I²C対応 カラーセンサーモジュール S13683搭載

製品情報

• 型番：KP-S13683（製品ページ）
• JAN：4900474028240

概要

浜松ホトニクス社「S13683」を搭載したカラーセンサーモジュールです。

カラーセンサーS13683は、赤/緑/青の3つの波長に反応するフォトダイオードアレイ（赤外カットフィルタ付き）で構成された検出器を一つのパッケージに搭載しています。測定値の組み合わせから光源や物体の色の識別を行うことができます。測定データはI²C接続による16bitのデジタル値で得られます。

入射光だけではなく、反射光も検出しやすいように、細長い基板の先端にカラーセンサーを実装しています。

Raspberry Pi Picoや、M5Stack等の各種3.3V系マイコンボードと簡単に接続して制御することができます。

仕様

• 動作電圧：DC2.25～3.63V（絶対最大定格：DC4.5V）
• 消費電流：動作時約75μA ※出力電流（信号線での消費）を除く
• 搭載センサー：S13683-03DT（浜松ホトニクス）
• 測定データ
  • 赤/緑/青/補正用 4チャンネルの連続測光、各色16bitデジタル出力
• 感度波長範囲：（青）400～540nm /（緑）455～630nm /（赤）575～660nm
• 補正用チャンネル
  • フィルターを通らないセンサーへの入射光（迷光）に反応
    （赤/緑/青の各チャンネルの測定値に対して減算補正を行うことで精度を改善可能）
• ゲイン選択：2段階（感度比1：10）
• 積分時間モード：マニュアル設定モードまたは固定時間モード
• インターフェース：I²C（クロック最大400kHz）
• 基板サイズ：14(W)×28(D)×5.5(H)mm（突起部を除く）
• 付属品：接続用ケーブル（約50cm）1本

ピン配置

接続

基板上には4ピンのコネクタが用意されており、電源および通信用の信号線が引き出されています。

センサーICの制御はI²Cインターフェース経由で行います。コマンドの送信とデータの受信の双方向通信をSCL（2番ピン）、SDA（3番ピン）の2本の信号線で行います。

電源

本製品への電源は、連続10mA以上を供給できる、出力電圧が安定化された電源を使用してください。電圧はDC2.25～3.63Vの範囲内で、ホストデバイスの信号レベルと同じ電圧に合わせてください。

搭載センサーの最大定格電圧はDC4.5Vです。本基板にDC5V電源を供給すると、カラーセンサーが破損する可能性があります。また、上記動作条件のため、本製品を5V系のマイコンボード（Arduino UNO等）で使用することはできません。

ケーブル

ホストデバイスとの接続には、付属ケーブルを使用してください。配線色とピン配置の対応は下図の通りです。

I²Cアドレス

搭載センサーIC「S13683」のI²Cバス上のアドレスは下記の通りです。プログラム内で指定する際は、あらかじめ表記方法をご確認ください。

• 8bitアドレス表記（最下位にR/Wビットを含む）：Write＝0x54、Read＝0x55
• 7bitアドレス表記（R/Wビットを含まない）：0x2A

※S13683のI²Cアドレスは固定されており、変更できません。従って、同一のI²Cバスに接続できるのは1個のみとなります。

I²Cのプルアップ抵抗について

I²Cバスには、SDAおよびSCLのそれぞれにVDDへのプルアップ抵抗を接続する必要があります。

本製品の基板上（センサー実装面の裏側）に、I²Cバスに必要なプルアップ抵抗（R1、R2：各10kΩ）が内蔵されていますが、これらのプルアップ抵抗は出荷時は有効になっていません。

• 基板外のI²Cバス上にプルアップ抵抗がすでに存在する場合は、ハンダジャンパーは開放状態のままで問題ありません。
• 基板上のプルアップ抵抗を使用する場合は、基板周囲にあるハンダジャンパー2箇所（J1、J2）それぞれにハンダを盛って短絡させてください。

また、10kΩという抵抗値はI²Cバスの配線が短い場合において有効な値です。I²Cバスの配線が長い場合や、多数のデバイスを接続する場合では、ドライブ能力が不足し通信が不安定になる場合があります。その際はVDD - SDA間およびVDD - SCL間に追加で抵抗を接続してください。（抵抗を追加すると、基板上の10kΩとの合成抵抗が小さくなり、ドライブ能力が上がります）

プログラムについて

S13683の動作には、センサーICのメーカーが提供する文書に従って初期化・読み出し処理を実施するプログラムが必要となります。詳細は、メーカー発行のデータシートを参照してください。

※回路設計やプログラムの作成、オープンソース・ソフトウェア、上記サンプルプログラムの動作に関するご質問への回答等のサポートはいたしかねます。あらかじめご了承ください。

旧製品「KP-S11059」との違い

本製品は「I²C対応カラーセンサー基板」（型番：KP-S11059）の後継製品となります。 使用カラーセンサーICが「S11059」から「S13683」へ変更となりました。主な仕様の対照表は下記の通りです。（変更点を赤字で示しています）

• 測光チャンネル構成：赤外チャンネル → 補正用チャンネル
  • 旧製品搭載の「S11059」は赤/緑/青/赤外の4波長に対する測光に対応するセンサーですが、「S13683」は赤/緑/青の可視光3波長の測光に対応します。
  • 「赤外チャンネル」が削除され、かわりに赤/緑/青の各可視光チャンネルの測定精度改善に使用する「補正用チャンネル」に置き換わりました。
• 最大定格電圧：DC6V → DC4.5V
  • 旧製品搭載の「S11059」のDC6Vに対して、「S13683」ではDC4.5Vに低下しています。これにより、DC5Vの電源接続が定格外となりました。誤ってDC5V電源に接続するとセンサーICの破損の原因となります。
  • 動作電圧（信号電圧）は、DC2.25～3.63Vのまま変更ありません。
• 光学的特性
  • 赤/緑/青チャンネルの反応波長範囲とピーク波長はそれぞれ同一ですが、それ以外の光学的特性の公表値は完全に一致していません。詳細はメーカー発行のセンサーICのデータシートを参照してください。
• 感度調整
  • 2段階の感度（ゲイン）切替、積分時間のモード選択、マニュアル設定等の感度調整機能には変更ありません。
• インターフェース
  • I²C互換バスのまま変更ありません。デバイスのアドレスも同一（7bitアドレス表記で0x2A）となっています。
  • 内部レジスタマップも互換性があります。（赤外チャンネル→補正用チャンネルの用途変更による読み替えは必要です）
• 基板ピン配置、基板外観、基板サイズ
  • 変更ありません。

基板寸法図

記載の寸法は標準的なものであり、実際の寸法と相違ある場合は実機を優先します。

回路図

リンク

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  • 浜松ホトニクス S13683-03DT

更新履歴

• 2025-06-30：初版

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