37款传感器与执行器的提法,在网络上广泛流传,其实Arduino能够兼容的传感器模块肯定是不止这37种的。鉴于本人手头积累了一些传感器和执行器模块,依照实践出真知(一定要动手做)的理念,以学习和交流为目的,这里准备逐一动手尝试系列实验,不管成功(程序走通)与否,都会记录下来—小小的进步或是搞不掂的问题,希望能够抛砖引玉。
【Arduino】168种传感器模块系列实验(资料代码+仿真编程+图形编程)
实验六十三: 颜色传感器GY-33 GY-31 TCS3200D TCS34725颜色识别颜色感应模块
知识点:TCS3200D
是TAOS(Texas Advanced Optoelectronic Solutions)公司推出的可编程彩色光到频率的转换器。它把可配置的硅光电二极管与电流频率转换器集成在一个单一的CMOS电路上,同时在单一芯片上还集成了红绿蓝(RGB)三种滤光器,是业界第一个有数字兼容接口的RGB彩色传感器。TCS3200D的输出信号是数字量,可以驱动标准的TTL或CMOS逻辑输入,因此可直接与微处理器或其它逻辑电路相连接。由于输出的是数字量,并且能够实现每个彩色信道10位以上的转换精度,因而不再需要A/D转换电路,使电路变得更简单。该颜色传感器主要可用于尿液分析仪,生化分析仪,验钞机等需要检测颜色的产品上。
TCS3200识别颜色的原理
由上面的三原色感应原理可知,如果知道构成各种颜色的三原色的值,就能够知道所测试物体的颜色。对于TCS3200 来说,当选定一个颜色滤波器时,它只允许某种特定的原色通过,阻止其它原色的通过。例如:当选择红色滤波器时,入射光中只有红色可以通过,蓝色和绿色都被阻止,这样就可以得到红色光的光强;同理,选择其它的滤波器,就可以得到蓝色光和绿色光的光强。通过这三个值,就可以分析投射到TCS3200 传感器上的光的颜色。TCS3200这种可编程的彩色光到频率转换器适合于色度计测量应用领域,如彩色打印、医疗诊断、计算机彩色监视器校准以及油漆、纺织品、化妆品和印刷材料的过程控制和色彩配合。
白平衡和颜色识别原理
白平衡就是告诉系统什么是白色。从理论上讲,白色是由等量的红色、绿色和蓝色混合而成的;但实际上,白色中的三原色并不完全相等,并且对于 TCS3200 的光传感器来说,它对这三种基本色的敏感性是不相同的,导致TCS3200 的RGB 输出并不相等,因此在测试前必须进行白平衡调整,使得TCS3200 对所检测的“白色”中的三原色是相等的。进行白平衡调整是为后续的颜色识别作准备。在本装置中,白平衡调整的具体步骤和方法如下:将空的试管放置在传感器的上方,试管的上方放置一个白色的光源,使入射光能够穿过试管照射到TCS3200 上;根据前面所介绍的方法,依次选通红色、绿色和蓝色滤波器,分别测得红色、绿色和蓝色的值,然后就可计算出需要的三个调整参数。
模块电原理图
Arduino实验接线示意图
【Arduino】168种传感器模块系列实验(资料代码+仿真编程+图形编程)
实验六十三: 颜色传感器GY-33 GY-31 TCS3200D TCS34725颜色识别颜色感应模块
实验程序之三:颜色识别感应
Arduino参考开源代码
/*
【Arduino】168种传感器模块系列实验(64)
实验六十四: TCS3200D颜色识别传感器(可编程彩色光频识别转换器模块)
实验程序之三:颜色识别感应
实验模块接线
Arduino Uno <-----> TSC3200颜色传感器
Pin 6 <-----> S0
Pin 5 <-----> S1
Pin 4 <-----> S2
Pin 3 <-----> S3
Pin 2 <-----> OUT
5V <-----> VCC
GND <-----> GND
*/
int s0 = 6, s1 = 5, s2 = 4, s3 = 3;
int out = 2;
int flag = 0;
byte counter = 0;
byte countR = 0, countG = 0, countB = 0;
void setup()
{
Serial.begin(115200);
pinMode(s0, OUTPUT);
pinMode(s1, OUTPUT);
pinMode(s2, OUTPUT);
pinMode(s3, OUTPUT);
}
void TCS()
{
flag = 0;
digitalWrite(s1, HIGH);
digitalWrite(s0, HIGH);
digitalWrite(s2, LOW);
digitalWrite(s3, LOW);
attachInterrupt(0, ISR_INTO, CHANGE);
timer0_init();
}
void ISR_INTO()
{
counter++;
}
void timer0_init(void)
{
TCCR2A = 0x00;
TCCR2B = 0x07; //时钟频率源1024点
TCNT2 = 100; //10毫秒再次溢出
TIMSK2 = 0x01; //允许中断
}
int i = 0;
ISR(TIMER2_OVF_vect)
//计时器2,10ms再次中断溢出,内部溢出中断执行功能
{
TCNT2 = 100;
flag++;
if (flag == 1)
{
countR = counter;
Serial.print("red=");
Serial.println(countR, DEC);
digitalWrite(s2, HIGH);
digitalWrite(s3, HIGH);
}
else if (flag == 2)
{
countG = counter;
Serial.print("green=");
Serial.println(countG, DEC);
digitalWrite(s2, LOW);
digitalWrite(s3, HIGH);
}
else if (flag == 3)
{
countB = counter;
Serial.print("blue=");
Serial.println(countB, DEC);
Serial.println("\n");
digitalWrite(s2, LOW);
digitalWrite(s3, LOW);
}
else if (flag == 4)
{
flag = 0;
}
counter = 0;
}
void loop()
{
TCS();
