÁO Ề Ả Ế TÌM HI U V C M BI N QUANG VÀ C M BI N MÀU

ướ Giáo Viên H ng D n:

ắ ạ

ự Sinh Viên Th c Hi n:

ễ t

ầ

ẫ Lê M nh Th ng ệ ế Nguy n Văn Vi Tr n Quang Phú Đinh Huy Hoàng

L p:ớ DC12

Ể

Ế

Ề Ả TÌM HI U V C M BI N Ả QUANG VÀ C M BI N MÀU

Ệ Ơ Ả

Ề KHÁI NI M C B N V ÁNH SÁNG

ấ

ạ ph ng.t

Sóng ánh sáng

ề

ộ ệ ng đ đi n ộ ừ ườ ng đ t ươ ng truy n ộ

ệ ậ ả Ø Ánh sáng có b n ch t sóng ạ ạ và h t.d ng sóng ánh sáng ệ ừ ẳ i là sóng đi n t ể ỗ m i đi m trong không gian ơ ườ c vect ườ ng E,c tr ườ ng B và ph tr sóng,làm thành m t tam di n thu n.

Ø Ánh sáng lan truy n trong chân không v i v n t c v=299792 km/s.

ề ớ ậ ố

Ø Trong v t ch t: v = c/n.

ậ ấ

Ơ Ị

CÁC Đ N V ĐO QUANG

Ø Năng l

ượ ề ạ ng phát x , lan truy n

ứ ạ ụ ướ ạ ặ ấ ượ ằ ượ ho c h p th d c dod b ng Jun(J).

ặ ấ ề ấ ạ ng b c x Q: là năng l ứ ạ i d ng b c x , và đ Ø Quang thông (cid:0) :là công su t phát x lan truy n ho c h p th , ụ

ằ đo b ng Oat(W),

(cid:0) =dQ/dt

Ø C ng đ ánh sáng I: là quang thông phát ra theo m t h

ộ ướ ng

ố ơ ị ườ ướ ộ ộ ơ i m t đ n v góc kh i, có đ n v là W/steradian. d

ị I=d(cid:0) /d(cid:0)

Ơ Ị

CÁC Đ N V ĐO QUANG

Ø Đ chói năng l

ộ ỉ ố ữ ườ ng L: là t s gi a c

ở

ủ ế ộ ng đ ánh sáng phát ị ộ ướ ng xác đ nh và ầ ử ề ặ b m t dAn có

ị ượ ầ ử ề ặ ộ ra b i m t ph n t b m t dA theo m t h ệ di n tích hình chi u vuông góc c a ph n t ơ đ n v là W/Steradian.m2 :

L=dI/dAn

Ø Đ r i năng l m t ph n t là w/m2 :

ộ ọ ộ ng E: là t s gi a quang thông thu đ ủ ầ ử ầ ử ề ặ ỉ ố ữ ượ ệ b m t và di n tích c a ph n t ượ ở c b i ị ơ đó, có đ n v

E=d(cid:0) /dA

Ồ

NGU N SÁNG

ồ

ế ị ả ọ ệ ỉ

ớ ứ ạ ổ ọ ặ ủ ứ ạ Ngu n sáng quy t đ nh m i đ c tính quan tr ng c a b c x . ả ế ệ ữ ụ Vi c s d ng các c m bi n quang ch có hi u qu khi nó phù ầ ố ợ h p v i b c x ánh sáng (ph , quang thông, t n s ).

Ồ

NGU N SÁNG

ướ ụ ồ D i đây là các ngu n sáng thông d ng:

1. Đèn s i đ t:

ợ ố

ấ ạ ặ ố ồ

ợ ố ặ ể ả ủ ơ ứ ạ ơ

ợ Đèn s i đ t có c u t o g m 1 s i wonfram đ t trong ng th y tinh ho c th ch anh ch a các khí tr , halogen đ gi m bay h i ủ ợ ố c a s i đ t:

ü. D i ph r ng.

ổ ộ ả

ü. Hi u su t phát quang th p (là t s quang thông trên công

ỉ ố ấ ấ

ệ ấ ụ su t tiêu th ).

