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这次我们要学习使用以前从未接触过的"颜色传感器"来验证罗姆传感器评估套件的强大功能。
何谓颜色传感器？恰如其名，颜色传感器是可以获取颜色数据的传感器。颜色传感器还有"色彩传感器"、"颜色识别传感器"、"辨色传感器"、"数字颜色传感器"等名称。颜色传感器的原理是通过其内部的红（R）、绿（G）、蓝（B）传感器加上滤色器将可视光区分为不同的信号来获取颜色数据。
罗姆传感器评估套件中搭载了"BH1745NUC"作为颜色传感器模块。
照片1 颜色传感器模块BH1745NUC
照片2 颜色传感器模块BH1745NUC
颜色传感器的试用下面，我们介绍通过Arduino使用颜色传感器的方法。
颜色传感器的安装从下图可知，颜色传感器的安装区域与地磁传感器一样，均为I2C I/F区。关于电源电压，地磁传感器为1.8V，颜色传感器为3V，因此应将左上方的电源电压切换跳线针脚切换到3V的位置。
图1 传感器护罩的连接方法说明
照片3 颜色传感器的安装
安装完成后，应进行Arduino的程序设定。
下载颜色传感器用的库文件接下来，和地磁传感器时一样，应安装使用传感器的库。通过颜色传感器说明页面下方的软件下载来下载库文件。
 图2 颜色传感器用库文件的下载
文件下载完成后，打开Arduino IDE添加库，选择下载的文件"BH1745NUC.zip"，颜色传感器的动作准备即告完成。
照片4 添加库"BH1745NUC"
顺利添加库后，可以在"sketch示例"及"使用库"的栏中确认BH1745NUC的标识。
照片5 BH1745NUC被添加到库
运行颜色传感器的样本程序（sketch）从sketch示例中，调用BH1745NUC的样本程序。该程序单纯显示颜色传感器获取的值。
※样本程序（sketch）的编译未通过时，可能是Arduino IDE较旧，请用最新的Arduino IDE进行尝试。
BH1745NUC的样本程序（sketch）
- /*****************************************************************************
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- BH1745NUC.ino
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- LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM,
- OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN
-
- THE SOFTWARE.
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- ******************************************************************************/
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- #include <Wire.h>
-
- #include <BH1745NUC.h>
-
-
-
- BH1745NUC bh1745nuc(BH1745NUC_DEVICE_ADDRESS_39);
-
-
-
- void setup() {
-
- byte rc;
-
-
-
- Serial.begin(9600);
-
- while (!Serial);
-
-
-
- Wire.begin();
-
-
-
- rc = bh1745nuc.init();
-
- }
-
-
-
- void loop() {
-
- byte rc;
-
- unsigned short rgbc[4];
-
-
-
- rc = bh1745nuc.get_val(rgbc);
-
- if (rc == 0) {
-
- Serial.write("BH1745NUC (RED) = ");
-
- Serial.println(rgbc[0]);
-
- Serial.write("BH1745NUC (GREEN) = ");
-
- Serial.println(rgbc[1]);
-
- Serial.write("BH1745NUC (BLUE) = ");
-
- Serial.println(rgbc[2]);
-
- Serial.write("BH1745NUC (CLEAR) = ");
-
- Serial.println(rgbc[3]);
-
- Serial.println();
-
- }
-
- delay(500);
-
- }
照片6 颜色传感器样本程序的运行结果
