Selector de colors Arduino RGB: seleccioneu els colors dels objectes de la vida real: 7 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:12

Projectes Tinkercad »

Escolliu fàcilment colors d’objectes físics amb aquest selector de colors RGB basat en Arduino, que us permetrà recrear els colors que veieu en objectes de la vida real al vostre ordinador o telèfon mòbil. Simplement premeu un botó per escanejar el color de l’objecte mitjançant un mòdul de sensor de color TCS34725 econòmic i se us proporcionaran els valors de color RGB, així com una indicació del color mesurat en un LED RGB.

Si us agrada aquest instructiu, voteu-lo al concurs Make It Glow.

He dissenyat un recinte senzill imprès en 3D per a l’electrònica perquè el dispositiu sigui portàtil, simplement connecteu-lo a un port USB, carregador o banc d’alimentació per engegar-lo. També podeu modificar el disseny per adaptar-lo a una bateria perquè sigui encara més portàtil.

Normalment intento utilitzar un Arduino Uno, ja que és una de les plaques Arduino més utilitzades, però per fer que aquest dispositiu sigui portàtil, s’ha dissenyat al voltant d’una placa Arduino Pro Micro. Tanmateix, es pot adaptar fàcilment per funcionar a la majoria de les altres plaques compatibles amb Arduino amb prou E / S, com ara l’Uno, el Leonardo o el Mega.

Aquesta guia suposa que heu treballat amb un microcontrolador Arduino abans de conèixer els conceptes bàsics sobre la programació de l’Arduino i la connexió d’un panell LCD. Si no ho feu, seguiu les guies enllaçades per obtenir més informació i explicacions detallades.

Subministraments

• Arduino Pro Micro (o un altre): compreu aquí
• Sensor RGB TCS34725: compreu aquí
• Panell LCD de 16 x 2: compreu aquí
• Polsador: compra aquí
• 2 x 10K Resistors: compreu aquí
• 3 x 220Ω Resistors: compreu aquí
• 470Ω Resistor: compreu aquí
• LED RGB: compreu aquí
• Franja de capçalera femella de 7 pins (tallada a la longitud): compreu aquí
• Potenciòmetre de 10 quilòmetres: compreu aquí
• Taula de pa i ponts per a proves: compreu aquí
• Impressora 3D i filament blanc / negre (opcional per a habitatge): aquest s'utilitza

A més d’això, necessitareu eines bàsiques per treballar amb l’electrònica, inclosa una planxa de soldar si esteu construint permanentment el vostre circuit per utilitzar-lo en un recinte.

Pas 1: connectar el circuit de prova del selector de colors RGB

Sempre és una bona idea muntar els components en una taula de proves per provar-los i assegurar-vos que el circuit i el programari funcionen correctament abans de fer connexions soldades.

Els components es connecten a la placa de control tal com es mostra al diagrama del circuit.

No hi ha res particularment diferent ni estrany amb cap d’aquestes connexions entre els components i l’Arduino, són configuracions típiques de circuits bàsics per connectar un LCD, un polsador i LEDs a l’Arduino.

Les resistències 10K s’utilitzen per a la connexió del botó de pressió i les resistències de 220Ω per al LED del sensor de color i les potes vermelles i blaves del LED RGB. La resistència de 470Ω s’utilitza per a la pota verda del LED per reduir una mica la seva brillantor i crear colors més realistes.

El sensor de color RGB està connectat a l’Arduino mitjançant la senzilla interfície I2C. Assegureu-vos que utilitzeu els pins correctes per a aquesta interfície si feu servir una altra placa. Es controla mitjançant la biblioteca Adafruit que es descriu a la secció de codis.

Si feu servir una placa Arduino diferent, assegureu-vos que teniu la mateixa funcionalitat a cada pin que la que feu servir al Pro Micro. Per exemple, necessiteu pins habilitats per PWM per al control del LED RGB per simular el color RGB escollit.

Pas 2: programació del selector de colors Arduino RGB

Ara que teniu els components muntats a la taula de treball i heu fet les interconnexions necessàries, podeu carregar el codi al vostre Arduino mitjançant el vostre PC i comprovar que els components funcionin correctament.

Comproveu de nou totes les connexions abans de connectar el cable USB a l'Arduino per assegurar-vos que siguin correctes. El cable USB alimenta la placa i els components connectats que poden danyar-los si no es connecten correctament.

