Výber farieb Arduino RGB - vyberte farby z objektov skutočného života: 7 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:57

Projekty Tinkercad »

Ľahko vyberajte farby z fyzických predmetov pomocou tohto výberu farieb RGB na báze Arduino, čo vám umožní znovu vytvoriť farby, ktoré vidíte v objektoch v reálnom živote, vo svojom počítači alebo mobilnom telefóne. Jednoducho stlačte tlačidlo a naskenujte farbu objektu pomocou lacného modulu snímača farieb TCS34725 a dostanete hodnoty farieb RGB a tiež indikáciu nameranej farby na RGB LED.

Ak sa vám tento návod páči, hlasujte zaň v súťaži Make It Glow.

Navrhol som jednoduchý 3D vytlačený kryt pre elektroniku, aby bolo zariadenie prenosné, stačí ho zapojiť do portu USB, nabíjačky alebo napájacej banky a napájať. Dizajn môžete tiež upraviť tak, aby pojal batériu, aby bol ešte prenosnejší.

Obvykle sa snažím používať Arduino Uno, pretože je to jedna z najpoužívanejších dosiek Arduino, ale aby bolo toto zariadenie prenosné, bolo navrhnuté okolo dosky Arduino Pro Micro. Dá sa však ľahko prispôsobiť tak, aby bežal na väčšine ostatných dosiek kompatibilných s Arduino s dostatkom IO, ako sú Uno, Leonardo alebo Mega.

Táto príručka predpokladá, že ste pracovali s mikrokontrolérom Arduino predtým, ako poznáte základy programovania Arduina a pripojenia LCD panelu k nemu. Ak to neurobíte, ďalšie informácie a hĺbkové vysvetlenia nájdete v prepojených príručkách.

Zásoby

• Arduino Pro Micro (alebo iné) - Kúpte si tu
• RGB snímač TCS34725 - kúpte tu
• Panel LCD 16 x 2 - kúpte tu
• Tlačidlo - Kúpte si tu
• Rezistory 2 x 10 000 - kúpte tu
• Rezistory 3 x 220 ohmov - kúpte tu
• Rezistor 470Ω - kúpte tu
• RGB LED - kúpte tu
• 7 -kolíkový pásik hlavičky (skrátený na dĺžku) - kúpte tu
• 10K potenciometer - kúpte tu
• Breadboard a prepojky na testovanie - kúpte tu
• 3D tlačiareň a biele/čierne vlákno (voliteľné pre bývanie) - toto je použité

Okrem toho budete potrebovať základné nástroje na prácu s elektronikou vrátane spájkovačky, ak neustále budujete svoj obvod na použitie v kryte.

Krok 1: Pripojenie testovacieho obvodu výberu farby RGB

Vždy je dobré najskôr zostaviť svoje súčiastky na dosku, otestovať ich a pred spájkovaním zaistiť, aby váš obvod a softvér správne fungovali.

Komponenty sú pripojené k doske, ako je znázornené na schéme zapojenia.

Na žiadnom z týchto spojení medzi komponentmi a Arduinom nie je nič zvlášť odlišné ani zvláštne, sú to typické základné konfigurácie obvodov na pripojenie LCD, tlačidla a LED k Arduinu.

Rezistory 10K sa používajú na pripojenie pomocou tlačidla a rezistory 220Ω pre LED diódy farebného senzora a červené a modré nožičky RGB LED. Odpor 470Ω sa používa pre zelenú časť LED diódy, aby sa trochu znížil jej jas a vytvorili sa realistickejšie vyzerajúce farby.

Farebný snímač RGB je k Arduinu pripojený pomocou jednoduchého rozhrania I2C. Ak používate inú dosku, uistite sa, že pre toto rozhranie používate správne piny. Ovláda sa pomocou knižnice Adafruit diskutovanej v sekcii kódu.

Ak používate inú dosku Arduino, uistite sa, že máte na každom pine rovnakú funkčnosť, akú používa Pro Pro. Na simuláciu zvolenej farby RGB napríklad potrebujete piny s povoleným PWM na ovládanie RGB LED.

Krok 2: Programovanie zberača farieb Arduino RGB

Teraz, keď máte svoje súčiastky zostavené na doske a vykonali ste požadované prepojenia, môžete kód načítať do svojho Arduina pomocou počítača a skontrolovať, či súčasti správne fungujú.

Pred zapojením kábla USB do zariadenia Arduino znova skontrolujte všetky svoje pripojenia a uistite sa, že sú správne. Kábel USB napája dosku a pripojené komponenty, ktoré môžu v prípade nesprávneho zapojenia poškodiť.

Táto konkrétna doska, Arduino Pro Micro, funguje po pripojení k počítaču ako Leonardo, preto v Arduino IDE vyberte správny typ dosky, inak pri pokuse o nahranie kódu dôjde k chybám.

