Razvrščevalnik barv na osnovi transportnega traku TIVA: 8 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:07

Področje elektronike ima široko uporabo. Vsaka aplikacija potrebuje drugačno vezje in drugačno programsko opremo ter konfiguracijo strojne opreme. Mikrokrmilnik je integriran model, vgrajen v čip, v katerem se lahko v enem samem čipu izvajajo različne aplikacije. Naš projekt temelji na procesorju ARM, ki se zelo uporablja v strojni opremi pametnih telefonov. Osnovni namen oblikovanja razvrščevalnika barv, ker ima široko uporabo v industriji, npr. pri sortiranju riža. Vmesnik barvnega senzorja TCS3200, senzorja ovir, relejev, transportnega traku in mikrokrmilnika na osnovi ARM serije TIVA C je ključni dejavnik, da bo ta projekt edinstven in odličen. Projekt deluje tako, da je predmet postavljen na tekoči tekoči trak, ki se po prehodu s senzorja ovir ustavi. Namen zaustavitve pasu je dati barvnemu senzorju čas, da oceni njegovo barvo. Po presoji barve se bo ustrezna barvna roka vrtela pod določenim kotom in omogočila, da predmet pade v ustrezno barvno vedro

1. korak: Uvod

Naš projekt sestavlja odlična kombinacija montaže strojne opreme in konfiguracije programske opreme. Potreba po tej ideji, kjer morate ločiti predmete v industriji. Razvrščevalnik barv na osnovi mikrokrmilnika je zasnovan in izdelan za tečaj procesnega sistema Mikrokrmilnik, ki se je učil v četrtem semestru oddelka za elektrotehniko Univerze za inženiring in tehnologijo. Konfiguracija programske opreme se uporablja za zaznavanje treh osnovnih barv. Ki so ločeni z roko, povezano s servomotorji na transportnem stroju.

2. korak: Strojna oprema

Spodaj so navedene komponente, ki se s kratkim opisom uporabljajo pri izdelavi projektov

a) Mikrokrmilnik TIVA C serije TM4C1233H6PM na osnovi procesorja ARM

b) IR infrardeči senzor ovir

c) Barvni senzor TCS3200

d) Releji (30V / 10A)

e) Zobniški motor (12V, 1A)

f) transportni trak H-52

g) zobnik premera 56,25 mm

h) servo motorji

3. korak: Podrobnosti o komponentah

Sledi kratek opis glavnih sestavin:

1) Mikrokrmilnik TM4C1233H6PM:

V tem projektu je bil uporabljen mikrokrmilnik na osnovi procesorja ARM. Prednost uporabe tega mikrokrmilnika je, da vam omogoča, da pin nastavite ločeno glede na nalogo. Poleg tega vam omogoča poglobljeno razumevanje delovanja kode. V našem projektu smo uporabili programiranje, ki temelji na prekinitvah, da bi bilo bolj učinkovito in zanesljivo. Družina mikrokrmilnikov Stellaris® podjetja Texas Instrument ponuja oblikovalcem visoko zmogljivo arhitekturo na osnovi ARM® Cortex ™ -M s širokim naborom integracijskih zmogljivosti in močnim ekosistemom programske opreme in razvojnih orodij.

Ciljna zmogljivost in prilagodljivost arhitektura Stellaris ponuja 80 MHz CortexM s FPU, vrsto integriranih pomnilnikov in več programibilnih GPIO. Naprave Stellaris potrošnikom ponujajo prepričljive in stroškovno učinkovite rešitve z integracijo posebnih aplikacij in zagotavljajo obsežno knjižnico programskih orodij, ki zmanjšujejo stroške plošč in čas oblikovalskega cikla. Družina mikrokrmilnikov Stellaris, ki ponuja hitrejši dostop do trga in prihranek stroškov, je vodilna izbira v visoko zmogljivih 32-bitnih aplikacijah.

