Kleurherkenning met TCS230-sensor en Arduino [inclusief kalibratiecode] - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:16

Door ElectropeakElectroPeak Officiële WebsiteVolg meer door de auteur:

Over: ElectroPeak is uw one-stop-plek om elektronica te leren en uw ideeën in realiteit om te zetten. We bieden eersteklas handleidingen om u te laten zien hoe u uw projecten kunt maken. We bieden ook producten van hoge kwaliteit, zodat u een… Meer over Electropeak »

Overzicht

In deze tutorial leer je over de TCS230-sensor en hoe je deze met Arduino kunt gebruiken om kleuren te herkennen. Aan het einde van deze tutorial vind je een fascinerend idee om een kleurkiezerpen te maken. Met deze pen scan je de kleuren van de objecten om je heen en begin je met schilderen op een LCD met die kleur.

Wat je gaat leren

• Een introductie van TCS230
• Hoe de TCS230-module met Arduino te gebruiken en verschillende kleuren te herkennen

Stap 1: Wat is de TSC230-sensor?

De TSC230-chip bevat een 8×8-array van siliciumfotodiodes, die kunnen worden gebruikt om kleuren te herkennen. 16 van deze fotodiodes hebben een rood filter, 16 hebben een groen filter, 16 hebben een blauw filter en de andere 16 hebben geen filter.

De TCS230 module heeft 4 witte LED's. Fotodiodes ontvangen het gereflecteerde licht van deze LED's van het oppervlak van het object en genereren vervolgens een elektrische stroom afhankelijk van de kleur die ze hebben ontvangen.

Naast fotodiodes zit er ook een stroom-naar-frequentie omvormer in deze sensor. Het zet de stroom gegenereerd door fotodiodes om in de frequentie.

De output van deze module is in de vorm van vierkante pulsen met een duty cycle van 50%.

Het beste meetbereik voor deze sensor is ongeveer 2 tot 4 cm.

Stap 2: TCS230 pinout

De TCS230 heeft 4 stuurpennen. S0 en S1 worden gebruikt voor het schalen van de uitgangsfrequentie en S2 en S3 worden gebruikt voor het selecteren van het type fotodiode. (rood, groen, blauw, geen filter)

Het stroom-naar-frequentie-omzettercircuit heeft frequentiedelers. U kunt deze frequentiedeler aansturen met S0 en S1 stuurpennen.

Als u bijvoorbeeld de waarde van de blauwe kleur in een object wilt meten, moet u de S2-pinstatus tegelijkertijd op laag en de S3-pinstatus op hoog instellen.

Stap 3: Benodigde materialen

Hardware onderdelen

Arduino UNO R3 *1

TCS230 Kleurherkenningssensormodule *1

Broodplank *1

RGB-LED *1

2,4” TFT-LCD ** *1

Man-vrouw jumper draad *1

220 Ohm Weerstand *1

Software-apps

Arduino IDE

Stap 4: TCS239-kleurensensor en Arduino-interface

Sluit de sensor aan op Arduino zoals je ziet in de volgende afbeelding. Analyseer vervolgens de uitvoer van verschillende kleuren door de pinnen S0 tot S4 te initialiseren.

Stap 5: Circuit

Sluit de sensor aan op de Arduino volgens het volgende circuit.

Stap 6: Coderen

De volgende code meet het uitgangssignaal voor elk van de drie kleuren en geeft het resultaat weer op de seriële poort.

De kleurfunctie bestuurt de S2- en S3-pinnen om alle kleuren van het object te lezen. Deze functie gebruikt het pulseln-commando om de verzonden pulsen door de kleurensensor te ontvangen. Voor meer informatie kunt u deze pagina lezen.

?: voorwaardelijke operator Deze opdracht werkt als de opdracht if en else.

Als de voorwaarde waar is, wordt exp1 en anders wordt exp2 uitgevoerd.

Stap 7: TCS230-kleursensorkalibratie

Om de sensor te kalibreren heb je een wit voorwerp nodig.

De kalibratiefunctie voert de kalibratie van de sensor uit. Om dit te doen, voert u eenvoudig het teken "c" in het seriële venster in. Verwijder vervolgens alle gekleurde voorwerpen rond de sensor en voer "c" opnieuw in. Neem nu een wit voorwerp bij de sensor en voer opnieuw "c" in.

Als u na de kalibratie het witte object voor de sensor houdt, zou u de waarde van 255 (of ongeveer 255) moeten zien voor elk van de drie rode, groene en blauwe kleuren in het seriële venster.

De functie Kalibreren berekent en slaat de maximale en minimale veranderingen in de uitgangsfrequentie van de sensor op in zowel een niet-gekleurde als een witgekleurde omgeving.

Vervolgens wordt in het lusgedeelte het kleurveranderingsbereik toegewezen aan 0-255 (of een ander bereik dat u definieert).

Meer informatie over het kaartcommando vindt u hier.

Stap 8: Coderen

Stap 9: Maak een kleurkiezerpen met TCS230-sensor en Arduino

Als je Arduino UNO gebruikt, moet je de kleursensorpinnen met draden aan het Arduino-bord solderen. Maar als je Arduino MEGA gebruikt, kun je de laatste pinnen van het bord gebruiken om de kleursensor erop aan te sluiten.

Als u het LCD-schild voor de eerste keer gebruikt, kunt u hier de installatiehandleiding bekijken.

De volgende code maakt een schilderpagina op het LCD-scherm. De standaardkleur van de pen is rood. Houd de toets ingedrukt en sluit de kleurensensor naar het gewenste object om de kleur te selecteren. Dan verandert de kleur van je pen in de kleur van dat object.

Stap 10: Circuit

Stap 11: Coderen

De functie pick_color wordt aangeroepen wanneer de toets wordt ingedrukt. Het leest de kleur van het object dat zich in de buurt van de sensor bevindt en verandert de penkleur in die kleur.