Распознавание цвета с датчиком TCS230 и Arduino [калибровочный код включен]: 12 шагов

2025 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2025-01-23 15:04

Официальный сайт ElectropeakElectroPeak Читать дальше автора:

О программе: ElectroPeak - это универсальное место, где можно изучить электронику и воплотить свои идеи в жизнь. Мы предлагаем первоклассные руководства, которые покажут вам, как вы можете реализовывать свои проекты. Мы также предлагаем высококачественную продукцию, так что у вас будет… Подробнее об Electropeak »

Обзор

В этом руководстве вы узнаете о датчике TCS230 и о том, как использовать его с Arduino для распознавания цветов. В конце этого урока вы найдете увлекательную идею создания пера для выбора цвета. С помощью этого пера вы можете сканировать цвета окружающих вас объектов и начать рисовать на ЖК-дисплее, используя этот цвет.

Что вы узнаете

• Введение TCS230
• Как использовать модуль TCS230 с Arduino и распознавать разные цвета

Шаг 1. Что такое датчик TSC230?

Микросхема TSC230 содержит массив кремниевых фотодиодов 8 × 8, которые можно использовать для распознавания цветов. 16 из этих фотодиодов имеют красный фильтр, 16 - зеленый фильтр, 16 - синий фильтр, а остальные 16 не имеют фильтра.

Модуль TCS230 имеет 4 белых светодиода. Фотодиоды принимают отраженный свет этих светодиодов от поверхности объекта, а затем генерируют электрический ток в зависимости от полученного цвета.

Помимо фотодиодов, в этом датчике есть преобразователь тока в частоту. Он преобразует ток, генерируемый фотодиодами, в частоту.

Выходной сигнал этого модуля представляет собой прямоугольные импульсы с рабочим циклом 50%.

Наилучший диапазон измерения для этого датчика составляет от 2 до 4 см.

Шаг 2: Распиновка TCS230

TCS230 имеет 4 контакта управления. S0 и S1 используются для масштабирования выходной частоты, а S2 и S3 используются для выбора типа фотодиода. (красный, зеленый, синий, без фильтра)

Схема преобразователя тока в частоту имеет делители частоты. Вы можете управлять этим делителем частоты с помощью управляющих контактов S0 и S1.

Например, если вы хотите измерить значение синего цвета в объекте, вы должны одновременно установить состояние контакта S2 на низкое, а состояние вывода S3 - на высокое.

Шаг 3: Необходимые материалы

Компоненты оборудования

Ардуино UNO R3 * 1

Модуль датчика распознавания цвета TCS230 * 1

Макетная плата * 1

RGB светодиод * 1

ЖК-экран TFT с диагональю 2,4 дюйма ** * 1

Перемычка между мужчинами и женщинами * 1

Резистор 220 Ом * 1

Программные приложения

IDE Arduino

Шаг 4: Датчик цвета TCS239 и интерфейс Arduino

Подключите датчик к Arduino, как показано на следующем рисунке. Затем проанализируйте вывод разных цветов, инициализировав контакты S0 - S4.

Шаг 5: Схема

Подключите датчик к Arduino по следующей схеме.

Шаг 6: Код

Следующий код измеряет выходной сигнал для каждого из трех цветов и отображает результат на последовательном порту.

Функция цвета управляет контактами S2 и S3 для считывания всех цветов объекта. Эта функция использует команду pulseln для приема импульсов, переданных датчиком цвета. Для получения дополнительной информации вы можете прочитать эту страницу.

?: условный оператор Эта команда действует как if и else.

Если условие истинно, будет выполнено exp1, иначе exp2.

Шаг 7: Калибровка датчика цвета TCS230

Для калибровки датчика вам понадобится белый объект.

Функция калибровки выполняет калибровку датчика. Для этого просто введите символ «c» в окне серийного номера. Затем удалите все цветные объекты вокруг датчика и снова введите «c». Теперь возьмите белый объект рядом с датчиком и снова введите «c».

После калибровки, если вы держите белый объект перед датчиком, вы должны увидеть значение 255 (или около 255) для каждого из трех красного, зеленого и синего цветов в окне последовательного порта.

Функция калибровки рассчитывает и сохраняет максимальные и минимальные изменения выходной частоты датчика как в неокрашенной, так и в белой среде.

Затем в части цикла он отображает диапазон изменения цвета на 0-255 (или любой другой диапазон, который вы определяете).

Вы можете найти больше информации о команде map здесь.

Шаг 8: Код

Шаг 9: сделайте палитру цветов с сенсором TCS230 и Arduino

Если вы используете Arduino UNO, вы должны припаять контакты датчика цвета к плате Arduino с помощью проводов. Но если вы используете Arduino MEGA, вы можете использовать последние контакты платы для подключения к ней датчика цвета.

Если вы впервые используете ЖК-экран, вы можете увидеть руководство по настройке здесь.

Следующий код создает страницу рисования на ЖК-дисплее. Цвет пера по умолчанию - красный. Удерживая кнопку, приблизьте датчик цвета к желаемому объекту, чтобы выбрать его цвет. Затем цвет вашего пера изменится на цвет этого объекта.

Шаг 10: Схема

Шаг 11: Код

Функция pick_color вызывается при нажатии клавиши. Он считывает цвет объекта, расположенного рядом с датчиком, и меняет цвет пера на этот цвет.