Arduino RGB Color Picker - انتخاب رنگ از اشیاء واقعی: 7 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:54

پروژه های Tinkercad »

به راحتی با استفاده از این انتخابگر رنگ RGB مبتنی بر آردوینو ، رنگ ها را از اشیاء فیزیکی انتخاب کنید و به شما این امکان را می دهد که رنگ هایی را که در اشیاء واقعی مشاهده می کنید ، در رایانه یا تلفن همراه خود بازسازی کنید. کافی است یک دکمه را برای اسکن رنگ شی با استفاده از ماژول حسگر رنگ ارزان TCS34725 فشار دهید و مقادیر رنگ RGB و همچنین نشانه ای از رنگ اندازه گیری شده در LED RGB به شما داده می شود.

اگر از این دستورالعمل لذت می برید ، لطفاً در مسابقه Make It Glow به آن رای دهید.

من یک محفظه چاپ سه بعدی ساده برای دستگاه های الکترونیکی طراحی کرده ام تا دستگاه را قابل حمل کند ، کافی است آن را به پورت USB ، شارژر یا پاوربانک وصل کنید تا آن را روشن کنید. شما همچنین می توانید طراحی را برای قرار دادن باتری تغییر دهید تا حتی بیشتر قابل حمل باشد.

من معمولاً سعی می کنم از Arduino Uno استفاده کنم زیرا این یکی از پرکاربردترین بردهای Arduino است ، اما برای اینکه این دستگاه قابل حمل باشد ، در اطراف برد Arduino Pro Micro طراحی شده است. با این حال ، می توان آن را به راحتی برای اجرا بر روی اکثر بردهای سازگار با آردوینو با IO کافی ، مانند Uno ، Leonardo یا Mega ، سازگار کرد.

در این راهنما فرض می شود که شما قبل از آگاهی از اصول برنامه نویسی Arduino و اتصال یک صفحه LCD به آن ، با یک میکروکنترلر Arduino کار کرده اید. اگر اینطور نیست ، برای اطلاعات بیشتر و توضیحات عمیق ، راهنماهای پیوندی را دنبال کنید.

تدارکات

• Arduino Pro Micro (یا سایر موارد) - اینجا خرید کنید
• سنسور TCS34725 RGB - اینجا خرید کنید
• پنل LCD 16 * 2 - از اینجا خرید کنید
• دکمه فشاری - اینجا خرید کنید
• 2 مقاومت 10K - اینجا خرید کنید
• 3 مقاومت 220Ω - اینجا خرید کنید
• مقاومت 470Ω - اینجا خرید کنید
• RGB LED - از اینجا خرید کنید
• نوار هدر زنانه 7 پین (برش به طول) - از اینجا خرید کنید
• پتانسیومتر 10K - اینجا خرید کنید
• Breadboard & Jumpers for Testing - از اینجا خرید کنید
• چاپگر سه بعدی و رشته سفید/سیاه (اختیاری برای مسکن) - این مورد استفاده می شود

علاوه بر این ، اگر به طور دائم مدار خود را برای استفاده در محفظه می سازید ، برای کار با وسایل الکترونیکی ، از جمله ابزار لحیم کاری نیاز دارید.

مرحله 1: اتصال RGB Color Picker Test Circuit

همیشه ایده خوبی است که ابتدا اجزای خود را روی یک تخته نان مونتاژ کنید تا آنها را آزمایش کرده و قبل از ایجاد اتصالات لحیم کاری شده مطمئن شوید که مدار و نرم افزار شما به درستی کار می کنند.

همانطور که در نمودار مدار نشان داده شده است ، اجزاء به تخته نان متصل می شوند.

در مورد هیچ کدام از این اتصالات بین قطعات و آردوینو هیچ چیز متفاوت و عجیب وجود ندارد ، آنها پیکربندی های معمولی مدار برای اتصال LCD ، دکمه فشاری و LED ها به آردوینو هستند.

مقاومتهای 10K برای اتصال دکمه فشاری و مقاومتهای 220Ω برای LED سنسور رنگ و پایه های قرمز و آبی LED RGB استفاده می شود. مقاومت 470Ω برای پایه سبز LED استفاده می شود تا کمی روشنایی آن را کاهش دهد تا رنگهای واقعی تری به وجود آورد.

