TIVA razvrstavač boja temeljen na kontroliranim transportnim trakama: 8 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:37

Elektronika ima veliku primjenu. Svaka aplikacija treba drugačiji krug i drugačiji softver, kao i konfiguraciju hardvera. Mikrokontroler je integrirani model ugrađen u čip u kojem se različite aplikacije mogu izvoditi unutar jednog čipa. Naš projekt temelji se na ARM procesoru, koji se jako koristi u hardveru pametnih telefona. Osnovna svrha dizajniranja razvrstača boja jer ima široku primjenu u industriji, npr. u sortiranju riže. Povezivanje osjetnika boje TCS3200, senzora prepreka, releja, transportne trake i mikrokontrolera na bazi ARM -a serije TIVA C ključni je faktor koji ovaj projekt čini jedinstvenim i izvrsnim. Projekt radi na način da se objekt stavlja na pokretnu traku koja se zaustavlja nakon prolaska s osjetnika prepreke. Svrha zaustavljanja pojasa je dati senzoru boje vremena da procijeni njegovu boju. Nakon procjene boje, odgovarajuća ruka u boji će se rotirati pod određenim kutom i omogućiti objektu da padne u kantu s odgovarajućom bojom

Korak 1: Uvod

Naš projekt sastoji se od izvrsne kombinacije hardverske montaže i konfiguracije softvera. Potreba za ovom idejom u kojoj morate odvojiti objekte u industriji. Razvrstač boja na bazi mikrokontrolera dizajniran je i izrađen za tečaj Sustav obrade mikrokontrolera koji se predavao u četvrtom semestru odsjeka elektrotehnike Sveučilišta za tehniku i tehnologiju. Konfiguracija softvera koristi se za osjet tri osnovne boje. Koje su odvojene rukom spojenom servo motorima na transporteru.

Korak 2: Hardver

Komponente koje se koriste u izradi projekata s njihovim kratkim opisom dane su u nastavku

a) Mikrokontroler TIVA C serije TM4C1233H6PM baziran na ARM procesoru

b) IC infracrveni senzor prepreke

c) TCS3200 Senzor boje

d) Releji (30V / 10A)

e) Zupčasti motor (12V, 1A)

f) H-52 transportna traka

g) zupčanik promjera 56,25 mm

h) servo motori

Korak 3: Pojedinosti o komponentama

Slijedi kratki detalj glavnih komponenti:

1) Mikrokontroler TM4C1233H6PM:

To je mikrokontroler temeljen na ARM procesoru, koji je korišten u ovom projektu. Prednost korištenja ovog mikrokontrolera je to što vam omogućuje da zasebno konfigurirate pin prema zadatku. Osim toga, omogućuje vam dublje razumijevanje rada koda. U svom smo projektu koristili programiranje temeljeno na prekidima kako bismo ga učinili učinkovitijim i pouzdanijim. Stellaris® obitelj mikrokontrolera tvrtke Texas Instrument pruža dizajnerima arhitekturu visokih performansi zasnovanu na ARM® Cortex ™ -M sa širokim skupom mogućnosti integracije i snažnim ekosustavom softvera i razvojnih alata.

Ciljajući performanse i fleksibilnost, Stellarisova arhitektura nudi CortexM od 80 MHz s FPU -om, razne integrirane memorije i više programabilnih GPIO. Stellaris uređaji potrošačima nude uvjerljiva i isplativa rješenja integriranjem perifernih uređaja specifičnih za aplikacije i pružanjem opsežne biblioteke softverskih alata koji minimiziraju troškove ploče i vrijeme ciklusa projektiranja. Nudeći brže vrijeme na tržištu i uštedu troškova, obitelj mikrokontrolera Stellaris vodeći je izbor u 32-bitnim aplikacijama visokih performansi.

2) IC infracrveni senzor prepreke:

U našem projektu koristili smo infracrveni infracrveni senzor prepreka, koji prepoznaje prepreke uključivanjem LED diode. Udaljenost od prepreke može se podesiti promjenjivim otpornikom. LED dioda za napajanje će se upaliti kao odgovor na IR prijemnik. Radni napon je 3 - 5V DC, a izlazni tip je digitalno prebacivanje. Veličina ploče je 3,2 x 1,4 cm. IC prijemnik koji prima signal koji prenosi infracrveni odašiljač.

