ColorPicker: 10 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:03

เป้าหมายของโครงการนี้คือการวัดสีและแปลไปยังระบบสีอื่นๆ คุณสามารถแปลเป็น HSL, CYMK, HEX และรหัส RAL ที่ใกล้ที่สุดโดยใช้ค่า RGB ที่กำหนดโดยเซ็นเซอร์เท่านั้น (มาตรฐานที่ใช้สำหรับระบายสี) โครงการนี้ต้องการความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับ Python, MySQL, Linux และ Javascript

หากคุณคุ้นเคยกับเฟรมเวิร์ก Flask และ SocketIO อยู่แล้ว โค้ดสำหรับโปรเจ็กต์นี้น่าจะเข้าใจได้ง่ายสำหรับคุณ

โปรเจ็กต์นี้ใช้ได้กับจิตรกร นักออกแบบภายใน หรือใครก็ตามที่ต้องการวัดสี

โครงการนี้ไม่แพงนัก และมีค่าใช้จ่ายประมาณ _ ยูโร ไม่รวมค่าขนส่ง

เสบียง

เราสามารถแบ่งส่วนนี้ออกเป็นสองส่วน:

• ฮาร์ดแวร์
• ซอฟต์แวร์

ฮาร์ดแวร์

เราใช้ส่วนประกอบต่อไปนี้

• HC04: Distance sensor เราวัดจากวัตถุไกลแค่ไหน
• จอ LCD 2x16
• โมดูล LCD I2C (HW061)
• TCS34725 โมดูลเซ็นเซอร์สี (Adafruit)
• LED สีขาว
• Raspberry Pi 3 (Raspberry Pi ใด ๆ ควรใช้งานได้)
• ตัวต้านทาน 5x 1k โอห์ม
• ตัวต้านทาน 1x 220 หรือ 330 โอห์ม
• การ์ด SD 16GB (14.4GB)

ซอฟต์แวร์

• Python IDE เช่น Visual Code หรือ Pycharm (Pycharm ใช้ที่นี่)
• MySQL Workbench
• สีโป๊ว (ดาวน์โหลดสีโป๊ว)
• Rufus หรือตัวเขียนการ์ด SD อื่น ๆ (ดาวน์โหลด Rufus)

ราคา

โครงการนี้ค่อนข้างถูกถ้าคุณมี Rapsberry Pi อยู่แล้ว

• HC04: เริ่มต้นที่ประมาณ €2.5 ยูโร (จีน) และสูงถึง €6 สำหรับร้านค้าในท้องถิ่นเพิ่มเติม
• LCD: ประมาณ 6-8 ยูโร
• โมดูล I2C: ราคาถูกภายใต้ 1 ยูโร (จีน) แต่ไม่เกิน 4 ยูโรสำหรับร้านค้าในท้องถิ่นมากขึ้น
• TCS34725: ประมาณ 9-12 ยูโร ส่วนที่แพงที่สุด (ไม่รวม RPi)
• ไฟ LED สีขาว: ซื้อจำนวนมาก ไฟ LED 20 ดวงต่ำสุดที่ 1 ยูโร
• Raspberry Pi: ขึ้นอยู่กับรุ่น ราคาประมาณ €40 ยูโร
• ตัวต้านทาน: €0.10 สำหรับตัวต้านทานหนึ่งตัว
• การ์ด SD: ประมาณ 8 ยูโร

ราคาไม่รวมอะแดปเตอร์แปลงไฟสำหรับ Raspberry Pi เนื่องจากอะแดปเตอร์นี้ค่อนข้างธรรมดา

ช่วงราคาโดยรวม: ประมาณ 70 ยูโร หากคุณรวม Raspberry Pi และเคสสำหรับโครงการ

ในการสร้างเคส ฉันใช้ไม้เนื้อบางน้ำหนักเบา ฉันรีไซเคิลไม้นี้จากเฟอร์นิเจอร์ วัสดุสำหรับเคสขึ้นอยู่กับคุณ

