====== Датчик цвета (Troyka-модуль): инструкция, схемы и примеры использования ======
Используйте [[amp>product/troyka-color-sensor?utm_source=man&utm_campaign=troyka-color-sensor&utm_medium=wiki|датчик цвета]] для определения оттенков объекта в зоне видимости.

{{ :products:troyka-color-sensor:troyka-color-sensor.5.jpg?nolink |}}


===== Пример работы для Arduino =====

На роль мозга для работы с датчиком цвета рассмотрим платформы из семейства [[amp>collection/arduino?utm_source=man&utm_campaign=troyka-color-sensor&utm_medium=wiki|Arduino]], например [[amp>product/arduino-uno?utm_source=man&utm_campaign=troyka-color-sensor&utm_medium=wiki|Arduino Uno]].

<WRAP center round tip 50%>
[[articles:arduino-ide-install|Как начать работу с Arduino?]]
</WRAP>

==== Что понадобится ====

  * [[amp>product/arduino-uno?utm_source=man&utm_campaign=troyka-color-sensor&utm_medium=wiki|Arduino Uno]]
  * [[amp>product/troyka-color-sensor?utm_source=man&utm_campaign=troyka-color-sensor&utm_medium=wiki|Датчик цвета]]
  * [[amp>product/usb-cable?utm_source=man&utm_campaign=troyka-color-sensor&utm_medium=wiki|Кабель USB (A — B)]]
  * [[amp>product/wire-fm?utm_source=man&utm_campaign=troyka-color-sensor&utm_medium=wiki|Соединительные провода «мама-папа»]]
==== Схема устройства ====

^  Датчик цвета  ^  Arduino Uno  ^
|  L  |  6  |
|  V  |  5V  |
|  G  |  GND  |
|  D  |  SDA  |
|  C  |  SCL  |

=== Базовое подключение ===

{{ :products:troyka-color-sensor:troyka-color-sensor-example-arduino.png?nolink |}}
=== Подключение через Troyka Shield ===

Для быстрой сборки используйте плату расширения [[amp>product/arduino-troyka-shield?utm_source=man&utm_campaign=troyka-color-sensor&utm_medium=wiki|Troyka Shield]]. Два [[amp>product/3-wire-cable-digital-troyka?utm_source=man&utm_campaign=troyka-color-sensor&utm_medium=wiki|трёхпроводных шлейфа]] включены в комплект к сенсору.

{{ :products:troyka-color-sensor:troyka-color-sensor-example-arduino-troyka-shield.png?nolink |}}

=== Подключение через Troyka Slot Shield ===

С [[amp>product/arduino-troyka-slot-shield?utm_source=man&utm_campaign=troyka-color-sensor&utm_medium=wiki|Troyka Slot Shield]] провода не понадобятся вовсе.

{{ :products:troyka-color-sensor:troyka-color-sensor-example-arduino-troyka-slot-shield.png?nolink |}}

==== Вывод данных ====

Выведем RGB-составляющие, цветовую температуру и уровень освещённости в Serial-порт. Для работы примера [[https://github.com/adafruit/Adafruit_TCS34725|скачайте и установите библиотеку для Arduino]].

<code C printColorData.ino>
// Библиотека для работы с датчиком цвета
#include "Adafruit_TCS34725.h"

// Создаём объект для работы с датчиком
Adafruit_TCS34725 colorSensor;

// Назначаем пин для управления подсветкой
constexpr uint8_t PIN_BACKLIGHT = 6;

void setup() {
  // Открываем Serial-порт
  Serial.begin(9600);
  // PIN_BACKLIGHT в режим выхода
  pinMode(PIN_BACKLIGHT, OUTPUT);
  // Включаем подсветку
  digitalWrite(PIN_BACKLIGHT, HIGH);
  // Инициализация сенсора цвета
  if (colorSensor.begin()) {
    Serial.println("Found sensor");
  } else {
    Serial.println("No TCS34725 found...");
    while (1);
  }
}