سنسور رنگ RGB با استفاده از رابط کاربری ساده I2C به آردوینو متصل می شود. در صورت استفاده از برد متفاوت ، مطمئن شوید که از پین های مناسب این رابط استفاده می کنید. با استفاده از کتابخانه Adafruit که در قسمت کد مورد بحث قرار گرفته است ، کنترل می شود.

اگر از برد آردوینو متفاوتی استفاده می کنید ، مطمئن شوید که در هر پین عملکردی مشابه با Pro Micro دارید. به عنوان مثال ، برای شبیه سازی رنگ RGB انتخاب شده ، برای کنترل LED RGB به پین های فعال PWM نیاز دارید.

مرحله 2: برنامه ریزی انتخابگر رنگ Arduino RGB

اکنون که اجزای خود را روی بردبرد مونتاژ کرده اید و اتصالات مورد نیاز را برقرار کرده اید ، می توانید کد را با استفاده از رایانه شخصی خود بر روی Arduino بارگذاری کرده و بررسی کنید که قطعات به درستی کار می کنند.

قبل از اتصال کابل USB به آردوینو ، همه اتصالات خود را دوباره بررسی کنید تا از صحت آنها مطمئن شوید. کابل USB به برد و قطعات متصل شده تغذیه می کند که در صورت عدم اتصال صحیح به آنها آسیب می رساند.

این برد خاص ، Arduino Pro Micro هنگام اتصال به رایانه شما به عنوان یک لئوناردو عمل می کند ، بنابراین مطمئن شوید که نوع برد مناسب را در Arduino IDE انتخاب کنید ، در غیر این صورت هنگام تلاش و بارگذاری کد خطاها رخ می دهد.

در اینجا پیوندی به کد انتخاب کننده رنگ RGB وجود دارد: بارگیری کد انتخاب کننده رنگ RGB

کد حاوی نظراتی است که توضیح می دهد هر بخش در حال انجام چه کاری است. شناسه رنگ و بخش LED بر اساس کد نمونه Adafruit colorview است. اگر می خواهید کد خود را بنویسید ، این یک مثال مفید برای کار کردن و شروع است.

شما باید کتابخانه های Adafruit را نصب کرده باشید. این کار به راحتی با کلیک بر روی Tools -> Manage Libraries در IDE شما و سپس تایپ کردن "Adafruit TCS" در نوار جستجو و نصب کتابخانه پیدا شده انجام می شود.

مواردی که باید در کد به آنها توجه کنید:

پین های اختصاصی LCD به ترتیب عجیبی هستند (15 ، 14 ، 16 ، 4 ، 5 ، 8 ، 7). من معمولاً سعی می کنم پین ها را به صورت متوالی نگه دارم ، اما در این مثال آنها به دلیل دو چیز کمی مخلوط می شوند ، یکی به این دلیل که من نیاز به کار در اطراف پین های PWM برای LED داشتم و دوم به این دلیل که پین های Pro Micro همه نیستند. به ترتیب متوالی

LED سنسور رنگ و دکمه فشاری به ورودی های آنالوگ Pro Micro متصل می شوند و به عنوان IO دیجیتالی استفاده می شوند ، زیرا پین های IO دیجیتالی کافی در دسترس نبود. آنها هنوز در کد به عنوان پین های استاندارد دیجیتال IO تعریف شده اند.

یک روش معمول مختصر برای کم رنگ شدن LED بین قرمز ، سبز و آبی هنگام راه اندازی وجود دارد. این فقط یک جلوه بصری است که حدود 1.5 ثانیه طول می کشد تا اجرا شود و اگر می خواهید انتخابگر رنگ شما سریعتر شروع به کار کند ، می توان آن را حذف کرد.

اگر اتصال با سنسور رنگ ایجاد نشود ، برنامه از تنظیمات گذشته نمی گذرد ، اگر نتواند اتصال ایجاد کند ، روی LCD شما به عنوان "خطای حسگر" نشان داده می شود. اگر LED روشن می شود ، نشانگر قدرت سنسور است ، اتصالات SDA و SCL خود را بررسی کنید و از پین های آردوینو صحیح استفاده کنید.

