Пример работы с сенсором цвета TCS3472

Для будущих самоделок, было решено заказать довольно дешевый датчик цвета TCS3472 Color Sensor.

Датчик имеет на борту два светодиода а вот более подробные характеристики

Технические параметры:

• Напряжение питания: 3.3 – 5 В
• Потребляемый ток: 235 мкА (сред.), 330 мкА (макс.)
• Время преобразований: 2.4 мс – 700 мс (настраиваемое)
• Скорость интерфейса I2C: до 400 кбит/с
• Адрес датчика (I2C): 0x29
• Габариты: 31 x 11 x 4 мм
• Вес: 3 г

Дополнительные настройки датчика TCS3472:

• Коэффициент усиления: 1x, 4x, 16x, 60x (более высокие значения — при плохом освещении, но с увеличением шума)
• Настройка времени преобразований: 2.4, 24, 50, 101, 154, 700 мс

Назначение контактов:

• LED: управление LED (включен по умолчанию, для отключения установить в низкое состояние)
• INT: выход прерывания (активный низкий уровень, требуется подтягивающий резистор)
• SDA: линия SDA I2C
• SCL: линия SCL I2C
• 3V3: вывод питания 3.3 В
• GND: заземление
• VCC: питание 3.3 В или 5 В

Но прежде чем приступить к его использованию, важно тщательно протестировать этот датчик, чтобы глубже понять его функционал и выявить все уникальные особенности.

Для тестирования я решил прикрепить датчик на мобильны телефон, и подключить его к ESP32 (это штука как на изображении ниже

Микроконтроллер я так-же примотал к телефону (и тут самое важное приматывать обязательно надо синей изолентой)

Идея состоит в том, чтобы запустить на ESP32 Веб сервер и передавать данные датчика через веб интерфейс. И чтобы не писать код веб страниц в скетч и тем самым превращать его в слабо читаемый громоздкий мусор, я решил записать файлы веб страниц на файловую систему SPIFFS. Правда такое решение позже стоило мне некоторой головной боли. Дело все в том что я не нашел вменяемого решения как работать с SPIFFS в Arduino IDE 2.0 и выше. Есть варианты как работать с SPIFFS через командную строку, но я решил что проще скачать более струю версию к примеру 1.8 Arduino IDE (Скачать) и плагин к ней ТУТ (Основная страница проекта)

UPD: Уррра, решение для загрузки в файловую систему на Arduino IDE 2.x найдено ВОТ ОНО почитать можно ТУТ ESP32 а ТУТ ESP8266

#include "Wire.h"
#include "Adafruit_TCS34725.h"

#include "WiFi.h"
#include "ESPAsyncWebServer.h"
#include "SPIFFS.h"

// Управляем светодиодами на датчике
#define LED 5

// Параметры работы датчика
Adafruit_TCS34725 tcs = Adafruit_TCS34725(700, TCS34725_GAIN_16X);

// Настройки подключения к WI-FI
const char* ssid = "Твоя_сеть";
const char* password = "Ключ_твоей_сети";

// Данные с датчика
uint16_t r, g, b, c, colorTemp, lux;

// Создаем экземпляр класса «AsyncWebServer»
// под названием «server» и задаем ему номер порта «80»:
AsyncWebServer server(80);

// Работаем с шаблоном HTML, заменяем ключевые слова на значения переменных
String processor(const String& var){
  // Создаем текстовую переменную, в которую будем собирать строку о данных светодиода
  String rgbData = "";

  Serial.println(var); // Для отладки
  if(var == "RGBDATA"){

    tcs.getRawData(&r, &g, &b, &c);
    // Если вдруг понадобится
    // colorTemp = tcs.calculateColorTemperature(r, g, b);
    // lux = tcs.calculateLux(r, g, b);

    return rgbData+"R:"+r+" G:"+g+" B:"+b+" C:"+c;

  }
  return String();
}

String getColorWithSeparator(){
    
    // Получим строку формата для передачи ее пользователю rgb(214,86,43)
    tcs.getRawData(&r, &g, &b, &c);
    float c_ = (c * 255.0f / 65535.0f);
    float y_ = (255 / c_);
    float r_ = (r * 255.0f / 65535.0f)*y_;
    float g_ = (g * 255.0f / 65535.0f)*y_;
    float b_ = (b * 255.0f / 65535.0f)*y_;

    return (String)"rgb("+r_+","+g_+","+b_+")";

}

void setup(void) {
  Serial.begin(115200);
  pinMode(LED, OUTPUT);
  digitalWrite(LED, LOW); Стартуем на выключенном состоянии

  delay(1000);

  // Ищем сенсор пока не найдем
  if (tcs.begin()) {
    Serial.println("Found sensor");
  } else {
    Serial.println("No TCS34725 found ... check your connections");
    while (!tcs.begin());
  }

  delay(1000);

  // Файловая система
  // Инициализируем SPIFFS:
  if(!SPIFFS.begin(true)){
    Serial.println("An Error has occurred while mounting SPIFFS");
               //  "При монтировании SPIFFS произошла ошибка"
    return;
  }

  // Подключаемся к WiFi:
  WiFi.begin(ssid, password);
  Serial.print("Connecting to WiFi");
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    delay(1000);
    Serial.print(".");
  }
  Serial.println("Connected!");
  // Выводим в монитор порта локальный IP-адрес ESP32:
  Serial.println(WiFi.localIP());

  // URL для корневой страницы веб-сервера:
  server.on("/", HTTP_GET, [](AsyncWebServerRequest *request){
    request->send(SPIFFS, "/index.html", String(), false, processor);
  });
  
  // URL для файла «style.css»:
  server.on("/style.css", HTTP_GET, [](AsyncWebServerRequest *request){
    request->send(SPIFFS, "/style.css", "text/css");
  });

