【Gravity:AS7341测评】+ 色彩检测器的设计 (兼结题报告)

jinglixixi 发表于 2021-1-25 01:47

将可见光传感器的检测值送往串口来输出显示，在使用上总有些不方便的感觉，若为它配上一个小巧的显示屏将会为之改观，图1至图3就是配置OLED显示屏后的显示效果。



图1 起始界面



图2  前4个通道值显示



图3 后4个通道值显示

要实现这样的显示功能，无非是在原来的色彩检测基础上再添加一个OLED 屏的显示驱动功能。

为此，我们可以令OLED屏的2个I2C引脚与MCU建立如下的连接关系：

SCL1---12

SDA1---11

用I/O来模拟I2C通讯所输出高低电平的语句定义为：

#define SCL1_high   digitalWrite(SCL1, HIGH)

#define SCL1_low   digitalWrite(SCL1,LOW)

 

#define SDA1_high   digitalWrite(SDA1, HIGH)

#define SDA1_low   digitalWrite(SDA1,LOW)

 

设置2个引脚为输出功能的语句为：

pinMode(SCL1, OUTPUT);

pinMode(SDA1, OUTPUT);   

 

辅助数据传输的相关函数为：

void IIC_Start()

{

   SCL1_high;

   SDA1_high;

   SDA1_low;

   SCL1_low;

}

 

void IIC_Stop()

{

   SCL1_low;

   SDA1_low;

   SCL1_high;

   SDA1_high;

}

 

void IIC_Wait_Ack()

{

    SCL1_high;

    SCL1_low;

}

实现显示效果的关键程序为：

void setup(void)

{

  Serial.begin(115200);

  while (as7341.begin() != 0) {

  Serial.println("IIC init failed, please check if the wire connection is correct");

  delay(1000);

  } 

  pinMode(SCL1, OUTPUT);

  pinMode(SDA1, OUTPUT);   

  OLED_Init();

  OLED_Clear();

  OLED_ShowString(0,0,"AS7341 TEST",16);

  OLED_ShowString(0,2,"jinglixixi",16);

  delay(1000);

  delay(1000);

  OLED_Clear();

  OLED_ShowString(0,0,"F1=0    F2=0",16);

  OLED_ShowString(0,2,"F3=0    F4=0",16);

  delay(1000);

  delay(1000);

  OLED_ShowString(0,0,"F5=0    F6=0",16);

  OLED_ShowString(0,2,"F7=0    F8=0",16);

}

 

void loop(void)

{

  DFRobot_AS7341::sModeOneData_t data1;

  DFRobot_AS7341::sModeTwoData_t data2;

  as7341.startMeasure(as7341.eF1F4ClearNIR);

  data1 = as7341.readSpectralDataOne();

  OLED_Clear();

  OLED_ShowString(0,0,"F1=     F2=",16);

  OLED_ShowString(0,2,"F3=     F4=",16);

  OLED_ShowNum(24,0,data1.ADF1,4,16);

  OLED_ShowNum(88,0,data1.ADF2,4,16);

  OLED_ShowNum(24,2,data1.ADF3,4,16); 

  OLED_ShowNum(88,2,data1.ADF4,4,16);

  as7341.startMeasure(as7341.eF5F8ClearNIR);

  data2 = as7341.readSpectralDataTwo();

  delay(1000);

  delay(1000);

  OLED_Clear();

  OLED_ShowString(0,0,"F5=     F6=",16);

  OLED_ShowString(0,2,"F7=     F8=",16);

  OLED_ShowNum(24,0,data2.ADF5,4,16);

  OLED_ShowNum(88,0,data2.ADF6,4,16);

  OLED_ShowNum(24,2,data2.ADF7,4,16); 

  OLED_ShowNum(88,2,data2.ADF8,4,16);

  delay(1000);

  delay(1000);

}

 

图4 是色彩分布的区间，进行相应色彩的检测，特提取了相应的色彩样本以供显示屏来显示，参见图5所示。

<img alt="https://bbs.eeworld.com.cn/data/attachment/elecplay/upload/image/20201110/1604975124279063.png" src="https://bbs.eeworld.com.cn/data/attachment/elecplay/upload/image/20201110/1604975124279063.png" style="width:309px; height:310px" />

图4 色彩分布的区间



图5 色彩样本（F3）

以可见光传感器对色彩样本检测的结果如下：

1）F1色彩样本

 



        

RGB(888)色彩值：

0x8B3DC5=( 10001011,00111101,11000101)B

RGB(565)色彩值：

0x89F8

实测值：

<table class="MsoTableGrid" style="border-collapse:collapse; border:undefined">
<tbody>
<tr>
<td style="width:53.25pt; padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt" valign="top" width="89">
F1=3
</td>
<td style="width:53.25pt; padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt" valign="top" width="89">
F2=42(1)
</td>
<td style="width:53.25pt; padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt" valign="top" width="89">
F3=13
</td>
<td style="width:53.25pt; padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt" valign="top" width="89">
F4=12
</td>
<td style="width:53.25pt; padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt" valign="top" width="89">
F5=16
</td>
<td style="width:53.25pt; padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt" valign="top" width="89">
F6=25(2)
</td>
<td style="width:53.3pt; padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt" valign="top" width="89">
F7=18(3)
</td>
<td style="width:53.3pt; padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt" valign="top" width="89">
F8=9
</td>
</tr>
</tbody>
</table>