3) TCS3200 Senzor boje:

TCS3200 je programabilni pretvarač svjetla u frekvenciju u boji koji kombinira podesive silicijske fotodiode i pretvarač struje u frekvenciju na jednom monolitnom CMOS integriranom krugu. Izlaz je kvadratni val (50% radni ciklus) s frekvencijom izravno proporcionalnom intenzitetu svjetlosti (iradijacija). Jedna od tri unaprijed postavljene vrijednosti putem dva upravljačka ulazna pina može skalirati izlaznu frekvenciju u punom opsegu. Digitalni ulazi i digitalni izlaz omogućuju izravno sučelje s mikrokontrolerom ili drugim logičkim sklopom. Omogućavanje izlaza (OE) postavlja izlaz u stanje visoke impedancije za dijeljenje više jedinica ulazne linije mikrokontrolera. U TCS3200 pretvarač svjetla u frekvenciju čita 8 × 8 niz fotodioda. Šesnaest fotodioda ima plave filtere, 16 fotodioda ima zelene filtere, 16 fotodioda ima crvene filtere, a 16 fotodioda je bistra bez filtera. U TCS3210 pretvarač svjetlosti u frekvenciju čita 4 × 6 niz fotodioda.

Šest fotodioda ima plave filtere, 6 fotodioda ima zelene filtere, 6 fotodioda ima crvene filtere, a 6 fotodioda je bez filtera. Četiri vrste (boje) fotodioda međusobno su podijeljene kako bi se minimizirao učinak neujednačenosti upadnog zračenja. Sve fotodiode iste boje spojene su paralelno. Igle S2 i S3 koriste se za odabir aktivne skupine fotodioda (crvena, zelena, plava, bistra). Fotodiode su veličine 110μm × 110μm i nalaze se na centrima od 134μm.

4) Releji:

Releji su korišteni za sigurnu uporabu TIVA ploče. Razlog korištenja releja jer smo koristili 1A, 12V motor za pogon zupčanika transportne trake gdje TIVA ploča daje samo 3.3V DC. Za izvođenje sustava vanjskog kruga obvezna je upotreba releja.

5) 52-H transportna traka:

Za izradu transportera koristi se razvodni remen 52-H. Kotrlja se na dva teflonska zupčanika.

6) Zupčanici promjera 59,25 mm:

Ti se zupčanici koriste za pogon transportne trake. Zupčanici su izrađeni od teflonskog materijala. Broj zubaca na oba zupčanika je 20, što je prema zahtjevu transportne trake.

Korak 4: Metodologija

] Metodologija korištena u našem projektu prilično je jednostavna. Programiranje zasnovano na prekidima koristi se u području kodiranja. Na pokretnu transportnu traku bit će postavljen objekt. Osjetnik prepreke pričvršćen je senzorom u boji. Kako objekt dolazi u blizini senzora boje.

Senzor prepreke generirat će prekide koji omogućuju prosljeđivanje signala nizu, što će zaustaviti motor isključivanjem vanjskog kruga. Softver će senzoru boje dati vremena da procijeni boju izračunavajući njegovu frekvenciju. Na primjer, postavlja se crveni objekt i detektira njegova frekvencija.

Servomotor koji se koristi za odvajanje crvenih predmeta rotirat će se pod određenim kutom i ponašati se kao ruka. Što omogućuje da objekt padne u odgovarajuću kantu s bojom. Slično, ako se koristi druga boja, tada će se servomotor prema boji objekta rotirati, a zatim će objekt pasti u pripadajuću kantu. Izbjegava se prekid temeljen na prozivanju radi povećanja učinkovitosti koda, kao i hardvera projekta. U senzoru boje, frekvencija objekta na određenoj udaljenosti izračunava se i unosi u kôd umjesto uključivanja i provjere lakoće svih filtera.