观看串行监视器中显示的数值，可以看见RED、GREEN、BLUE中增加了CLEAR。这个CLEAR表示可以获取可视光波长强度的值。一边观察串行监视器，一边将带颜色的物体靠近传感器，或者将光靠近传感器，可以发现传感器的值会发生变化。若将传感器遮蔽起来，由于光自身无法进入传感器，CLEAR的值会变小。这种情况下，RGB的数值也会变小，很难进行颜色判别。与此相反，若用彩色LED等照射传感器，则可以检测到超过10000的数值。由此可见，通过彩色LED等进行输入是比较合适的。
利用颜色传感器分析颜色，用全彩色LED显示我们通过样品对颜色传感器的动作进行确认后，下一步将对其进行具体的应用。首先，为了正确处理颜色数据，我们必须制作一个简单的电路，即通过颜色传感器判别颜色，并将判别的颜色用全彩色LED显示出来。
将颜色传感器的值通过全彩色LED显示的sketch程序
- #include <Wire.h>
-
- #include <BH1745NUC.h>
-
-
-
- BH1745NUC bh1745nuc(BH1745NUC_DEVICE_ADDRESS_39);
-
-
-
- void setup() {
-
- byte rc;
-
-
-
- Serial.begin(9600);
-
- while (!Serial);
-
-
-
- Wire.begin();
-
-
-
- rc = bh1745nuc.init();
-
-
-
- pinMode(9,OUTPUT);
-
- pinMode(10,OUTPUT);
-
- pinMode(11,OUTPUT);
-
- }
-
-
-
- void loop() {
-
- byte rc;
-
- unsigned short rgbc[4];
-
-
-
- rc = bh1745nuc.get_val(rgbc);
-
-
- int rVal = 0;
-
- int gVal = 0;
-
- int bVal = 0;
-
-
-
- int maxVal = 0;
-
- if (rc == 0) {
-
- for(int i=0;i&lt;3;i++){
-
- if(maxVal &lt; rgbc[i]){
-
- maxVal = rgbc[i];
-
- }
-
- }
-
-
-
- rVal = (float(rgbc[0])/maxVal)*255;
-
- gVal = (float(rgbc[1])/maxVal)*255;
-
- bVal = (float(rgbc[2])/maxVal)*255;
-
-
-
- Serial.print(rVal);
-
- Serial.print(",");
-
- Serial.print(gVal);
-
- Serial.print(",");
-
- Serial.print(bVal);
-
- Serial.print(",");
-
- Serial.print(rgbc[3]);
-
- Serial.println(" ");
-
-
-
- }
-
- analogWrite(9,rVal);
-
- analogWrite(10,gVal);
-
- analogWrite(11,bVal);
-
- delay(500);
-
- analogWrite(9,LOW);
-
- analogWrite(10,LOW);
-
- analogWrite(11,LOW);
-
- delay(500);
-
- }
for(int i=0;i<3;i++){
if(maxVal < rgbc){
maxVal = rgbc;
}
}
rVal = (float(rgbc[0])/maxVal)*255;
gVal = (float(rgbc[1])/maxVal)*255;
bVal = (float(rgbc[2])/maxVal)*255;
此程序改变了样本程序的一部分。在红色指定的部分，RGB获取最大值，将其作为最大值（maxVal）保存在变量中，然后与该最大值进行比较，计算出RGB各颜色的强度比率（float(rgbc[0])/maxVal部分）。然后，由于AnalogWrite可输出0～255的值，通过颜色强度比率乘以AnalogWrite的最大值255，将检出的颜色大致转换为RGB，输出到全彩色LED中。
由于试用的全彩色LED的特性不同，有时会出现无法正确反映RGB各值的情况，这种情况下可通过调整LED的电阻值、或者忽略程序中的小值等方法，来获取分级的颜色。在以下程序中，我们将红色字符部分小于50的各值忽略不计，将其作为0来处理。
//设定各颜色的阈值
if(rVal < 50){
rVal = 0;
}
if(gVal < 50){
gVal = 0;
}
if(bVal < 50){
bVal = 0;
}
将颜色传感器的值通过全彩色LED显示的sketch程序2
这一边的颜色清晰地反映出来了。整体上的印象是比以往的操作更轻松。
总结不同的颜色传感器、使用方法，有时会出现各自十分有趣的情形。下一次，我们将在颜色传感器的基础上将气压传感器、温度传感器等多个传感器组合在一起，制作出更为智能的照明元器件！
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发表于 2018-7-24 10:37:58
