大家好，欢迎来到今天的教程。在本篇文章中，我们将研究如何将TCS230颜色传感器与Arduino开发板一起使用。为了演示颜色传感器的功能，我们将制作一个颜色检测器系统，该系统能够检测传感器前面的颜色并将该颜色显示在TFT显示屏上。对于该项目，我们将使用TCS230颜色传感器，并将颜色显示在ST7735 1.8英寸TFT显示屏上。

TCS230是可编程的彩色光转频率器，它将可配置的硅光电二极管和电流频率转换器集合在单个单片CMOS集成电路上。

颜色传感器模块由颜色传感器本身和四个红外LED灯组成，这些LED用于照亮放置在传感器前面的任何物体，以确保读数准确并且不受周围照明的影响。传感器由光电二极管阵列组成，顶部装有红色、蓝色、绿色和彩色滤光片的彩色滤光片。检测到颜色后，传感器读取8×8光电二极管阵列，其中包括16个带蓝色滤光片的光电二极管，16个带有绿色滤镜的光电二极管，16个带有红色滤镜的光电二极管和16个没有滤镜的光电二极管。光电二极管的四种类型（颜色）相互交叉，以最小化入射照度不均匀的影响。所有16个相同颜色的光电二极管都并联连接，并且器件可在引脚上选择运行期间使用的光电二极管类型。

TCS230颜色传感器的输出为占空比为50％的方波，其频率与光的强度成正比。

所需的组件

构建此项目需要以下组件；

●    Arduino Uno开发板

●    颜色传感器

●    彩色TFT显示屏

●    面包板

●    跳线

原理图

如下图所示，将TCS230和TFT显示屏连接到Arduino开发板。

Arduino与TFT显示屏之间的引脚连接描述如下：

ST7735显示屏引脚	Arduino引脚
LED	3.3V
SCK	D13
SDA	D11
DC	D9
CS	D10
Reset	D8
GND	GND
VCC	5V

Arduino与TCS230颜色传感器之间的引脚连接描述如下：

TCS230颜色传感器引脚	Arduino引脚
VCC	5V
GND	GND
Out	D5
S2	D2
S3	D3
OE	D4

一些TCS230模块包括一个LED引脚，如果您使用的是这种型号，则应将LED引脚连接到Arduino的5V引脚。再次确认原理图以确保一切均已正确连接，然后再继续进行下一部分。

代码

为了轻松编写该项目的代码，我们需要四个库，其中两个库使我们能够与颜色传感器连接并提取读数，而另外两个库使我们能够使用TFT显示屏。所需的库是：

1.  Color Sensor Library

2.  Frequency Count

3.  Adafruit ST7735

4.  Adafruit GFX

可以通过每个库附带的链接下载库。安装库之后，我们可以继续编写项目代码。首先要做的是包含将要使用的库。

1. //////////////////////////////////////////////
   
2.   //       Arduino Color Sensor Tutorial      //
   
3. //          with ST7735 TFT LCD             //
   
4. //           http://www.educ8s.tv           //
   
5. /////////////////////////////////////////////
   
6. 
   
7. #include <MD_TCS230.h>
   
8. #include <FreqCount.h>
   
9. #include <Adafruit_ST7735.h>
   
10. #include <Adafruit_GFX.h>

复制代码

接下来，我们声明与显示屏的CS、DC和RST引脚连接的Arduino引脚。

1. #define cs   10  
   
2. #define dc   9   
   
3. #define rst  8

复制代码

接下来，我们以指定其十六进制值声明颜色，并声明颜色传感器引脚连接到的Arduino的GPIO引脚。

1. // Color definitions
   
2. #define BLACK    0x0000
   
3. #define BLUE     0x001F
   
4. #define RED      0xF800
   
5. #define GREEN    0x07E0
   
6. #define CYAN     0x07FF
   
7. #define MAGENTA  0xF81F
   
8. #define YELLOW   0xFFE0
   
9. #define WHITE    0xFFFF
   
10. #define GREY     0xC618
    
11. 
    