void loop() {
  // Переменные для хранения цветовой температуры и освещённости
  int colorTemp, lux;
  // Переменные для хранения цветов R, G и B
  float r, g, b;
  // Считываем цвета с датчика цвета
  colorSensor.getRGB(&r, &g, &b);
  // Вычисляем цветовую температуру в кельвинах
  colorTemp = colorSensor.calculateColorTemperature(r, g, b);
  // Вычисляем освещённость в люксах
  lux = colorSensor.calculateLux(r, g, b);
  // Выводим данные в Serial-порт
  Serial.print("Color Temp: ");
  Serial.print(colorTemp);
  Serial.print(" K");
  Serial.print('\t');
  Serial.print("Lux: "); 
  Serial.print(lux);
  Serial.print('\t'); 
  Serial.print("R: "); 
  Serial.print(r); 
  Serial.print('\t');
  Serial.print("G: "); 
  Serial.print(g); 
  Serial.print('\t');
  Serial.print("B: "); 
  Serial.println(b);
}
</code>

==== Определение цвета ====
В продолжении определим, какой цвет на текущий момент преобладает в зоне видимости датчика.
<code C DetectColor.ino>
// Библиотека для работы с датчиком цвета
#include "Adafruit_TCS34725.h"
 
// Создаём объект для работы с датчиком
Adafruit_TCS34725 colorSensor;
 
// Назначаем пин для управления подсветкой
constexpr uint8_t PIN_BACKLIGHT = 6;
 
void setup() {
  // Открываем Serial-порт
  Serial.begin(9600);
  // PIN_BACKLIGHT в режим выхода
  pinMode(PIN_BACKLIGHT, OUTPUT);
  // Включаем подсветку
  digitalWrite(PIN_BACKLIGHT, HIGH);
  // Инициализация сенсора цвета
  if (colorSensor.begin()) {
    Serial.println("Found sensor");
  } else {
    Serial.println("No TCS34725 found...");
    while (1);
  }
}

void loop() {
  // Переменные для хранения цветов R, G и B
  float r, g, b;
  // Считываем цвета с датчика цвета
  colorSensor.getRGB(&r, &g, &b);
  // Вычисляем какой цвет преобладает в зоне видимости датчика
  if ((r > g) && (r > b))
    Serial.println("RED");
  else if ((g > r) && (g > b))
    Serial.println("GREEN");
  else if ((b > g) && (b > r))
    Serial.println("BLUE");
  delay(100);
}
</code>

===== Примеры работы для Espruino =====

На роль мозга для работы с датчиком цвета рассмотрим платформы из семейства [[amp>collection/espruino?utm_source=man&utm_campaign=troyka-color-sensor&utm_medium=wiki|Espruino]], например [[amp>product/iskra-js?utm_source=man&utm_campaign=troyka-color-sensor&utm_medium=wiki|Iskra JS]].

<WRAP center round tip 50%>
[[js:ide|Как начать работу с Espruino?]]
</WRAP>

==== Что понадобится ====

  * [[amp>product/iskra-js?utm_source=man&utm_campaign=troyka-color-sensor&utm_medium=wiki|Iskra JS]]
  * [[amp>product/troyka-color-sensor?utm_source=man&utm_campaign=troyka-color-sensor&utm_medium=wiki|Датчик цвета]]
  * [[amp>product/usb-cable-micro?utm_source=man&utm_campaign=troyka-color-sensor&utm_medium=wiki|Кабель USB (A — Micro USB)]]
  * [[amp>product/wire-fm?utm_source=man&utm_campaign=troyka-color-sensor&utm_medium=wiki|Соединительные провода «мама-папа»]]

==== Схема устройства ====

^  Датчик цвета  ^  Iskra JS  ^
|  L  |  6  |
|  V  |  5V  |
|  G  |  GND  |
|  D  |  SDA  |
|  C  |  SCL  |

=== Базовое подключение ===

{{ :products:troyka-color-sensor:troyka-color-sensor-example-espruino.png?nolink |}}
=== Подключение через Troyka Shield ===

Для быстрой сборки используйте плату расширения [[amp>product/arduino-troyka-shield?utm_source=man&utm_campaign=troyka-color-sensor&utm_medium=wiki|Troyka Shield]]. Два [[amp>product/3-wire-cable-digital-troyka?utm_source=man&utm_campaign=troyka-color-sensor&utm_medium=wiki|трёхпроводных шлейфа]] включены в комплект к сенсору.