2) IR infrardeči senzor ovir:

V našem projektu smo uporabili infrardeči infrardeči senzor IR, ki zazna ovire z vklopom LED. Oddaljenost od ovire lahko nastavite s spremenljivim uporom. LED -lučka za vklop se bo vklopila kot odziv IR -sprejemnika. Delovna napetost je 3 - 5V DC in izhodni tip je digitalno preklapljanje. Velikost deske je 3,2 x 1,4 cm. IR sprejemnik, ki sprejema signal, ki ga oddaja infrardeči oddajnik.

3) TCS3200 Barvni senzor:

TCS3200 je programabilni barvni pretvornik svetlobe v frekvenco, ki združuje nastavljive silicijeve fotodiode in pretvornik toka v frekvenco na enem monolitnem integriranem vezju CMOS. Izhod je kvadratni val (50% delovni cikel) s frekvenco, ki je neposredno sorazmerna z jakostjo svetlobe (obsevanje). Ena od treh prednastavljenih vrednosti prek dveh krmilnih vhodnih zatičev lahko prilagodi izhodno frekvenco celotnega obsega. Digitalni vhodi in digitalni izhod omogočajo neposreden vmesnik z mikrokrmilnikom ali drugim logičnim vezjem. Omogočanje izhoda (OE) postavi izhod v visoko impedančno stanje za skupno rabo vhodne linije mikrokrmilnika z več enotami. V TCS3200 pretvornik svetlobe v frekvenco bere niz fotodiod 8 × 8. Šestnajst fotodiod ima modre filtre, 16 fotodiod ima zelene filtre, 16 fotodiod ima rdeče filtre, 16 fotodiod pa je čistih brez filtrov. V TCS3210 pretvornik svetlobe v frekvenco bere niz fotodiod 4 × 6.

Šest fotodiod ima modre filtre, 6 fotodiod ima zelene filtre, 6 fotodiod ima rdeče filtre in 6 fotodiod je čistih brez filtrov. Štiri vrste (barve) fotodiod so medsebojno razpršene, da se zmanjša učinek neenakomernosti vpadnega obsevanja. Vse fotodiode iste barve so povezane vzporedno. Zatiča S2 in S3 se uporabljata za izbiro aktivne skupine fotodiod (rdeča, zelena, modra, prozorna). Fotodiode so velikosti 110μm × 110μm in so na središčih 134μm.

4) Releji:

Releji so bili uporabljeni za varno uporabo plošče TIVA. Razlog za uporabo relejev, ker smo za pogon zobnikov transportnega traku uporabljali motor 1A, 12V, kjer plošča TIVA daje le 3,3 V DC. Za izvajanje sistema zunanjega vezja je obvezna uporaba relejev.

5) 52-H transportni trak:

Za izdelavo transportnega traku se uporablja zobati jermen 52-H. Vlečena je na dve teflonski prestavi.

6) Zobniki premera 59,25 mm:

Ti zobniki se uporabljajo za pogon transportnega traku. Zobniki so narejeni iz teflonskega materiala. Število zob na obeh zobnikih je 20, kar ustreza zahtevam transportnega traku.

4. korak: Metodologija

] Metodologija, uporabljena v našem projektu, je precej preprosta. Na področju kodiranja se uporablja programiranje, ki temelji na prekinitvah. Na tekoči tekoči trak bo postavljen predmet. Senzor ovir je pritrjen z barvnim senzorjem. Ko predmet pride blizu barvnega senzorja.

Senzor ovir bo ustvaril prekinitev, ki omogoča prenos signala v niz, kar bo ustavilo motor z izklopom zunanjega tokokroga. Programska oprema bo barvnemu senzorju dala čas, da oceni barvo z izračunom njene frekvence. Na primer, postavljen je rdeč predmet in zaznana je njegova frekvenca.

Servomotor, ki se uporablja za ločevanje rdečih predmetov, se bo vrtel pod določenim kotom in deloval kot roka. Kar omogoča, da predmet pade v ustrezno barvno vedro. Podobno, če se uporablja drugačna barva, se bo servomotor glede na barvo predmeta zasukal, nato pa bo predmet padel v ustrezno vedro. Izogibajte se prekinitvam na podlagi glasovanja, da povečate učinkovitost kode in strojne opreme projekta. V barvnem senzorju se pogostost predmeta na določeni razdalji izračuna in vnese v kodo, namesto da se vklopi in preveri enostavnost vseh filtrov.

