基于 Arduino 与 RGB 传感器的高级颜色分拣机
元件与供应
 | Arduino Nano R3 | × | 1 |
| TCS34725 RGB 传感器 | × | 1 | |
| LM2596 降压模块 | × | 1 | |
| MG-90S 舵机 | × | 2 | |
| MR105ZZ 滚珠轴承 (5×10×4mm) | × | 3 | |
| 608RS/608ZZ 滚珠轴承 (8×22×7mm) | × | 1 | |
| 6003RS 滚珠轴承 (17×35×10mm) | × | 1 | |
| M3×15mm 沉头螺丝 | × | 1 | |
| M2×10 自攻螺丝 | × | 20 | |
| RGB LED (共阳) | × | 1 | |
| 220Ω 电阻 | × | 3 | |
| 导线 | × | 1 | |
| 2.1×5.5mm 电源插头 | × | 1 | |
| 热缩管 | × | 1 | |
| 杜邦连接器 | × | 1 | |
| 9V/12V 电源 (≥1A) | × | 1 | |
| 5支 22mm×100mm 试管 | × | 1 | |
| Skittles 彩虹糖 | × | 1 |
所需工具
- 3D 打印机
- 螺丝刀
- 剥线钳
- 钳子
- 电烙铁
- 万用表
- 压线钳
项目背景
这个项目原本不在计划中。3.5年前我开始设计一个更复杂的分拣机，却因故搁置。几个月前重拾旧项目，决定先做一个简化版调试取料机构。原以为两个周末搞定，结果经历了两版完全不同的设计和多次原型迭代，才勉强达到可用水平（仍偶有取料故障）。尽管不完美，但结果尚可满意。
工作原理
机器分两级：
- 取料与识别：顶部储料仓底部的取料机构将糖果送至颜色传感器前识别；摇臂防止糖果卡阻（仍偶发）。
- 分拣投放：识别颜色后，试管架旋转对准相应试管，糖果落入。循环直至储料仓空。
自制指南
完整教程见：littlefrenchkev.com/colour-sorting-machine
组装步骤
3D 打印零件清单：
前壳有两种外观版本，功能相同。其余所需零件：
组装过程视频（含慢动作 3D 打印镜头）：
初始设置
首次上电时，两舵机复位。需确保取料齿轮/轴处于顶部位置，试管架与取料机构对齐。
常见故障排查
LED 闪烁红灯、无启动序列
RGB 传感器未检测到，检查接线或传感器是否损坏。
试管对齐不准
原因1：舵机精度或打印公差导致。修改 colour_angle 数组微调各颜色停止角度。
原因2：齿轮间隙导致惯性超调。修改前向/后向防回程变量补偿。
颜色识别混淆
修改 colour_limit_values 数组（各色 RGB 阈值）。仅装入单色糖果，打开串口监视器观察实时 RGB 值以校准。
亮点功能
- RGB 状态灯：分拣时显示当前糖果颜色；空仓后循环演示；启动故障时红灯报警。
- 防回程补偿：软件根据旋转方向提前/延后停止角度，抵消齿轮间隙。
- 带渐变的延时函数：
set_led(ms, color)在延时期间平滑过渡 LED 颜色，配合试管架旋转效果极佳。
补充说明
- 黑色打印件会影响传感器读数（尤其是空仓时）。
- 多次分拣后糖果表面磨损/粘手导致识别率下降，校准时请用“新”糖果。
- 涉及食品接触，请使用食品级打印耗材。
- 项目进度关注 Instagram：@little_french_kev
代码
#include <Wire.h>
#include "Adafruit_TCS34725.h"
#include <Servo.h>
// ... 完整代码见原文，含颜色阈值校准、舵机控制、LED 渐变、防回程逻辑等 ...
原理图
接线简单，务必在接入其它模块前确认降压模块输出 5V！
制造工艺