TIVA kontrolēta konveijera lentes krāsu šķirotājs: 8 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:57

Elektronikas jomai ir plašs pielietojums. Katrai lietojumprogrammai ir nepieciešama cita shēma un cita programmatūra, kā arī aparatūras konfigurācija. Mikrokontrolleris ir integrēts mikroshēmā iebūvēts modelis, kurā vienā mikroshēmā var darbināt dažādas lietojumprogrammas. Mūsu projekta pamatā ir ARM procesors, kas tiek plaši izmantots viedtālruņu aparatūrā. Krāsu šķirotāja projektēšanas pamatmērķis, jo tam ir plašs pielietojums rūpniecībā, piem. rīsu šķirošanā. Krāsu sensora TCS3200, šķēršļu sensora, releju, konveijera lentes un TIVA C sērijas ARM bāzes mikrokontrollera saskarne ir galvenais faktors, lai padarītu šo projektu unikālu un izcilu. Projekts darbojas tā, ka objekts tiek novietots uz skrejošās konveijera lentes, kas tiek apturēta pēc šķērsošanas no šķēršļu sensora. Jostas apturēšanas mērķis ir dot laiku krāsu sensoram, lai tas spriestu par krāsu. Pēc krāsas noteikšanas attiecīgā krāsu roka griezīsies noteiktā leņķī un ļaus objektam nokrist attiecīgajā krāsu spainī

1. darbība. Ievads

Mūsu projekts sastāv no izcilas aparatūras montāžas un programmatūras konfigurācijas kombinācijas. Nepieciešamība pēc šīs idejas, kad jums ir jāatdala objekti nozarēs. Krāsu šķirotājs, kas balstīts uz mikrokontrolleru, ir izstrādāts un izgatavots mikrokontrolleru apstrādes sistēmas kursam, kas tika pasniegts Inženierzinātņu un tehnoloģiju universitātes Elektrotehnikas nodaļas ceturtajā semestrī. Programmatūras konfigurācija tiek izmantota, lai saprastu trīs galvenās krāsas. Kuri ir atdalīti ar roku, kas savienota ar servomotoriem uz konveijera mašīnas.

2. darbība. Aparatūra

Tālāk ir norādītas sastāvdaļas, kuras tiek izmantotas projektu izstrādē ar īsu aprakstu

a) ARM procesora bāzes TIVA C sērijas TM4C1233H6PM mikrokontrolleris

b) IR infrasarkano staru sensors

c) TCS3200 krāsu sensors

d) Releji (30V / 10A)

e) Pārnesumu motors (12V, 1A)

f) H-52 konveijera lente

g) zobrats 56,25 mm diametrā

h) servomotori

3. darbība: detaļas

Tālāk ir sniegta īsa informācija par galvenajām sastāvdaļām:

1) TM4C1233H6PM mikrokontrolleris:

Šajā projektā ir izmantots uz ARM procesoru balstīts mikrokontrolleris. Šī mikrokontrollera izmantošanas priekšrocība ir tā, ka tā ļauj konfigurēt tapu atsevišķi atbilstoši uzdevumam. Turklāt tas ļauj padziļināti izprast koda darbību. Mēs savā projektā esam izmantojuši uz pārtraukšanu balstītu programmēšanu, lai padarītu to efektīvāku un uzticamāku. Texas Instrument Stellaris® mikrokontrolleru saime nodrošina dizaineriem augstas veiktspējas ARM® Cortex ™ -M arhitektūru ar plašu integrācijas iespēju kopumu un spēcīgu programmatūras un izstrādes rīku ekosistēmu.

Mērķtiecīga veiktspēja un elastība, Stellaris arhitektūra piedāvā 80 MHz CortexM ar FPU, dažādas integrētas atmiņas un vairākus programmējamus GPIO. Stellaris ierīces piedāvā patērētājiem pārliecinošus rentablus risinājumus, integrējot lietojumprogrammām specifiskas perifērijas ierīces un nodrošinot visaptverošu programmatūras rīku bibliotēku, kas samazina plates izmaksas un projektēšanas cikla laiku. Piedāvājot ātrāku laiku tirgū un izmaksu ietaupījumus, Stellaris mikrokontrolleru saime ir vadošā izvēle augstas veiktspējas 32 bitu lietojumprogrammās.

2) IR infrasarkano staru sensors:

Mūsu projektā esam izmantojuši infrasarkano staru šķēršļu sensoru, kas uztver šķēršļus, ieslēdzot gaismas diodi. Attālumu no šķēršļa var regulēt ar mainīgo rezistoru. Barošanas gaismas diode iedegsies, reaģējot uz IR uztvērēju. Darba spriegums ir 3 - 5V DC, un izejas veids ir digitālā komutācija. Dēļa izmērs ir 3,2 x 1,4 cm. IR uztvērējs, kas uztver infrasarkano staru raidītāja pārraidīto signālu.

