TCS34725 Color Sensor

TCS34725 Color Sensor

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基本信息 分类： 传感器模块 {{{userDefinedInfo1}}}： {{{userdefinedvalue1}}} {{{userDefinedInfo2}}}： {{{userdefinedvalue2}}} {{{userDefinedInfo3}}}： {{{userdefinedvalue3}}} 品牌： Waveshare

功能简介 特性 颜色传感器、光传感器 ' 无特性，不解释 ' 无特性，不解释 ' 无特性，不解释 ' 无特性，不解释 接口 I2C

相关产品 {{{Product1}}} {{{Product2}}} {{{Product3}}} {{{Product4}}} {{{Product5}}} {{{Product6}}}

产品概述

本模块是ams AG 的 TCS34725FN彩色光数字转换器为核心的颜色传感器，传感器提供红色，绿色，蓝色（RGB）和清晰光感应值的数字输出。集成红外阻挡滤光片可最大限度地减少入射光的红外光谱成分，并可精确地进行颜色测量。具有高灵敏度，宽动态范围和红外阻隔滤波器。最小化IR和UV光谱分量效应，以产生准确的颜色测量。并且带有环境光强检测和可屏蔽中断。通过I2C接口通信。

产品参数

• 工作电压：3.3V/5V
• 控制芯片：TCS34725FN
• 逻辑电压：3.3V/5V
• 通信接口：I2C
• 产品尺寸：27X20(mm)

接口说明

功能引脚	描述
VCC	3.3V/5V电源正
GND	电源地
SDA	I2C数据输入
SCL	I2C时钟输入
INT	中断输出（开漏输出）
LED	发光二极管

硬件说明

芯片

本产品采用TCS34725为核心，是一款基于IIC总线通信的彩色光数字转换器。传感器提供红色，绿色，蓝色（RGB）和清晰光感应值的数字输出，带有集成红外阻隔滤波器。具有高灵敏度，宽动态范围。可在不同的光照条件下都可以实现准确的色彩和环境光线感应，带有可屏蔽中断。

通信协议

从上的得知使用的是I2C通信，I2C 通信，一条数据线，一条时钟线。 I2C 总线在传送数据过程中共有三种类型信号：开始信号、结束信号和应答信号。

开始信号：SCL 为高电平时， SDA 由高电平向低电平跳变，开始传送数据。
结束信号：SCL 为高电平时， SDA 由低电平向高电平跳变，结束传送数据。
应答信号：接收数据的 IC 在接收到 8bit 数据后，向发送数据的 IC 发出特定的低电平脉冲，表示已收到数据。

I2C写时序

首先主机（即树莓派，后面统称为主机）会发送一个开始信号，然后将其 I2C 的 7 位地址与写操作位组合成 8 位的数据发送给从机（即 TSL2581 传感器模块,后面统称为从机），从机接收到后会响应一个应答信号，主机此时将命令寄存器地址发送给从机，从机接收到发送响应信号，此时主机发送命令寄存的值，从机回应一个响应信号，直到主机发送一个停止信号，此次 I2C 写数据操作结束。

I2C读时序

首先主机会发送一个开始信号，然后将其 I2C 的 7 位地址与写操作位组合成 8 位的数据发送给从机，从机接收到后会响应一个应答信号，主机此时将命令寄存器地址发送给从机，从机接收到发送响应信号，此时主机重新发送一个开始信号，并且将其 7 位地址和读操作位组合成 8 位的数据发送给从机，从机接收到信号后发送响应信号，再将其寄存器中的值发送给主机，主机端给予响应信号，直到主机端发送停止信号，此次通信结束。

I2C地址

TCS34725的I2C设备地址为0X29

TCS34725数据手册第34页

注意：0X29这个设备地址是7位的，8位设备地址需要向高位移一位变成0X52

使用说明

下载例程

在官网上找到对应产品，在产品资料打开下载路径，在wiki中下载示例程序：

得到解压包并解压，得到如下文件：

例程：树莓派 BCM2835、WiringPi、python例程、STM32例程、Arduino例程。

树莓派使用

将解压文件中RaspberryPi文件夹复制到boot根目录下

然后弹出U盘，将SD卡插入树莓派中，插上USB上电，查看/boot目录的文件：

ls /boot

执行如下命令将其复制到用户目录下，并修改其用户权限：

sudo cp -r /boot/RaspberryPi/ ./

sudo chmod 777 -R RaspberryPi/

进入目录，查看文件：

安装库函数

运行程序前需要安装对应的函数库（wiringpi, bcm2835, python），否则程序无法正常使用。

• 安装BCM2835库：
  

http://www.airspayce.com/mikem/bcm2835/
进入BCM2835的官网下载并把安装包复制到树莓派上，运行如下：

sudo tar zxvf bcm2835-1.xx.tar.gz
cd bcm2835-1.xx
sudo ./configure
make
sudo make check
sudo make install

其中xx代表的是下载的版本号，例如我下载的bcm2835-1.52
那么就应该执行：sudo tar zxvf bcm2835-1.52.tar.gz

• 安装wiringPi库：
  

sudo apt-get install git
sudo git clone git://git.drogon.net/wiringPi
cd wiringPi
sudo ./build

• 安装python库

sudo apt-get install python-pip 
sudo pip install RPi.GPIO
sudo pip install spidev
sudo apt-get install python-imaging
sudo apt-get install python-smbus

