【Gravity】Mind+掌控板进阶教程-项目十一 糖果分拣

项目十一 糖果分拣

糖果对很多人而言绝对是治愈系的食品，五颜六色的色彩让人感到愉悦，甜蜜的味道让人流连。每当人们特别累或是被一些烦心事困扰的时候，只要吃一颗糖果，好像就能忘掉不快。

但是今天要说的可不是吃糖，而是糖果分拣！你能想象这样一盘五颜六色的糖果要如何按颜色分类吗？

那么在这个项目中，我们就会制作一个糖果分拣机，将糖果按颜色分类，一起来看看如何做吧！

头脑风暴

问题清单

1、如何识别糖果的颜色，需要借助哪个传感器？

2、如何构建糖果分拣机的外观结构？大致可以分为几个主要部分？

3、首先，混色糖果要存储在哪里？

4、其次，糖果如何从存储位置移动到分拣位置？

5、然后，什么结构可以完成分拣？

6、最后，在哪个位置可以进行颜色识别？

规划方案

结构分解

“糖果分拣机”要实现的功能是识别糖果颜色，将混色糖果通过舵机或电机进行分类处理。

由于“糖果分拣机”在硬件上只需要颜色传感器、舵机、电机即可，编程也没有太大难度，但是外观的机械结构部分比较难，所以在规划方案阶段将以外观构建为导向分解项目，一步步围绕需求，探索最合适的结构，结合硬件与编程，实现功能。

如果大家认真思考过头脑风暴中的问题，对于外观应该已经有了一个大致想法。

这里将外观分为3个部分：存储装置（存储待分拣的混色糖果）、传送装置（将完成识别的糖果从识别位置移动到分拣位置）、分拣装置（根据识别结果进行分拣）。将颜色识别放在存储装置。

所以一颗糖果在分拣机中首先会在存储装置进行颜色识别，然后进入传送机构，传送到分拣机构后，根据识别结果完成分拣。

* 由于套件中只有一个舵机、两个电机，所以在实现各部分外观时，需要注意硬件限制。

构造外观

问题记录

在后面项目实现过程中，可能会遇到各种各样的困难，尝试在下表中记录你遇到的问题和解决办法，便于以后出现类似问题时能更好的面对。

结构实现

结构1：存储装置

存储装置的主要作用是存储待分拣的混色糖果，并且能够稳定的向颜色传感器传递一颗待识别的糖果。

为了方便调试结构，这里可以用橡皮泥制作一些小球作为糖果，因为颜色传感器对红、绿、蓝比较敏感，为了提高识别率，这里选用了这三种颜色的橡皮泥，注意尽量保持小球的大小一致，便于分拣。

关于存储装置，可以参考真人CS中的道具——彩弹枪的储弹原理，用一个类似的漏斗结构，漏斗口的大小只能让一个球通过。

使用牛皮纸很简单就可以做出漏斗结构，但使用时会发现，多个小球在漏斗口时容易卡住，并且圆形漏斗口比较难手工完成。如何解决这个问题呢？

如果让小球一个接一个的下落，就不会卡住了啊！那能不能做一个“单球通道”呢？

当然可以啦，这样的“单球通道”只要像圆柱体或多棱柱那样，可以让小球一个一个下落即可。考虑到圆柱体手工制作比较麻烦，所以可以做成多棱柱，这里做了一个三角形存储通道，大家也可以做成其他形状。要保证小球可以顺利下落哦！

因为小球存储在通道中时，每次都会从底部掉落下来，所以可以在通道底部的侧面固定颜色传感器，这样每次掉落一个小球，颜色传感器都可以识别它的颜色。

尝试动手制作一个存储装置吧，注意固定好颜色传感器！

结构2：传送装置

传送装置的作用是将识别后小球转运到分拣位，所以传送结构一定要是可以运动的，并且可以在存储位和分拣位之间来回运动。

这里可以采用平面传送和竖直传送两种方案，这两种方案中都使用了转盘，可以用电机或舵机提供动力。

尝试动手制作一种传送装置吧，注意测试小球能否顺利传送！

结构3：分拣装置和收集装置

通过上面两部分已经完成了小球的颜色识别和运输，现在只需要对小球进行最后的分拣即可。

假如糖果有红、绿、蓝三种颜色，那么对应有3个收集装置分别收集3种糖果。

这里有很多种分拣方法，例如下图的传送带结构，在不同的位置加电机带动的推板，就可以实现功能。但是这种方法需要较多电机，考虑到套件中只有2个电机、1个舵机，所以只能放弃。