 

2）F3色彩样本



RGB(888)色彩值：

0x01 B0 F1=( 00000001,10110000,11110001)B

RGB(565)色彩值：

0x059E

实测值：

<table class="MsoTableGrid" style="border-collapse:collapse; border:undefined">
<tbody>
<tr>
<td style="width:53.25pt; padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt" valign="top" width="89">
F1=4
</td>
<td style="width:53.25pt; padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt" valign="top" width="89">
F2=57(1)
</td>
<td style="width:53.25pt; padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt" valign="top" width="89">
F3=20
</td>
<td style="width:53.25pt; padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt" valign="top" width="89">
F4=27(3)
</td>
<td style="width:53.25pt; padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt" valign="top" width="89">
F5=29(2)
</td>
<td style="width:53.25pt; padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt" valign="top" width="89">
F6=12
</td>
<td style="width:53.3pt; padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt" valign="top" width="89">
F7=5
</td>
<td style="width:53.3pt; padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt" valign="top" width="89">
F8=3
</td>
</tr>
</tbody>
</table>

 

3）F5色彩样本



RGB(888)色彩值：

0x00AF50=( 00000000,10101111,01010000)B

RGB(565)色彩值：

0x056A

实测值：

<table class="MsoTableGrid" style="border-collapse:collapse; border:undefined">
<tbody>
<tr>
<td style="width:53.25pt; padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt" valign="top" width="89">
F1=2
</td>
<td style="width:53.25pt; padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt" valign="top" width="89">
F2=12
</td>
<td style="width:53.25pt; padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt" valign="top" width="89">
F3=8
</td>
<td style="width:53.25pt; padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt" valign="top" width="89">
F4=19(2)
</td>
<td style="width:53.25pt; padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt" valign="top" width="89">
F5=33(1)
</td>
<td style="width:53.25pt; padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt" valign="top" width="89">
F6=13(3)
</td>
<td style="width:53.3pt; padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt" valign="top" width="89">
F7=4
</td>
<td style="width:53.3pt; padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt" valign="top" width="89">
F8=2
</td>
</tr>
</tbody>
</table>

 

4）F7色彩样本



RGB(888)色彩值：

0x FF C0 00=(11111111,11000000,00000000)B

RGB(565)色彩值：

0xFE00

实测值：

<table class="MsoTableGrid" style="border-collapse:collapse; border:undefined">
<tbody>
<tr>
<td style="width:53.25pt; padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt" valign="top" width="89">
F1=5
</td>
<td style="width:53.25pt; padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt" valign="top" width="89">
F2=9
</td>
<td style="width:53.25pt; padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt" valign="top" width="89">
F3=11
</td>
<td style="width:53.25pt; padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt" valign="top" width="89">
F4=32
</td>
<td style="width:53.25pt; padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt" valign="top" width="89">
F5=41(3)
</td>
<td style="width:53.25pt; padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt" valign="top" width="89">
F6=69(1)
</td>
<td style="width:53.3pt; padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt" valign="top" width="89">
F7=48(2)
</td>
<td style="width:53.3pt; padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt" valign="top" width="89">
F8=22
</td>
</tr>
</tbody>
</table>

 

5）F6色彩样本



RGB(888)色彩值：

0x FF FF 01=( 11111111,11111111,00000001)B

RGB(565)色彩值：

0xFFE0

实测值：

<table class="MsoTableGrid" style="border-collapse:collapse; border:undefined">
<tbody>
<tr>
<td style="width:53.25pt; padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt" valign="top" width="89">
F1=4
</td>
<td style="width:53.25pt; padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt" valign="top" width="89">
F2=7
</td>
<td style="width:53.25pt; padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt" valign="top" width="89">
F3=11
</td>
<td style="width:53.25pt; padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt" valign="top" width="89">
F4=42
</td>
<td style="width:53.25pt; padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt" valign="top" width="89">
F5=88(2)
</td>
<td style="width:53.25pt; padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt" valign="top" width="89">
F6=92(1)
</td>
<td style="width:53.3pt; padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt" valign="top" width="89">
F7=54(3)
</td>
<td style="width:53.3pt; padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt" valign="top" width="89">
F8=26
</td>
</tr>
</tbody>
</table>

 