ü. Quán tính nhi

ệ ớ ể ổ t l n nên không th thay đ i 1 cách nhanh

chóng.

ü. Tu i th th p, đ b n c h c th p.

ộ ề ơ ọ ọ ấ ấ ổ

Ồ

NGU N SÁNG

2. Diôt phát quang:

ể ả ợ ồ Ø Diôt phát quang LED là ngu n sáng bán d n trong đó năng ầ tr ng g n chuy n ng gi

i phóng do tái h p đi n t l ủ ẫ ệ ử ỗ ố ượ l ế ti p PN c a diôt làm phát sinh các photon.

Ồ

NGU N SÁNG

ể ặ 3. Các đ c đi m chính LED:

ồ

ờ

ỏ

ế

ề

ế ồ

üTh i gian h i đáp nh (ns), ả có kh năng đi u bi n đ n ầ ố ờ t n s cao nh ngu n nuôi. ổ üPh ánh sáng hoàn toàn

ị

xác đ nh.

ể ạ

ọ

ổ

üTu i th cao, có th đ t

ớ

ờ

t

i 100.000 gi

.

ướ

ỏ

üKích th

c nh .

ụ

ấ

üTiêu th công su t th p.

ộ ề ơ ọ

üĐ b n c h c cao.

ươ

ố

üQuang thông t

ng đ i

ạ

ớ

ỏ

nh (mW), và nh y v i

ệ ộ

nhi

t đ .

Ồ

NGU N SÁNG

NGUỒN SÁNG

4. Laser :

Ø Laser (Lirght Amplification by Stimulated Emission ệ ượ ơ ắ ự Radiation) phát ánh sáng đ n s c d a trên hi n t ứ ạ ằ khu ch đ i ánh sáng b ng b c x kích thích do N.G.Bassov, A.M.Prokhorov, Ch.H.towner phát minh.

ế ạ

Ø C u t o Laser g m 4 b ph n chính:

ấ ạ ậ ồ ộ

ü Môi tr

ườ ụ ng tác d ng.

ü C c u kích thích.

ơ ấ

ü C c u ph n x . ạ

ơ ấ ả

ü B ph i ghép đ u ra.

ầ ố ộ

Ồ

NGU N SÁNG

ồ Ngu n sáng laser

Ả

Ế

Ệ

C M BI N QUANG ĐI N

1.Khái ni m:ệ

ả ự ệ ệ

ệ ợ ộ

ệ ấ ế Ø C m bi n quang đi n th c ch t là các linh ki n quang đi n ổ ạ thay đ i tr ng thái đi n khi có ánh sáng thích h p tác đ ng ề ặ ủ vào b m t c a nó.

ế ẫ 2.T bào quang d n:

a. Đăc tr ng:ư

ü Đ c tr ng c b n là đi n tr c a nó ph thu c vào thông

ơ ả ư ộ

ủ ứ ạ ặ ượ ụ ở ủ ệ ổ ủ ứ ạ ng c a b c x và ph c a b c x đó. l

ü T bào quang d n là m t trong nh ng c m bi n có đ nh y

ữ ế ẫ ả ạ ộ ộ

ế cao.

ü C s v t lý: là hi n t

ệ ượ ả ủ ế ng quang d n do k t qu c a hi u

ứ ệ ạ ả ẫ ơ ở ậ ệ ươ ng quang đi n bên trong, đó là hi n t ng phóng h t t ệ i

ậ ệ ẫ ướ ệ ụ ủ đi n trong v t li u bán d n d i tác d ng c a ánh sáng.

Ả

Ế

Ệ

C M BI N QUANG ĐI N

ế ạ ả ậ ệ ế b. V t li u ch t o c m bi n:

ả ượ ằ ẫ

ế Ø C m bi n quang đ ấ ể ồ ậ ệ ẫ ể ặ

ế ạ c ch t o b ng v t li u bán d n đa ặ ơ tinh th đ ng nh t ho c đ n tinh th , bán d n riêng ho c pha t p.ạ

ü Đa tinh th : CdS, CdSe, CdTe

ể

PbS, PbSe, PbTe

ơ ế ặ ể ü Đ n tinh th :Ge, Si tinh khi t ho c pha Au, Cu, Sb, In, SbIn,

AsIn, CdHgTe.