3) TCS3200 krāsu sensors:

TCS3200 ir programmējami krāsu gaismas un frekvences pārveidotāji, kas apvieno konfigurējamas silīcija fotodiodes un strāvas un frekvences pārveidotāju vienā monolītā CMOS integrālajā shēmā. Izeja ir kvadrātveida vilnis (50% darba cikls) ar frekvenci, kas ir tieši proporcionāla gaismas intensitātei (izstarojums). Viena no trim iepriekš iestatītajām vērtībām, izmantojot divas vadības ievades tapas, var mērogot pilnas skalas izejas frekvenci. Digitālās ieejas un digitālā izeja nodrošina tiešu saskarni ar mikrokontrolleru vai citu loģisko shēmu. Izejas iespējošana (OE) ievieto izeju augstas pretestības stāvoklī, lai koplietotu mikrokontrollera ievades līniju vairākās vienībās. TCS3200 gaismas-frekvences pārveidotājs nolasa 8 × 8 fotodiodes masīvu. Sešpadsmit fotodiodēm ir zili filtri, 16 fotodiodēm ir zaļi filtri, 16 fotodiodēm ir sarkani filtri, un 16 fotodiodes ir skaidras bez filtriem. TCS3210 gaismas-frekvences pārveidotājs nolasa 4 × 6 fotodiodes masīvu.

Sešām fotodiodēm ir zili filtri, 6 fotodiodēm ir zaļi filtri, 6 fotodiodēm ir sarkani filtri, un 6 fotodiodes ir skaidras bez filtriem. Četri fotodiodes veidi (krāsas) ir savstarpēji ciparoti, lai samazinātu krītošās izstarojuma nevienmērības ietekmi. Visas vienas krāsas fotodiodes ir savienotas paralēli. Piespraudes S2 un S3 tiek izmantotas, lai atlasītu, kura fotodiodes grupa (sarkana, zaļa, zila, skaidra) ir aktīva. Fotodiodes ir 110 μm × 110 μm lielas un atrodas 134 μm centros.

4) releji:

Drošai TIVA plates izmantošanai ir izmantoti releji. Releju izmantošanas iemesls, jo mēs izmantojām 1A, 12V motoru, lai vadītu konveijera lentes pārnesumus, kur TIVA plāksne nodrošina tikai 3,3 V līdzstrāvu. Lai iegūtu ārējās ķēdes sistēmu, obligāti jāizmanto releji.

5) 52-H konveijera lente:

Konveijera izgatavošanai tiek izmantota zobsiksna 52-H. Tas ir uzvilkts uz diviem teflona pārnesumiem.

6) pārnesumi ar diametru 59,25 mm:

Šie pārnesumi tiek izmantoti konveijera lentes vadīšanai. Zobrati ir izgatavoti no teflona materiāla. Abu zobratu zobu skaits ir 20, kas atbilst konveijera lentes prasībām.

4. solis: metodoloģija

] Mūsu projektā izmantotā metodika ir pavisam vienkārša. Kodēšanas apgabalā tiek izmantota uz pārtraukumiem balstīta programmēšana. Uz skrejošās konveijera lentes tiks novietots priekšmets. Šķēršļu sensors ir pievienots ar krāsu sensoru. Objektam tuvojoties krāsu sensoram.

Šķēršļu sensors radīs pārtraukumu, kas ļaus nodot signālu masīvam, kas apturēs motoru, izslēdzot ārējo ķēdi. Programmatūra piešķirs krāsu sensoram laiku, lai spriestu par krāsu, aprēķinot tās frekvenci. Piemēram, tiek ievietots sarkans objekts un tiek konstatēts tā biežums.

Servomotors, ko izmanto sarkano priekšmetu atdalīšanai, griezīsies noteiktā leņķī un darbosies kā roka. Kas ļauj objektam iekrist attiecīgajā krāsu spainī. Līdzīgi, ja tiek izmantota cita krāsa, servomotors atbilstoši objekta krāsai griezīsies un objekts nokritīs attiecīgajā spainī. Lai izvairītos no koda, kā arī projekta aparatūras efektivitātes, tiek novērsta uz aptaujām balstīta pārtraukšana. Krāsu sensorā objekta frekvence noteiktā attālumā tiek aprēķināta un ievadīta kodā, nevis ieslēgta un pārbaudīta visu filtru ērtība.

