Nhận dạng màu sắc Cảm biến W / TCS230 và Arduino [Bao gồm mã hiệu chuẩn]: 12 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:31

Trang web chính thức của ElectropeakElectroPeak Theo dõi thêm của tác giả:

Giới thiệu: ElectroPeak là nơi lý tưởng để bạn học điện tử và biến ý tưởng của bạn thành hiện thực. Chúng tôi cung cấp các hướng dẫn hàng đầu để chỉ cho bạn cách bạn có thể thực hiện các dự án của mình. Chúng tôi cũng cung cấp các sản phẩm chất lượng cao để bạn có… Thông tin thêm về Electropeak »

Tổng quat

Trong hướng dẫn này, bạn sẽ tìm hiểu về cảm biến TCS230 và cách sử dụng nó với Arduino để nhận dạng màu sắc. Ở phần cuối của hướng dẫn này, bạn sẽ tìm thấy một ý tưởng hấp dẫn để tạo ra một chiếc bút chọn màu. Với chiếc bút này, bạn có thể quét màu của các đối tượng xung quanh mình và bắt đầu vẽ trên màn hình LCD bằng màu đó.

Những gì bạn sẽ học

• Giới thiệu TCS230
• Cách sử dụng mô-đun TCS230 với Arduino và nhận dạng các màu khác nhau

Bước 1: Cảm biến TSC230 là gì?

Chip TSC230 chứa một dãy các điốt quang silicon 8 × 8, có thể được sử dụng để nhận dạng màu sắc. 16 trong số các điốt quang này có bộ lọc màu đỏ, 16 điốt có bộ lọc màu xanh lá cây, 16 có bộ lọc màu xanh lam và 16 điốt còn lại không có bộ lọc.

Mô-đun TCS230 có 4 đèn LED trắng. Điốt quang nhận ánh sáng phản xạ của các đèn LED này từ bề mặt của vật thể, sau đó tạo ra dòng điện tùy thuộc vào màu sắc mà chúng nhận được.

Ngoài điốt quang, trong cảm biến này còn có một bộ chuyển đổi dòng điện sang tần số. Nó chuyển đổi dòng điện do điốt quang tạo ra thành tần số.

Đầu ra của mô-đun này ở dạng xung vuông với chu kỳ làm việc là 50%.

Phạm vi đo tốt nhất cho cảm biến này là khoảng 2 đến 4 cm.

Bước 2: Sơ đồ chân TCS230

TCS230 có 4 chân điều khiển. S0 và S1 được sử dụng để mở rộng tần số đầu ra, và S2 và S3 được sử dụng để chọn loại điốt quang. (đỏ, lục, lam, không có bộ lọc)

Mạch biến đổi tần số dòng điện có các bộ phân tần. Bạn có thể điều khiển bộ phân tần này bằng các chân điều khiển S0 và S1.

Ví dụ, nếu bạn muốn đo giá trị của màu xanh lam trong một đối tượng, bạn nên đặt trạng thái chân S2 thành thấp và trạng thái chân S3 thành cao đồng thời.

Bước 3: Vật liệu cần thiết

Các thành phần phần cứng

Arduino UNO R3 * 1

Mô-đun cảm biến nhận dạng màu TCS230 * 1

Breadboard * 1

LED RGB * 1

Màn hình TFT 2,4”** * 1

Dây nhảy từ nam đến nữ * 1

Điện trở 220 Ohm * 1

Ứng dụng phần mềm

Arduino IDE

Bước 4: Cảm biến màu TCS239 và giao diện Arduino

Kết nối cảm biến với Arduino như bạn thấy trong hình sau. Sau đó, phân tích đầu ra của các màu khác nhau bằng cách khởi tạo các chân từ S0 đến S4.

Bước 5: Mạch

Kết nối cảm biến với Arduino theo mạch sau.

Bước 6: Mã

Đoạn mã sau đo tín hiệu đầu ra cho từng màu trong số ba màu và hiển thị kết quả trên cổng nối tiếp.

Chức năng màu điều khiển các chân S2 và S3 để đọc tất cả các màu của đối tượng. Chức năng này sử dụng lệnh pulseln để nhận các xung được truyền bởi cảm biến màu. Để biết thêm thông tin, bạn có thể đọc trang này.

?: Toán tử điều kiện Lệnh này hoạt động giống như lệnh if và else.

Nếu điều kiện là true, exp1, và nếu không, exp2 sẽ được thực thi.

Bước 7: Hiệu chỉnh cảm biến màu TCS230

Để hiệu chỉnh cảm biến, bạn cần một vật thể màu trắng.

Chức năng hiệu chuẩn thực hiện việc hiệu chuẩn cảm biến. Để làm điều này, chỉ cần nhập ký tự “c” trong cửa sổ nối tiếp. Sau đó, loại bỏ tất cả các đối tượng có màu xung quanh cảm biến và nhập lại “c”. Bây giờ lấy một vật thể màu trắng gần cảm biến và nhập lại “c”.

Sau khi hiệu chuẩn, nếu bạn giữ đối tượng màu trắng ở phía trước cảm biến, bạn sẽ thấy giá trị 255 (hoặc khoảng 255) cho mỗi màu trong số ba màu đỏ, lục và lam trong cửa sổ nối tiếp.

Chức năng Hiệu chỉnh sẽ tính toán và lưu trữ các thay đổi tối đa và tối thiểu trong tần số đầu ra của cảm biến trong cả môi trường màu trắng và không màu.

Sau đó, trong phần vòng lặp, nó ánh xạ phạm vi thay đổi màu thành 0-255 (hoặc bất kỳ phạm vi nào khác mà bạn xác định).

Bạn có thể tìm thêm thông tin về lệnh bản đồ tại đây.

Bước 8: Mã

Bước 9: Tạo bút chọn màu với cảm biến TCS230 và Arduino

Nếu bạn sử dụng Arduino UNO, bạn phải hàn các chân cảm biến màu vào bảng Arduino bằng dây. Nhưng nếu bạn sử dụng Arduino MEGA, bạn có thể sử dụng các chân cuối cùng của bảng để kết nối cảm biến màu với nó.

Nếu bạn đang sử dụng tấm chắn LCD lần đầu tiên, bạn có thể xem hướng dẫn thiết lập tại đây.

Đoạn mã sau tạo một trang vẽ trên màn hình LCD. Màu mặc định của bút là màu đỏ. Giữ phím và đóng cảm biến màu vào đối tượng mong muốn để chọn màu của nó. Sau đó, màu sắc của bút của bạn sẽ thay đổi thành màu của vật thể đó.

Bước 10: Mạch

Bước 11: Mã

Hàm pick_color được gọi khi nhấn phím. Nó đọc màu của đối tượng nằm gần cảm biến và thay đổi màu bút thành màu đó.