Ả

Ế

Ệ

C M BI N QUANG ĐI N

ộ ố ậ ệ ệ ẫ ổ Vùng ph làm vi c m t s v t li u quang d n

Ả

Ế

Ệ

C M BI N QUANG ĐI N

ấ ơ ả ủ ả ế ẫ c. Các tính ch t c b n c a c m bi n quang d n:

ụ ạ ộ ướ ệ i Rco ph thu c vào hình d ng, kích th c, nhi t

ủ ậ ệ ấ ệ ở ố Ø Đi n tr t ả ộ đ và b n ch t lý hóa c a v t li u.

(cid:0) ụ ư , trong khi đó SbIn,

(cid:0) ỏ Ví d : PbS, CdS, CdSe có Rco t AbSs, CdHgTe có Rco nh 10103 104105 ở 250C.

ế ả ấ Khi chi u sáng Rco gi m r t nhanh.

Ả

Ế

Ệ

C M BI N QUANG ĐI N

ở ộ ộ ọ ệ ự ụ S ph thu c đi n tr vào đ r i

Ả

Ệ

Ế

C M BI N QUANG ĐI N

Ø Đ nh y (S( S((cid:0) )=(cid:0)

ộ ạ

(cid:0) )): (cid:0) /(cid:0) (cid:0) ((cid:0) )

ổ ụ ộ ộ Đ nhay ph ph thu c vào nhi ệ ộ t đ .

ế ẫ ạ ộ

ứ ụ ẫ T bào quang d n có đ nh y cao cho phép đ n gi n hóa trong các ng d ng, tuy nhiên v n còn vó 1 s nh ả ơ ể ố ượ c đi m:

ü Đ c tính đi n tr đ r i là phi tuy n.

ở ộ ọ ế ệ ặ

ü Th i gian h i đáp t

ờ ồ ươ ố ớ ng đ i l n.

ố ị ổ ü Thông s không n đ nh do già hóa.

ạ ộ ộ ụ ü Đ nh p ph thu c vào nhi ệ ộ t đ .

Ả

Ế

Ệ

C M BI N QUANG ĐI N

3.Photodiot:

Ø Nguyên lý ho t đ ng:

ạ ộ

ẫ ướ

ằ ẽ ng ( ề ặ c sóng ng ứ ạ c (cid:0) <(cid:0) s) s xu t hi n thêm các ệ ấ

ả

ụ ườ ệ

ể ờ

ầ i tác d ng c a đi n tr ả ự

ệ ớ

ề ẫ ớ

ế Khi chi u sáng lên b m t diot bán d n b ng b c x có b ưỡ ỏ ơ ướ sóng nh h n b ả ợ ệ ử ỗ ố ặ tr ng. C n ph i ngăn c n chúng tái h p nhau c p đi n t l ệ (cid:0) . Đi u ề ủ ướ ng =>làm tăng dòng đi n d ệ ự này x y ra trong vùng nghèo và s chuy n d i các đi n tích kéo ả ạ ớ ượ ủ c. Do đó ánh sáng ph i đ t t theo s tăng c a dòng đi n ng i ượ ẫ ng vùng nghèo sau khi qua l p bán d n và tiêu hao năng l (không nhi u), càng đi sâu vào l p bán d n quang thông càng gi m:ả

(cid:0) (x)=(cid:0) 0e(cid:0) x

((cid:0) =105 cm1).

Ả

Ệ

Ế

C M BI N QUANG ĐI N

ệ ứ

ế

ệ

ể

Hi u ng quang đi n trong chuy n ti p pn

Ả

Ế

Ệ

C M BI N QUANG ĐI N

ườ

ậ ệ Ø V t li u th ồ ấ ng dùng ch t o: Si, Ge (vùng ánh sáng nhìn ạ ạ ồ ế ạ th y, h ng ngo i); GaAs, InAs, CdHgTe (h ng ngo i).

Ø Ch đ ho t đ ng:

ạ ộ ế ộ

ü Ch đ quang d n.