ขั้นตอนที่ 1: ขั้นตอนที่ 1: ติดตั้ง RPi OS กำหนดค่า SSH และอินเทอร์เน็ต

ขั้นตอนที่ 1.1: การติดตั้งอิมเมจ

ดาวน์โหลดรูปภาพจากเว็บไซต์ทางการของ Raspberry Pi ไม่สำคัญว่าคุณติดตั้งอิมเมจอะไร สำหรับโครงการนี้ ไม่จำเป็นต้องใช้ GUI เนื่องจากเราจะเชื่อมต่อโดยใช้ SSH เท่านั้น

เขียนภาพลงในการ์ด SD (ว่าง) (ไฟล์ทั้งหมดในการ์ดจะถูกลบ)

ในการเขียนทุกอย่างลงในการ์ด SD เราจะใช้เครื่องมือที่เรียกว่า 'รูฟัส' หลังจากดาวน์โหลดรูปภาพแล้ว ให้เปิด Rufus แล้วเลือกไฟล์รูปภาพ เลือกไดรฟ์เป้าหมายและเขียนภาพลงในไดรฟ์ อาจใช้เวลาสักครู่

> รูฟัส

ขั้นตอนที่ 1.2: การติดตั้ง SSH

ขั้นตอนต่อไปคือการสร้างการเชื่อมต่อกับการ์ด SD ในการทำเช่นนั้น เราต้องเปิดใช้งาน SSH

ในการทำเช่นนั้นโดยไม่ต้องใช้จอภาพ ให้เปิด file explorer และเปิดพาร์ติชั่นสำหรับเริ่มระบบของการ์ด SD สร้างไฟล์เปล่าที่เรียกว่า "ssh" โดยไม่มีนามสกุลไฟล์

เปิด "cmdline.txt" ด้วย

เพิ่ม "169.254.10.1" ที่ท้ายไฟล์แล้วบันทึก

ยกเลิกการต่อเชื่อมการ์ด SD และใส่ลงใน Raspberry Pi

ตอนนี้ เราสามารถเชื่อมต่อ Raspberry Pi กับแหล่งพลังงาน และบูตเครื่องและเชื่อมต่อโดยใช้ SSH

ในการเชื่อมต่อโดยใช้ SSH เราใช้โปรแกรม "Putty" เชื่อมต่อ RPi และพีซีของคุณโดยใช้สายอีเทอร์เน็ตก่อนดำเนินการ เปิด Putty และไปที่แท็บ SSH และกรอก IP นี้: 169.254.10.1 คลิก 'เชื่อมต่อ' และคุณจะเชื่อมต่อ

> สีโป๊ว

การเข้าสู่ระบบเริ่มต้นที่ใช้โดย Raspberry Pi คือ 'pi' เป็นชื่อผู้ใช้และ 'raspberry' สำหรับรหัสผ่าน

ขั้นตอนที่ 1.3: การเชื่อมต่อไร้สาย

Raspberry Pi ของคุณเปิดอยู่

เรายังต้องการเชื่อมต่อกับ RPi โดยใช้ Wifi ด้วยวิธีนี้ เราจึงไม่ต้องการสายเคเบิลอีเทอร์เน็ตอีกต่อไป

ดำเนินการบรรทัดต่อไปนี้:

'sudo nano /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf'

ซึ่งจะเป็นการเปิดตัวแก้ไขข้อความ 'นาโน' ที่มีสิทธิ์ยกระดับ

เพิ่มบรรทัดต่อไปนี้ในไฟล์:

เครือข่าย={

ssid="SSID"

psk="รหัสผ่าน"

}

แทนที่ "SSID" ด้วย SSID ของเครือข่าย Wifi ของคุณ

แทนที่ "รหัสผ่าน" ด้วยรหัสผ่านของคุณ

จากนั้นกด Ctrl+X แล้วเลือกตัวเลือก 'ใช่' ตอนนี้ไฟล์จะถูกบันทึก

ตอนนี้เราต้องเริ่มบริการเครือข่ายใหม่

ดำเนินการคำสั่งต่อไปนี้:

