顧名思義，顏色分類就是簡(jiǎn)單地根據(jù)事物的顏色對(duì)事物進(jìn)行分類。它可以通過看到它來輕松完成，但是當(dāng)要分類的東西太多并且這是一項(xiàng)重復(fù)性任務(wù)時(shí)，自動(dòng)色選機(jī)非常有用。這些機(jī)器有顏色傳感器來感知任何物體的顏色，并在檢測(cè)到顏色伺服電機(jī)后抓住物體并將其放入相應(yīng)的盒子中。它們可用于顏色識(shí)別、顏色區(qū)分和顏色分類很重要的不同應(yīng)用領(lǐng)域。一些應(yīng)用領(lǐng)域包括農(nóng)業(yè)（基于顏色的谷物分選）、食品工業(yè)、鉆石和采礦業(yè)、回收等。應(yīng)用不僅限于此，還可以進(jìn)一步應(yīng)用于不同的行業(yè)。

在本教程中，我們將使用顏色傳感器 TCS3200、一些伺服電機(jī)和 Arduino 板制作顏色分選機(jī)。本教程將包括彩球的分類并將它們保存在相關(guān)的彩盒中。盒子將處于固定位置，伺服電機(jī)將用于移動(dòng)分揀手以將球保持在相關(guān)盒子中。

所需組件

Arduino UNO

TCS3200 顏色傳感器

伺服電機(jī)

跳線

面包板

色選機(jī)械臂底盤的制作方法

為了制作包括底盤、臂、滾輪、墊子在內(nèi)的完整設(shè)置，我們使用了 2 毫米厚的白色Sunboard。它在固定商店很容易買到。我們使用切紙機(jī)切割 Sunboard Sheet 和 FlexKwik 或 FeviKwik 來連接不同的部分。以下是構(gòu)建顏色分類臂

的一些步驟：

1）拿取防曬板。

2） 如圖所示，用刻度尺和記號(hào)筆測(cè)量好所有邊后，將陽光板切成小塊。

3）現(xiàn)在將兩塊陽光板放在一起，然后在上面倒一滴 FeviKwik 將它們粘在一起。按照?qǐng)D繼續(xù)連接。

4） 將所有部件連接在一起后，這臺(tái)色選機(jī)將如下所示：

TCS3200 顏色傳感器

TCS3200 是一種顏色傳感器，可以通過正確的編程檢測(cè)任意數(shù)量的顏色。TCS3200 包含 RGB（紅綠藍(lán)）陣列。如圖所示，在顯微鏡下可以看到傳感器眼睛內(nèi)部的方框。這些方塊是 RGB 矩陣的數(shù)組。這些盒子中的每一個(gè)都包含三個(gè)傳感器，一個(gè)用于感測(cè)紅光強(qiáng)度，一個(gè)用于感測(cè)綠光強(qiáng)度，最后一個(gè)用于感測(cè)藍(lán)光強(qiáng)度。

這三個(gè)陣列中的每個(gè)傳感器陣列都是根據(jù)需要單獨(dú)選擇的。因此它被稱為可編程傳感器。該模塊可以用來感知特定顏色并離開其他顏色。它包含用于該選擇目的的過濾器。第四種模式稱為“無濾鏡模式”，其中傳感器檢測(cè)白光。

Arduino色選機(jī)電路圖

這個(gè)Arduino 顏色分類器的電路圖很容易制作，不需要太多連接。示意圖如下。

這是色選機(jī)設(shè)置背后的電路：

對(duì) Arduino Uno 進(jìn)行編程以對(duì)彩色球進(jìn)行分類

對(duì) Arduino UNO 進(jìn)行編程非常簡(jiǎn)單，需要一個(gè)簡(jiǎn)單的邏輯來簡(jiǎn)化顏色分類所涉及的步驟。最后給出了帶有演示視頻的完整程序。

由于使用的是伺服電機(jī)，所以伺服庫是程序的重要組成部分。這里我們使用兩個(gè)伺服電機(jī)。第一個(gè)伺服將彩球從初始位置移動(dòng)到 TCS3200 檢測(cè)器位置，然后移動(dòng)到將落下的分揀位置。移動(dòng)到分揀位置后，第二個(gè)伺服將使用其手臂將球落到所需的顏色桶中。請(qǐng)參閱最后給出的視頻中的完整工作。

第一步將包含所有庫并定義伺服變量。

#include 
伺服拾取伺服；
伺服下降伺服；

TCS3200 顏色傳感器可以在沒有庫的情況下工作，因?yàn)橹恍枰獜膫鞲衅饕_讀取頻率來決定顏色。所以只需定義 TCS3200 的引腳號(hào)。

#define S0 4 
#define S1 5 
#define S2 7 
#define S3 6 
#define sensorOut 8 
int 頻率 = 0; 
詮釋顏色=0；