12. // Pin definitions
    
13. #define  S2_OUT  2
    
14. #define  S3_OUT  3
    
15. #define  OE_OUT   4    // LOW = ENABLED

复制代码

接下来，我们创建三个变量来表示red（R）、green（G）和blue（B）。这些变量将捕获颜色传感器接收到的数据的颜色内容。

1. int R = 0;
   
2. int G = 0;
   
3. int B = 0;

复制代码

接下来，我们通过指定所需的引脚，创建一个颜色传感器库实例和一个ST7735显示屏的库的实例。

1. MD_TCS230 CS(S2_OUT, S3_OUT, OE_OUT);
   
2.   
   
3. int state = 0;
   
4. 
   
5. Adafruit_ST7735 tft = Adafruit_ST7735(cs, dc, rst);

复制代码

完成所有初步工作后，我们转到void setup()函数，在此函数初始化显示并显示欢迎文本。然后，我们开始与颜色传感器进行通信。

1. void setup() {
   
2. 
   
3.   Serial.begin(57600);
   
4.   
   
5.   tft.initR(INITR_BLACKTAB);   // initialize a ST7735S chip, black tab
   
6. 
   
7.   drawBlackScreen();
   
8.   
   
9.   tft.setCursor(20,30);
   
10.   tft.setTextColor(RED);
    
11.   tft.setTextSize(2);
    
12.   tft.print("Color");
    
13. 
    
14.   tft.setCursor(20,60);
    
15.   tft.setTextColor(GREEN);
    
16.   tft.setTextSize(2);
    
17.   tft.print("Sensor");
    
18. 
    
19.   tft.setCursor(20,90);
    
20.   tft.setTextColor(BLUE);
    
21.   tft.setTextSize(2);
    
22.   tft.print("Tutorial");
    
23. 
    
24.   delay(3000);
    
25.   
    
26.   drawBlackScreen();
    
27. 
    
28.    tft.setCursor(10,30);
    
29.    tft.setTextColor(WHITE);
    
30.    tft.setTextSize(2);
    
31.    tft.print("SET BLACK");
    
32.    delay(5000);
    
33.    
    
34.    CS.begin();
    
35.    CS.read();
    
36. }

复制代码

接下来是void loop()函数。在该函数中，我们要做的第一件事是通过向其提供黑白颜色来校准颜色传感器，一旦我们的项目识别出这些颜色，便会对其进行校准，并能够识别介于两者之间的任何其他颜色。

1. void loop() {
   
2. 
   
3. if(state ==0)
   
4. {
   
5.   if (CS.available()) {
   
6.    sensorData  sd;
   
7.    CS.getRaw(&sd);
   
8.    CS.setDarkCal(&sd);
   
9.    Serial.println("Black Calibration Set");
   
10.    state++;
    
11.    drawBlackScreen();
    
12. 
    
13.    tft.setCursor(10,30);
    
14.    tft.setTextColor(WHITE);
    
15.    tft.setTextSize(2);
    
16.    tft.print("SET WHITE");
    
17. 
    
18.    delay(5000);
    
19.    CS.read();
    
20.   }
    
21. }

复制代码

校准完成后，变量state大于零，程序开始运行。从这一点开始，模块可以读取输入给它的任何颜色。

1. void loop() {
   
2. 
   
3. if(state ==0)
   
4. {
   
5.   if (CS.available()) {
   
6.    sensorData  sd;
   
7.    CS.getRaw(&sd);
   
8.    CS.setDarkCal(&sd);
   
9.    Serial.println("Black Calibration Set");
   
10.    state++;
    
11.    drawBlackScreen();
    
12. 
    
13.    tft.setCursor(10,30);
    
14.    tft.setTextColor(WHITE);
    
15.    tft.setTextSize(2);
    
16.    tft.print("SET WHITE");
    
17. 
    
18.    delay(5000);
    
19.    CS.read();
    
20.   }
    
21. }

复制代码

以下是该项目的完整代码： ColorSensor.zip (1.25 KB, 下载次数: 26)

2020-10-15 20:59 上传

点击文件名下载附件

效果演示

请再次检查您的连接，确保一切正确，然后将代码上传到Arduino，并将彩色纸或任何彩色材料放在颜色传感器的前面。 不要忘了先用黑白纸校准传感器，然后再提供其他颜色。 下图显示了项目识别黄色的效果。

很酷吗？以上就是本文的全部内容。如果您对本文有任何疑问，请随时在本帖下面进行回复。