Transportiera lentes ātrums tiek turēts lēns, jo ir nepieciešams skaidrs novērojums, lai vizualizētu darbu. Izmantotā motora pašreizējais apgriezienu skaits ir 40 bez inerces momenta. Tomēr pēc zobratu un konveijera lentes uzlikšanas. Palielinoties inerces momentam, motora rotācija kļūst mazāka nekā parasti. Pēc pārnesumu un konveijera lentes uzlikšanas apgriezieni tika samazināti no 40 uz 2. Impulsa platuma modulācija tiek izmantota, lai darbinātu servomotorus. Projekta vadīšanai tiek ieviesti arī taimeri.

Releji ir savienoti ar ārējo ķēdi, kā arī ar šķēršļu sensoru. Lai gan šajā projektā var novērot lielisku aparatūras un programmatūras kombināciju

5. darbība: kods

Kods ir izstrādāts KEIL UVISION 4.

Kods ir vienkāršs un skaidrs. Jūtieties brīvi jautāt jebko par kodu

Ir iekļauts arī starta fails

6. solis: izaicinājumi un problēmas

Aparatūra:

Veicot projektu, rodas vairākas problēmas. Gan aparatūra, gan programmatūra ir sarežģītas un grūti apstrādājamas. Problēma bija konveijera lentes projektēšana. Pirmkārt, mēs esam izstrādājuši savu konveijera lenti ar vienkāršu motociklu riepu cauruli ar 4 riteņiem (2 riteņi tiek turēti kopā, lai palielinātu platumu). Bet šī ideja izgāzās, jo tā nedarbojās. Pēc tam mēs virzāmies uz konveijera lentes izgatavošanu ar zobsiksnu un zobratiem. Izmaksu faktors bija visaugstākais tā projektā, jo detaļu mehāniskā projektēšana un sagatavošana prasa gan laiku, gan smagu darbu ar augstu precizitāti. Joprojām bija problēma, jo mēs nezinājām, ka tiek izmantots tikai viens motors, kuru pārnesumu sauc par vadītāja pārnesumu, un visus pārējos pārnesumus sauc par piedziņas pārnesumiem. Jāizmanto arī jaudīgs motors ar mazāku apgriezienu skaitu, kas var vadīt konveijera lenti. Pēc šo problēmu risināšanas. Aparatūra strādāja veiksmīgi.

B Programmatūra:

Bija arī problēmas ar programmatūras daļu. Laiks, kurā servomotors griezīsies un atgriezīsies pēc konkrētā objekta, bija izšķirošā daļa. Programmēšana, kuras pamatā ir pārtraukums, aizņēma daudz laika, lai atkļūdotu un savienotu ar aparatūru. Mūsu TIVA plāksnē bija par 3 tapām mazāk. Mēs vēlējāmies katram servomotorei izmantot dažādas tapas. Tomēr, ņemot vērā mazākas tapas, mums bija jāizmanto tāda pati konfigurācija diviem servomotoriem. Piemēram, taimeris 1A un taimeris 1B tika konfigurēts zaļam un sarkanam servomotorei, un taimeris 2A bija konfigurēts zilajam. Tātad, kad mēs apkopojām kodu. Rotēja gan zaļo, gan sarkano motoru. Vēl viena problēma rodas, ja mums ir jākonfigurē krāsu sensors. Tā kā mēs konfigurējām krāsu sensoru, nevis pēc slēdžiem un pārbaudot katru krāsu pa vienam. Dažādu krāsu frekvences ir aprēķinātas, izmantojot osciloskopu atbilstošā attālumā, un pēc tam ierakstītas, kas vēlāk tiek ieviestas kodā. Visgrūtākais ir apkopot PAGE 6 visu kodu vienā. Tas rada daudz kļūdu un prasa daudz atkļūdošanas. Tomēr mums izdevās izskaust pēc iespējas vairāk kļūdu.

7. darbība. Secinājums un projekta video

Visbeidzot, mēs esam sasnieguši savu mērķi un esam veiksmīgi izveidojuši konveijera lentes bāzes krāsu šķirotāju.

Pēc servomotoru aiztures funkciju parametru maiņas, lai tos sakārtotu atbilstoši aparatūras prasībām. Tas noritēja nevainojami, bez šķēršļiem.

Projekta video ir pieejams saitē.

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

8. darbība. Īpašs paldies

Īpašs paldies Ahmadam Khalidam par dalīšanos projektā un atbalstu lietas labā

Ceru, ka jums patiks arī šis.

BR

Tahir Ul Haq

UET LHR PK