while (1);
}
实验串口返回情况
【Arduino】168种传感器模块系列实验(资料代码+仿真编程+图形编程)
实验六十三: 颜色传感器GY-33 GY-31 TCS3200D TCS34725颜色识别颜色感应模块
项目之五:颜色传感器识别测试
【Arduino】168种传感器模块系列实验(资料代码+仿真编程+图形编程)
实验六十三: 颜色传感器GY-33 GY-31 TCS3200D TCS34725颜色识别颜色感应模块
项目之五:颜色传感器识别测试
Arduino参考开源代码
/*
【Arduino】168种传感器模块系列实验(资料代码+仿真编程+图形编程)
实验六十四: TCS3200D颜色识别传感器(可编程彩色光频识别转换器模块)
项目之五:颜色传感器识别测试
*/
#define S0 4
#define S1 5
#define S2 6
#define S3 7
#define sensorOut 8
// 存储光电二极管读取的频率
int redFrequency = 0;
int greenFrequency = 0;
int blueFrequency = 0;
//存储红色、绿色和蓝色
int redColor = 0;
int greenColor = 0;
int blueColor = 0;
void setup() {
// 设置输出
pinMode(S0, OUTPUT);
pinMode(S1, OUTPUT);
pinMode(S2, OUTPUT);
pinMode(S3, OUTPUT);
// 将传感器输出设置为输入
pinMode(sensorOut, INPUT);
// 将频率缩放设置为 20%
digitalWrite(S0, HIGH);
digitalWrite(S1, LOW);
// 以 115200 bps 初始化串行通信
Serial.begin(115200);
}
void loop() {
// 设置要读取的 RED (R) 滤波光电二极管
digitalWrite(S2, LOW);
digitalWrite(S3, LOW);
// 读取输出频率
redFrequency = pulseIn(sensorOut, LOW);
// 将 RED (R) 频率的值从 0 重新映射到 255
// 你必须用你自己的值替换。下面是一个例子:
// redColor = map(redFrequency, 62, 115, 255,0);
redColor = map(redFrequency, 30, 313, 255, 0);//白,红色R为255
// Printing the RED (R) value
Serial.print("R = ");
Serial.print(redColor);
delay(100);
// Setting GREEN (G) filtered photodiodes to be read
digitalWrite(S2, HIGH);
digitalWrite(S3, HIGH);
// Reading the output frequency
greenFrequency = pulseIn(sensorOut, LOW);
// Remaping the value of the GREEN (G) frequency from 0 to 255
// You must replace with your own values. Here's an example:
// greenColor = map(greenFrequency, 89, 185, 255, 0);
greenColor = map(greenFrequency, 38, 440, 255, 0);//白、绿色为G255
// Printing the GREEN (G) value
Serial.print(" G = ");
Serial.print(greenColor);
delay(100);
// Setting BLUE (B) filtered photodiodes to be read
digitalWrite(S2, LOW);
digitalWrite(S3, HIGH);
// Reading the output frequency
blueFrequency = pulseIn(sensorOut, LOW);
// Remaping the value of the BLUE (B) frequency from 0 to 255
// You must replace with your own values. Here's an example:
// blueColor = map(blueFrequency, 35, 79, 255, 0);
blueColor = map(blueFrequency, 30, 300, 255, 0);
// Printing the BLUE (B) value
Serial.print(" B = ");
Serial.print(blueColor);
delay(100);
// Checks the current detected color and prints
// a message in the serial monitor
if (redColor > greenColor && redColor > blueColor) {
Serial.println(" - RED detected!");
}
if (greenColor > redColor && greenColor > blueColor) {
Serial.println(" - GREEN detected!");
}
if (blueColor > redColor && blueColor > greenColor) {
Serial.println(" - BLUE detected!");
}
}
实验串口返回情况
测白色
Arduino实验场景图
Arduino实验接线示意图
伦**2024.03.31
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hacker_2023.08.09
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