ế ộ ẫ

ế ộ ế ü Ch đ quang th .

Ả

Ế

Ệ

C M BI N QUANG ĐI N

4. Phototranzito:

ạ ơ

ế

ạ ặ

ü Là tranzito silic lo i NPN ể trong đó vùng baz có th ượ c chi u sáng. Khi không đ ơ ỉ ệ có đi n áp đ t trên baz ch ể ệ có đi n áp đ t lên C, chuy n ti p BC phân c c ng

Phototranzito

ượ ự ế c.

ü Đi n áp t p trung toàn b lên chuy n ti p BC , trong khi

ệ ế ậ ộ

ệ ể ể chênh l ch gi a EB không đáng k .

ạ ộ ẽ ế ể ü Khi chuy n ti p BC đ c chi u sáng, nó s ho t đ ng

ố ượ ở ế ộ ẫ ữ ế gi ng photodiot ch đ quang d n.

Ả

Ế

Ệ

C M BI N QUANG ĐI N

Ø C m bi n quang có nhi u u vi

ả ế ớ

ạ ả t so v i các lo i c m bi n ế ệ ặ ả ế ư ả ế ế ệ ề ư ậ khác nh c m bi n ti m c n ho c c m bi n ti p xúc:

ể ầ ế ệ ớ ậ ü Không ti p xúc v i v t th c n phát hi n.

ü Có th phát hi n v t t

ậ ừ ể ệ ả kho ng cách xa.

ü Không b hao mòn tu i th cao.

ọ ổ ị

ụ ờ ứ ü Có th i gian đáp ng nhanh (ví d 1ms).

ü Có th phát hi n m i v t th v t ch t.

ọ ậ ể ậ ể ệ ấ

Ả

Ệ

Ế

C M BI N QUANG ĐI N

Ø C u trúc thi

ế ế ủ ả

t k c a c m ệ ấ ế bi n quang đi n:

ü B phát sáng.

ộ

ü B thu sáng.

ộ

ệ ạ ử ü M ch x lý tín hi u.

Ả

Ế

Ệ

C M BI N QUANG ĐI N

Ø B phát sáng:

ộ

ế ườ ử ụ ẫ ng s d ng đèn bán d n LED

ả ü Ngày nay c m bi n quang th (Light Emitting Diode).

ü Ánh sáng đ

ị ệ c phát ra theo xung. Nh p đi u xung đ c bi t

ượ ế c ánh sáng c a c m bi n và ánh

ắ ệ ủ ả ặ ờ ặ ế ặ ả ừ ồ ệ ượ t đ ư các ngu n khác (nh ánh n ng m t tr i ho c ánh

giúp c m bi n phân bi sáng t sáng trong phòng).

ạ ồ

ỏ ặ ế ả ạ ấ ü Các lo i LED thông d ng nh t là LED đ , LED h ng ngo i t dùng LED

ặ ắ ặ ụ ệ ộ ố ho c LED laze. M t s dòng c m bi n đ c bi tr ng ho c xanh lá. Ngoài ra cũng có LED vàng.

Ả

Ế

Ệ

C M BI N QUANG ĐI N

ộ

Ø B thu sáng:

ộ

ườ

ü Thông th

b thu sáng

ộ

ổ

là m t ộ phototransistor ậ ệ

ề

ậ ệ ử ụ

ạ ứ

ụ

ế

ợ ấ ả ộ ứ

ạ ạ

ậ ộ

ử

ạ

ả (tranzito quang).B ph n này c m nh n ánh sáng và ể ệ ỉ ệ . Hi n nay nhi u chuy n đ i thành tín hi u đi n t l ợ ạ ả lo i c m bi n quang s d ng m ch ng d ng tích h p chuyên d ng ụ ASIC ( Application Specific Integrated Circuit). ạ ế M ch này tích h p t t c b ph n quang, khu ch đ i, m ch x lý và ch c năng vào m t vi m ch (IC).

