带有I2C接口的颜色传感器

一、颜色传感器

  这是前几天收到了颜色传感器。它采用主动式检测原理对物体表面的 颜色进行测量。也就是通过 RGB 三种LED主动发送辐射光，利用同一光电管来接收物体反射光的强度来反映物体反射光的颜色。但不能够测量物体本身发射的颜色。生产厂家给出了详细的使用说明。适合电子初学爱好者使用。在模块上使用了 ST 的八位单片机完成颜色检测并通过 I2C 总线输出测量结果。下面对于它的基本功能进行测试一下。

二、测试电路

  根据模块手册给出的接口定义，使用了一个六芯插座连接 I2C 总线，ERROR状态、按键KEY、以及电源接口。按键接口可以外接机械按钮，后面将其直接接入单片机来模拟按键。使用手边比较多的F103单片机设计测试电路。在最小系统上，连接有一个 OLED 显示测量结果。通过一个六芯接口连接测量模块。其中包括I2C总线，状态、按键和电源。

  绘制单面PCB，利用一分钟制板方法，一分钟之后得到了测试PCB。电路板制作的非常完美。下面进行焊接测试。

  先对电路板进行上锡，这样就便于后面的焊接。焊接电路，其中有两颗跳线使用 0 欧姆完成。对电路进行清洗，便于后面的测试。

三、软件调试

  使用CubeMX 生成程序框架，在此基础上开发应用程序。使用 弹簧夹子将 ST-LINK 接入电路板。下载初步测试程序。可以看到 MCU 开始工作了。

  加入 OLED 接口软件模块。可以在OLED上显示字符。这样可以方便后面读取数据的调试。

四、传感器矫正

  将传感器通过六芯扁平电缆接入测试电路。上电之后，可以看到电路板上的六个LED都点亮了。接口上的5V指示LED点亮。

  下面通过MCU编程，模拟按键动作，将KEY端口置低电平，便可以将模块设置为矫正模式。根据数据手册，首先，长按按钮，超过四秒钟，按键指示灯通过快闪到慢闪的变化，进入白色矫正。 然后将白纸放在颜色模块前，再按动按钮，进行白色矫正。 接下来矫正黑色。完成之后便颜色模块放回到正常测量状态了。

  矫正前，模块中间的 按钮LED熄灭。单片机在 按钮引线发出超过 5秒钟的低电平，模块中的 按钮指示灯快闪之后转为慢闪，现在进入矫正状态。在模块前放置一个白色纸张，进行白色矫正。单片机发送一个 0.5秒钟的低电平，模块便开始采集矫正。接下来，在模块前放置一个黑色物品，或者没有放置物品。再对按钮管脚发送一个低电平脉冲，完成黑色矫正。程序中，长按按钮，时间为 5秒钟。短按按钮，时间为 500毫秒。这样便可以完成模块的颜色矫正，矫正参数存储在单片机中。

五、读取数据

  根据颜色检测模块数据手册，编写对应的数据读取命令。首先测试一个模块握手命令。也就是发送 0xaa 命令，可以接收到 0x66 返回数据。这样便可以证明模块 I2C 访问正常。通过发送握手命令，验证模块正常。下面测试读取对应的颜色数据命令。

  编写读写RGB命令，在 OLED显示读取的数据。现在显示测量模块前面没有物体情况下的数据。三个通道的数据很小，将手掌放置在模块前面，读取的数据很快增加，直到饱和。由此验证了这个模块的基本功能是正常的。

※ 功能正常 ※

  本文测试了带有 I2C总线的 颜色传感器。它采用三色 LED 主动发送光线，根据反射光强来检测物体表面颜色。关于该模块的其他功能之后再进行测试。