Aquesta placa en concret, l’Arduino Pro Micro, actua com a Leonardo quan es connecta al vostre PC, així que assegureu-vos de seleccionar el tipus de placa correcta a l’IDE Arduino, en cas contrari obtindreu errors quan proveu de penjar el codi.

Aquí teniu un enllaç al codi de selecció de colors RGB: baixeu el codi de selecció de colors RGB

El codi conté comentaris per explicar què fa cada secció. La identificació del color i la porció LED es basa en el codi d’exemple de colorview Adafruit. Si voleu provar d’escriure el vostre propi codi, aquest és un exemple útil per treballar i començar.

Haureu de tenir instal·lades les biblioteques Adafruit. Per fer-ho fàcilment, feu clic a Eines -> Gestiona les biblioteques del vostre IDE i, tot seguit, escriviu "Adafruit TCS" a la barra de cerca i instal·leu la biblioteca trobada.

Algunes coses que cal tenir en compte al codi:

Els pins assignats a la pantalla LCD estan en un ordre estrany (15, 14, 16, 4, 5, 8, 7). Normalment intento mantenir els pins seqüencials, però en aquest exemple estan una mica barrejats per dues coses, una perquè necessitava treballar al voltant dels pins PWM per al LED i la segona perquè els pins del Pro Micro no són tots en ordre seqüencial.

El LED i el polsador del sensor de color estan connectats a les entrades analògiques del Pro Micro, ja que s’utilitzen com a E / S digitals, ja que no hi havia prou pins d’IO digitals disponibles. Encara es defineixen al codi com a pins d'E / S digitals estàndard.

Hi ha una breu rutina per esvair el LED entre vermell, verd i blau en arrencar. Aquest és només un efecte visual que triga uns 1,5 segons a passar-se i es pot eliminar si voleu que el selector de colors s’iniciï més ràpidament.

El programa no avançarà després de la configuració si no estableix cap connexió amb el sensor de color, apareixerà com a "Error del sensor" a la pantalla LCD si no pot establir una connexió. Si s’encén el LED, que indica que el sensor s’alimenta, comproveu les connexions SDA i SCL i que feu servir els pins Arduino correctes.

La taula gamma simplement converteix els valors RGB mesurats del sensor en valors que donaran lloc a una representació LED més realista del color real, només per millorar l’efecte de visualització del LED i no afecta els valors RGB mesurats que es mostren..

A continuació, el codi espera que l'entrada del botó prengui una lectura del sensor i mostri els valors a la pantalla LCD i a través del LED. Els tres retards del bucle if statement són simplement per evitar la lectura repetida abans que es torni a deixar anar el botó, ja que el temps real de lectura i cicle seria d’uns 100 ms. També podeu jugar amb aquests valors si voleu fer el selector. més ràpid o més lent.

Pas 3: Instal·lació dels components al recinte

Per tal de fer un dispositiu útil i portàtil, vaig decidir soldar els components junts i muntar-los en un senzill recinte imprès en 3D.

Probablement s’hauria de dissenyar un circuit d’aquesta complexitat en un PCB, però la majoria de la gent no té accés als serveis de fabricació de PCB, de manera que m’he quedat soldant els components juntament amb seccions de cable de cinta.

Pas 4: Imprimiu 3D el recinte

Vaig dissenyar una carcassa rectangular bàsica per al selector de colors; els fitxers d'impressió 3D es poden descarregar aquí. També podríeu ser creatius i canviar el disseny per adaptar-los als components i a la forma en què utilitzeu el selector de colors.

El sensor de color es troba a la part posterior perquè pugueu subjectar el dispositiu sobre un objecte i escollir el color amb la lectura que es mostra a la part frontal.

Vaig imprimir la carcassa amb un PLA blanc i un 20% de farciment, evitant fer servir un filament de colors per al tauler posterior, ja que no voleu introduir llum reflectida de color a la superfície que es recull.

Les dimensions de la carcassa són aproximadament 110 mm (4,3 ") x 46 mm (1,8") x 20 mm (0,78 ") amb les dues meitats muntades. Cada meitat fa 10 mm d’alçada.

Pas 5: soldeu el circuit

Un cop hàgiu imprès la carcassa en 3D, tindreu una idea d’on es munten tots els components i quant de temps heu de fer les connexions del cable de cinta soldada.

Comenceu soldant cada component al vostre Arduino mentre el traieu de la taula de proves i intenteu eliminar components per formar un circuit complet alhora.