6）F8色彩样本



RGB(888)色彩值：

0x C1 00 03=(11000001,00000000,00000011)B

RGB(565)色彩值：

0xC000

实测值：

<table class="MsoTableGrid" style="border-collapse:collapse; border:undefined">
<tbody>
<tr>
<td style="width:53.25pt; padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt" valign="top" width="89">
F1=1
</td>
<td style="width:53.25pt; padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt" valign="top" width="89">
F2=4
</td>
<td style="width:53.25pt; padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt" valign="top" width="89">
F3=3
</td>
<td style="width:53.25pt; padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt" valign="top" width="89">
F4=2
</td>
<td style="width:53.25pt; padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt" valign="top" width="89">
F5=7
</td>
<td style="width:53.25pt; padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt" valign="top" width="89">
F6=29 (1)
</td>
<td style="width:53.3pt; padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt" valign="top" width="89">
F7=23(2)
</td>
<td style="width:53.3pt; padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt" valign="top" width="89">
F8=9(3)
</td>
</tr>
</tbody>
</table>

 

7）F2色彩样本



RGB(888)色彩值：

0x02 51 8C =( 00000010,01010000,10001100)B

RGB(565)色彩值：

0x0291

实测值：

<table class="MsoTableGrid" style="border-collapse:collapse; border:undefined">
<tbody>
<tr>
<td style="width:53.25pt; padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt" valign="top" width="89">
F1=2
</td>
<td style="width:53.25pt; padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt" valign="top" width="89">
F2=34(1)
</td>
<td style="width:53.25pt; padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt" valign="top" width="89">
F3=12(2)
</td>
<td style="width:53.25pt; padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt" valign="top" width="89">
F4=12(3)
</td>
<td style="width:53.25pt; padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt" valign="top" width="89">
F5=11
</td>
<td style="width:53.25pt; padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt" valign="top" width="89">
F6=5
</td>
<td style="width:53.3pt; padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt" valign="top" width="89">
F7=3
</td>
<td style="width:53.3pt; padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt" valign="top" width="89">
F8=1
</td>
</tr>
</tbody>
</table>

 

8）F4色彩样本



RGB(888)色彩值：

0x02 FE CD =(00000010,11111110,11001101)B

RGB(565)色彩值：

0x0291

实测值：

<table class="MsoTableGrid" style="border-collapse:collapse; border:undefined">
<tbody>
<tr>
<td style="width:53.25pt; padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt" valign="top" width="89">
F1=7
</td>
<td style="width:53.25pt; padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt" valign="top" width="89">
F2=67(3)
</td>
<td style="width:53.25pt; padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt" valign="top" width="89">
F3=30
</td>
<td style="width:53.25pt; padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt" valign="top" width="89">
F4=73(2)
</td>
<td style="width:53.25pt; padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt" valign="top" width="89">
F5=74(1)
</td>
<td style="width:53.25pt; padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt" valign="top" width="89">
F6=22
</td>
<td style="width:53.3pt; padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt" valign="top" width="89">
F7=7
</td>
<td style="width:53.3pt; padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt" valign="top" width="89">
F8=4
</td>
</tr>
</tbody>
</table>

 

经实际测评，可见光传感器AS7341的性能是比较出色，尤其是在对黄色的识别上，它能够独立识别，而不是以2个色彩的和来识别。比较遗憾的是本想以彩色OLED屏来完成色彩识别仪的设计，怎奈ArduinoUNO开发板的程序存储空间稍小些，无法支撑该设想的实现，尽管单独驱动彩色OLED来完成显示输出是没有问题的，但在加上色彩传感器后，就只有显示起始界面的份儿了，传感器也无法在有限的程序空间内运转。其解决之道就是将ArduinoUNO的程序功能移植到程序存储空间比较大的MCU开发板上，当然这是需要较多时间的。

freebsder 发表于 2021-1-28 22:48

还好我不是色盲，最后几个F1,F2看的好谣言。

上海首席男模 发表于 2021-2-24 09:33

你测出来数字量最大是1000还是65535

jinglixixi 发表于 2021-2-25 08:45

上海首席男模发表于 2021-2-24 09:33
你测出来数字量最大是1000还是65535

也就1000

okhxyyo 发表于 2021-2-25 10:29

很漂亮~赞赞赞~

jinglixixi 发表于 2021-2-25 20:37

okhxyyo 发表于 2021-2-25 10:29
很漂亮~赞赞赞~

<img height="48" src="https://bbs.eeworld.com.cn/static/editor/plugins/hkemoji/sticker/facebook/handshake.gif" width="48" />

Wordfield 发表于 2022-12-6 16:29

jinglixixi 发表于 2021-2-25 08:45
也就1000

大佬，你这样的可以加一块掌控板，把数据传送到APP    这样是不是更好！

jinglixixi 发表于 2022-12-6 22:03

Wordfield 发表于 2022-12-6 16:29
大佬，你这样的可以加一块掌控板，把数据传送到APP    这样是不是更好！

也可以，暂时用不上，它与基本的GRB色彩模式有距离。

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