机器学习驱动的颜色检测器

拿起您的导管本体，决定盖子上的按钮、开关、显示器和电位计的布局。使用夹子或虎钳固定盖子，并为组件钻出粗略的图案。将孔弄到合适的大小后，用锉刀或一些砂纸进去，把边缘弄平。我们希望组件紧密贴合，但如果您不小心将孔弄得太大，可以将它们粘合到位。我们还需要为我们的 LED 创建一个圆形原型板。使用导管，用记号笔在 protoboard 上画一个圆圈。拿一把切割钳，在标记周围剪一个粗略的圆圈，用锉刀将边缘弄平。

对于这部分，我们使用两个相同的原型板。我们的第一个将很简单，只有显示屏和按钮。对于显示器，将接地线连接在一起。我只有地线连接到显示器上。其他引脚将通过母跳线直接连接到。对于按钮，只需要两根电线，因为我们将在 Arduino 上使用内部上拉电阻器。为了更容易地将两半连接在一起，我使用了跳线。通过将电线切成两半（一个公端和一个母端），我们可以使用它来对我们的连接点进行颜色协调。在第二块板上，我们需要母头引脚和 micro SD 卡模块。我决定让 micro SD 卡模块和 Nano USB 连接在原型板上朝向相同的方向。原因是我可以将它们都面向导管中的另一个孔放置，并且易于访问。确保您有足够的空间放置焊锡丝，因为这个项目中有很多。

颜色的搭配完全取决于你，但我通常将所有正电压线保持红色，将地线保持黑色/灰色/深紫色。使用接线图确定哪些电线需要去哪里。暂时忽略 LED 和光电晶体管部分，因为我们将在下一步中介绍它。我使用的一个技巧是用于电位计，只需使用母跳线直接连接到引脚。您也可以使用 LED 执行此操作，但我不建议这样做。但是，我没有为拨动开关执行此操作。我只是将两根电线焊接到引线上，并在代码中使用另一个上拉电阻器。

将 LED 放置在光电晶体管周围，我将 LED 的阴极（短引脚）焊接在一起，以共享一个公共接地（并减少我需要的电线数量）。我还对 LED 线进行了颜色协调，以便可以轻松地将它们连接到 Nano 的正确引脚（我使用棕色表示红色）。对于光电晶体管，我将电阻器串联在一小块原型板废料上，并将阴极引脚连接到该碎片上。电阻器的另一端接地。这些电阻器的电阻值加起来可以达到您想要的任何值，但我使用了两个 1M 欧姆电阻器和一个 470K 欧姆电阻器。随意调整总电阻，看看什么能为您的特定微控制器提供最佳、宽范围的输出。再次参考接线图，您将看到我们需要将阳极引脚连接到 5 伏，并将阴极引脚连接到模拟引脚 A4。如上所示，请务必将此电线放在电阻器之前，否则您将无法获得任何可用的读数。将所有东西焊接到位后，将圆形原型板放入导管的孔中。如果您的电路板松动，请小心地将其粘在导管上，确保没有覆盖任何 LED。最后，将 LED 灯座放在 LED 和光电晶体管上。他们应该只是卡上，但如果他们没有，你可以跳过这一步。它们有助于引导 LED 的光线，但不是必需的。

使用支架，将两个原型板连接在一起。它们将充当板的支撑，将按钮和显示器推得更靠近盖子，并防止电线移动。将所有跳线连接到正确的连接处，然后将电路板滑入导管中。根据您使用的板的长度，您可能必须先将它们以一定角度滑入，零件在导管的第二个孔内。

使用下面提供的代码，我们必须拨动开关并将检测器设置为 Training Mode（训练模式），然后选择我们要将某物分类为哪个组。例如，我们将电位计转到 A，将探测器的末端放在红色物体上，然后单击按钮。我们可以对多个红色对象执行此操作，或者只对同一个红色对象执行此操作 12 次。然后我们再次将电位计转到 B 并指向蓝色的物体。对所有字母和不同的颜色重复此过程。

现在，您已经完全训练了检测器要检测的颜色，将开关拨回 Sampling Mode（采样模式），然后选择要检测的颜色。如果我们指向前面的红色物体并点击按钮，它会思考一秒钟并在显示屏上显示字母 A，表示我们刚刚扫描了一个红色物体。使用 SD 卡的美妙之处在于，您可以将数据直接带到 PC 并查看检测器“看到”的颜色值。这意味着您还可以保留某些颜色值，以便轻松换入和换出检测器的文件，跳过训练部分。您还可以将数据导入 Microsoft Excel 中，以绘制值并查看某些训练样本之间的总体相似性。顺便说一句，我留下了大量注释来解释代码中发生的一切！即使您不想创建自己的颜色检测器，也肯定有一些巧妙的技巧可以从它的代码中学习，例如如何节省内存和创建自己的机器学习算法！