如何利用 TCS34725 传感器实现高精度、高效的色彩识别

颜色检测是许多嵌入式系统中的基本任务，从工业分拣设备到智能家居照明和DIY电子设备都广泛应用。在使用如 ESP32 这样的微控制器(MCU)时，通常有两种常见方法：

1. 基于摄像头的检测

2. 以及集成彩色滤光片的光学传感器

第一种系统使用摄像头模块拍摄图像，然后由MCU或连接的计算机运行算法。这种方式消耗了更多的处理能力、内存和能源。光学传感器包含带有红色、绿色、蓝色和透明滤光片的光电二极管，以及一个模数转换器。MCU通过I²C接口读取每个通道的强度。

这种方法速度快、功耗低且效果良好，无需复杂的图像处理。本视频展示的项目采用了第二种更高效的方法，利用专用颜色传感器实现实时、准确的读数，并占用最少的资源。

本项目由PCBWay赞助。2026年7月1日至7月31日，PCBWay将举办第12周年促销活动。立即领取优惠折扣，解锁更多奖励：专属优惠券、仅需5美元购买PCB板、一站式电子设计服务、3D打印与CNC加工最高50%折扣，以及PCBWay商店的特别优惠。接下来，加入互动游戏的乐趣，领取专属的工程师色彩性格，点击方框参与幸运抽奖，展示你缤纷的作品，并为最受欢迎的徽章投票。

本项目所使用的硬件包括：

•ESP32-C3——一款紧凑型、支持Wi-Fi的RISC-V芯片，负责传感器读取、RGB LED的PWM输出以及运行Web服务器。

•颜色传感器板TCS3472，应靠近目标物体以排除环境光干扰。该传感器内置白色LED，用于照亮样本。

•一个共阴极RGB LED连接至三个PWM引脚，LED会显示检测到的颜色，提供即时的视觉反馈。

•以及通过ESP32C3创建的Wi-Fi接入点连接的智能手机。

所有组件均安装在合适的外壳中，传感器受到保护，免受外部光线影响。至于代码部分，分为两部分：校准代码和功能代码。

校准代码使用方法是将一张白纸放在传感器前方，记录下R、G、B三个通道的数值，并将这些数值放入主代码开头的常量定义部分。主程序包含控制传感器和本地RGB LED的部分，同时还生成了一个网页界面，用于在智能手机上显示检测结果。

现在我们来看看设备在实际条件下的工作原理。当设备开启时，传感器内部的白色LED会被激活，其作用是照亮物体以读取其颜色。检测到的颜色会立即显示在靠近传感器的RGB LED上。

该设备还支持将结果通过智能手机显示。为此，我们需要将智能手机连接到名为“ESP32_Color_Detector”的Wi-Fi网络，并输入密码“12345678”。接下来，需在浏览器中输入ESP32生成的接入点地址，即192.168.4.1。此时将打开一个图形界面，我们可以看到读取到的颜色以及红、绿、蓝三个颜色通道的数值，范围为0到255。

在显示屏下半部分，还配有这些数值的图形显示，以及它们对应波长的表示。

最后简要总结一下。这款高效的ESP32-C3颜色检测器采用专用的TCS3472光学传感器，可实现快速、实时且准确的颜色读取，无需消耗大量处理能力。通过即时的本地RGB LED反馈和交互式智能手机网页界面，该项目为嵌入式颜色检测提供了一种高度实用且低功耗的解决方案。

本文编译自hackster.io