使選擇引腳作為輸出，因?yàn)檫@將使彩色光電二極管高或低，并將TCS3200 的 Out 引腳作為輸入。OUT 引腳將提供頻率。最初選擇頻率縮放為 20%。

  pinMode（S0，輸出）；
  pinMode（S1，輸出）；
  pinMode（S2，輸出）；
  pinMode（S3，輸出）；
  pinMode（傳感器輸出，輸入）；
  數(shù)字寫入（S0，低）；
  數(shù)字寫入（S1，高）；

伺服電機(jī)連接在 Arduino 的引腳 9 和 10。將拾取彩球的拾取伺服器連接在引腳 9 上，將根據(jù)顏色掉落彩球的下落伺服器連接在引腳 10 上。

  pickServo.attach(9); 
  dropServo.attach(10);

最初，拾取伺服電機(jī)設(shè)置在初始位置，在這種情況下為 115 度。它可能會(huì)有所不同，并且可以相應(yīng)地進(jìn)行定制。電機(jī)在延遲一段時(shí)間后移動(dòng)到檢測(cè)器區(qū)域并等待檢測(cè)。

  pickServo.write(115); 
  延遲（600）；
  for(int i = 115; i > 65; i--) { 
    pickServo.write(i); 
    延遲（2）；
  }
  延遲（500）；

TCS 3200從Out Pin 讀取顏色并給出頻率。

  顏色 = 檢測(cè)顏色（）；
  延遲（1000）；

根據(jù)檢測(cè)到的顏色，下落伺服電機(jī)以特定角度移動(dòng)，并將彩球落入相應(yīng)的盒子中。

  開關(guān)（顏色）{
    案例1：
    dropServo.write（50）；
    休息; 
    案例2：
    dropServo.write(80)；
    休息; 
    案例3：
    dropServo.write(110)；
    休息; 
    案例4：
    dropServo.write(140)；
    休息; 
    案例5：
    dropServo.write(170)；
    休息; 
    案例0：
    中斷；
  }
  延遲（500）；

伺服電機(jī)返回初始位置，等待下一個(gè)球被拾取。

  for(int i = 65; i > 29; i--) { 
    pickServo.write(i); 
    延遲（2）；
  }
  延遲（300）；
  for(int i = 29; i < 115; i++) { 
    pickServo.write(i); 
    延遲（2）；
  }

函數(shù)detectColor()用于測(cè)量頻率并比較顏色頻率以得出顏色結(jié)論。結(jié)果打印在串行監(jiān)視器上。然后它返回用于移動(dòng)下降伺服電機(jī)角度的案例的顏色值。

詮釋檢測(cè)顏色（）{

寫入 S2 和 S3 (LOW,LOW) 會(huì)激活紅色光電二極管以獲取紅色密度讀數(shù)。

  數(shù)字寫入（S2，低）；
  數(shù)字寫入（S3，低）；
  頻率 = 脈沖輸入（傳感器輸出，低）；
  int R = 頻率；
  Serial.print("紅色 = "); 
  Serial.print(frequency);//打印紅色頻率
  Serial.print(" "); 
  延遲（50）；

寫入 S2 和 S3（低、高）會(huì)激活藍(lán)色光電二極管以獲取藍(lán)色密度讀數(shù)。

  數(shù)字寫入（S2，低）；
  數(shù)字寫入（S3，高）；
  頻率 = 脈沖輸入（傳感器輸出，低）；
  int B = 頻率；
  Serial.print("藍(lán)色 = ");
  Serial.print（頻率）；
  序列號(hào).println(" ");

寫入 S2 和 S3 (HIGH,HIGH) 會(huì)激活綠色光電二極管以獲取綠色密度讀數(shù)。

  數(shù)字寫入（S2，高）；
  數(shù)字寫入（S3，高）；

  // 讀取輸出頻率
  頻率 = pulseIn(sensorOut, LOW); 
  int G = 頻率；
  Serial.print("綠色 = "); 
  Serial.print（頻率）；
  序列號(hào).print(""); 
  延遲（50）；

然后比較這些值以做出顏色決定。不同實(shí)驗(yàn)設(shè)置的讀數(shù)不同，因?yàn)樵谶M(jìn)行設(shè)置時(shí)每個(gè)人的檢測(cè)距離都不同。