جدول گاما به سادگی مقادیر RGB اندازه گیری شده را از حسگر به مقادیری تبدیل می کند که منجر به نمایش واقعی LED رنگ واقعی می شود ، این فقط برای بهبود جلوه تجسم LED است و بر مقادیر اندازه گیری شده RGB نمایش داده شده تأثیری ندارد. به

سپس کد منتظر است تا ورودی دکمه فشار داده و سپس سنسور را خوانده و مقادیر را روی LCD و از طریق LED نمایش دهد. سه تاخیر در حلقه اگر عبارت صرفاً برای جلوگیری از خواندن مکرر قبل از باز شدن دکمه است ، زیرا زمان واقعی خواندن و چرخه حدود 100 میلی ثانیه است ، همچنین اگر می خواهید انتخاب کننده خود را انتخاب کنید ، می توانید با این مقادیر بازی کنید. سریعتر یا کندتر

مرحله 3: نصب قطعات در محفظه

به منظور ایجاد یک دستگاه مفید و قابل حمل ، تصمیم گرفتم اجزاء را با هم لحیم کرده و در یک محفظه چاپ سه بعدی ساده نصب کنم.

یک مدار با این پیچیدگی احتمالاً باید بر روی PCB طراحی شود ، اما اکثر مردم به خدمات تولید PCB دسترسی ندارند ، بنابراین من با لحیم کاری اجزاء و بخش هایی از کابل روبان کار می کنم.

مرحله 4: پرینت سه بعدی محوطه

من یک محفظه مستطیلی اساسی برای انتخاب کننده رنگ طراحی کردم ، فایلهای چاپ سه بعدی را می توانید در اینجا بارگیری کنید. همچنین می توانید خلاقیت ایجاد کنید و طرح را به گونه ای تغییر دهید که به اجزای خود و نحوه استفاده از انتخاب کننده رنگ شما کمک کند.

سنسور رنگ در پشت قرار دارد تا بتوانید دستگاه را روی یک شی نگه دارید و رنگ را با بازخوانی نشان داده شده در جلو انتخاب کنید.

من محفظه را با استفاده از PLA سفید و 20٪ پر کردن چاپ کردم ، از استفاده از یک رشته رنگی برای پنل پشتی اجتناب می کنم ، زیرا شما نمی خواهید نور رنگی منعکس شده را به سطح مورد نظر وارد کنید.

ابعاد بدنه تقریباً 110 میلی متر (4.3 اینچ) در 46 میلی متر (1.8 اینچ) در 20 میلی متر (0.78 اینچ) است که هر دو نیمه مونتاژ شده اند. هر نیم متر 10 میلی متر (0.39 اینچ) ارتفاع دارد.

مرحله 5: مدار را لحیم کنید

هنگامی که محفظه را به صورت سه بعدی چاپ کردید ، ایده ای خواهید داشت که همه اجزا در کجا نصب شده اند و مدت زمان اتصال کابل روبان لحیم کاری شده چقدر است.

با جدا کردن هر یک از قطعات به Arduino خود از تخته نان شروع کنید و سعی کنید قطعات را حذف کنید تا یک مدار کامل در یک زمان ایجاد شود.

به عنوان مثال ، با مدار LED شروع کنید و مقاومت ها را به LED لحیم کنید و سپس قبل از برداشتن اجزای فشاری ، آنها را به آردوینو وصل کنید. به این ترتیب می توانید قطعات را ردیابی کرده و مطمئن شوید که آنها را به صورت جداگانه به ورودی و خروجی های آردوینو صحیح وصل می کنید.

مراقب پنل LCD و سنسور رنگ باشید تا مطمئن شوید که به درگاه های صحیح Arduino IO وصل شده اید.

اتصالات سنسور رنگ را می توان روی نوار هدر زنانه 7 پین لحیم کرد (یک نوار هدر 8 پین را به 7 پین برش دهید) تا بتوانید از قسمت پشتی محفظه متصل شوید. این فقط باعث می شود که دو نیمه را به درستی از هم جدا کنید در صورت نیاز به باز کردن آن. همچنین می توانید مستقیماً با قسمتی از کابل روبان به سنسور رنگ لحیم کنید ، فقط قبل از لحیم کاری اتصالات مطمئن شوید که کابل روبان از شکاف محفظه عبور می کند.

تعدادی اتصال به GND و 5V وجود دارد و اتصال آنها را به نقاط مرکزی بزرگتر آسان می کند و نه اینکه آنها را روی دو پین آردوینو لحیم کنید. من همه آنها را به دو پایه بیرونی پتانسیومتر LCD متصل کردم زیرا تقریباً در مرکز محفظه قرار دارد و بزرگترین سطح را برای ایجاد اتصالات دارد.