{{ :products:troyka-color-sensor:troyka-color-sensor-example-espruino-troyka-shield.png?nolink |}}

=== Подключение через Troyka Slot Shield ===

С [[amp>product/arduino-troyka-slot-shield?utm_source=man&utm_campaign=troyka-color-sensor&utm_medium=wiki|Troyka Slot Shield]] провода не понадобятся вовсе.

{{ :products:troyka-color-sensor:troyka-color-sensor-example-espruino-troyka-slot-shield.png?nolink |}}

==== Вывод данных ====
Выведем RGB-составляющие в консоль. Для работы примера используется библиотека [[https://www.espruino.com/TCS3472x|TCS3472x]], которая подключается автоматически при прошивки платы. 

<code javascript PrintColorData.js>
// Настраиваем шину I²C
PrimaryI2C.setup({sda: SDA, scl: SCL, bitrate: 100000});
// Подключаем библиотеку для работы с сенсором
var colorSensor = require("TCS3472x").connect(PrimaryI2C, 1, 1);
// Назначаем пин для управления подсветкой
var PIN_BACKLIGHT = P6;
// выставляем яркость светодиода
digitalWrite(PIN_BACKLIGHT, true);
 
// Выводим данные датчика цвета в консоль
setInterval(function() {
  var color = colorSensor.getValue();
  var r = Math.floor(color.red / color.clear * 255);
  var g = Math.floor(color.green / color.clear * 255);
  var b = Math.floor(color.blue / color.clear * 255);
  print(r, g, b);
}, 100);
</code>

==== Определение цвета ====
В продолжении определим, какой цвет на текущий момент преобладает в зоне видимости датчика.

<code javascript DetectColor.js>
// Настраиваем шину I²C
PrimaryI2C.setup({sda: SDA, scl: SCL, bitrate: 100000});
// Подключаем библиотеку для работы с сенсором
var colorSensor = require("TCS3472x").connect(PrimaryI2C, 1, 1);
// Назначаем пин для управления подсветкой
var PIN_BACKLIGHT = P6;
// выставляем яркость светодиода
digitalWrite(PIN_BACKLIGHT, true);
 
// Выводим данные датчика цвета в консоль
setInterval(function() {
  var color = colorSensor.getValue();
  var r = Math.floor(color.red / color.clear * 255);
  var g = Math.floor(color.green / color.clear * 255);
  var b = Math.floor(color.blue / color.clear * 255);
  // Вычисляем какой цвет преобладает в зоне видимости датчика
  if ((r > g) && (r > b))
    print("RED");
  else if ((g > r) && (g > b))
    print("GREEN");
  else if ((b > g) && (b > r))
    print("BLUE");
}, 100);

</code>

===== Примеры работы для Raspberry Pi =====

На роль мозга для работы с датчиком цвета рассмотрим платформы из семейства [[amp>collection/raspberry-pi?utm_source=man&utm_campaign=troyka-color-sensor&utm_medium=wiki|Raspberry]], например [[amp>product/raspberry-pi-4-model-b-4-gb?utm_source=man&utm_campaign=troyka-color-sensor&utm_medium=wiki|Raspberry Pi 4]].

<WRAP center round tip 50%>
[[articles:rpi-guide|Как начать работу с Raspberry Pi?]]
</WRAP>

==== Что понадобится ====

  * [[amp>product/raspberry-pi-4-model-b-4-gb?utm_source=man&utm_campaign=troyka-color-sensor&utm_medium=wiki|Raspberry Pi 4]]
  * [[amp>product/troyka-color-sensor?utm_source=man&utm_campaign=troyka-color-sensor&utm_medium=wiki|Датчик цвета]]
  * [[amp>product/cable-usb-type-c?utm_source=man&utm_campaign=troyka-color-sensor&utm_medium=wiki|Кабель USB (A — Type C)]]
  * [[amp>product/wire-ff?utm_source=man&utm_campaign=troyka-color-sensor&utm_medium=wiki|Соединительные провода «мама-мама»]]