那么还有什么办法可以把糖果精准的运送到指定位置呢？大家不妨联想一下经常在马路上可以见到的水泥搅拌车，你知道它是如何倾倒水泥的吗？

如下图，当运输水泥的斜槽左右转动的时候，即可把水泥倒在指定位置。

仿照这个结构，我们可以用纸板制作左右转动的斜槽作为糖果出口，通过控制转动角度，达到分拣的目的。由于套件中的电机做不到对角度的精准控制，而舵机可以转动到指定角度，所以选用舵机控制分拣结构。唯一的舵机用掉了，那么传送装置只能选用电机。

收集装置最简单只需要几个纸杯就可以完成！

将结构1-3通过一定方式组合在一起，即可完成糖果分拣机的外观部分。到这一步，相信大家已经大致做出了自己的糖果分拣机，就算还没动手，至少也是胸有成竹了。

接下来，就是编程实现了。实际编程过程中会发现，程序中的许多参数都是根据结构调试出来的，所以建议先把外观部分完成，然后再编程调试。

编程实现

连线图：注意将颜色传感器连接到IIC接口

软件设置：

￭ 使用颜色传感器需要打开Mind+软件的“扩展”，在“传感器”下点击加载“颜色识别传感器”；

￭ 使用舵机需要打开Mind+软件的“扩展”，在“执行器”下点击加载“舵机模块”；

￭ 使用电机需要打开Mind+软件的“扩展”，在“扩展板”下点击加载“掌控扩展板”。

程序：

调试方法：上面程序中，所有参数都需要配合外观进行调试。

建议大家按照下面顺序调整参数：

￭ 电机转速：电机转速要尽量调慢，这样颜色传感器有足够的时间进行检测，舵机有足够的时间转动。需要注意的是，速度设置的过小时，由于电池电压不够或者电机负载较大，电机会无法启动，发出堵转蜂鸣声，此时要及时切断电源，避免损伤电机。所以要将电机连接到传送装置后，再进行调试。

￭ RGB判断值：大家可以先用串口查看各个颜色小球在颜色传感器下的反馈值，根据实际测得值修改程序中的判断范围。比如笔者在实际测量时，红色球在串口中R的读值约为60-80，为了提高辨识度，设定判断值为50。

￭ 等待时间：因为颜色识别在存储位置，而小球完成颜色识别到分拣位置还需要传送装置进行传送，所以从颜色识别到分拣有一定延时，因此设定一个等待时间去消除这个延时。实际调试时一定要先确定好电机转速再调试等待时间，因为当转速改变，等待时间也要相应改变。

运行结果：将混色的糖果装进存储装置，糖果分拣机会自动按照颜色进行分拣。

更多创意

让颜色分拣机自动记录每种颜色糖果的个数也很简单，只要设定一些变量，每识别一次糖果，对应颜色糖果的变量加1，然后将结果显示在掌控板屏幕上即可。

如果你还有其他的奇思妙想，也可以动手试试喔！

构造外观

外观结构有多种实现方法，下图仅作示例：

评价与反思

与人分享快乐，能产生更多快乐，尝试向身边的亲人朋友展示你的糖果分拣机！你还可以在DF创客社区中分享作品，听听更多人的建议！

社区网址：www.dfrobot.com.cn

问卷调查

尝试让体验过你作品的人做下面的问卷表，看看在别人眼中这个作品的闪光点与不足。

自我反思

梳理自己设计项目的思维逻辑、项目在执行层面的问题和经验等等，可以帮助我们形成学习的闭环，加深在项目进行的过程中对知识点和内容的理解，找到可以改进和提高的地方。

这个真不错

这个只能分拣三种颜色的糖。如果是分拣橙色、黄色或粉色的糖呢？

DFHJM_IpFmV 发表于 2020-4-21 10:02
这个只能分拣三种颜色的糖。如果是分拣橙色、黄色或粉色的糖呢？

用颜色传感器测颜色的RGB值，最好选用数值相差比较大的颜色

EVE 发表于 2020-4-26 09:34
用颜色传感器测颜色的RGB值，最好选用数值相差比较大的颜色

哦，懂了！