• 'sudo -i'
• 'sudo systemctl รีสตาร์ทเครือข่าย'

คุณสามารถทดสอบการเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตของคุณโดยใช้คำสั่ง wget

ตัวอย่าง: 'wget google.com'

> คำสั่ง Wget

ขั้นตอนที่ 2: ขั้นตอนที่ 2: การติดตั้งซอฟต์แวร์บน RPi

สำหรับโปรเจ็กต์นี้ เราจำเป็นต้องติดตั้งไลบรารีสองสามตัว

• Mariadb: ฐานข้อมูล MySQL (sudo apt-get ติดตั้งเซิร์ฟเวอร์ mariadb)
• ไลบรารี Adafruit สำหรับเซ็นเซอร์สี: การวัดสี (pip3 ติดตั้ง adafruit-circuitpython-tcs34725)
• PHPmyAdmin: ('sudo apt ติดตั้ง phpmyadmin' เลือกเว็บเซิร์ฟเวอร์ apache)

ติดตั้งไลบรารี pip ต่อไปนี้ด้วย:

• flask_socketio
• กระติกน้ำ
• flask_cors
• กระดาน
• ธุรกิจ
• ชาวเน็ต

ขั้นตอนที่ 3: ขั้นตอนที่ 3: การเชื่อมต่อกับฐานข้อมูล MySQL การสร้างฐานข้อมูล

ขั้นตอนต่อไป คือการเชื่อมต่อกับฐานข้อมูล MySQL โดยใช้ฐานข้อมูล MySQL

> IP กับ

ดำเนินการคำสั่ง 'ip a' ดังแสดงในภาพด้านบน (คลิกลิงค์)

ในสถานการณ์ส่วนใหญ่ จะมีการแสดง 3 รายการ เราต้องการรายการ 'wlan0' คัดลอก IP ถัดจาก 'inet' หรือในตัวอย่างนี้ '192.168.1.44'

.>> สร้างการเชื่อมต่อใหม่

ดังที่แสดงในภาพด้านบน ให้สร้างการเชื่อมต่อใหม่ด้วยพารามิเตอร์ต่อไปนี้ (รูปภาพด้านล่างสำหรับ params)

> พารามิเตอร์การเชื่อมต่อ

ดับเบิลคลิกที่การเชื่อมต่อที่สร้างขึ้นใหม่เพื่อเชื่อมต่อ

หากมีข้อความแจ้ง ให้คลิก 'ใช่'

นี่ยังคงเป็นฐานข้อมูลเปล่า เรามาเพิ่มตารางกัน

ขั้นแรกให้สร้างสคีมา โดยให้ 'คลิกขวา' ทางด้านซ้าย และเลือก 'สร้างสคีมา'

ตั้งชื่อสคีมาและยืนยัน

ตอนนี้เราต้องเพิ่มตาราง ขยายสคีมาและ 'คลิกขวา', 'ตาราง'

สร้างสคีมาต่อไปนี้:

> ตารางที่ 1: RALcolors

> ตารางที่ 2: ประเภทเซนเซอร์

> ตารางที่ 3: การวัด (ในภาพใช้ 'metingen' เป็นภาษาดัตช์สำหรับการวัด)

> ตารางที่ 4: Website_data || ตารางที่ 4 ด้านล่าง

MySQL เป็นระบบฐานข้อมูลเชิงสัมพันธ์ ซึ่งหมายความว่าเราสามารถสร้างความสัมพันธ์ระหว่างตารางได้

ความสัมพันธ์แรกที่เราต้องสร้างคือระหว่าง 'sensor_type' และ 'measurements'

