TIVA Kontrolirani razvrstavač boja na bazi transportnih traka: 8 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:08

Polje elektronike ima široku primjenu. Svaka aplikacija treba različito kolo i drugačiji softver, kao i hardversku konfiguraciju. Mikrokontroler je integrirani model ugrađen u čip u kojem se različite aplikacije mogu pokrenuti unutar jednog čipa. Naš projekt se temelji 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 pirinča. Povezivanje senzora u boji TCS3200, senzora prepreka, releja, transportne trake i mikrokontrolera zasnovanog na ARM -u serije TIVA C ključni je faktor koji ovaj projekt čini jedinstvenim i izvrsnim. Projekt funkcionira na način da se objekt stavlja na pokretnu traku koja se zaustavlja nakon prolaska sa senzora 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 odgovarajuće boje

Korak 1: Uvod

Naš projekt sastoji se od odlične kombinacije hardverske montaže i konfiguracije softvera. Potreba za ovom idejom u kojoj morate odvojiti objekte u industriji. Sorter boja zasnovan na mikrokontroleru dizajniran je i napravljen za kurs Sistema obrade mikrokontrolera koji se predavao u četvrtom semestru odjeljenja za elektrotehniku Univerziteta za tehniku i tehnologiju. Konfiguracija softvera koristi se za osjet tri osnovne boje. Koje su odvojene rukom povezane sa servo motorima na transportnoj mašini.

Korak 2: Hardver

Komponente koje se koriste u izradi projekata sa njihovim kratkim opisom date 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: Detalji o komponentama

Slijedi kratak detalj glavnih komponenti:

1) Mikrokontroler TM4C1233H6PM:

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

Ciljajući performanse i fleksibilnost, Stellarisova arhitektura nudi CortexM od 80 MHz sa FPU -om, niz integrisanih memorija i više programabilnih GPIO. Stellaris uređaji potrošačima nude ubedljiva isplativa rešenja integrisanjem perifernih uređaja specifičnih za aplikacije i pružanjem sveobuhvatne biblioteke softverskih alata koji minimiziraju troškove ploče i vreme ciklusa projektovanja. Nudeći brže vrijeme na tržištu i uštedu u troškovima, porodica 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 za napajanje će se upaliti kao odgovor IC prijemnika. 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 direktno proporcionalnom intenzitetu svjetlosti (iradijacija). Jedna od tri unaprijed postavljene vrijednosti putem dva upravljačka ulazna pina može skalirati izlaznu frekvenciju u punoj skali. Digitalni ulazi i digitalni izlaz omogućuju direktno sučelje s mikrokontrolerom ili drugim logičkim krugom. Omogućavanje izlaza (OE) postavlja izlaz u stanje visoke impedancije za dijeljenje više jedinica ulazne linije mikrokontrolera. U TCS3200, pretvarač svjetlosti 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 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 povezane su paralelno. Igle S2 i S3 koriste se za odabir grupe fotodioda (crvena, zelena, plava, bistra) koje su aktivne. Fotodiode su veličine 110μm × 110μm i nalaze se na centrima od 134μm.

4) Releji:

Releji su korišteni za sigurnu upotrebu TIVA ploče. Razlog za korištenje releja jer smo koristili motor od 1A, 12V za pogon zupčanika transportne trake gdje TIVA ploča daje samo 3.3V DC. Za izvođenje vanjskog sustava potrebno je koristiti releje.

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:

Ovi zupčanici se 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 je prilično jednostavna. Programiranje zasnovano na prekidima koristi se u području kodiranja. Na pokretnu pokretnu traku bit će postavljen objekt. Senzor prepreke je pričvršćen senzorom u boji. Kako objekt dolazi u blizini senzora boje.

Senzor prepreke će generirati prekid koji omogućava prosljeđivanje signala nizu, što će zaustaviti motor isključivanjem vanjskog kruga. Softver će senzoru boje dati vrijeme da ocijeni boju izračunavajući njegovu frekvenciju. Na primjer, postavlja se crveni objekt i otkriva njegova frekvencija.

Servomotor koji se koristi za odvajanje crvenih predmeta rotirat će se pod određenim kutom i ponašati se kao ruka. Što omogućava da objekt padne u odgovarajuću kantu boja. 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 zasnovan na glasanju radi povećanja efikasnosti koda, kao i hardvera projekta. U senzoru boja, frekvencija objekta na određenoj udaljenosti se izračunava i unosi u kôd umjesto da se uključuje i provjerava lakoću svih filtera.

Brzina pokretne trake je spora 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 momenta inercije, 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 uvedeni su i tajmeri.

Releji su povezani i sa vanjskim krugom, kao i sa senzorom 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 datoteka za pokretanje

Korak 6: Izazovi i problemi

A Hardver:

Prilikom izrade projekta javlja se nekoliko problema. I hardver i softver su složeni i s njima je teško rukovati. Problem je bio projektiranje transportne trake. Prvo smo dizajnirali našu transportnu traku s jednostavnom cijevi 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 prelazimo na izradu transportne trake sa razvodnom trakom i zupčanicima. Faktor troškova bio je na vrhuncu u svom projektu jer mehaničko projektiranje komponenti i priprema zahtijevaju i 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 bi trebalo 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 sa kojima se morao suočiti softverski dio. Vrijeme u kojem će se servomotor okretati i vraćati unatrag za određeni objekt bilo je ključni dio. Programiranje zasnovano na prekidima oduzelo nam je mnogo vremena za otklanjanje grešaka i povezivanje sa hardverom. Na našoj TIVA ploči bilo je 3 igle manje. Željeli smo koristiti različite pinove za svaki servo motor. Međutim, zbog manje pinova, morali smo koristiti istu konfiguraciju za dva servomotora. Na primjer, Timer 1A i Timer 1B su konfigurirani 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 kod. Najizazovnija stvar je sastaviti PAGE 6 sav kod u jednom. To dovodi do mnogih grešaka i zahtijeva mnogo otklanjanja grešaka. Međutim, uspjeli smo iskorijeniti mnoge moguće greške.

Korak 7: Zaključak i video zapis projekta

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

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

Video zapis projekta dostupan je na linku.

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

Korak 8: Posebno hvala

Posebna zahvala Ahmadu Khalidu što je podijelio Projekat i podržao cilj

Nadam se da će vam se i ovaj svideti.

BR

Tahir Ul Haq

UET LHR PK