Trong dự án thú vị này, bạn sẽ kết nối cảm biến màu TCS3200D/TCS230 với ESP32 và truyền màu sắc phát hiện được đến trình duyệt web theo thời gian thực. Trang web có nhân vật Minion hoạt hình vui nhộn với màu da cập nhật trực tiếp dựa trên những gì cảm biến nhìn thấy. Để đơn giản hóa việc xây dựng giao diện web và quản lý giao tiếp WebSocket, dự án này sử dụng Ví dụ WebApp tùy chỉnh cho ESP32 - Hướng dẫn giao diện web đơn giản cho người mới bắt đầu.
Video hướng dẫn từng bước cũng có sẵn ở cuối tutorial này.
| 1 | × | mô-đun phát triển ESP-WROOM-32 | | |
| 1 | × | Alternatively, ESP32 Uno-form board | | |
| 1 | × | Alternatively, ESP32 S3 Uno-form board | | |
| 1 | × | USB Cable Type-A to Type-C (for USB-A PC) | | |
| 1 | × | USB Cable Type-C to Type-C (for USB-C PC) | | |
| 1 | × | Module Cảm Biến Nhận Dạng Màu TCS3200D/TCS230 | | |
| 1 | × | dây jumper | | |
| 1 | × | (Khuyến nghị) Screw Terminal Expansion Board for ESP32 | | |
| 1 | × | (Khuyến nghị) Breakout Expansion Board for ESP32 | | |
| 1 | × | (Khuyến nghị) Power Splitter for ESP32 | | |
Or you can buy the following kits:
| 1 | × | DIYables ESP32 Starter Kit (ESP32 included) | | |
| 1 | × | DIYables Sensor Kit (30 sensors/displays) | | |
| 1 | × | DIYables Sensor Kit (18 sensors/displays) | | |
Sơ đồ dưới đây cho thấy cách đấu nối cảm biến màu TCS3200 với ESP32:
| Cảm Biến Màu TCS3200 | ESP32 |
| VCC | 5V (VIN) |
| GND | GND |
| S0 | GPIO 17 |
| S1 | GPIO 16 |
| S2 | GPIO 18 |
| S3 | GPIO 5 |
| OUT | GPIO 19 |

This image is created using Fritzing. Click to enlarge image
Nếu bạn chưa rõ cách cấp nguồn cho ESP32 và các linh kiện khác, xem: Cách Cung Cấp Nguồn Điện Cho ESP32.
Dưới đây là quy trình từng bước của dự án này:
Mỗi giây, ESP32 đọc cảm biến màu bằng cách chuyển đổi giữa các bộ lọc đỏ, xanh lá cây và xanh dương bằng các chân điều khiển S2/S3, và đo độ rộng xung tại chân OUT.
Các giá trị RGB được định dạng thành chuỗi màu HEX như #FF8000.
Chuỗi màu này được phát sóng đến tất cả trình duyệt web được kết nối qua WebSocket thông qua thư viện DIYables ESP32 WebApps.
Trên trang web, JavaScript nhận màu và ngay lập tức áp dụng nó cho cơ thể, tay và mi mắt của nhân vật Minion.
