在生產(chǎn)環(huán)境中，產(chǎn)品分類可能是一個非常困難的過程。持續(xù)的人工分揀會產(chǎn)生問題，并且需要大量的時間和人力。所以在本教程中，我們將使用NodeMCU-ESP8266， TCS3200顏色傳感器和兩個伺服電機構建一個基于物聯(lián)網(wǎng)的顏色分選機，正如標題所說，它將根據(jù)顏色對事物進行分類。TCS3200顏色傳感器負責感知物體的顏色，并使用兩個伺服電機將它們放入各自的預定義顏色盒中。由于它是物聯(lián)網(wǎng)的，每種顏色的產(chǎn)品數(shù)量將顯示在Thingspeak控制面板上。

出于演示目的，我們將使用硬紙板構建一個簡單的顏色分類設置。盒子和設置都將在固定位置，伺服電機將用于移動分選機，將球放入相應的顏色盒子中。我們將使用ThingSpeak和ESP8266來做到這一點。我們以前使用過TCS3200顏色傳感器和NodeMCU來構建一個基于物聯(lián)網(wǎng)的貨幣計數(shù)器，如果你感興趣的話，你可以檢查一下。

TCS3200顏色傳感器

TCS3200是一種顏色傳感器，可以根據(jù)波長檢測各種顏色。它使用TAOS TCS3200 RGB傳感器芯片來檢測顏色頻率。這個傳感器還包含四個白光led，可以照亮它前面的物體。TCS3200芯片有一個8 × 8的光電二極管陣列(總共64個光電二極管)。在這64個光電二極管中，16個光電二極管上有紅色濾光片，16個光電二極管上有綠色濾光片，16個光電二極管上有藍色濾光片，其余16個光電二極管上沒有濾光片。

在該模塊中，16個相同顏色的光電二極管并聯(lián)連接。控制引腳S2和S3用于選擇光電二極管陣列。例如，我們可以通過將S2和S3設置為低邏輯電平來讀取紅色光電二極管。完整的表格如下：

其余兩個控制引腳即S0和S1用于縮放輸出頻率。輸出頻率可以縮放到三個不同的預設值2%，20%或100%。設置輸出頻率的引腳邏輯如下表所示：

TCS3200 RGB顏色傳感器規(guī)格：

在繼續(xù)之前，讓我們先介紹一下這個模塊的規(guī)范。該模塊的工作電壓為3V至5V，這意味著它可以直接與任何微控制器接口，這就是為什么它是我們的NodeMCU的完美選擇，它使用3.3V邏輯電平。除了電源和地，它還有一個使能引腳E0，通過將其拉低或拉高，我們可以禁用或啟用芯片。OUT引腳用于提供輸出頻率，S0和S1選擇線選擇輸出頻率縮放。S2和S3選擇線選擇光電二極管類型。在測量顏色波長后，它將結果輸出為頻率，因此我們可以直接測量頻率并確定顏色，從而減少了ADC的干預。最后，該傳感器可以在1cm的距離內(nèi)精確測量被測物體。如果您想了解有關其規(guī)范的更多信息，可以查看TCS3200模塊的數(shù)據(jù)表

剪色機所需材料

?NodeMCU ESP8266 (1)

?TCS3200顏色傳感器(1)

?伺服電機(2)

?跳線

?紙板

?USB電源線

我們的顏色分選機電路圖

基于物聯(lián)網(wǎng)的顏色分選機的電路圖非常簡單，不需要復雜的連接。電路圖如下：

顏色傳感器供電3.3V，伺服電機供電5V。兩個電機的PWM引腳分別連接到NodeMCU的D2和D3引腳上。顏色傳感器的連接方式如下表所示：

設置ThingSpeak來監(jiān)控分色機的進度

ThingSpeak是一個開源的物聯(lián)網(wǎng)分析平臺服務，允許您聚合、可視化和分析云中的實時數(shù)據(jù)。它可以用來控制設備，可以存儲傳感器數(shù)據(jù)，可以用來創(chuàng)建實時數(shù)據(jù)的即時可視化，并使用Twitter和ThingHTTP等網(wǎng)絡服務發(fā)送警報。以前我們用thingsspeak構建了許多項目，比如：