 如果（R<22 & R>20 & G<29 & G>27）{
    顏色 = 1; // Red 
    Serial.print("檢測(cè)到的顏色是 = "); 
    Serial.println("RED"); 
  } 
  if(G<25 & G>22 & B<22 &B>19){
    顏色 = 2; // 橙色
      Serial.println("橙色"); 
  } 
  if(R<21 & R>20 & G<28 & G>25){
    顏色 = 3; // 綠色
      Serial.print("檢測(cè)到的顏色是 = "); 
    Serial.println("綠色"); 
  } 
  if(R<38 & R>24 & G<44 & G>30){
    顏色 = 4; // 黃色
       Serial.print("檢測(cè)到的顏色是 = "); 
    Serial.println("黃色"); 
  } 
  if (G<29 & G>27 & B<22 &B>19){
    顏色 = 5; // 藍(lán)色
     Serial.print("檢測(cè)到的顏色是 = ");
    Serial.println("藍(lán)色"); 
  }
  返回顏色；
}

這樣就完成了使用 TCS3200 和 Arduino UNO 的色選機(jī)。如果需要，您還可以對(duì)其進(jìn)行編程以檢測(cè)更多顏色。

#include

伺服拾取伺服；

伺服下降伺服；


#define S0 4

#define S1 5

#define S2 7

#define S3 6

#define sensorOut 8

int 頻率 = 0;

詮釋顏色=0；


int detectColor() {

// 激活紅色光電二極管以讀取

digitalWrite(S2, LOW);

數(shù)字寫入（S3，低）；

頻率 = 脈沖輸入（傳感器輸出，低）；

int R = 頻率；

Serial.print("紅色 = ");

Serial.print(frequency);//打印紅色頻率

Serial.print(" ");

延遲（50）；


// 激活藍(lán)色光電二極管以讀取

digitalWrite(S2, LOW);

數(shù)字寫入（S3，高）；

頻率 = 脈沖輸入（傳感器輸出，低）；

int B = 頻率；

Serial.print("藍(lán)色 = ");

Serial.print（頻率）；

序列號(hào).println(" ");



// 激活綠色光電二極管以讀取

digitalWrite(S2, HIGH);

數(shù)字寫入（S3，高）；

// 讀取輸出頻率

頻率 = pulseIn(sensorOut, LOW);

int G = 頻率；

Serial.print("綠色 = ");

Serial.print（頻率）；

序列號(hào).print("");

延遲（50）；


延遲（50）；


//不同設(shè)置

的讀數(shù)不同 //根據(jù)您的項(xiàng)目和檢測(cè)到的讀數(shù)更改讀數(shù)

if(R<22 & R>20 & G<29 & G>27){

color = 1; // Red

Serial.print("檢測(cè)到的顏色是 = ");

Serial.println("RED");

}

if(G<25 & G>22 & B<22 &B>19){

顏色 = 2; // 橙色

Serial.println("橙色");

}

if(R<21 & R>20 & G<28 & G>25){

顏色 = 3; // 綠色

Serial.print("檢測(cè)到的顏色是 = ");

Serial.println("綠色");

}

if(R<38 & R>24 & G<44 & G>

30){顏色 = 4; // 黃色

Serial.print("檢測(cè)到的顏色是 = ");

Serial.println("黃色");

}

if (G<29 & G>27 & B<22 &B>19){

顏色 = 5; // 藍(lán)色

Serial.print("檢測(cè)到的顏色是 = ");

Serial.println("藍(lán)色");

}

返回顏色；

}


無效設(shè)置（）{

pinMode（S0，輸出）；

pinMode（S1，輸出）；

pinMode（S2，輸出）；

pinMode（S3，輸出）；

pinMode（傳感器輸出，輸入）；


//頻率縮放到 20% 選定

的 digitalWrite(S0, LOW);

數(shù)字寫入（S1，高）；


pickServo.attach(9);

dropServo.attach(10);


序列號(hào).開始（9600）；

}


void loop() {

//伺服電機(jī)的初始位置

pickServo.write(115);

延遲（600）；



for(int i = 115; i > 65; i--) {

pickServo.write(i);

延遲（2）；

}

延遲（500）；

//通過調(diào)用函數(shù)讀取顏色值。將結(jié)論值保存在變量

color = detectColor();

延遲（1000）；


開關(guān)（顏色）{

案例1：

dropServo.write（50）；



休息;


案例2：

dropServo.write(80)；

休息;


案例3：

dropServo.write(110)；

休息;


案例4：

dropServo.write(140)；

休息;


案例5：

dropServo.write(170)；

休息;



案例0：

中斷；

}

延遲（500）；



for(int i = 65; i > 29; i--) {

pickServo.write(i);

延遲（2）；

}

延遲（300）；



for(int i = 29; i < 115; i++) {

pickServo.write(i);

延遲（2）；

}

顏色=0;

}