• 打开树莓派I2C接口

sudo raspi-config

打开I2C功能后重启树莓派 sudo reboot
运行 i2cdetect -y 1
最后面的是数字1不是字母l,运行后可以看到当前已经正确连接的I2C设备。

硬件连接

具体连接如下表所示：

TCS34725 Color Sensor	树莓派
VCC	3.3V
GND	GND
SDA	SDA
SCL	SCL
INT	17
LED	18

运行程序

• BCM2835例程

cd bcm2835
sudo ./main

• wiringPi例程

cd wiringpi
sudo ./main

• python例程

cd python
sudo python main.py

注：BCM2835、wiringpi程序运行如果提示找不到文件，执行make即可

预期效果

执行BCM2835、wiringpi或者python程序得到的效果类似，下面是python测试红色运行结果:
其中R、G、B是RGB888格式以十进制分开输出，C是没有做任何处理的环境光强数值，RGB565、RGB888分别是对应格式的十六进制输出，LUX是已经处理过的环境光强数字，CT是色温。（http://www.360doc.com/content/17/0629/07/44859260_667365022.shtml），用户如果想测量色温偏差小，建议关闭LED灯。INT是中断，1标识光强超过设定值。


将数值转换成颜色，可以通过下面连接的工具实现：
https://www.sioe.cn/yingyong/yanse-rgb-16/
或者直接下载：https://wiki.diustou.com/w/upload/0/05/Hexacolor3.7z

STM32

下载例程解压，使用Keil uVision5打开。例程使用的是HAL库。测试使用的开发板为微雪XNUCLEO-F103RB，芯片为STM32F103RBT6。例程使用串口2（PA2,PA3）输出数据。串口波特率为115200，其他默认：数据位8位，停止位1位，没有校验。

硬件连接

连接如下表所示

TCS34725 Color Sensor	STM32
VCC	3.3V
GND	GND
SDA	SDA/D14/PB9
SCL	SCL/D15/PB8
INT	D8/PA9
LED	PWM1/D9/PC7

预期效果

下图为测试红色输出数据

将数值转换成颜色，可以通过下面连接的工具实现：
https://www.sioe.cn/yingyong/yanse-rgb-16/
或者直接下载：https://wiki.diustou.com/w/upload/0/05/Hexacolor3.7z

Arduino

下载例程解压，测试使用的是ARDUION UNO开发板，波特率为115200

硬件连接

TCS34725 Color Sensor	Arduino
VCC	3.3V/5V
GND	GND
SDA	SDA
SCL	SCL
INT	D8
LED	D9

预期效果

下图为测试红色输出数据


将数值转换成颜色，可以通过下面连接的工具实现：
https://www.sioe.cn/yingyong/yanse-rgb-16/
或者直接下载：https://wiki.diustou.com/w/upload/0/05/Hexacolor3.7z

文档

• 用户手册
  
• 原理图
  

程序

• 示例程序
  

软件

• 串口调试助手

数据手册

• TCS3472

转到：#软件，#程序，#文档

FAQ

问题： 例程输出数据全部为0或者初始化失败？如图：

答复： 请检查管脚连接是否正确。

问题： 树莓派例程初始化失败？

答复： 对于BCM2835和wiringPi例程出现这样的提示 Python例程 如果出现以上问题这是设备数据I2C数据传输错误。大多数是硬件连接错误，请检查硬件连接是否正确，检查硬件连接是否有问题，运行i2cdetect -y 1 如果有显示IIC地址就表示硬件连接无问题。 如果硬件连接正确那么是不正确的使用树莓派控制可能会导致（详情看下面），重启树莓派即可。

问题： 不正确的使用树莓派控制可能会导致？

答复： 如果运行wiringPi例程正常，再运行python或者BCM2835可能会屏幕无法正常刷新，因为bcm2835库是树莓派cpu芯片的库函数，底层是直接操作寄存器，而wiringPi库和python的底层都是通过读写linux系统的设备文件操作设备，可能导致GPIO口异常，重启树莓派可完美解决。

问题： STM32和Arduino例程串口输出没有数据或者数据输出乱码？

答复： 确认波特率是否设置为115200，对于STM32例程请确认电脑正确连接开发板USART2（PA2,PA3），PA2为TXD，并且选择正确的COM端口。控制面板->硬件->设备管理器。

问题： STM32和Arduino例程串口输出RGB数据全部为0或者初始化失败？如图

答复： 请确认器件连接没有问题，如果没问题请按下复位按键。

问题： 输出的RGB数据全为253并且中断引脚产生中断等等如图

答复： 这种情况是光强超出检查范围，减小增益可以完美解决（在初始里面修改，或者在初始化后面重新写入一个增益设置TCS34725_Set_Gain(TCS34725_GAIN_16X)）

问题： 修改积分时间后导致颜色不正常？

答复： 因为积分时间决定了RGBC通道数据最大值，修改积分时间会导致颜色偏暗或者偏白。只需要增加或减少LED亮度即可。

问题： 修改积分时间无法触发中断或者一直重复中断？

答复： 中断是和Clear通道里面的数据进行比较，Clear通道里面的数据和积分时间有关系，经过实际测量在增益为60倍情况下 所以用户如果需要速度比较快的采集数据时，要注意重新设置中断数值。另外在积分时间为2.4ms时RGB数据比较低所以转换出来的颜色与实际颜色有偏差，需要加大LED灯亮度即可。

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