太陽能Wi-Fi氣象站

基于物聯(lián)網(wǎng)的GPS跟蹤器

基于物聯(lián)網(wǎng)的車輛跟蹤器

所以，如果你感興趣的話，一定要看看這些?，F(xiàn)在讓我們通過配置將數(shù)據(jù)發(fā)送到ThingSpeak。

第一步：注冊

要向Thingspeak發(fā)送數(shù)據(jù)，需要一個Thingspeak帳戶。要做到這一點，請瀏覽Thingspeak網(wǎng)站。

點擊右上角的“注冊”選項，填寫所需的詳細信息。

之后，驗證E-mail id并單擊continue。

步驟2：創(chuàng)建可視化數(shù)據(jù)的渠道

現(xiàn)在，當您登錄到您的帳戶時，通過單擊“新頻道”按鈕創(chuàng)建一個新頻道。

點擊“新通道”后，輸入您想要上傳的數(shù)據(jù)的名稱和描述。

輸入字段1、字段2、字段3和字段4中的數(shù)據(jù)名稱。如果您希望使用多于兩個的字段，那么您可以選中field選項旁邊的框，并輸入通道的名稱和描述。

之后，單擊“Save Channel”按鈕完成通道創(chuàng)建過程。

Thingspeak通常以圖形格式顯示數(shù)據(jù)，但它也提供了使用不同小部件可視化數(shù)據(jù)的選項。要添加小部件，請單擊“add Widgets”選項并選擇要使用的小部件。在這個項目中，我使用的是“數(shù)字顯示”小部件。

步驟3:API密鑰

為了將數(shù)據(jù)發(fā)送到ThingSpeak，我們需要一個唯一的API密鑰，我們將在稍后的代碼中使用它將數(shù)據(jù)發(fā)送到ThingSpeak網(wǎng)站。

點擊“API密鑰”選項，獲取唯一的API密鑰，用于上傳傳感器數(shù)據(jù)?，F(xiàn)在復制“Write API Key”。

用于控制顏色分選機的Arduino代碼

基于物聯(lián)網(wǎng)的顏色分選機的完整代碼在文檔的末尾給出。在這里，我們一步一步地解釋完整的代碼。

我們將使用Arduino IDE的ThingSpeak，所以像往常一樣，第一步將包括所有必需的庫。h庫可以從給出的鏈接下載。顏色傳感器可以在沒有庫的情況下工作，因為我們可以直接從傳感器引腳讀取顏色頻率來決定顏色。

之后，在接下來的幾行中，我們定義了ThingSpeak API密鑰、通道號、Wi-Fi名稱和密碼，這些都是我們之前在創(chuàng)建ThingSpeak帳戶時保存的。

然后定義伺服變量。這里我們使用兩個伺服電機。第一個伺服電機用于將色球從初始位置移動到顏色傳感器。第二個伺服電機用于將色球放入色桶中。

之后，定義顏色傳感器引腳。

在setup()函數(shù)中，我們以9600波特初始化Serial。然后將顏色傳感器引腳定義為輸出引腳以讀取頻率值，還定義了頂部和底部伺服電機的引腳。

在loop()函數(shù)中，我們測量紅色、綠色和藍色的輸入頻率，并比較這些頻率讀數(shù)來檢測顏色。控制引腳S2和S3用于讀取顏色頻率。例如，讀取紅色頻率時，將兩個引腳設置為低邏輯電平;讀取藍色時，將S3引腳設置為HIGH， S2引腳設置為low;讀取綠色時，將S2引腳設置為HIGH， S3引腳設置為low。

在獲得紅色、綠色和藍色的頻率值之后，比較這些值來檢測顏色。在檢測到顏色后，首先，以特定的角度移動落點伺服器，使彩球掉落到相應的盒子中，然后移動拾取伺服器以傳遞球。每種顏色的頻率值隨距離而變化，可以相應地定制。識別顏色后，將檢測到的顏色球的數(shù)量發(fā)送給ThingSpeak。

測試顏色分選機

一旦代碼和硬件準備好了，就可以進行顏色分類設置，并安裝伺服電機和顏色傳感器，如下圖所示：

現(xiàn)在將代碼上傳到NodeMCU-ESP8266板，您的機器準備賣空不同顏色的球。每種顏色的產(chǎn)品數(shù)量將顯示在Thingspeak上，如下圖所示：

本文編譯自iotdesignpro