ự ế ừ ộ

ü B ph n thu có th nh n ánh sáng tr c ti p t

ể ợ ủ

ặ

ậ ạ ệ

ợ

ạ ế ạ ộ

ả ế ộ

ậ ộ b phát ả ư ườ ng h p c a lo i thuphát), ho c ánh sáng ph n (nh tr ườ ạ ạ ừ ậ ị v t b phát hi n (tr i t x l ng h p ph n x khu ch ề ơ ể ạ ẽ tán). B n s tìm hi u rõ h n v các ch đ ho t đ ng

ươ

này trong ch

ng sau.

Ả

Ế

Ệ

C M BI N QUANG ĐI N

Ø M ch tín hi u ra:

ệ ạ

ü M ch đ u ra chuy n tín hi u t l

ầ ạ ệ ỉ ệ

(analogue) t ượ

ệ ượ ượ c v t quá m c ng ừ tranzito ạ ế c khu ch đ i. Khi ượ c xác ng đ

ng ánh sáng thu đ ệ ế ượ ủ ả ể quang / ASIC thành tín hi u On / Off đ ượ ứ l ị đ nh, tín hi u ra c a c m bi n đ ưỡ ạ c kích ho t.

ü M c dù m t s lo i c m bi n th h tr

ặ ộ ố ạ ả ế ệ ướ ợ c tích h p m ch

ồ ẫ

ể ơ ủ ế ế ế ế ệ tín hi u ra

ạ ế ổ ệ ngu n và dùng tín hi u ra là ti p đi m r le v n khá ph ạ ả bi n, ngày nay các lo i c m bi n ch y u dùng bán d nẫ (PNP/NPN).

ü M t s c m bi n quang còn có c tín hi u t l

ệ ỉ ệ ả ụ ụ ra ph c v

ộ ố ả ứ ế ụ ế cho các ng d ng đo đ m.

Ả

Ế

Ệ

C M BI N QUANG ĐI N

Ø Các lo i đèn báo: ph n l n c m bi n quang Omron có hai

ầ ớ ả ế

ạ ạ lo i đèn báo

ứ ổ

ị Ø Đèn xanh báo m c n đ nh: đèn xanh cho bi ệ ổ ạ ị

ế ế ả t c m bi n đang ệ ệ ặ ỉ

ễ ế ở tình tr ng phát hi n n đ nh,nghĩa là tín hi u on(có) hay off (không) rõ ràng.đèn này cũng giúp cho vi c cài đ tch nh ả c m bi n d dàng.

ệ ỏ Ø Đèn báo tín hi u ra vàng cam/đ . đèn led vàng cam hay đ

ể ượ ậ ệ ầ ỏ ệ ậ b t khi có v t th đ c phát hi n và có tín hi u đ u ra.

Ả

Ế

Ệ

C M BI N QUANG ĐI N

ủ ả ạ ộ Ø Ch đ ho t d ng c a c m

ế ộ ế bi n quang.

ả

ưở ế ớ ệ i thi u chung:các ch Ø Gi ơ ả ủ ộ ạ ộ đ ho t đ ng c b n c a ế ộ ả ế c m bi n quang:ch đ thu ế ộ ả phát,ch đ ph n ạ ế ộ ạ ươ ng),ch đ ph n x x (g ế ộ ế khu ch tán,ch đ chóng ủ ề ả ng c a n n. nh h

Ả

Ệ

Ế ạ

ả ộ

ế ề ộ

C M BI N QUANG ĐI N Ø Thu phát:c m bi n d ng thu phát có b phát và thu tách riêng ệ ộ t.b phát truy n ánh sáng đi và b nh n thu ánh sáng.n u ữ ậ

ậ ầ ẽ

ệ ế bi ồ ể ắ có v t th ch n ngu n sáng gi a hai ph n này thì s có tín ế ủ ả hi u ra c a c m bi n

Ư ể u đi m:

ả ệ ü Kho ng cách phát hi n xa(ví d E3ZT82 đ ượ ớ c t i

ệ ố ề ụ ụ ườ 30m),phát hi n t t trong môi tr ng nhi u b i.

ủ ậ ả ị ị ể ü Kh năng xác đ nh chính xác v trí c a v t th .

