Sortator de culori pe bază de bandă transportoare controlată TIVA: 8 pași

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:46

Domeniul electronic are o vastă aplicație. Fiecare aplicație are nevoie de un circuit diferit și un software diferit, precum și de configurație hardware. Microcontrolerul este modelul integrat încorporat într-un cip în care diferite aplicații pot fi rulate într-un singur cip. Proiectul nostru se bazează pe procesorul ARM, care este foarte utilizat în hardware-ul smartphone-urilor. Scopul de bază de a proiecta sortatorul de culori, deoarece are o aplicare largă în industrii, de ex. în sortarea orezului. Interfața senzorului de culoare TCS3200, a senzorului de obstacole, a releelor, a benzii transportoare și a microcontrolerului ARM din seria TIVA C este factorul cheie pentru a face acest proiect unic și excelent. Proiectul funcționează în așa fel încât obiectul să fie așezat pe banda rulantă care se oprește după trecerea de la senzorul de obstacole. Scopul opririi centurii este de a acorda timp senzorului de culoare pentru a evalua culoarea acestuia. După evaluarea culorii, brațul de culoare respectiv se va roti la unghi specific și permite obiectului să cadă în găleată de culoare respectivă

Pasul 1: Introducere

Proiectul nostru constă într-o combinație excelentă de asamblare hardware și configurație software. O nevoie a acestei idei în care trebuie să separați obiectele din industrii. Un sorter de culori bazat pe microcontroler este proiectat și realizat pentru cursul sistemului de procesare a microcontrolerelor, care a fost predat în semestrul al patrulea al departamentului de inginerie electrică din Universitatea de Inginerie și Tehnologie. Configurarea software-ului este utilizată pentru a detecta cele trei culori primare. Care sunt separate de brațul conectat cu servomotoare pe mașina transportoare.

Pasul 2: Hardware

Componentele, care sunt folosite la realizarea proiectelor cu scurta lor descriere, sunt date mai jos

a) Microcontroler TIVA C bazat pe procesor ARM seria TM4C1233H6PM

b) Senzor infraroșu de obstacole

c) senzor de culoare TCS3200

d) Relee (30V / 10A)

e) Motor de transmisie (12V, 1A)

f) Banda transportoare H-52

g) angrenaj cu diametrul de 56,25 mm

h) servomotoare

Pasul 3: Detalii componente

Următorul este un scurt detaliu al componentelor principale:

1) Microcontroler TM4C1233H6PM:

Este microcontrolerul bazat pe procesorul ARM, care a fost utilizat în acest proiect. Avantajul utilizării acestui microcontroler că vă permite să configurați pinul separat în funcție de sarcină. În plus, vă permite să înțelegeți funcționarea codului în profunzime. Am folosit programarea bazată pe întreruperi în proiectul nostru pentru ao face mai eficientă și mai fiabilă. Familia de microcontrolere Stellaris® din Texas Instrument oferă proiectanților o arhitectură ARM® Cortex ™ -M de înaltă performanță, cu un set larg de capabilități de integrare și un ecosistem puternic de software și instrumente de dezvoltare.

Țintind performanță și flexibilitate, arhitectura Stellaris oferă un CortexM de 80 MHz cu FPU, o varietate de memorii integrate și mai multe GPIO programabile. Dispozitivele Stellaris oferă consumatorilor soluții eficiente din punct de vedere al costurilor prin integrarea perifericelor specifice aplicațiilor și oferind o bibliotecă cuprinzătoare de instrumente software care minimizează costurile plăcii și timpul ciclului de proiectare. Oferind economii mai rapide în timp și pe piață, familia de microcontrolere Stellaris este cea mai importantă alegere în aplicațiile de 32 de biți de înaltă performanță.

2) Senzor de obstacole infraroșu IR:

Am folosit senzorul de obstacole cu infraroșu IR în proiectul nostru, care detectează obstacolele prin aprinderea LED-ului. Distanța de la obstacol poate fi reglată de rezistența variabilă. LED-ul de alimentare se va aprinde în răspunsul receptorului IR. Tensiunea de lucru este de 3 - 5V DC, iar tipul de ieșire este de comutare digitală. Dimensiunea plăcii este de 3,2 x 1,4 cm. Un receptor IR care primește semnalul transmis de emițătorul în infraroșu.