ดังแสดงในรูปภาพ เชื่อมโยงคีย์ทั้งสอง

> แก้ไขคีย์ตาราง & ลิงก์

อย่าลืมบันทึกการเปลี่ยนแปลงโดยคลิก 'ใช้' ที่มุมด้านล่าง

แก้ไขตาราง 'website_data' และลิงก์ 'MetingID' ด้วย

ตอนนี้เราสร้างตารางและสร้างความสัมพันธ์เสร็จแล้ว

การเพิ่มข้อมูล:

ตาราง RALcolors เป็นตารางคงที่ โดยที่ค่าจะไม่เปลี่ยนแปลง เราสามารถเพิ่มค่าเหล่านี้ได้

ง่ายมาก

> ดาวน์โหลดไฟล์ Excel

ดาวน์โหลดไฟล์ excel ด้านบนและเลือกข้อมูลทั้งหมดแล้ว 'คัดลอก' ชอบในรูป

> แสดงตาราง

'คลิกขวา' บนโต๊ะและเลือก 'วางแถว' 'คลิก' 'ใช้' ที่มุมด้านล่างเพื่อเพิ่มข้อมูล

ตอนนี้ RALcolors ทั้งหมดจะถูกบันทึกไว้ในฐานข้อมูล

ตอนนี้เราจำเป็นต้องเพิ่ม sensor_type ลงในฐานข้อมูลเท่านั้น

> ข้อมูลประเภทเซนเซอร์

หมายเหตุ: คำอธิบายของเซ็นเซอร์อยู่ใน 'ดัตช์'

ขั้นตอนที่ 4: ขั้นตอนที่ 4: Filezilla

เพื่อเชื่อมต่อกับ Raspberry Pi และถ่ายโอนไฟล์อย่างง่ายดาย เราสามารถใช้ Filezilla

> ดาวน์โหลด Filezilla

ไฟล์ในรายละเอียดการเชื่อมต่อและเชื่อมต่อ ทางด้านขวา คุณสามารถถ่ายโอนไฟล์ได้โดยการลากเข้าไป

> แหล่ง Github

ดาวน์โหลดไฟล์จากแหล่ง GitHub ด้านบน

ขั้นตอนที่ 5: ขั้นตอนที่ 5: การสร้างเว็บไซต์

สำหรับการโฮสต์เว็บไซต์ เราใช้ PHPmyAdmin และ Apache2

เว็บเซิร์ฟเวอร์บน Raspberry Pi ใช้ไดเร็กทอรี '/var/www/html' เป็นรูท

หากคุณวางไฟล์ไว้ที่นั่น ไฟล์เหล่านั้นจะถูกโฮสต์บน IP ของ Raspberry Pi (IP = ดู 'ip a')

คุณสามารถดาวน์โหลดไฟล์ที่ต้องการได้จาก repo github ของฉัน (ขั้นตอนก่อนหน้า)

ใน '/var/www/html/' ให้วางไฟล์ทั้งหมดจากโฟลเดอร์ 'ส่วนหน้า'

> /var/www/html/

ขั้นตอนที่ 6: ขั้นตอนที่ 6: การสร้างแบ็กเอนด์ (Flask)

แบ็กเอนด์ของเว็บไซต์ใช้ Flask

ไฟล์ทั้งหมดสามารถพบได้ที่ repo github

คัดลอกไฟล์ทั้งหมดไปยังไดเร็กทอรีใด ๆ บน Raspberry Pi

ตัวอย่างเช่น '/home/pi/colorpicker.

ในการสร้างไดเร็กทอรี ให้ไปที่ไดเร็กทอรีปลายทางโดยใช้ 'cd ' จากนั้นรัน 'mkdir '

นั่นคือทั้งหมดที่สำหรับตอนนี้. รหัสจะอธิบายในขั้นตอนต่อไป

ขั้นตอนที่ 7: ขั้นตอนที่ 7: ฮาร์ดแวร์

> ดาวน์โหลดโครงร่าง

สร้างโครงร่างตามที่แสดงในเอกสารด้านบน

หมายเหตุ: เพิ่ม LED สีขาวหนึ่งดวงพร้อมตัวต้านทานหนึ่งตัว (220 หรือ 330 โอห์ม)