Dự án này bao gồm 4 file:
ColorSensorESP32.ino - Sketch chính: khởi tạo cảm biến, đọc màu sắc và gửi chúng đến trang web
CustomWebApp.h - Header file: khai báo class trang ứng dụng web tùy chỉnh
CustomWebApp.cpp - Implementation file: quản lý tin nhắn WebSocket sử dụng định danh "Color sensor:"
custom_page_html.h - Trang web: Minion hoạt hình được xây dựng bằng HTML/CSS/JavaScript phản ứng với màu sắc đến
ColorSensorESP32.ino
#include <DIYables_ESP32_Platform.h>
#include <DIYablesWebApps.h>
#include "CustomWebApp.h"
const char WIFI_SSID[] = "YOUR_WIFI_SSID";
const char WIFI_PASSWORD[] = "YOUR_WIFI_PASSWORD";
const int S0 = 17;
const int S1 = 16;
const int S2 = 18;
const int S3 = 5;
const int sensorOut = 19;
ESP32ServerFactory serverFactory;
DIYablesWebAppServer webAppsServer(serverFactory, 80, 81);
DIYablesHomePage homePage;
CustomWebAppPage customPage;
unsigned long lastColorRead = 0;
void setup() {
Serial.begin(9600);
delay(1000);
Serial.println("Starting Custom WebApp...");
pinMode(S0, OUTPUT);
pinMode(S1, OUTPUT);
pinMode(S2, OUTPUT);
pinMode(S3, OUTPUT);
pinMode(sensorOut, INPUT);
digitalWrite(S0, HIGH);
digitalWrite(S1, LOW);
webAppsServer.addApp(&homePage);
webAppsServer.addApp(&customPage);
if (!webAppsServer.begin(WIFI_SSID, WIFI_PASSWORD)) {
while (1) {
Serial.println("Failed to connect to WiFi!");
delay(1000);
}
}
Serial.println("Custom WebApp ready!");
customPage.sendToWeb("Arduino is ready!");
}
void loop() {
webAppsServer.loop();
if (millis() - lastColorRead > 1000) {
digitalWrite(S2, LOW);
digitalWrite(S3, LOW);
int r = map(pulseIn(sensorOut, LOW), 31, 150, 255, 0);
digitalWrite(S2, HIGH);
digitalWrite(S3, HIGH);
int g = map(pulseIn(sensorOut, LOW), 35, 180, 255, 0);
digitalWrite(S2, LOW);
digitalWrite(S3, HIGH);
int b = map(pulseIn(sensorOut, LOW), 30, 150, 255, 0);
char hexColor[8];
sprintf(hexColor, "#%02X%02X%02X", constrain(r, 0, 255), constrain(g, 0, 255), constrain(b, 0, 255));
customPage.sendToWeb(String(hexColor));
Serial.println("Sent to Minion: " + String(hexColor));
lastColorRead = millis();
}
}
CustomWebApp.h
#ifndef CUSTOM_WEBAPP_H
#define CUSTOM_WEBAPP_H
#include <DIYablesWebApps.h>
class CustomWebAppPage : public DIYablesWebAppPageBase {
private:
static const String APP_IDENTIFIER;
public:
CustomWebAppPage();
void handleHTTPRequest(IWebClient& client) override;
void handleWebSocketMessage(IWebSocket& ws, const char* message, uint16_t length) override;
const char* getPageInfo() const override;
String getNavigationInfo() const override;
void onCustomMessageReceived(void (*callback)(const String& payload));
void sendToWeb(const String& message);
};
#endif
CustomWebApp.cpp
#include "CustomWebApp.h"
#include "custom_page_html.h"
const String CustomWebAppPage::APP_IDENTIFIER = "Color sensor:";
void (*customMessageCallback)(const String& payload) = nullptr;
CustomWebAppPage::CustomWebAppPage() : DIYablesWebAppPageBase("/custom") {
}
void CustomWebAppPage::handleHTTPRequest(IWebClient& client) {
sendHTTPHeader(client);
client.print(CUSTOM_PAGE_HTML);
}
void CustomWebAppPage::handleWebSocketMessage(IWebSocket& ws, const char* message, uint16_t length) {
String messageStr = String(message, length);
Serial.print("Color sensor WebApp received: ");
Serial.println(messageStr);
if (messageStr.startsWith(APP_IDENTIFIER)) {
String payload = messageStr.substring(APP_IDENTIFIER.length());
if (customMessageCallback) {
customMessageCallback(payload);
}
}
}
void CustomWebAppPage::onCustomMessageReceived(void (*callback)(const String& payload)) {
customMessageCallback = callback;
}
void CustomWebAppPage::sendToWeb(const String& message) {
String fullMessage = APP_IDENTIFIER + message;
broadcastToAllClients(fullMessage.c_str());
}
const char* CustomWebAppPage::getPageInfo() const {
return "🔧 Color sensor WebApp";
}