Tu je odkaz na kód na výber farieb RGB: Stiahnite si kód na výber farieb RGB

Kód obsahuje komentáre, ktoré vysvetľujú, čo jednotlivé sekcie robia. Farebná identifikácia a časť LED diódy je založená na príklade kódu Adafruit colorview. Ak by ste sa chceli pokúsiť napísať svoj vlastný kód, je to užitočný príklad, ako s ním začať a začať.

Budete musieť mať nainštalované knižnice Adafruit. To sa dá ľahko vykonať kliknutím na Nástroje -> Spravovať knižnice vo svojom IDE a potom zadaním „Adafruit TCS“do vyhľadávacieho panela a inštaláciou nájdenej knižnice.

Na niektoré veci si v kóde dávajte pozor:

Kolíky priradené k LCD sú v podivnom poradí (15, 14, 16, 4, 5, 8, 7). Obvykle sa snažím udržať piny sekvenčné, ale v tomto prípade sú trochu zmiešané kvôli dvom veciam, jednej kvôli tomu, že som potreboval obísť kolíky PWM pre LED a druhej, pretože kolíky na Pro Micro nie sú všetky. v postupnom poradí.

LED dióda farebného senzora a tlačidlo sú pripojené k analógovým vstupom Pro Micro, ktoré sa používajú ako digitálne IO, pretože k dispozícii nie je dostatok digitálnych IO pinov. V kóde sú stále definované ako štandardné digitálne IO piny.

Pri spustení existuje krátka rutina, ktorou sa LED dióda zmení na červenú, zelenú a modrú. Toto je len vizuálny efekt, ktorého spustenie trvá asi 1,5 sekundy, a môžete ho odstrániť, ak chcete, aby sa váš výber farieb spustil rýchlejšie.

Program neprebehne za nastavením, ak nenadviaže spojenie s farebným senzorom, ak sa mu nepodarí nadviazať spojenie, na vašom LCD displeji sa zobrazí ako „Chyba senzora“. Ak sa rozsvieti dióda LED, ktorá indikuje napájanie senzora, skontrolujte pripojenia SDA a SCL a či používate správne kolíky Arduino.

Tabuľka gama jednoducho prevádza namerané hodnoty RGB zo senzora na hodnoty, ktoré budú mať za následok realistickejšiu reprezentáciu skutočnej farby diódami LED, toto má len zlepšiť efekt vizualizácie LED a nemá vplyv na zobrazené namerané hodnoty RGB..

Kód potom počká, kým tlačidlový vstup odčíta údaje zo senzora a zobrazí hodnoty na displeji LCD a LED. Tri oneskorenia v príkaze loop if majú jednoducho zabrániť opakovaniu čítaní pred opätovným uvoľnením tlačidla, pretože skutočný čas čítania a cyklu by bol asi 100 ms, s týmito hodnotami sa môžete tiež pohrať, ak si chcete vybrať rýchlejšie alebo pomalšie.

Krok 3: Inštalácia komponentov do krytu

Aby som vyrobil užitočné a prenosné zariadenie, rozhodol som sa spájať súčasti dohromady a namontovať ich do jednoduchého krytu s 3D tlačou.

Obvod tejto zložitosti by mal byť pravdepodobne navrhnutý na dosku plošných spojov, ale väčšina ľudí nemá prístup k službám výroby dosiek plošných spojov, takže som zostal pri spájkovaní komponentov spolu s časťami plochého kábla.

Krok 4: 3D príloha vytlačte

Pre výber farieb som navrhol základné obdĺžnikové puzdro, súbory pre tlač 3D si môžete stiahnuť tu. Môžete tiež byť kreatívni a zmeniť dizajn tak, aby vyhovoval vašim komponentom a spôsobu, akým budete používať výber farieb.

Farebný senzor je na zadnej strane, takže môžete zariadenie držať nad predmetom a vyberať farbu podľa zobrazenia na prednej strane.

Kryt som vytlačil pomocou bielej PLA a 20% výplne, vyhýbal by som sa použitiu farebného vlákna na zadný panel, pretože nechcete na odoberaný povrch vnášať odrazené farebné svetlo.

Rozmery krytu sú približne 110 mm (4,3 palca) x 46 mm (1,8 palca) x 20 mm (0,78 palca) so zostavenými obidvoma polovicami. Každá polovica je vysoká 10 mm (0,39 palca).

Krok 5: Spájkujte obvod

Po vytlačení puzdra 3D budete mať predstavu o tom, kde sú všetky súčiastky namontované a ako dlho sa majú spájkovať spájacie pásky.

Začnite spájkovaním každého komponentu s Arduinom pri jeho vyberaní z dosky a pokúste sa odstrániť komponenty, aby ste naraz vytvorili celý obvod.