อธิบายฮาร์ดแวร์

HC04

เซ็นเซอร์ HC04 ปล่อยคลื่นซึ่งสะท้อนและรับอีกครั้งโดยเซ็นเซอร์

โดยการคำนวณเดลต้าเวลาระหว่างการปล่อยและรับ เราสามารถคำนวณระยะทางได้

ระยะทาง = ((Timestamp_recieve - Timestamp_emit) / ความเร็วของเสียง) /2

เราหารด้วยสองเพราะคลื่นสะท้อน หมายความว่ามันเดินทางเป็นระยะทางสองครั้ง

LCD

เราใช้จอ LCD เพื่อแสดง RGB และ HEX เช่นเดียวกับ IP เมื่อโปรแกรมเริ่มทำงาน

สำหรับ LCD นี้ ฉันซื้อโมดูล I2C ตอนนี้เราต้องการแค่ 4 สายเท่านั้น SDA, SCL, GND, VCC

ในการใช้ LCD นี้ ฉันเขียนคลาส Python เพื่อให้ใช้งานได้ง่ายขึ้น

TCS34725

เซ็นเซอร์นี้ช่วยให้คุณวัดสีได้ เราใช้ไลบรารี่เพื่อวัดค่า RGB

ขั้นตอนที่ 8: ขั้นตอนที่ 8: รหัสอธิบาย

ส่วนหน้า

ส่วนหน้ามีอยู่สามส่วนหลัก

อย่างแรกคือไฟล์ html ซึ่งสร้างโครงสร้างของเว็บไซต์ของเรา แต่ไม่มีเลย์เอาต์ขั้นต่ำ

ประการที่สอง เรามีไฟล์ css หรือไฟล์สไตล์ ซึ่งจัดรูปแบบและเลย์เอาต์ของเว็บไซต์ของเรา

ทั้งสองอ่านและเข้าใจได้ง่าย ดังนั้นฉันจะไม่อธิบาย

สุดท้ายเรามี Javascript สองไลบรารี

สองไลบรารีที่ใช้คือ SocketIO และ URLSearchParams

SocketIO อนุญาตให้คุณส่งข้อความจากส่วนหลังไปยังส่วนหน้า และในทางกลับกัน

สามารถส่งข้อความไปยังไคลเอนต์เดียว แต่ยังสามารถส่งข้อความไปยังไคลเอนต์หลายตัว (Broadcast)

> ซ็อกเก็ต IO Javascript

> ซ็อกเก็ต IO Python

ในภาพด้านบน คุณสามารถเห็นการเชื่อมต่อซ็อกเก็ตอย่างใดอย่างหนึ่งที่ทำในโปรเจ็กต์นี้

คำสั่งในการส่งข้อความคือ 'emit' การรับทำได้โดย 'on'

URLSearchParms ช่วยให้คุณรับค่าจากสตริงการสืบค้นได้อย่างง่ายดาย

ตัวอย่างข้อความค้นหา: example.com/index.html?id=1

URLSearchParams จะคืนให้คุณ: {'id'='1'}

> ตัวอย่าง URLSearchParams

แบ็กเอนด์

แบ็กเอนด์เขียนด้วยภาษา Python อย่างสมบูรณ์ พร้อมห้องสมุดมากมาย

ไลบรารีแรกที่เรานำเข้าคือ 'Flask' ไลบรารีนี้จำเป็นสำหรับการสร้าง API เพื่อดำเนินการ CRUD ทั้งหมดสำหรับฐานข้อมูล MySQL CRUD ย่อมาจาก Create Read Update Delete

> กระติกน้ำ

ภาพด้านบนแสดง 'เส้นทาง' ของ Flask สองสามแห่ง โดยการท่องไปยังเส้นทาง คุณจะทำวิธี 'GET' โดยอัตโนมัติ รหัสจะทำงานและคุณจะได้รับค่าจากวิธีการส่งคืน นอกจากนี้ยังมีวิธีอื่นๆ เช่น 'POST' และ 'DELETE' ในการทดสอบวิธีการดังกล่าว คุณจะต้องใช้โปรแกรมอย่างบุรุษไปรษณีย์