String CustomWebAppPage::getNavigationInfo() const {
String result = "<a href=\"";
result += getPagePath();
result += "\" class=\"app-card custom\" style=\"background: linear-gradient(135deg, #007bff 0%, #0056b3 100%);\">";
result += "<h3>🔧 Color sensor WebApp</h3>";
result += "<p>Simple template for your own apps</p>";
result += "</a>";
return result;
}
custom_page_html.h
#ifndef CUSTOM_PAGE_HTML_H
#define CUSTOM_PAGE_HTML_H
const char CUSTOM_PAGE_HTML[] PROGMEM = R"HTML_WRAPPER(
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
<meta charset="UTF-8">
<meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0, maximum-scale=1.0, user-scalable=no">
<title>Mobile Laughing Minion</title>
<style>
body { margin: 0; padding: 20px; box-sizing: border-box; display: flex; flex-direction: column; justify-content: flex-start; align-items: center; background-color: #f0f8ff; font-family: sans-serif; overflow-x: hidden; }
.text { font-size: clamp(16px, 5vw, 24px); font-weight: bold; color: #333; margin-bottom: 20px; text-align: center; z-index: 10; }
.scale-wrapper { transform-origin: top center; display: flex; justify-content: center; align-items: flex-start; }
.minion-container { position: relative; width: 200px; height: 400px; }
.body { position: absolute; top: 20px; left: 25px; width: 150px; height: 300px; background-color: #FFD90F; border-radius: 75px; box-shadow: inset -10px -10px 20px rgba(0,0,0,0.1); overflow: hidden; z-index: 2; transition: background-color 0.5s; }
.overalls { position: absolute; bottom: 0; width: 100%; height: 90px; background-color: #225A94; border-radius: 0 0 75px 75px; box-shadow: inset -10px -10px 20px rgba(0,0,0,0.2); }
.pocket { position: absolute; bottom: 30px; left: 50px; width: 50px; height: 40px; background-color: #1A4674; border-radius: 10px 10px 20px 20px; border: 2px dashed #fce144; }
.strap { position: absolute; top: 65px; left: 0; width: 100%; height: 25px; background-color: #333; z-index: 1; }
.goggles-wrapper { position: absolute; top: 50px; left: -5px; width: 160px; display: flex; justify-content: center; z-index: 3; }
.goggle { position: relative; width: 50px; height: 50px; background-color: white; border: 12px solid #999; border-radius: 50%; box-shadow: 3px 3px 8px rgba(0,0,0,0.2), inset 3px 3px 8px rgba(0,0,0,0.1); margin: 0 -2px; overflow: hidden; }
.pupil { position: absolute; top: 50%; left: 50%; width: 20px; height: 20px; background-color: #4B3621; border-radius: 50%; transform: translate(-50%, -50%); transition: transform 0.2s ease-out; }
.pupil::after { content: ''; position: absolute; top: 4px; left: 4px; width: 6px; height: 6px; background-color: black; border-radius: 50%; }
.catchlight { position: absolute; top: 2px; right: 4px; width: 4px; height: 4px; background-color: white; border-radius: 50%; z-index: 4; }
.eyelid { position: absolute; top: 0; left: 0; width: 100%; height: 100%; background-color: #FFD90F; border-bottom: 3px solid #D4B200; transform-origin: top; transform: scaleY(0); z-index: 5; animation: blink 4s infinite; }
.mouth { position: absolute; top: 145px; left: 35px; width: 80px; height: 45px; background-color: #3E2723; border-radius: 10px 10px 60px 60px; overflow: hidden; z-index: 3; box-shadow: inset 0 5px 10px rgba(0,0,0,0.5); animation: laugh 0.2s infinite alternate ease-in-out; }
.teeth { position: absolute; top: 0; left: 0; width: 100%; height: 14px; background-color: #fff; border-radius: 0 0 5px 5px; }
.tongue { position: absolute; bottom: -5px; left: 20px; width: 40px; height: 25px; background-color: #FF5252; border-radius: 50%; animation: wag 0.2s infinite alternate ease-in-out; }
.arm { position: absolute; top: 140px; width: 25px; height: 80px; background-color: #FFD90F; border-radius: 12px; z-index: 1; transition: background-color 0.5s; }
.arm.left { left: 10px; transform: rotate(35deg); }