Začnite napríklad s obvodom LED a odpájajte odpory k LED a potom ich pred odstránením súčastí tlačidiel pripojte k Arduinu. Týmto spôsobom budete môcť sledovať komponenty a uistiť sa, že ich jednotlivo pripájate k správnym vstupom a výstupom Arduino.

Dávajte si pozor na LCD paneli a farebnom senzore, aby ste sa presvedčili, že ste vykonali pripojenia k správnym portom Arduino IO.

Pripojenia senzora farby je možné spájkovať na 7 -kolíkový konektorový kolíkový pásik (rozrezať 8 -kolíkový zberný pás na 7 kolíkov), aby bolo možné ho zapojiť cez zadnú časť puzdra. To umožní správne oddelenie dvoch polovíc, ak ich potrebujete otvoriť. Môžete tiež spájkovať priamo s farebným senzorom pomocou časti plochého kábla, ale pred spájkovaním spojov sa uistite, že plochý kábel prechádza otvorom v kryte.

Existuje niekoľko spojení, ktoré je potrebné vykonať k GND a 5V, a preto je vaše spájkovanie jednoduchšie prepojiť ich s väčšími centrálnymi bodmi, než aby ste ich všetky spájkovali na dva piny Arduino. Všetky som ich pripojil k dvom vonkajším nohám potenciometra LCD, pretože sú zhruba v strede krytu a majú najväčšiu povrchovú plochu na vytváranie spojení.

Akonáhle ste urobili všetky svoje spojenia a ste spokojní s dĺžkami plochých káblov. Pred namontovaním komponentov do krytu skúste znova zapnúť obvod a overiť, či všetko funguje správne. Zaistite, aby sa žiadny z komponentov alebo nekrytých svoriek navzájom nedotýkal, čo môže viesť k skratu. Medzi súčiastky možno budete musieť pridať kúsok izolačnej pásky alebo papiera, aby ste predišli skratom.

Ak váš obvod funguje správne, môžete svoje komponenty namontovať do puzdra s 3D tlačou.

Krok 6: Namontujte komponenty do krytu

Posledným krokom je montáž komponentov do vášho krytu. Na montáž súčiastok som použil tavnú lepiacu pištoľ, môžete použiť aj epoxid alebo malé množstvo lepidla.

Farebný senzor je možné prilepiť do dutiny na zadnej strane puzdra tak, aby sa lišta s kolíkovými hlavičkami prelepila dovnútra puzdra. Zásuvkový pásik samice sa potom použije na zapojenie snímača do obvodu.

Namontujte tlačidlo, LCD a LED cez otvory v prednom paneli a prilepte ich na miesto na vnútornej strane krytu.

Vaše Arduino by malo tesne zapadnúť do otvoru v základni a nemalo by vyžadovať žiadne lepidlo, aby ho držalo na svojom mieste, ale ak áno, uistite sa, že lepidlo nenalievate na komponenty na zadnej strane dosky. Lepidlo dajte radšej po okrajoch dosky.

Port micro USB by mal byť ľahko prístupný cez bočnú stranu krytu.

Prilepte dve polovice k sebe pomocou kolíkov na dvoch rohoch ako vodítka. Tieto by mali pevne stláčať k sebe a pomáhať pri držaní oboch polovíc k sebe. Uistite sa, že sa žiadny z vašich odhalených terminálov alebo vodičov na vašich odporoch, diódach LED alebo potenciometri nedotýka ničoho iného vo vašom obvode, ako už bolo spomenuté, na oddelenie komponentov môžete použiť izolačnú pásku alebo papier - na zadnú stranu som použil žltú pásku LCD.

Krok 7: Použitie vášho výberu farieb RGB

Ak chcete použiť výber farieb, zapojte kábel micro USB do portu na bočnej strane zberača farieb a zapnite ho.

Spúšťacia sekvencia by mala bežať a potom si budete môcť vybrať farbu, ktorá je označená ako pripravená na výber farby.

Umiestnite senzor na farbu, ktorú chcete vybrať, a potom stlačením tlačidla vyberte farbu. LED dióda na senzore by sa mala na chvíľu rozsvietiť, potom na LCD displeji odčítate RGB a LED sa zmení tak, aby odrážala zvolenú farbu.

RGB LED dióda vám má poskytnúť indikáciu identifikovanej farby. Toto je len rýchly spôsob, ako môžete skontrolovať, či snímač zachytil správnu farbu, a nie je to vždy presná reprezentácia farby kvôli obmedzeniam LED. Nemôžu napríklad zobrazovať čierne alebo sivé farby, pretože skutočný materiál LED je biely a môže vytvárať iba svetlo na reprodukciu farieb. Z rovnakého dôvodu sa tmavšie farby na LED diódach tiež nezobrazujú dobre.

Ak sa vám tento návod páčil, hlasujte zaň v súťaži Make It Glow.

Pozrite sa na môj blog, kde nájdete ďalšie návody, projekty a nápady pre Arduino.

Druhé miesto v súťaži Make it Glow