ü Đ tin c y cao,phát hi n đ

ệ ượ ậ ộ ể ừ ạ ạ ậ ọ c m i lo i v t th ( tr lo i

trong su t).ố

• Nh

ượ ể c đi m:

ể ỉ ề ấ ắ ờ ị ặ ü M t nhi u th i gian đ ch nh v trí l p đ t

ề ấ ờ ệ ố ü M t nhi u th i gian n i dây vì có 2 dây riêng bi t.

ü Giá thành s n ph m cao.

ả ẩ

Ả

Ế

Ệ

C M BI N QUANG ĐI N

ụ ứ

ụ

Ø Ví d ng d ng:

ổ

ườ ờ ố

ể

ộ

ế

ứ

ụ

ể ü 1. Ki m soát c ng ra vào: ổ Thông th ng c ng ra vào có kính m / t i che ngoài. ạ ở ậ ầ B i v y c n lo i thu phát có ườ ng đ sáng cao đ xuyên c ầ ớ qua l p kính. Omron đi đ u ế ớ ề ạ ả trên th gi i v lo i c m ử ụ bi n quang s d ng trong các ng d ng này.

ườ

ắ

ệ

ü 2. Môi tr

ng kh c nghi

ụ ạ

ử

ặ

ví d tr m r a xe, ho c môi

ườ

ề ụ ầ

ng nhi u b i, c n có

ế ườ

ả

ộ

c m bi n c

ng đ sáng

cao.

ứ

ụ

ộ

ü 3. Các ng d ng r ng rãi

ự ộ

khác trong t

đ ng hóa công

ệ

ặ

ệ

nghi p, đ c bi

t trong

ườ

ợ ầ

ị

ng h p c n xác đ nh

Ế

Ệ

Ả C M BI N QUANG ĐI N ả ạ ươ Ø Ph n x g

ộ ươ

ế

ặ

ớ

i m t g

ế

ể

ậ

ả ng ph n chi u lăng kính đ c ế i b thu sáng c a c m bi n. N u v t th xen ế ẽ

ộ ả ệ t, và ph n x l ả

ủ ả ệ

ồ

B phát truy n ánh sáng t ề ạ ạ ớ ộ i t bi vào lu ng sáng, c m bi n s phát tín hi u ra.

ạ

ấ

ü Giá thành th p h n lo i thu phát

ặ ễ ơ

ạ

ắ

ễ

ỉ

ị

ü L p đ t d h n lo i thu phát,

ch nh đ nh d dàng

ế

ả

ü V i v t th có b m t sáng bóng có th làm c m bi n không phát

ề ặ ể

ể ự

ọ

ớ ậ ệ ượ hi n đ

ể c, có th dùng kính l c phân c c.

Ư ể u đi m:

Ø Nh

ả

ắ

ạ

ệ ü Kho ng cách phát hi n ng n h n lo i thu phát.

ẫ ầ

ể

ế

ắ

ặ

ả

ươ

ü V n c n 2 đi m l p đ t cho c m bi n và g

ạ ươ

ả

ạ

ấ

ườ

ế ü C m bi n ph n x g

ng lo i 2 th u kính th

ng không phát

ệ ượ ậ ở ộ ố

ấ ị

ả

ắ

hi n đ

m t s kho ng cách ng n nh t đ nh.

c v t

ượ ể c đi m:

Ệ

Ế

ụ

Ả C M BI N QUANG ĐI N ụ ứ Ø Ví d ng d ng:

ệ ậ ề ü Phát hi n v t trên băng chuy n

ü Các ng d ng ph c p trong nhà máy

ổ ậ ụ ứ

ü Phát hi n chai nh a trong (khi dùng lo i thích h p)

ự ệ ạ ợ

ü Ki m soát c a / c ng ra vào trong các tòa nhà

ử ể ổ

Ệ

Ế

Ả C M BI N QUANG ĐI N ả

Ø Ph n x khu ch tán

ế ạ

ü C m bi n d ng này truy n ánh sáng t

ế b phát t

ẽ ầ ớ ậ ừ ộ i v t ả i m t ph n ánh sáng (ph n

ả ượ ộ ở ạ ộ ủ ế ả i b thu c a c m bi n, kích

ệ ạ ả ề ạ ạ ạ ể ậ th . V t này s ph n x l ế ạ c tr l x khu ch tán) ng ho t tín hi u ra.

