Výběr barev Arduino RGB - vybírejte barvy ze skutečných objektů: 7 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:21

Projekty Tinkercad »

Pomocí tohoto nástroje pro výběr barev RGB založeného na Arduinu můžete snadno vybírat barvy z fyzických objektů, což vám umožní znovu vytvořit barvy, které vidíte v reálných objektech, na vašem počítači nebo mobilním telefonu. Jednoduše stiskněte tlačítko a naskenujte barvu objektu pomocí levného modulu barevného senzoru TCS34725 a dostanete hodnoty barev RGB a také indikaci naměřené barvy na RGB LED.

Pokud se vám tento Instructable líbí, hlasujte pro něj v soutěži Make It Glow.

Navrhl jsem jednoduchý 3D tištěný kryt pro elektroniku, aby bylo zařízení přenosné, stačí jej zapojit do USB portu, nabíječky nebo powerbanky a napájet. Můžete také upravit design tak, aby pojal baterii, aby byla ještě přenosnější.

Obvykle se snažím použít Arduino Uno, protože je to jedna z nejpoužívanějších desek Arduino, ale aby bylo toto zařízení přenosné, bylo navrženo kolem desky Arduino Pro Micro. Lze jej však snadno přizpůsobit tak, aby fungoval na většině ostatních desek kompatibilních s Arduino s dostatečným počtem IO, jako jsou Uno, Leonardo nebo Mega.

Tato příručka předpokládá, že jste pracovali s mikrokontrolérem Arduino, než budete znát základy programování Arduina a připojení panelu LCD k němu. Pokud tak neučiníte, postupujte podle propojených příruček, kde získáte další informace a podrobná vysvětlení.

Zásoby

• Arduino Pro Micro (nebo jiný) - Koupit zde
• RGB snímač TCS34725 - kupte zde
• 16 x 2 LCD panel - Koupit zde
• Tlačítko - Koupit zde
• 2 x 10K odpory - Koupit zde
• Rezistory 3 x 220Ω - kupte zde
• Rezistor 470Ω - Koupit zde
• RGB LED - Koupit zde
• 7kolíkový pásek záhlaví (zkrácený na délku) - kupte zde
• 10K potenciometr - Koupit zde
• Breadboard a propojky pro testování - Koupit zde
• 3D tiskárna a bílé/černé vlákno (volitelně pro bydlení) - toto bylo použito

Kromě toho budete potřebovat základní nástroje pro práci s elektronikou, včetně páječky, pokud trvale budujete svůj obvod pro použití v krytu.

Krok 1: Připojení testovacího obvodu výběru barvy RGB

Vždy je dobré nejprve sestavit součásti na prkénko, vyzkoušet je a před provedením pájených spojů se ujistit, že váš obvod a software fungují správně.

Součásti jsou připojeny na prkénko podle schématu zapojení.

Na žádném z těchto spojení mezi součástmi a Arduinem není nic zvlášť odlišného ani zvláštního, jsou to typické základní konfigurace obvodů pro připojení LCD, tlačítka a LED k Arduinu.

Rezistory 10K se používají pro připojení tlačítkem a rezistory 220Ω pro LED barevného senzoru a červené a modré nožičky RGB LED. Rezistor 470Ω se používá pro zelenou nohu LED, aby trochu snížil její jas a vytvořil realističtější barvy.

Barevný snímač RGB je k Arduinu připojen pomocí jednoduchého rozhraní I2C. Pokud používáte jinou desku, ujistěte se, že používáte správné piny pro toto rozhraní. Ovládá se pomocí knihovny Adafruit, o které pojednává část kódu.

Pokud používáte jinou desku Arduino, ujistěte se, že máte na každém pinu stejnou funkci, jakou používá Pro Pro. Chcete -li například simulovat vybranou barvu RGB, potřebujete například kolíky s povoleným PWM pro ovládání RGB LED.

Krok 2: Programování sběrače barev Arduino RGB

Nyní, když jste své komponenty sestavili na prkénko a provedli požadovaná propojení, můžete načíst kód do svého Arduina pomocí počítače a zkontrolovat, zda komponenty správně fungují.

Před zapojením kabelu USB do Arduina znovu zkontrolujte všechna svá připojení, abyste se ujistili, že jsou správná. Kabel USB napájí desku a připojené součásti, které by je mohly poškodit, pokud nejsou správně připojeny.

Tato konkrétní deska, Arduino Pro Micro, funguje po připojení k počítači jako Leonardo, takže nezapomeňte vybrat správný typ desky v Arduino IDE, jinak se při pokusu o nahrání kódu zobrazí chyby.

