使用Arduino开发板和颜色传感器自制简易点钞机的方法

风筝

在本篇文章中，我们将使用Arduino开发板实现一个比较有创意的简易点钞机，通过使用颜色传感器识别纸币，我们可以得知纸币的面值然后进行计算。 TCS230颜色传感器将用于识别纸币，而Arduino UNO将用于处理数据以及在LCD上显示金额。

所需的组件

●    Arduino UNO

●    TCS230颜色传感器

●    红外传感器

●    面包板

●    图形点阵液晶屏LCD1602

●    连接导线

TCS3200颜色传感器的工作原理

TCS3200颜色传感器用于识别多种颜色。TCS230传感器具有内置的红外LED，用于照亮要识别颜色的物体。这确保了外部环境光不会对物体产生影响。该传感器读取一个8 * 8阵列的光电二极管，该光电二极管阵列包括16个带红色滤光片、16个带蓝色滤光片、16个带绿色滤光片和16个不带任何滤光片的光电二极管。根据需要分别选择这三个阵列中的传感器阵列。因此，它被称为可编程传感器。该模块可以具有识别特定颜色并抑制其他颜色的功能。它包含用于该选择目的的过滤器。第四种模式称为“无滤镜模式”，这时传感器检测白光。

TCS230颜色传感器的输出信号是占空比为50％的方波，其频率与所选滤光器的光强度成正比。

TCS3200颜色传感器的引脚排布

VDD  -传感器的电源引脚。它使用DC5V供电。

GND - 颜色传感器的接地参考引脚

S0、S1 - 输出频率缩放比例选择输入

S2、S3 - 光电二极管类型选择输入

OUT - 颜色传感器的输出引脚

OE - 输出频率使能引脚

电路原理图

以下是Arduino点钞机的电路图：

在这里，我制作了一个小结构，类似于POS刷卡机。在这种结构中，颜色传感器和红外传感器固定在纸板上，如下图所示。

在这里，红外传感器（IR Sensor）用于感应插槽内是否有纸币，如果有，那么颜色传感器将识别纸币的颜色，然后将颜色值发送给Arduino。接着Arduino会根据纸币的颜色计算金额。

代码说明

在本文的末尾处给出了完整的代码，以下是代码工作过程的简要说明。

首先，在程序中包含所有库。这里，我们只需要将LCD库包含在程序中即可。然后声明代码中使用的所有变量。

1. #include <LiquidCrystal.h>
   
2. int OutPut = 13;
   
3. unsigned int frequency = 0;
   
4. LiquidCrystal lcd(4, 6, 7, 8, 9, 10);
   
5. int blue1;
   
6. int red1;
   
7. int green1;
   
8. int a = 0, b = 0;
   
9. int total = 1000;

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在setup()函数中，首先在LCD上打印欢迎信息，定义程序中使用的数字引脚的数据方向。接下来，设置颜色传感器的输出频率缩放比例，在本例中，将其设置为20％，也就是将S0引脚设置成高电平以及S1引脚设置为低电平。

1. void setup()
   
2. {
   
3.   Serial.begin(9600);
   
4.   lcd.begin(16, 2);
   
5.   lcd.setCursor(0, 0);
   
6.   lcd.print("  Smart Wallet  ");
   
7.   lcd.setCursor(0, 1);
   
8.   lcd.print(" Circuit Digest  ");
   
9.   delay(2000);
   
10.   lcd.clear();
    
11.   pinMode(2, OUTPUT);//S0
    
12.   pinMode(3, OUTPUT);//S1
    
13.   pinMode(11, OUTPUT);//S2
    
14.   pinMode(12, OUTPUT);//S3
    
15.   pinMode(13, INPUT);//OUT
    
16.   digitalWrite(2, HIGH);
    
17.   digitalWrite(3, LOW);
    
18. }

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在loop()函数中，读取传感器的所有数据输出。可以通过读取A0引脚来监测IR传感器的输出，并且可以通过分别调用red()、blue () 和green ()函数来找到读取颜色频率。然后将它们全部打印在串口监视器上。当我们需要向程序中添加新纸币时，这是必需的。

1. int sensor = digitalRead(A0);
   
2.   int red1 = red();
   
3.   int blue1 = blue();
   
4.   int green1 = green();
   
5.   Serial.println(red1);
   
6.   Serial.println(blue1);
   
7.   Serial.println(green1);
   
8.   Serial.println("-----------------------------");

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接下来，以我们之前设置的参考频率检查颜色传感器的输出频率，编写所有的判断条件。如果匹配，则从余额中扣除指定的金额。

1.   if (red1>=20 && red1<=25 && blue1 >=30 && blue1 <=35 && green1 >=30 && green1 <=35 && a == 0 && sensor == HIGH)
   
2.   {
   
3.     a = 1;
   
4.   }
   
5.   else if (sensor == LOW && a == 1)
   
6.   {
   
7.     a = 0;
   
8.     if(total>=10)
   
9.     {
   
10.     lcd.setCursor(0, 1);
    
11.     lcd.print("10 Rupees!!!");
    
12.     total=total-10;
    
13.     delay(1500);
    
14.     lcd.clear();
    
15.     }
    
16.   }

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该代码中，我们仅设置了10卢比和50卢比纸币颜色的条件，您可以设置更多条件以检测更多数量的纸币。

注意：根据具体情况，频率输出可能会有所不同，具体取决于外部照明和传感器设置。因此，建议检查纸币的输出频率并相应地设置参考值。

以下代码将在LCD1602上显示可用余额。

1.   lcd.setCursor(0, 0);
   
2.   lcd.print("Total Bal:");
   
3.   lcd.setCursor(11, 0);
   
4.   lcd.print(total);
   
5.   delay(1000);

复制代码

以下函数将获取纸币中红色部分的输出颜色频率。同样，我们可以编写其他函数来获取蓝色和绿色部分的值。

1. int red()
   
2. 
   
3. {
   
4. 
   
5.   digitalWrite(11, LOW);
   
6.   digitalWrite(12, LOW);
   
7.   frequency = pulseIn(OutPut, LOW);
   
8.   return frequency;
   
9. }

复制代码

通过使用少量组件即可轻松搭建基于Arduino的点钞机。我们可以通过集成一些图像处理程序和相机检测纸币来进一步完善，这样它将更加准确，并且能够检测任何纸币。

代码

以下是本文使用的完整代码： main.rar (734 Bytes, 下载次数: 52)

2019-12-17 22:56 上传

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gary545487

請問可變電阻阻值的是多少?

风筝

gary545487 发表于 2022-1-5 10:15
請問LCD第三格連接的是什麼

调整LCD的对比度引脚，有些LCD是内置的。

gary545487

风筝 发表于 2022-1-5 10:45
调整LCD的对比度引脚，有些LCD是内置的。

謝謝，那請問阻值需要用多大的可變電阻

风筝

gary545487 发表于 2022-1-5 11:59
謝謝，那請問阻值需要用多大的可變電阻

10K左右就可以