Brzina transportne trake održava se sporom jer je potrebno jasno promatranje za vizualizaciju rada. Trenutni broj okretaja motora koji se koristi je 40 bez ikakvog trenutka inercije. Međutim, nakon stavljanja zupčanika i transportne trake. Zbog povećanja inercijskog momenta, rotacija postaje manja od uobičajenih okretaja motora. Obrtaji su smanjeni sa 40 na 2 nakon stavljanja zupčanika i transportne trake. Modulacija širine impulsa koristi se za pogon servomotora. Za vođenje projekta uvode se i mjerači vremena.

Releji su spojeni i na vanjski krug, kao i na osjetnik prepreke. Iako se u ovom projektu može primijetiti izvrsna kombinacija hardvera i softvera

Korak 5: Kodirajte

Kôd je razvijen u KEIL UVISION 4.

Kôd je jednostavan i jasan. Slobodno pitajte bilo što o kodu

Uključena je i početna datoteka

Korak 6: Izazovi i problemi

A Hardver:

Tijekom izrade projekta javlja se nekoliko problema. I hardver i softver složeni su i s njima je teško rukovati. Problem je bio projektiranje transportne trake. Prvo smo dizajnirali našu transportnu traku s jednostavnom cijevi za gume za motocikle sa 4 kotača (2 kotača drže se zajedno kako bi se povećala širina). Ali ova ideja je propala jer se nije izvodila. Nakon toga ide se prema izradi transportne trake s razvodnom trakom i zupčanicima. Faktor troškova bio je na vrhuncu u svom projektu jer mehaničko projektiranje komponenti i priprema zahtijevaju vrijeme i naporan rad s velikom preciznošću. Problem je i dalje bio prisutan jer nismo bili svjesni da se koristi samo jedan motor koji se zove zupčanik, a svi ostali zupčanici s pogonom. Također treba koristiti snažan motor s manjim brojem okretaja koji može pokretati transportnu traku. Nakon rješavanja ovih problema. Hardver je uspješno radio.

B Softver:

Bilo je i izazova s kojima se morao suočiti softverski dio. Vrijeme u kojem će se servomotor okretati i vraćati za određeni objekt bilo je presudan dio. Programiranje zasnovano na prekidima oduzelo nam je puno vremena za ispravljanje pogrešaka i povezivanje s hardverom. Na našoj TIVA ploči bilo je 3 igle manje. Željeli smo koristiti različite pinove za svaki servomotor. Međutim, zbog manje pinova, morali smo koristiti istu konfiguraciju za dva servomotora. Na primjer, Timer 1A i Timer 1B konfigurirani su za zeleni i crveni servo motor, a Timer 2A za plavu. Pa kad smo sastavili kod. Rotirali su se i zeleni i crveni motor. Drugi problem nastaje kada moramo konfigurirati senzor boje. Budući da smo konfigurirali senzor boje, prema frekvenciji, a ne pomoću prekidača i provjeru svake boje jedan po jedan. Učestalosti različitih boja izračunate su pomoću osciloskopa na odgovarajućoj udaljenosti, a zatim su snimljene, što je kasnije implementirano u kôd. Najizazovnija stvar je sastaviti PAGE 6 sav kod u jednom. To dovodi do mnogih pogrešaka i zahtijeva mnogo ispravljanja pogrešaka. Međutim, uspjeli smo iskorijeniti mnoge moguće greške.

Korak 7: Zaključak i video projekt

Konačno, postigli smo svoj cilj i uspjeli napraviti sortirnik osnovnih boja transportne trake.

Nakon promjene parametara kašnjenja funkcija servomotora kako bi ih organizirali prema hardverskim zahtjevima. Išlo je bez problema, bez ikakvih prepreka.

Videozapis projekta dostupan je na poveznici.

drive.google.com/open?id=0B-sDYZ-pBYVgWDFo…

Korak 8: Posebna hvala

Posebna zahvala Ahmadu Khalidu što je podijelio projekt i podržao cilj

Nadam se da će vam se i ovaj svidjeti.

BR

Tahir Ul Haq

UET LHR PK