==== Схема устройства ====

^  Датчик цвета  ^  Raspberry Pi BCM  ^  Raspberry Pi WP  ^
|  L  |  25  |  06  |
|  V  |  5V  |  5V  |
|  G  |  GND  |  GND  |
|  D  |  02  |  08  |
|  C  |  03  |  09  |

=== Базовое подключение ===

{{ :products:troyka-color-sensor:troyka-color-sensor-example-raspberry-pi.png?nolink |}}

=== Подключение через Troyka HAT ===

Для быстрой сборки используйте плату расширения [[amp>product/raspberry-pi-troyka-hat?utm_source=man&utm_campaign=troyka-color-sensor&utm_medium=wiki|Troyka HAT]]. Два [[amp>product/3-wire-cable-digital-troyka?utm_source=man&utm_campaign=troyka-color-sensor&utm_medium=wiki|трёхпроводных шлейфа]] включены в комплект к сенсору.

{{ :products:troyka-color-sensor:troyka-color-sensor-example-raspberry-pi-troyka-hat.png?nolink |}}

==== Программная настройка ====

  - [[:articles:rpi-guide|Заведите Raspberry Pi]].
  - [[:articles:rpi-interfaces|Включите шину I²C]] и [[articles:rpi-interfaces#i_c_сканер|установите I²C сканер]].
  - Просмотрите подключённые I²C-устройства:<code>sudo i2cdetect -y 1
</code>Сканер должен найти адрес <span menu><span menu-item>0x29</span></span>, который является I²C-адресом датчика цвета. Если сканер нашёл ещё адреса, значит к шине I²C подключены другие устройства, но это никак не повлияет на работу сенсора.{{ :products:troyka-color-sensor:troyka-color-sensor-raspberry-pi-software.1.png?nolink |}}
  - Установите библиотеку [[https://pypi.org/project/adafruit-circuitpython-tcs34725/|Adafruit CircuitPython TCS34725]] для работы с датчиком цвета:<code>pip3 install adafruit-circuitpython-tcs34725</code>

На этом настройка закончена, теперь смело [[#примеры_работы|переходите к экспериментам]].

==== Вывод данных ====

Выведем RGB-составляющие, цветовую температуру и уровень освещённости в Serial-порт. Для работы примера [[https://github.com/adafruit/Adafruit_TCS34725|скачайте и установите библиотеку для Raspberry Pi]].

<code python printColorData.py>
# Подключаем необходимы библиотеки
import time
import board
import adafruit_tcs34725
import digitalio

# Создаём объект для работы с модулями наше I²C
i2c = board.I2C()
# Создаём объект для работы с датчиком цвета
sensor = adafruit_tcs34725.TCS34725(i2c)
# Создаём объект подсветки на пине 25 BCM (6 WP)
backlight = digitalio.DigitalInOut(board.D25)
# Светодиод подсветки в режим выхода
backlight.direction = digitalio.Direction.OUTPUT
# Включаем подсветку
backlight.value = True

try:
    while True:
        # Считываем цвета с датчика цвета
        color_rgb = sensor.color_rgb_bytes
        # Выводим данные
        print("RGB color: {0}".format(color_rgb))

        # Вычисляем цветовую температуру и освещеность
        temp = int(sensor.color_temperature)
        lux = int(sensor.lux)
        # Выводим данные
        print("Temperature: {0}K Lux: {1}\n".format(temp, lux))
        # Ждём 1 секунду.
        time.sleep(1.0)
except KeyboardInterrupt:
    backlight.value = False
    print('The program was stopped by keyboard.')
</code>

===== Элементы платы =====
{{ :products:troyka-color-sensor:troyka-color-sensor-annotation.png?nolink |}}
==== Сенсор TCS34725 ====

Датчик выполнен на микросхеме {{ :products:troyka-color-sensor:tcs34725-datasheet.pdf |AMS TCS34725}}, которая содержит 12 светочувствительных элементов. Часть из них оснащена цветными фильтрами для измерения красной, зелёной и синей составляющей, а остальные определяют общий уровень освещённости. Каждая группа фотоэлементов подключена к своему АЦП, который выдаёт 16-битный сигнал, пропорциональный интенсивности падающего света. Готовые результаты измерений передаются по интерфейсу I²C.
==== LED-подсветка ====