3) senzor de culoare TCS3200:

TCS3200 este convertor de lumină-frecvență color programabil, care combină fotodiodele de siliciu configurabile și un convertor curent-frecvență pe un singur circuit integrat CMOS monolitic. Ieșirea este o undă pătrată (50% ciclu de funcționare) cu frecvență direct proporțională cu intensitatea luminii (iradiere). Una dintre cele trei valori presetate prin intermediul a doi pini de intrare de control poate scala frecvența de ieșire la scară completă. Intrările digitale și ieșirea digitală permit interfața directă cu un microcontroler sau alte circuite logice. Activarea ieșirii (OE) plasează ieșirea în starea de impedanță ridicată pentru partajarea mai multor unități a unei linii de intrare a microcontrolerului. În TCS3200, convertorul lumină-frecvență citește o matrice 8 × 8 de fotodiode. Șaisprezece fotodiode au filtre albastre, 16 fotodiode au filtre verzi, 16 fotodiode au filtre roșii și 16 fotodiode sunt clare fără filtre. În TCS3210, convertorul lumină-frecvență citește o matrice 4 × 6 de fotodiode.

Șase fotodiode au filtre albastre, 6 fotodiode au filtre verzi, 6 fotodiode au filtre roșii și 6 fotodiode sunt clare fără filtre. Cele patru tipuri (culori) de fotodiode sunt interdigitate pentru a minimiza efectul neuniformității iradianței incidente. Toate fotodiodele de aceeași culoare sunt conectate în paralel. Pinii S2 și S3 sunt utilizați pentru a selecta ce grup de fotodiode (roșu, verde, albastru, clar) sunt active. Fotodiodele au o dimensiune de 110 μm × 110 μm și sunt centrate pe 134 μm.

4) Relee:

Releele au fost utilizate pentru utilizarea în siguranță a plăcii TIVA. Motivul utilizării releelor pentru că am folosit un motor de 1A, 12V pentru a conduce roțile dințate ale benzii transportoare unde placa TIVA oferă doar 3,3V DC. Pentru a obține sistemul de circuite externe, este obligatoriu să folosiți relee.

5) Banda transportoare 52-H:

Pentru realizarea transportorului se folosește o curea de distribuție de tip 52-H. Este rulat pe cele două trepte de viteză din teflon.

6) Angrenaje cu diametrul de 59,25 mm:

Aceste angrenaje sunt folosite pentru acționarea benzii transportoare. Angrenajele sunt fabricate din material teflon. Numărul de dinți pe ambele trepte de viteză este de 20, ceea ce este în conformitate cu cerința benzii transportoare.

Pasul 4: Metodologie

] Metodologia utilizată în proiectul nostru este destul de simplă. Programarea bazată pe întreruperi este utilizată în zona de codare. Un obiect va fi plasat pe banda rulantă rulantă. Un senzor de obstacole este atașat cu senzorul de culoare. Pe măsură ce obiectul ajunge lângă senzorul de culoare.

Senzorul de obstacole va genera întreruperea care permite trecerea semnalului la matrice, care va opri motorul prin oprirea circuitului extern. Senzorului de culoare i se va acorda timp software-ului pentru a evalua culoarea calculându-i frecvența. De exemplu, un obiect roșu este plasat și frecvența acestuia este detectată.

Servomotorul utilizat pentru separarea obiectelor roșii se va roti la un unghi specific și acționează ca un braț. Ceea ce permite obiectului să cadă în găleată de culoare respectivă. În mod similar, dacă se folosește o culoare diferită, atunci servomotorul în funcție de culoarea obiectului se va roti și apoi obiectul va cădea în cupa respectivă. Întreruperea bazată pe interogare este evitată pentru a crește eficiența codului, precum și a hardware-ului proiectului. În senzorul de culoare, frecvența obiectului la distanța specifică este calculată și introdusă în cod, mai degrabă decât pornirea și verificarea tuturor filtrelor pentru ușurință.