  // Управляем светодиодом:
  server.on("/on", HTTP_GET, [](AsyncWebServerRequest *request){
    digitalWrite(LED, HIGH);
    Serial.println("RQ LED on");
    request->send(200, "text/plain", "1");
  });

  server.on("/off", HTTP_GET, [](AsyncWebServerRequest *request){
    digitalWrite(LED, LOW);
    Serial.println("RQ LED off");
    request->send(200, "text/plain", "0");
  });

  // Отдаем данные о свете
  server.on("/getcolor", HTTP_GET, [](AsyncWebServerRequest *request){
    Serial.println("RQ GetColor");
    request->send(200, "text/plain", getColorWithSeparator());
  });

  server.begin();

}

void loop(void) {

}

Скачанный плагин для Arduini IDE прежних версий распакуйте в директорию с проектами Arduini IDE, используя такую структуру "C:\Users\user\Documents\Arduino\tools\ESP32FS\tool\esp32fs.jar"

В директории вашего проекта создайте папку data и поместите в нее файлы index.html и style.css со следующим содержимым’

index.html

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<meta charset="UTF-8"/>
<title>ESP32 Color sensor</title>
<meta name="viewport" content="width=device-width, initialscale=1">
<link rel="icon" href="data:,">
<link rel="stylesheet" type="text/css" href="style.css">
<script
src="https://code.jquery.com/jquery-3.6.3.js"
integrity="sha256-nQLuAZGRRcILA+6dMBOvcRh5Pe310sBpanc6+QBmyVM="
crossorigin="anonymous">
</script>
</head>
<body>
<h1 id="header">ESP32 Color sensor</h1>
<p id="rgbData">%RGBDATA%</p>
<div id="sensorColor"></div>
<div id="toggileContainer">
<label class="toggle">
<input class="toggle-checkbox" type="checkbox">
<div class="toggle-switch"></div>
<span class="toggle-label">LED</span>
</label>
</div>

<script>

setInterval(function() {
  
	$.ajax({
		url: '/getcolor',
		method: 'get',
		dataType: 'html',
		success: function(data){
			$("#sensorColor").css('background', data);
			$("#rgbData").text(data);
		},
		error: function(data){

		}
	});
  
}, 1000);

$(".toggle-checkbox" ).click(function(){
	if ($('.toggle-checkbox').is(":checked")){
		$.ajax({
			url: '/on',
			method: 'get',
			dataType: 'html',
			success: function(data){
				$('.toggle-checkbox').prop('checked', true);  
			},
			error: function(data){
				$('.toggle-checkbox').prop('checked', false);
			}
		});
	}else{
		$.ajax({
			url: '/off',
			method: 'get',
			dataType: 'html',
			success: function(data){
				$('.toggle-checkbox').prop('checked', false);
			},
			error: function(data){
				$('.toggle-checkbox').prop('checked', true);
			}
		});
	}	
});

</script>


</body>
</html>

style.css

*,
*:before,
*:after {
  box-sizing: border-box;
}


html, body {
	background: #00202e;
	color: #d8e8ec;
	font-family: -apple-system, ".SFNSText-Regular", "Helvetica Neue", "Roboto", "Segoe UI", sans-serif;
}

#header, #rgbData {
	display: block;
	width: 100%;
	text-align: center;
}

#sensorColor {
	margin: 0 auto;
	width: 300px;
	height: 300px;
	box-shadow: inset 0px 0px 20px 10px rgba(0,0,0,0.4);
	background: rgb(219,6,227);
	border: 1px solid #FCFCFC;
	border-radius: 20px;
}

#toggileContainer {
	margin: 30px auto;
	width: 150px;
}

.toggle {
  cursor: pointer;
  display: inline-block;
}

.toggle-switch {
  display: inline-block;
  background: #ccc;
  border-radius: 32px;
  width: 112px;
  height: 56px;
  position: relative;
  vertical-align: middle;
  transition: background 0.25s;
}
.toggle-switch:before, .toggle-switch:after {
  content: "";
}
.toggle-switch:before {
  display: block;
  background: linear-gradient(to bottom, #fff 0%, #eee 100%);
  border-radius: 50%;
  box-shadow: 0 0 0 1px rgba(0, 0, 0, 0.25);
  width: 48px;
  height: 48px;
  position: absolute;
  top: 4px;
  left: 4px;
  transition: left 0.25s;
}
.toggle:hover .toggle-switch:before {
  background: linear-gradient(to bottom, #fff 0%, #fff 100%);
  box-shadow: 0 0 0 1px rgba(0, 0, 0, 0.5);
}
.toggle-checkbox:checked + .toggle-switch {
  background: #56c080;
}
.toggle-checkbox:checked + .toggle-switch:before {
  left: 60px;
}

.toggle-checkbox {
  position: absolute;
  visibility: hidden;
}

.toggle-label {
  margin-left: 5px;
  position: relative;
  top: 2px;
}

Обратите внимание что для “общения” с микроконтроллером используется JQuery, и я не отважился помещать на файловую систему микроконтроллера еще и его. Вместо этого я подключил онлайн версию, что может стать проблемой, если вы намеривались использовать это устройство в условиях полной автономности.

Когда все готово то пишем в IDE наш скетч и после нажимаем кнопку Инструменты -> ESP skatch data upload. Все можно успешно тестировать.

Теперь в браузере вашего телефона, к которому примотаны датчик и микроконтроллер (обязательно синей изолентой) надо ввести ip адрес нашего веб-сервера на микроконтроллере, и наблюдать работу датчика. Попробуйте прислонить датчик к предметам разных цветов. Отдельно можно управлять светодиодом на датчике.

Так-же можно прочитать подобную статью