Ư ể u đi m:

ü L p đ t đ n gi n, d dàng.

ặ ơ ễ ắ ả

ü Ch c n 1 đi m l p đ t duy nh t.

ỉ ầ ể ắ ấ ặ

Ø Nh

ượ ể c đi m:

ü Kho ng cách phát hi n ng n (do ch phát hi n đ ạ

ả ệ ệ ộ ỉ

ượ c m t ả ụ ạ ầ

ệ ố ắ ph n ánh sáng ph n x ). Ví d lo i E3ZD: có kho ng cách phát hi n t ả i đa 1m.

ü Đ nh y và đ tin c y kém h n lo i Thu phát và Ph n

ạ ả ậ ơ ộ

ộ ạ ạ ươ ng. x g

Ả

Ế

Ệ

C M BI N QUANG ĐI N

Ø Ví d ng d ng:

ụ ứ ụ

ü Các ng d ng ph c p trong nhà máy: nh phát hi n v t trên

ổ ậ ư ệ ậ

ụ ứ băng chuy nề

ü Công nghi p ch t o g ch men (dùng lo i ngu n sáng r ng)

ế ạ ệ ạ ạ ồ ộ

Ả

Ế

C M BI N MÀU TCS32OOD

ế ầ ả Ø Moudule C m bi n m u

ầ ọ ỉ ệ

ọ

ể

ế

ả

C m bi n TCS3200

ộ TCS3200 có 2 hàng jum đ ể giao ti pế +S0,S1 : Đ u vào ch n t l ầ ố ầ t n s đ u ra . ầ +S2,S3 : Đ u vào ch n ki u photodiode. ầ +OE : Đ u vào cho phép ấ ầ ố ở chân OUT. xu t t n s ầ ố ầ +OUT : Đ u ra là t n s ụ ộ ườ ổ thay đ i ph thu c c ắ đ và màu s c

Ả

Ø Tính năng :

ộ ầ ố ổ ườ ả ộ

Ế C M BI N MÀU TCS32OOD ng đ ánh sáng thành t n s có đ phân gi

ộ ọ ự ắ ạ ọ

ề ể ế ớ

ầ ể Chuy n đ i c cao. ậ ầ ố L p trình l a ch n b l c màu s c khác nhau và d ng t n s ấ xu t ra. ễ D dàng giao ti p v i vi đi u khi n. ệ Đi n áp đ u vào 2.75.5V .

Ả

Ế C M BI N MÀU TCS32OOD ế

ạ ộ ầ ả Ø Nguyên lý ho t đ ng c m bi n m u TCS3200 :

ấ ạ ả ư ẽ ế ố ồ

C u t o c m bi n TCS3200 g m 2 kh i nh hình v sau đây

Ả

ồ ố ầ

ng (Blue),16 ỏ

ằ ọ ượ ế ố ẽ c đ t xen k nhau nh m

ượ ặ ễ

ư ạ

ầ ắ ộ ọ

ậ

ỉ ế ạ ươ ứ ớ

ng ng và ắ ế

Ế C M BI N MÀU TCS32OOD ậ ả Ø Kh i đ u tiên là m ng ma tr n 8x8 g m các ể ồ photodiode.Bao g m 16 photodiode có th ươ ắ ọ l c màu s c xanh d ể ọ photodiode có th l c màu đ (Red),16 ể ọ photodiode có th l c màu xanh lá(Green) và ấ ả ắ 16 photodiode tr ng không l c (Clear).T t c c k t n i song song photodiode cùng màu đ ớ v i nhau ,và đ ố ụ m c đích ch ng nhi u. ấ ủ ả B n ch t c a 4 lo i photodiode trên nh là các b l c ánh sáng có m u s c khác nhau .Có nghĩa nó ch ti p nh n các ánh sáng có cùng màu v i lo i photodiode t ậ không ti p nh n các ánh sáng có màu s c khác.

Ả

ầ ọ

Ế C M BI N MÀU TCS32OOD ạ Ø Vi c l a ch n 4 lo i photodiode này thông qua 2 chân đ u

ệ ự vào S2,S3 .