هنگامی که تمام اتصالات خود را برقرار کردید و از طول کابل روبان راضی بودید. قبل از اتصال قطعات به محفظه ، دوباره مدار خود را روشن کنید تا مطمئن شوید که همه چیز درست کار می کند. اطمینان حاصل کنید که هیچ یک از اجزاء یا پایانه های در معرض تماس با یکدیگر نیستند ، که ممکن است منجر به اتصال کوتاه شود. برای جلوگیری از اتصال کوتاه ، ممکن است لازم باشد مقداری نوار یا کاغذ عایق بین اجزاء اضافه کنید.

اگر مدار شما به درستی کار می کند ، می توانید قطعات خود را در محفظه چاپ سه بعدی نصب کنید.

مرحله 6: قطعات را داخل محفظه نصب کنید

آخرین مرحله این است که اجزای خود را در محفظه خود نصب کنید. من از اسلحه چسب داغ مذاب برای نصب اجزا استفاده کردم ، همچنین می توانید از اپوکسی یا مقدار کمی از ابر چسب استفاده کنید.

سنسور رنگ را می توان در حفره پشت محفظه چسباند و نوار هدر پین به داخل محفظه چسبیده است. سپس از نوار هدر زن برای سنسور برای اتصال به مدار استفاده می شود.

دکمه فشاری ، LCD و LED را از طریق سوراخ های پنل جلویی سوار کرده و آنها را در قسمت داخلی محفظه بچسبانید.

آردوینو شما باید محکم در شکاف پایه قرار گیرد و نیازی به چسب برای نگه داشتن آن در محل خود ندارد اما در صورت وجود ، مطمئن شوید که چسب را روی اجزای پشت تخته نزده اید. بلکه چسب را در امتداد لبه های تخته قرار دهید.

درگاه میکرو USB باید به راحتی از کنار محفظه قابل دسترسی باشد.

دو نیمه را به هم بچسبانید ، از گیره های دو گوشه به عنوان راهنما استفاده کنید. اینها باید محکم به هم فشار داده و به نگه داشتن دو نیمه در کنار هم کمک کنند. اطمینان حاصل کنید که هیچ یک از پایانه ها یا سیم های روی مقاومت شما ، LED یا پتانسیومتر هیچ چیز دیگری را در مدار شما لمس نمی کند ، همانطور که قبلاً گفته شد ، می توانید از نوار یا کاغذ عایق برای جدا کردن اجزا استفاده کنید - من از نوار زرد در پشت استفاده کرده ام. از LCD

مرحله 7: استفاده از انتخاب کننده رنگ RGB

برای استفاده از انتخابگر رنگ ، یک کابل میکرو USB را به پورت کناری انتخاب کننده رنگ خود وصل کنید تا روشن شود.

دنباله راه اندازی باید اجرا شود و سپس می توانید رنگی را انتخاب کنید که توسط Color Picker Ready نشان داده شده است.

سنسور را روی رنگی که می خواهید انتخاب کنید قرار دهید و سپس دکمه را برای انتخاب رنگ فشار دهید. چراغ LED روی سنسور باید به صورت لحظه ای روشن شود ، پس از آن یک خوانش RGB روی LCD دریافت می کنید و LED تغییر می کند تا رنگ انتخاب شده را منعکس کند.

LED RGB به شما این امکان را می دهد که رنگ مشخص شده را مشخص کنید. این فقط یک راه سریع برای شماست تا بررسی کنید که سنسور رنگ صحیح را انتخاب کرده است و به دلیل محدودیت هایی که در LED وجود دارد ، همیشه نمایانگر دقیق رنگ نیست. به عنوان مثال ، آنها نمی توانند رنگ مشکی یا خاکستری را نشان دهند زیرا ماده LED واقعی سفید است و فقط می تواند نور را برای بازتولید رنگ تولید کند. به همین دلیل ، رنگهای تیره نیز به خوبی روی LED نشان داده نمی شوند.

اگر از این دستورالعمل لذت بردید ، لطفاً در مسابقه Make It Glow به آن رای دهید.

برای مشاهده آموزش ها ، پروژه ها و ایده های بیشتر آردوینو به وبلاگ من نگاه کنید.

نفر دوم در مسابقه Make it Glow