Viteza benzii transportoare este menținută lent, deoarece este necesară o observație clară pentru a vizualiza funcționarea. Turația curentă a motorului utilizat este de 40 fără niciun moment de inerție. Cu toate acestea, după punerea angrenajelor și a benzii transportoare. Datorită creșterii momentului de inerție, rotația devine mai mică decât rotațiile obișnuite ale motorului. Rpm-ul a fost redus de la 40 la 2 după punerea angrenajelor și a benzii transportoare. Modularea lățimii impulsurilor este utilizată pentru a acționa servomotoarele. Cronometrele bazate sunt, de asemenea, introduse pentru a rula proiectul.

Releele sunt conectate la circuitul extern, precum și la senzorul de obstacole. Deși, o combinație excelentă de hardware și software poate fi observată în acest proiect

Pasul 5: Cod

Codul a fost dezvoltat în KEIL UVISION 4.

Codul este simplu și clar. Nu ezitați să întrebați orice despre cod

A fost inclus și fișierul de pornire

Pasul 6: Provocări și probleme

A Hardware:

Mai multe probleme apar în timpul realizării proiectului. Atât hardware-ul cât și software-ul sunt complexe și greu de manevrat. Problema a fost proiectarea benzii transportoare. În primul rând, am proiectat banda noastră transportoare cu un tub simplu pentru anvelope pentru motociclete cu 4 roți (2 roți sunt ținute împreună pentru a crește lățimea). Însă această idee a căzut, deoarece nu funcționa. După aceea, ne îndreptăm spre realizarea benzii transportoare cu curea de distribuție și angrenaje. Factorul de cost a fost la vârf în proiectul său, deoarece proiectarea mecanică a componentelor și pregătirea necesită atât timp cât și muncă grea cu precizie ridicată. Problema era încă prezentă, deoarece nu eram conștienți de faptul că se folosește un singur motor, care este numit unelte de conducere, iar toate celelalte trepte de viteză sunt numite trepte de viteză. De asemenea, trebuie utilizat un motor puternic cu mai puține RPM, care poate acționa banda transportoare. După rezolvarea acestor probleme. Hardware-ul funcționa cu succes.

Software B:

Au existat, de asemenea, provocări cu care sa confruntat partea software-ului. Timpul în care servomotorul se rotea și se întorcea pentru obiectul specific era partea crucială. Programarea bazată pe întreruperi ne-a luat mult timp pentru depanare și interfață cu hardware. În tabloul nostru TIVA erau cu 3 pini mai puțin. Am vrut să folosim pini diferiți pentru fiecare servomotor. Cu toate acestea, din cauza mai puțini știfturi, a trebuit să folosim aceeași configurație pentru două servomotoare. De exemplu, Temporizatorul 1A și Temporizatorul 1B au fost configurate pentru servomotorul verde și roșu, iar Temporizatorul 2A a fost configurat pentru albastru. Deci, atunci când am compilat codul. Atât motorul verde, cât și cel roșu s-au rotit. O altă problemă apare atunci când trebuie să configurăm senzorul de culoare. Deoarece configuram senzorul de culoare, mai degrabă în funcție de frecvență decât să folosim comutatoarele și să verificăm fiecare culoare una câte una. Frecvențele diferitelor culori au fost calculate utilizând osciloscopul la distanță adecvată și apoi înregistrate, care ulterior este implementat în cod. Cel mai provocator lucru este să compilezi PAGINA 6 tot codul într-unul. Aceasta duce la multe erori și necesită o mulțime de depanare. Cu toate acestea, am reușit să eradicăm cât mai multe bug-uri.

Pasul 7: Concluzie și video de proiect

În cele din urmă, ne-am atins obiectivul și am reușit să realizăm o sortare a culorilor de bază ale benzii transportoare.

După modificarea parametrilor funcțiilor de întârziere ale servomotoarelor pentru a le organiza în funcție de cerințele hardware. Se desfășura fără probleme, fără obstacole.

Videoclipul proiectului este disponibil în link.

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

Pasul 8: Mulțumiri speciale

Mulțumiri speciale lui Ahmad Khalid pentru că a împărtășit proiectul și a susținut cauza

Sper să vă placă și pe acesta.

BR

Tahir Ul Haq

UET LHR PK