Zde je odkaz na kód pro výběr barev RGB: Stáhněte si kód pro výběr barev RGB

Kód obsahuje komentáře, které vysvětlují, co která sekce dělá. Identifikace barev a část LED je založena na ukázkovém kódu Adafruit colorview. Pokud byste si chtěli zkusit zapsat vlastní kód, pak je to užitečný příklad, jak se dopracovat a začít.

Budete muset mít nainstalované knihovny Adafruit. To lze snadno provést kliknutím na Nástroje -> Spravovat knihovny ve svém IDE a poté zadáním „Adafruit TCS“do vyhledávacího panelu a instalací nalezené knihovny.

Na některé věci si v kódu dejte pozor:

Piny přiřazené LCD jsou v podivném pořadí (15, 14, 16, 4, 5, 8, 7). Obvykle se snažím udržovat piny sekvenční, ale v tomto případě jsou trochu smíšené kvůli dvěma věcem, jedné proto, že jsem potřeboval obejít piny PWM pro LED a druhé, protože piny na Pro Micro nejsou všechny v pořadí.

LED dioda barevného senzoru a tlačítko jsou připojeny k analogovým vstupům Pro Micro a používají se jako digitální IO, protože nebylo k dispozici dostatek digitálních IO pinů. Stále jsou v kódu definovány jako standardní digitální IO piny.

Při spouštění existuje krátká rutina pro vyblednutí LED mezi červenou, zelenou a modrou. Toto je jen vizuální efekt, jehož proběhnutí trvá přibližně 1,5 sekundy, a lze jej odstranit, pokud chcete, aby se výběr barev spustil rychleji.

Pokud program nenaváže spojení s barevným senzorem, neprojde se nastavením, zobrazí se na vašem LCD displeji jako „Chyba senzoru“, pokud nemůže navázat připojení. Pokud se rozsvítí LED dioda indikující napájení senzoru, zkontrolujte připojení SDA a SCL a zda používáte správné piny Arduino.

Tabulka gama jednoduše převádí naměřené hodnoty RGB ze senzoru na hodnoty, které povedou k realističtějšímu zobrazení skutečné barvy LED, to je jen pro zlepšení efektu vizualizace LED a nemá vliv na zobrazené naměřené hodnoty RGB.

Kód poté čeká, až tlačítkový vstup převezme hodnotu ze snímače a zobrazí hodnoty na LCD a LED. Tři zpoždění ve smyčce if mají jednoduše zabránit opakování odečtů před opětovným uvolněním tlačítka, protože skutečná doba čtení a cyklu by byla asi 100 ms, můžete si také pohrát s těmito hodnotami, pokud chcete provést výběr rychlejší nebo pomalejší.

Krok 3: Instalace součástí do skříně

Abych vytvořil užitečné a přenosné zařízení, rozhodl jsem se tyto součásti spojit dohromady a namontovat je do jednoduchého 3D tištěného pouzdra.

Obvod této složitosti by měl být pravděpodobně navržen na desku plošných spojů, ale většina lidí nemá přístup ke službám výroby desek plošných spojů, takže jsem se zasekl při pájení součástek společně s částmi plochého kabelu.

Krok 4: 3D vytištění skříně

Pro výběr barev jsem navrhl základní obdélníkové pouzdro, soubory pro 3D tisk lze stáhnout zde. Můžete také být kreativní a změnit design tak, aby vyhovoval vašim komponentám a tomu, jak budete používat výběr barev.

Senzor barev je na zadní straně, takže můžete zařízení držet nad předmětem a vybrat barvu zobrazením na přední straně.

Pouzdro jsem vytiskl pomocí bílého PLA a 20% výplně, vyhnul bych se použití barevného vlákna na zadní panel, protože nechcete vnášet odražené barevné světlo na vybíraný povrch.

Rozměry skříně jsou přibližně 110 mm (4,3 palce) x 46 mm (1,8 palce) x 20 mm (0,78 palce) se sestavenými oběma polovinami. Každá polovina je vysoká 10 mm (0,39 palce).

Krok 5: Zapájejte obvod

Jakmile si 3D kryt vytisknete, budete mít představu o tom, kde jsou všechny součásti namontovány a jak dlouho se mají spojovat pájecí kabely.

Začněte připájením každé součásti k Arduinu při vyjmutí z desky a zkuste součásti odebrat, abyste vytvořili celý obvod najednou.