ไลบรารีนำเข้าถัดไปคือ SocketIO ซึ่งฉันได้อธิบายไว้ในส่วนหน้าแล้ว

ถัดไปคือ GPIO

สิ่งนี้ช่วยให้คุณควบคุมพิน GPIO ของ Rapsberry Pi

คำสั่งที่สำคัญที่สุดคือ:

• GPIO.setmode(GPIO. BCM) เลือกการกำหนดค่าของพิน
• GPIO.output(, GPIO. LOW หรือ GPIO. HIGH) เขียน LOW หรือ HIGH ไปที่พิน
• GPIO.setup(,) กำหนด PIN เป็นอินพุตหรือเอาต์พุต หรือ pulldown หรือ pullup

ต่อไปเรามีเธรด

คำสั่งเดียวที่เราใช้คือ:

• กระทู้(เป้าหมาย=)
• .เริ่ม()

การใช้เธรดทำให้เราสามารถเรียกใช้โค้ดได้หลายอินสแตนซ์พร้อมกัน วิธีนี้ทำให้เราสามารถวัดระยะทางและในขณะเดียวกันก็ฟังข้อความซ็อกเก็ต io ขาเข้า

คำสั่งแรก Thread(target=) จะสร้างคลาสของเธรด ซึ่งเมื่อเริ่มใช้ 'start()' จะเรียกใช้ฟังก์ชันในคีย์เวิร์ด 'target' ซึ่งกำหนดไว้ในการสร้างคลาส

ต่อไปเรามีคลังของเซ็นเซอร์สีซึ่งค่อนข้างตรงไปตรงมา ฉันจะไม่อธิบายไลบรารีนี้เพราะวิธีการมีความชัดเจนและอธิบายไว้ในโค้ด

สุดท้ายเรามีเน็ต ซึ่งช่วยให้เราสามารถเรียกที่อยู่ IP ที่เราใช้สำหรับการเชื่อมต่อแบบไร้สายและแบบมีสาย

ครั้งสุดท้ายที่ฉันทำคลาสตัวเองสำหรับเซ็นเซอร์วัดระยะทาง LED และ LCD

ฉันจะไม่อธิบายว่ามันทำงานอย่างไร

ขั้นตอนที่ 9: ขั้นตอนที่ 9: การสร้างเคส

สำหรับโครงการนี้ ฉันสร้างกล่องไม้

ไม้มีน้ำหนักเบาบางและไม่แพงมาก

ตามขนาดที่ฉันใช้:

• ส่วนสูง: 5 ซม.
• ความกว้าง: 10.5ซม.
• ความยาว: 12.5cm

สำหรับเซ็นเซอร์ คุณต้องเพิ่ม 2 รูและวางไว้ใกล้กัน

หลังจากสร้างเคสแล้ว ให้ติดตั้งเซ็นเซอร์ LED และ LCD

ขั้นตอนที่ 10: ขั้นตอนสุดท้าย

ทุกอย่างทำโดยพื้นฐานแล้ว

ตอนนี้เราต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าโค้ดของเราเริ่มต้นขึ้นทันทีที่เราเสียบปลั๊กแหล่งพลังงานของเรา

มีหลายวิธีในการทำเช่นนี้

> ตัวอย่าง

เราจะใช้วิธีแรก:

ดำเนินการบรรทัดนี้: 'sudo nano /etc/rc.local'

เพิ่มคำสั่งของคุณเพื่อเรียกใช้โค้ด: 'sudo python3 '

บันทึกไฟล์โดยใช้ Ctrl-X

หากคุณมีปัญหาในการแก้ไข ทำซ้ำขั้นตอนนี้ แต่ก่อนอื่นให้เรียกใช้ 'sudo -i'