.arm.right { right: 15px; transform: rotate(-35deg); }
.glove { position: absolute; bottom: -15px; left: -5px; width: 35px; height: 35px; background-color: #333; border-radius: 50%; }
.leg { position: absolute; bottom: 50px; width: 25px; height: 40px; background-color: #225A94; z-index: 1; }
.leg.left { left: 60px; }
.leg.right { left: 115px; }
.shoe { position: absolute; bottom: -15px; left: -10px; width: 45px; height: 20px; background-color: #222; border-radius: 20px 20px 5px 5px; border-bottom: 5px solid #111; }
@keyframes blink { 0%, 94%, 100% { transform: scaleY(0); } 97% { transform: scaleY(1); } }
@keyframes laugh { 0% { height: 40px; transform: scaleX(1); } 100% { height: 55px; transform: scaleX(1.05); } }
@keyframes wag { 0% { transform: translateY(0); } 100% { transform: translateY(-3px); } }
</style>
</head>
<body>
<div class="text" id="status-text">Just watch him look around! 👀</div>
<div class="scale-wrapper" id="minionWrapper">
<div class="minion-container">
<div class="arm left" id="armL"><div class="glove"></div></div>
<div class="arm right" id="armR"><div class="glove"></div></div>
<div class="leg left"><div class="shoe"></div></div>
<div class="leg right"><div class="shoe"></div></div>
<div class="body" id="minionBody">
<div class="overalls">
<div class="pocket"></div>
</div>
<div class="strap"></div>
<div class="goggles-wrapper">
<div class="goggle"><div class="pupil"><div class="catchlight"></div></div><div class="eyelid" id="eyelidL"></div></div>
<div class="goggle"><div class="pupil"><div class="catchlight"></div></div><div class="eyelid" id="eyelidR"></div></div>
</div>
<div class="mouth">
<div class="teeth"></div>
<div class="tongue"></div>
</div>
</div>
</div>
</div>
<script>
const APP_IDENTIFIER = 'Color sensor:';
let ws = null;
function connectWebSocket() {
ws = new WebSocket('ws:
ws.onopen = () => document.getElementById('status-text').textContent = "ESP32 - Color Sensor";
ws.onclose = () => setTimeout(connectWebSocket, 2000);
ws.onmessage = (event) => {
if (event.data.startsWith(APP_IDENTIFIER)) {
let color = event.data.substring(APP_IDENTIFIER.length);
document.getElementById('minionBody').style.backgroundColor = color;
document.getElementById('armL').style.backgroundColor = color;
document.getElementById('armR').style.backgroundColor = color;
document.getElementById('eyelidL').style.backgroundColor = color;
document.getElementById('eyelidR').style.backgroundColor = color;
document.getElementById('status-text').style.color = color;
}
};
}
function resizeMinion() {
const wrapper = document.getElementById('minionWrapper');
const availableWidth = window.innerWidth - 40;
const minionTrueWidth = 260;
const minionHeight = 400;
let scaleFactor = availableWidth / minionTrueWidth;
if (scaleFactor > 1.5) scaleFactor = 1.5;
wrapper.style.transform = `scale(${scaleFactor})`;
wrapper.style.height = `${minionHeight * scaleFactor}px`;
}
window.addEventListener('resize', resizeMinion);
resizeMinion();
connectWebSocket();
const pupils = document.querySelectorAll('.pupil');
function moveEyesAutomatically() {
const angle = Math.random() * Math.PI * 2;
const distance = Math.random() * 15;
const pupilX = Math.cos(angle) * distance;
const pupilY = Math.sin(angle) * distance;
pupils.forEach(pupil => {
pupil.style.transform = `translate(calc(-50% + ${pupilX}px), calc(-50% + ${pupilY}px))`;
});
}
setInterval(moveEyesAutomatically, 600);
</script>
</body>
</html>
)HTML_WRAPPER";
#endif
Thực hiện theo các bước sau để chạy dự án:
Kết nối phần cứng như trong sơ đồ đấu nối ở trên.
Cắm board ESP32 vào máy tính với cáp USB.
Mở Arduino IDE.
Chọn board ESP32 đúng (ví dụ: ESP32 Dev Module) và COM port đúng.
Đi đến biểu tượng Libraries trên thanh bên trái của Arduino IDE.
Tìm kiếm "DIYables ESP32 WebApps" và tìm thư viện của DIYables.
Click Install để cài đặt.