Hitrost transportnega traku je nizka, ker je za vizualizacijo dela potrebno jasno opazovanje. Trenutni vrtljaji uporabljenega motorja so 40 brez vztrajnosti. Vendar po namestitvi zobnikov in transportnega traku. Zaradi povečanja vztrajnostnega momenta postane vrtenje manjše od običajnih vrtljajev motorja. Število vrtljajev se je po namestitvi zobnikov in tekočega traku zmanjšalo s 40 na 2. Modulacija širine impulza se uporablja za pogon servomotorjev. Za vodenje projekta so predstavljeni tudi časovniki.

Releji so povezani tudi z zunanjim vezjem in senzorjem ovir. Čeprav je v tem projektu mogoče opaziti odlično kombinacijo strojne in programske opreme

5. korak: Koda

Koda je bila razvita v KEIL UVISION 4.

Koda je preprosta in jasna. Vprašajte karkoli o kodi

Vključena je tudi zagonska datoteka

6. korak: Izzivi in težave

Strojna oprema:

Pri izdelavi projekta nastane več težav. Tako strojna kot programska oprema sta zapleteni in jih je težko upravljati. Težava je bila pri oblikovanju transportnega traku. Najprej smo oblikovali naš transportni trak s preprosto cevjo za pnevmatike za motorna kolesa s 4 kolesi (2 kolesi se držita skupaj, da povečata širino). Toda ta ideja je spodletela, ker se ni izvajala. Po tem smo se lotili izdelave transportnega traku z jermenom in zobniki. Dejavnik stroškov je bil pri njegovem projektu na vrhuncu, ker mehansko načrtovanje komponent in priprava zahtevata čas in trdo delo z visoko natančnostjo. Še vedno je bila težava prisotna, ker se nismo zavedali, da se uporablja samo en motor, katerega prestava se imenuje gonilna, vse ostale prestave pa se imenujejo gnane. Uporabiti je treba tudi močan motor z manj vrtljaji, ki lahko poganja transportni trak. Po rešitvi teh težav. Strojna oprema je uspešno delovala.

B Programska oprema:

S programskim delom se je bilo treba soočiti tudi z izzivi. Ključni del je bil čas, v katerem se bo servomotor vrtel in se vrnil za določen predmet. Programiranje, ki temelji na prekinitvah, nam je vzelo veliko časa za odpravljanje napak in povezovanje s strojno opremo. Na naši plošči TIVA je bilo 3 zatičev manj. Za vsak servomotor smo želeli uporabiti različne zatiče. Vendar pa smo morali zaradi manjših zatičev uporabiti isto konfiguracijo za dva servomotorja. Na primer, Timer 1A in Timer 1B sta bila nastavljena za zeleni in rdeči servomotor, Timer 2A pa za modro. Ko smo torej sestavili kodo. Zeleni in rdeči motor sta se vrtela. Druga težava se pojavi, ko moramo konfigurirati barvno tipalo. Ker smo barvni senzor konfigurirali, ne glede na frekvenco, ne pa s stikali in preverjali vsako barvo eno za drugo. Frekvence različnih barv so bile izračunane z uporabo osciloskopa na ustrezni razdalji in nato zabeležene, kar je kasneje implementirano v kodo. Najzahtevnejša stvar je, da na strani 6 sestavite vso kodo. To vodi do številnih napak in zahteva veliko odpravljanja napak. Vendar smo uspeli odpraviti čim več hroščev.

7. korak: Zaključek in video o projektu

Končno smo dosegli cilj in uspeli izdelati sortirnik osnovnih barv transportnega traku.

Po spremembi parametrov funkcij zakasnitve servomotorjev jih organiziramo glede na zahteve strojne opreme. Tekel je brez težav, brez ovir.

Video posnetek projekta je na voljo na povezavi.

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

8. korak: Posebna hvala

Posebna zahvala Ahmadu Khalidu za delitev projekta in podporo zadevi

Upam, da vam bo všeč tudi ta.

BR

Tahir Ul Haq

UET LHR PK