Per exemple, comenceu amb el circuit LED i soldeu les resistències amb el LED i, a continuació, connecteu-les a l'Arduino abans de treure els components del polsador. D’aquesta manera podreu fer un seguiment dels components i assegurar-vos que els connecteu individualment a les entrades i sortides Arduino correctes.

Tingueu cura amb el panell LCD i el sensor de color per assegurar-vos que feu les connexions als ports Arduino IO correctes.

Les connexions del sensor de color es poden soldar a la tira de capçal femení de 7 pins (talleu una tira de capçalera de 8 pins fins a 7 pins) per permetre que es connecti a la secció posterior de la carcassa. Això només permet separar correctament les dues meitats si cal obrir-la. També podeu soldar directament al sensor de color amb una secció de cable de cinta, només cal que assegureu-vos que el cable de cinta travessa la ranura de la carcassa abans de soldar les connexions.

Hi ha diverses connexions que es poden fer amb GND i 5V i us facilita la soldadura connectar-les a punts centrals més grans en lloc d’intentar soldar-les totes als dos pins Arduino. Els vaig connectar tots a les dues potes externes del potenciòmetre LCD, ja que es troba aproximadament al centre de la carcassa i té la superfície més gran per fer les connexions.

Un cop hàgiu establert totes les connexions i estigueu satisfets amb les longituds dels cables de cinta. Proveu a engegar de nou el circuit per verificar que tot funcioni correctament abans de muntar els components a la carcassa. Assegureu-vos que cap dels components o terminals exposats es toquin, cosa que pot provocar un curtcircuit. És possible que hàgiu d'afegir una mica de cinta aïllant o paper entre els components per evitar curtcircuits.

Si el vostre circuit funciona correctament, podeu muntar els components a la carcassa impresa en 3D.

Pas 6: Monteu els components al recinte

L’últim pas és muntar els components a la carcassa. He utilitzat una pistola de cola en calent per muntar els components, també es pot utilitzar epoxi o una petita quantitat de superglue.

El sensor de color es pot enganxar a la cavitat de la part posterior de la carcassa amb la tira de capçalera del passador que s’adhereix a l’interior de la carcassa. A continuació, s'utilitzarà la tira de capçalera femenina perquè el sensor es connecti al circuit.

Munteu el polsador, la pantalla LCD i el LED pels orificis del tauler frontal i enganxeu-los al seu lloc a l'interior de la carcassa.

El vostre Arduino hauria d’adaptar-se perfectament a la ranura de la base i no hauria de necessitar cap cola per mantenir-lo al seu lloc, però si ho feu, assegureu-vos que no poseu cola als components de la part posterior de la placa. Més aviat poseu cola a les vores del tauler.

El port micro USB ha de ser fàcilment accessible pel lateral de la carcassa.

Enganxeu les dues meitats juntes, fent servir les clavilles de les dues cantonades com a guia. Aquests han de prémer-se fortament i ajudar a mantenir juntes les dues meitats. Assegureu-vos que cap dels terminals o conductors exposats de les vostres resistències, LED o potenciòmetre toqui res més del vostre circuit, tal com s’ha esmentat anteriorment, podeu fer servir cinta aïllant o paper per separar components. He fet servir cinta groga a la part posterior de la pantalla LCD.

Pas 7: utilitzar el selector de colors RGB

Per utilitzar el selector de colors, connecteu un cable micro USB al port situat al lateral del selector de colors per engegar-lo.

La seqüència d’inici s’hauria d’executar i, a continuació, podreu escollir un color indicat per Color Picker Ready.

Col·loqueu el sensor sobre el color que vulgueu seleccionar i, a continuació, premeu el botó per seleccionar el color. La llum LED del sensor s’ha d’encendre momentàniament i, després, obtindreu una lectura RGB a la pantalla LCD i el LED canviarà per reflectir el color que s’ha escollit.

El LED RGB us proporciona una indicació del color identificat. Aquesta és només una manera ràpida de comprovar que el sensor ha captat el color correcte i no sempre és una representació exacta del color a causa de les limitacions del LED. Per exemple, no poden mostrar negres ni grisos, ja que el material LED real és blanc i només pot produir llum per reproduir colors. Per aquest mateix motiu, els colors més foscos tampoc no es mostren bé al LED.

Si us ha agradat aquest instructiu, voteu-lo al concurs Make It Glow.

Mireu el meu bloc per obtenir més tutorials, projectes i idees sobre Arduino.

Accèssit al concurs Make it Glow