Začněte například obvodem LED a odpájejte odpory k LED a poté je připojte k Arduinu, než odeberete součásti tlačítek. Tímto způsobem budete moci sledovat komponenty a ujistit se, že je připojujete jednotlivě ke správným vstupům a výstupům Arduino.

Dávejte pozor na LCD panel a barevný senzor, abyste se ujistili, že provádíte připojení ke správným portům Arduino IO.

Připojení konektorů barevného senzoru lze připájet na 7kolíkový pásek hlavičky (oříznout 8kolíkový konektor na 7 pinů), aby bylo možné jej zapojit přes zadní část pouzdra. Díky tomu lze obě poloviny správně oddělit, pokud je potřebujete otevřít. Můžete také pájet přímo na barevný senzor pomocí části plochého kabelu, jen se před pájením spojů ujistěte, že plochý kabel prochází otvorem v pouzdře.

Existuje řada připojení, která je třeba provést na GND a 5V, a vaše pájení je snazší spojit s většími centrálními body, než se je pokoušet pájet všechny na dva piny Arduino. Všechny jsem připojil ke dvěma vnějším nohám potenciometru LCD, protože ten je zhruba ve středu pouzdra a má největší povrchovou plochu pro vytvoření spojení.

Jakmile provedete všechna svá připojení a budete spokojeni s délkami plochých kabelů. Před montáží součástí do pouzdra zkuste znovu zapnout obvod a ověřit, zda vše funguje správně. Zajistěte, aby se žádná ze součástí nebo odkrytých svorek navzájem nedotýkala, což by mohlo vést ke zkratu. Mezi součástmi bude možná nutné přidat kousek izolační pásky nebo papíru, aby nedošlo ke zkratu.

Pokud váš obvod funguje správně, můžete své komponenty namontovat do 3D tištěného pouzdra.

Krok 6: Namontujte součásti do skříně

Posledním krokem je namontovat součásti do skříně. K montáži součástí jsem použil tavnou lepicí pistoli, můžete také použít epoxid nebo malé množství lepidla.

Barevný senzor lze vlepit do dutiny na zadní straně pouzdra tak, aby proužek hlavičky kolíku trčel dovnitř pouzdra. Zásuvkový pásek se pak použije pro připojení senzoru k obvodu.

Namontujte tlačítko, LCD a LED skrz otvory v předním panelu a přilepte je na místo na vnitřní straně pouzdra.

Vaše Arduino by mělo pohodlně zapadnout do slotu v základně a nemělo by vyžadovat žádné lepidlo, aby jej drželo na svém místě, ale pokud ano, ujistěte se, že lepidlo nenanášíte na součásti na zadní straně desky. Lepidlo raději naneste podél okrajů desky.

Port micro USB by měl být snadno přístupný přes boční stranu pouzdra.

Přilepte obě poloviny k sobě a kolíky na obou rozích použijte jako vodítko. Ty by měly pevně tlačit k sobě a pomáhat držet obě poloviny pohromadě. Ujistěte se, že se žádný z vašich odkrytých vývodů nebo vodičů na vašich rezistorech, LED nebo potenciometru nedotýká ničeho jiného ve vašem obvodu, jak již bylo zmíněno výše, k oddělení komponent můžete použít izolační pásku nebo papír - na zadní stranu jsem použil žlutou pásku LCD.

Krok 7: Použití nástroje pro výběr barev RGB

Chcete -li použít výběr barev, zapojte kabel micro USB do portu na boku nástroje pro výběr barev a zapněte jej.

Spouštěcí sekvence by se měla spustit a poté si budete moci vybrat barvu, která je označena jako Připravena pro výběr barvy.

Umístěte senzor na barvu, kterou chcete vybrat, a poté stisknutím tlačítka barvu vyberte. LED kontrolka na senzoru by se měla na okamžik rozsvítit, poté na LCD displeji uvidíte RGB a LED se změní tak, aby odrážela vybranou barvu.

RGB LED vám má poskytnout indikaci barvy, která byla identifikována. Toto je jen rychlý způsob, jak zkontrolovat, zda snímač zachytil správnou barvu a není vždy přesnou reprezentací barvy kvůli omezením LED. Například nemohou zobrazovat černé nebo šedé barvy, protože skutečný materiál LED je bílý a může produkovat světlo pouze za účelem reprodukce barev. Ze stejného důvodu se tmavší barvy také na LED diodách nezobrazují dobře.

Pokud se vám tento Instructable líbil, hlasujte pro něj v soutěži Make It Glow.

Podívejte se na můj blog, kde najdete další návody, projekty a nápady pro Arduino.

Runner Up in the Make it Glow Contest