За включение и отключение LED-подсветки отвечает сигнальный пин ''L''. А если контакт управляющей платы поддерживает [[:конспект-arduino:шим|ШИМ]], то можно управлять яркостью светодиода.
==== Регулировка подсветки ====
Для ручного управления подсветкой на плате предусмотрен потенциометр. Для регулировки воспользуйтесь [[amp>product/screw-kit?utm_source=man&utm_campaign=troyka-color-sensor&utm_medium=wiki|отвёрткой из набора]].
==== Понижающий регулятор напряжения ====

Линейный понижающий регулятор напряжения {{ :products:troyka-color-sensor:ncp582lsq33-datasheet.pdf |NCP582LSQ33}} обеспечивает питание датчика цвета и других компонентов сенсора. Диапазон входного напряжения от 3,3 до 5 вольт. Выходное напряжение 3,3 В с максимальным выходным током 150 мА.
==== Преобразователь логических уровней ====

Преобразователь логических уровней {{ :products:troyka-color-sensor:pca9306-datasheet.pdf |PCA9306DCT}} необходим для сопряжения датчика с разными напряжениями логических уровней от 3,3 до 5 вольт. Другими словами сенсор совместим как с 3,3 вольтовыми платами, например, Raspberry Pi, так и с 5 вольтовыми — Arduino Uno.

==== Troyka-контакты ====

На дисплейном модуле выведено две пары Troyka-контактов.

=== Нижняя группа ===
  * Сигнальный (A) — пин управления подсветкой экрана. Подключите к аналоговому/цифровому пину микроконтроллера.
  * Питание (V) — соедините с рабочим напряжением микроконтроллера.
  * Земля (G) — соедините с землёй микроконтроллера.

=== Верхняя группа ===
  * Сигнальный (D) — пин данных шины I²C. Подключите к ''SDA'' пину микроконтроллера.
  * Сигнальный (C) — пин тактирования шины I²C. Подключите к ''SCL'' пину микроконтроллера.

===== Принципиальная и монтажная схемы =====

{{:products:troyka-color-sensor:troyka-color-sensor-schematic.png?direct&500 |}}
{{ :products:troyka-color-sensor:troyka-color-sensor-layout-top.png?direct&170|}}
{{ :products:troyka-color-sensor:troyka-color-sensor-layout-bottom.png?direct&170|}}

<WRAP clear></WRAP>

===== Характеристики =====

  * Сенсор: TCS34725
  * Детектируемые цвета: RGB, общая освещённость
  * Интерфейс: I²C
  * Адрес модуля: 0x29
  * Подсветка: белый светодиод (LED)
  * Напряжение питания: 3,3–5 В
  * Потребляемый ток: <300 мкА 
  * Габариты: 25,4×25,4 мм

===== Ресурсы =====
  * [[amp>product/troyka-color-sensor?utm_source=man&utm_campaign=troyka-color-sensor&utm_medium=wiki|Датчик цвета (Troyka-модуль)]] в магазине.
  * [[https://github.com/amperka/hardware-drawings/blob/master/troyka-color-sensor.svg|Векторное изображение сенсора]]

==== Документация ====
  * {{ :products:troyka-color-sensor:tcs34725-datasheet.pdf |Datasheet на чувствительный элемент TCS34725}}
  * {{ :products:troyka-color-sensor:ncp582lsq33-datasheet.pdf |Datasheet на понижающий регулятор напряжения NCP582LSQ33}}
  * {{ :products:troyka-color-sensor:pca9306-datasheet.pdf |Datasheet на преобразователь логических уровней PCA9306DCT}}

==== Библиотеки ====
  * [[https://github.com/adafruit/Adafruit_TCS34725|Библиотека для Arduino]]
  * [[https://www.espruino.com/TCS3472x|Библиотека для Espruino]]
  * [[https://pypi.org/project/adafruit-circuitpython-tcs34725/|Библиотека для Raspberry Pi]]