Ả

ệ ừ ầ ể ố ứ đ u ra kh i th

Ế C M BI N MÀU TCS32OOD ổ ộ • Kh i th 2 là b chuy n đ i dòng đi n t ầ ố

ố ấ ứ nh t thành t n s :

Ả

ỉ ệ ớ v i ánh sáng có

Ế C M BI N MÀU TCS32OOD ộ ộ Ø T n s đ u ra có đ r ng xung 50% và t l ầ ắ ng đ và m u s c khác nhau . ằ ả ọ ỉ ệ ầ ố ầ t n s đ u ra ợ

ở ầ ứ ư ả ớ ầ ố ầ ộ ườ c ầ ố ầ T n s đ u ra n m trong kho ng 2Hz500Khz . ứ ể ự các m c khác nhau Ta có th l a ch n t l ầ ố nh b ng trên cho phù h p v i ph n c ng đo t n s .

Ø Ví d : T n s khi S0=H,S1=H Fout=500Khz thì:

ầ ố ụ

S0=H,S1=L Fout=100Khz S0=L,S1=H Fout=10Khz S0=L,S1=L Fout=0

Ả

Ế C M BI N MÀU TCS32OOD

Ø Nguyên lý ho t đ ng :

ạ ộ

ắ ề ợ ấ ướ c sóng

ắ

ắ ệ ượ ộ ậ ấ ặ ậ ụ ả

ỗ Ánh sáng tr ng là h n h p r t nhi u ánh sáng có b màu s c khác nhau . ạ ề ế ể ấ Khi ta chi u ánh sáng tr ng vào m t v t th b t kì .T i b ạ ể ẽ ả ng h p th và ph n x ánh m t v t th s x y ra hi n t sáng .

ụ ượ ế ể Ø Ví d : M t v t th có màu s c đ khi đ

ắ ắ ỏ ằ

ộ ậ ữ ỏ ẽ ị ậ ể ấ ụ c chi u ánh sáng ả ướ ướ c sóng c sóng

ạ ượ ả ả ở ạ i .Và

ế ể ắ ậ tr ng thì nh ng ánh sáng không n m trong d i b màu đ s b v t th h p th .Còn ánh sáng có b ỏ ẽ ị ằ n m trong d i màu đ s b ph n x ng c tr l ỏ ế ậ t v t th đó là màu đ . khi n m t ta nh n bi

Ả

ượ ổ ợ ừ ầ ơ ả

Ế C M BI N MÀU TCS32OOD c t ng h p t

Ø Màu s c b t kì đ ắ ấ Blue,Green,Red :

3 m u c b n

ự ả ắ

ự ố

ơ ả

ấ ạ ộ ọ

ế

ự Ø D a trên nguyên lý s ph n ụ ấ ạ x , h p th ánh sáng tr ng ộ ể ủ ậ c a v t th và s ph i ch n ắ ở màu s c b i 3 màu c b n Blue,Green,Red thì TCS3200 có c u t o là 4 b l c photodiode Blue,Green,Red ậ ể t màu và clear đ nh n bi ể ắ ậ s c v t th .

Ả

Ø Hình bên d

ể i là b ng test quá trình chuy n đ i t

ậ ượ ướ ạ

Ế C M BI N MÀU TCS32OOD ả ánh sáng mà 4 lo i photodiode nh n đ

ổ ừ ầ ố c thành t n s :

ấ ề ụ

ọ

ế ớ

ẽ

λ λ

s hp th nhiu nht. ẽấ bin cùng loi photodiode đ c chn vì khi đó photodiode ượ ạ ế khác nhau.Tn s ra ln nht khi ánh sáng chiu vào cm ầố ả ấ nm(di màu Red) thì 4 b lc photodiode s cho ra tn s ầố ộọ nm(Di màu Blue),p = 524 nm(di màu Green),p = 640 ả Vi điu kin test là ánh sáng có b ướ ả ả ề ệ ớ c sóng p = 470 λ

Ả

ế ề ả ầ

ơ ồ ế ố ế ớ ề ể