Khi được nhắc về các phụ thuộc bổ sung, click Install All.
const char WIFI_SSID[] = "TÊN_WIFI_CỦA_BẠN";
const char WIFI_PASSWORD[] = "MẬT_KHẨU_WIFI_CỦA_BẠN";
Thay thế các giá trị hiệu chuẩn trong các lệnh gọi map() bên trong loop() bằng các số bạn đã ghi lại trong quá trình hiệu chuẩn. Ví dụ, nếu hiệu chuẩn của bạn tạo ra redMin = 42, redMax = 210, greenMin = 55, greenMax = 185, blueMin = 60, blueMax = 172, cập nhật các dòng thành:
int r = map(pulseIn(sensorOut, LOW), 42, 210, 255, 0);
int g = map(pulseIn(sensorOut, LOW), 55, 185, 255, 0);
int b = map(pulseIn(sensorOut, LOW), 60, 172, 255, 0);
Starting Custom WebApp...
Custom WebApp ready!
INFO: Added app /
INFO: Added app /custom
DIYables ESP32 WebApp Library
Network connected!
IP address: 192.168.0.5
HTTP server started on port 80
WebSocket server started on port 81
==========================================
DIYables WebApp Ready!
==========================================
📱 Web Interface: http://192.168.0.5
🔗 WebSocket: ws://192.168.0.5:81
📋 Available Applications:
🏠 Home Page: http://192.168.0.5/
🔧 Color sensor WebApp: http://192.168.0.5/custom
==========================================
Sent to Minion: #FFD200
Sent to Minion: #00C832
Sent to Minion: #0028FF
Nếu không có gì xuất hiện, hãy thử nhấn nút reset trên ESP32.
Copy địa chỉ IP hiển thị trong Serial Monitor và mở nó trong trình duyệt web trên điện thoại hoặc máy tính của bạn.
Ví dụ: http://192.168.0.5
Trên trang chủ, nhấn thẻ Color sensor WebApp để mở trang Minion.
Hoặc, truy cập trực tiếp http://[ĐỊA_CHỈ_IP]/custom.
Bạn sẽ thấy Minion hoạt hình đang cười trên màn hình.
Đưa một vật thể có màu gần cảm biến TCS3200 — màu da của Minion sẽ cập nhật ngay lập tức để phản ánh màu được phát hiện!
Bạn có thể làm theo video hướng dẫn từng bước bên dưới.
Sketch chính thực hiện các tác vụ sau:
Thiết lập cảm biến TCS3200: Cấu hình S0/S1 cho tỷ lệ tần số 20% và chuẩn bị S2/S3 cho việc chọn bộ lọc.
Lấy mẫu màu mỗi giây một lần: Bên trong loop(), ESP32 chu kỳ qua các bộ lọc màu đỏ, xanh lá cây và xanh dương, đo độ rộng xung bằng pulseIn(), và chuyển đổi mỗi lần đọc thành giá trị 0-255 bằng map() với dữ liệu hiệu chuẩn của bạn.
Định dạng thành HEX: Ba giá trị RGB được kết hợp thành chuỗi HEX (ví dụ: #FF8000) bằng sprintf() và constrain().
Phát sóng đến trình duyệt: Màu HEX được truyền đến mọi web client được kết nối thông qua customPage.sendToWeb().
File HTML chứa:
Minion hoạt hình chỉ bằng CSS: Nhân vật có mắt chớp, miệng cười với lưỡi vẫy, và đồng tử di chuyển ngẫu nhiên — tất cả đều được cung cấp bởi hoạt hình CSS và một JavaScript interval nhỏ.
WebSocket listener: JavaScript mở kết nối bền vững đến WebSocket server của ESP32 trên port 81 và xử lý tin nhắn màu đến.
Ứng dụng màu trực tiếp: Mỗi màu HEX nhận được được áp dụng một cách mượt mà cho cơ thể, tay và mi mắt của Minion bằng transition CSS cho hiệu ứng hình ảnh mượt mà.
Kết nối lại tự động: Nếu WebSocket ngắt kết nối, trang sẽ thử lại kết nối mỗi 2 giây mà không cần can thiệp của người dùng.
Layout responsive: Minion tự động thay đổi kích thước để phù hợp với bất kỳ kích thước màn hình nào, từ điện thoại đến desktop.
Dự án này tuân theo framework ứng dụng tùy chỉnh DIYables ESP32 WebApps. Tin nhắn được gắn thẻ với định danh "Color sensor:":
Để tìm hiểu thêm về mẫu giao tiếp này và cách xây dựng ứng dụng tùy chỉnh của riêng bạn, hãy truy cập Ví dụ WebApp tùy chỉnh cho ESP32 - Hướng dẫn giao diện web đơn giản cho người mới bắt đầu.