Arduino 颜色检测

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这是一个简单的教程，我们将在其中探索如何使用 Arduino 和传感器（如 TCS 3200）读取颜色。我们的想法是检测对象颜色，并将其显示在 LCD 上。该项目是一个更大项目的一个组成部分，该项目将是一个机械臂，它根据对象的颜色选择适当的动作。上面的框图显示了主要组件。

下面的视频显示了最终的项目工作：

第 1 步：物料清单

以下链接及价格仅供参考。

• Arduino Nano（8.00 美元）

• TCS3200 颜色传感器模块（9.00 美元）

• IIC/I2C/TWI 1602 串行蓝色背光 LCD 模块（8.00 美元）

• 面包板（2.00 美元）

• 电缆

第 2 步：TSC 3200 颜色传感器

如其数据表所述，TCS3200 是一种可编程彩色光频率转换器，在单个单片 CMOS 集成电路上结合了可配置硅光电二极管和电流频率转换器。

输出是方波（50% 占空比），其频率与光强度（辐照度）成正比。满量程输出频率可以通过两个控制输入引脚（S0 和 S1）按三个预设值之一进行缩放。数字输入和数字输出允许直接连接到微控制器或其他逻辑电路。

输出使能 (OE) 将输出置于高阻抗状态，以便多单元共享微控制器输入线。在 TCS3200 中，光频转换器读取 8 x 8 光电二极管阵列。

• 16 个光电二极管带有蓝色滤光片

• 16 个光电二极管具有绿色滤光片

• 16 个光电二极管带有红色滤光片

• 16 个光电二极管清晰，无滤镜。

引脚 S2 和 S3 用于选择激活哪一组光电二极管（红色、绿色、蓝色、透明）。光电二极管尺寸为 110 μm x 110 μm，位于 134 μm 中心。

OE (Enable) 应连接到 GND (LOW)。

传感器是封装的，应在 2.7 和 5.5 VDC 之间供电。我们将使用 5V Arduino 输出为传感器供电。为了正确使用传感器，我们会安装一个小橡胶圈来将传感器与侧光隔离。我用热胶固定它。

第 3 步：连接硬件

如下连接 TSC3200 传感器：

• S0 ==> 纳米针 D4

• S1 ==> 纳米针 D5

• S2 ==> 纳米针 D6

• S3 ==> 纳米针 D7

• OUT ==> Nano Pin D8

• EN ==> GND

• VCC ==> +5V

• GND ==> GND

连接 I2C LCD 2/16 串行显示器：

• SDA ==> 纳米针 A4

• SCL ==> Nano Pin A5

在面包板上安装 Arduino Nano。在两个电源轨上连接 Nano 5V 输出和 GND。

第 4 步：Arduino 代码

首先要定义的是上表中定义的频率缩放。引脚 S0 和 S1 用于此目的。缩放输出频率有助于优化各种频率计数器或微控制器的传感器读数。我们将 S0 和 S1 都设置为 HIGH (100%)：

 digitalWrite(s0,HIGH); digitalWrite(s1,HIGH); 

接下来要做的是选择光电二极管要读取的颜色（红色、绿色或蓝色），我们为此使用控制引脚 S2 和 S3。由于光电二极管并联，将S2和S3设置为低、高的不同组合，可以选择不同的光电二极管，如上表所示。

 digitalWrite(s2, LOW);数字写入（s3，低）；红色 =脉冲输入（输出引脚，低）； // 读取颜色 digitalWrite(s2, HIGH) 的红色分量；数字写入（s3，高）； grn =脉冲输入（输出引脚，低）； // 读取颜色 digitalWrite(s2, LOW);数字写入（s3，高）；蓝光 =脉冲输入（输出引脚，低）； // 读取颜色的蓝色分量 

在最终的代码中，我们将每个RGB分量读取几次并取平均值，因此如果其中一个读数不好，我们可以减少误差。

一旦我们有了 3 个分量 (RGB)，我们就必须定义那是什么颜色。以前校准项目的方法。您可以使用已知的彩色试纸或物体读取生成的 3 个组件。

你可以从我的开始，改变你的光照水平的参数：

void getColor(){ readRGB(); if (red> 8 &&red <18 &&grn> 9 &&grn <19 &&blu> 8 &&blu <16) color ="WHITE"; else if (red> 80 &&red <125 &&grn> 90 &&grn <125 &&blu> 80 &&blu <125) color ="BLACK"; else if (red> 12 &&red <30 &&grn> 40 &&grn <70 &&blu> 33 &&blu <70) color ="RED"; else if (red> 50 &&red <95 &&grn> 35 &&grn <70 &&blu> 45 &&blu <85) color ="GREEN"; else if (red> 10 &&red <20 &&grn> 10 &&grn <25 &&blu> 20 &&blu <38) color ="YELLOW"; else if (red> 65 &&red <125 &&grn> 65 &&grn <115 &&blu> 32 &&blu <65) color ="BLUE"; else color ="NO_COLOR";} 

正如您在上面看到的，我预定义了 6 种颜色：白色、黑色、红色、绿色、黄色和蓝色。随着环境光的减弱，参数趋于升高。

在 loop() 内部，我定义了每 1 秒在 LCD 上的显示读数。

完整代码可以在我的GitHub上找到。

第 5 步：结论

一如既往，我希望这个项目可以帮助其他人在激动人心的电子、机器人和物联网世界中找到自己的方向！

请访问我的 GitHub 获取更新文件：Color Detector

更多项目请访问我的博客：MJRoBot.org

来自世界南部的Saludos！

我的下一个教程见！

谢谢，

马塞洛

代码

• 代码片段#2
• 代码片段 #3

代码片段#2纯文本

 digitalWrite(s2, LOW);数字写入（s3，低）；红色 =脉冲输入（输出引脚，低）； // 读取颜色 digitalWrite(s2, HIGH) 的红色分量；数字写入（s3，高）； grn =脉冲输入（输出引脚，低）； // 读取颜色 digitalWrite(s2, LOW);数字写入（s3，高）；蓝光 =脉冲输入（输出引脚，低）； // 读取颜色的蓝色分量

代码片段 #3纯文本

void getColor(){ readRGB(); if (red> 8 &&red <18 &&grn> 9 &&grn <19 &&blu> 8 &&blu <16) color ="WHITE"; else if (red> 80 &&red <125 &&grn> 90 &&grn <125 &&blu> 80 &&blu <125) color ="BLACK"; else if (red> 12 &&red <30 &&grn> 40 &&grn <70 &&blu> 33 &&blu <70) color ="RED"; else if (red> 50 &&red <95 &&grn> 35 &&grn <70 &&blu> 45 &&blu <85) color ="GREEN"; else if (red> 10 &&red <20 &&grn> 10 &&grn <25 &&blu> 20 &&blu <38) color ="YELLOW"; else if (red> 65 &&red <125 &&grn> 65 &&grn <115 &&blu> 32 &&blu <65) color ="BLUE"; else color ="NO_COLOR";}

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示意图

硬件