Penyusun Warna Berasaskan Tiva Conveyer Belt Based: 8 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:12

Bidang elektronik mempunyai aplikasi yang luas. Setiap aplikasi memerlukan rangkaian yang berbeza dan perisian yang berbeza serta konfigurasi perkakasan. Mikrokontroler adalah model terpadu yang tertanam dalam cip di mana aplikasi yang berbeza dapat dijalankan dalam satu cip. Projek kami berdasarkan pemproses ARM, yang sangat digunakan dalam perkakasan telefon pintar. Tujuan asas untuk merancang penyortir warna kerana mempunyai aplikasi yang luas dalam industri mis. dalam penyusunan padi. Interface sensor warna TCS3200, Obstacle Sensor, relay, Conveyer belt dan TIVA C siri ARM berdasarkan mikrokontroler adalah faktor utama untuk menjadikan projek ini unik dan cemerlang. Projek ini berfungsi sedemikian rupa sehingga objek diletakkan pada tali sawat berjalan yang dihentikan setelah melewati sensor halangan. Tujuan untuk menghentikan tali pinggang adalah memberi masa kepada sensor warna untuk menilai warnanya. Setelah menilai warnanya, lengan warna masing-masing akan berputar pada sudut tertentu dan membolehkan objek jatuh pada baldi warna masing-masing

Langkah 1: Pengenalan

Projek kami terdiri daripada gabungan pemasangan perkakasan dan konfigurasi perisian yang sangat baik. Keperluan idea ini di mana anda harus memisahkan objek dalam industri. Penyusun warna berdasarkan mikrokontroler dirancang dan dibuat untuk kursus sistem pemprosesan Mikrokontroler yang telah diajar pada semester keempat jurusan Kejuruteraan Elektrik di Universiti Kejuruteraan dan Teknologi. Konfigurasi perisian digunakan untuk merasakan tiga warna utama. Yang dipisahkan oleh lengan yang dihubungkan dengan servomotor pada mesin penghantar.

Langkah 2: Perkakasan

Komponen, yang digunakan dalam membuat projek dengan keterangan ringkasnya, diberikan di bawah

a) Pengawal mikro TIVA C siri TM4C1233H6PM berasaskan prosesor ARM

b) Sensor halangan inframerah IR

c) Sensor warna TCS3200

d) Relay (30V / 10A)

e) Motor gear (12V, 1A)

f) tali sawat H-52

g) Gear diameter 56.25mm

h) motor servo

Langkah 3: Perincian Komponen

Berikut adalah perincian ringkas komponen utama:

1) Pengawal Mikro TM4C1233H6PM:

Ia adalah mikrokontroler berasaskan pemproses ARM, yang telah digunakan dalam projek ini. Kelebihan menggunakan mikrokontroler ini membolehkan anda mengkonfigurasi pin secara berasingan mengikut tugas. Di samping itu, ia membolehkan anda memahami cara kerja kod secara mendalam. Kami telah menggunakan pengaturcaraan berasaskan Interrupt dalam projek kami untuk menjadikannya lebih cekap dan boleh dipercayai. Keluarga mikrokontroler Stellaris® dari Texas Instrument memberikan senibina berprestasi tinggi berasaskan ARM® Cortex ™ -M dengan set keupayaan keupayaan integrasi yang luas dan ekosistem perisian dan alat pembangunan yang kuat.

Menyasarkan prestasi dan fleksibiliti, seni bina Stellaris menawarkan CortexM 80 MHz dengan FPU, pelbagai kenangan bersepadu dan pelbagai GPIO yang dapat diprogramkan. Peranti Stellaris menawarkan pengguna penyelesaian efektif yang menarik dengan mengintegrasikan periferal khusus aplikasi dan menyediakan perpustakaan alat perisian yang komprehensif yang meminimumkan kos papan dan masa kitaran reka bentuk. Menawarkan penjimatan masa dan pasaran yang lebih cepat, keluarga mikrokontroler Stellaris adalah pilihan utama dalam aplikasi 32-bit berprestasi tinggi.

2) Sensor halangan inframerah IR:

Kami telah menggunakan sensor halangan inframerah IR dalam projek kami, yang merasakan halangan dengan menyalakan LED. Jarak dari halangan boleh disesuaikan dengan perintang yang berubah-ubah. LED kuasa akan menyala dalam tindak balas Penerima IR. Voltan kerja adalah 3 - 5V DC dan jenis output adalah pensuisan digital. Ukuran papan ialah 3.2 x 1.4cm. Penerima IR yang menerima isyarat yang dihantar oleh pemancar inframerah.

3) Sensor warna TCS3200:

TCS3200 adalah penukar cahaya-ke-frekuensi warna yang dapat diprogramkan yang menggabungkan fotodioda silikon yang dapat dikonfigurasi dan penukar arus ke frekuensi pada litar bersepadu CMOS monolitik tunggal. Outputnya adalah gelombang persegi (50% cycle cycle) dengan frekuensi berkadar terus dengan intensiti cahaya (sinaran). Salah satu daripada tiga nilai pratetap melalui dua pin input kawalan dapat meningkatkan frekuensi output skala penuh. Input digital dan output digital membolehkan antara muka langsung ke mikrokontroler atau litar logik lain. Output enabled (OE) meletakkan output dalam keadaan impedans tinggi untuk perkongsian berbilang unit dari saluran input mikrokontroler. Dalam TCS3200, penukar cahaya ke frekuensi membaca array 8 × 8 fotodioda. Enam belas photodiodes mempunyai filter biru, 16 photodiodes mempunyai filter hijau, 16 photodiodes mempunyai filter merah, dan 16 photodiodes jelas tanpa filter. Dalam TCS3210, penukar cahaya ke frekuensi membaca susunan fotodiod 4 × 6.

Enam photodiodes mempunyai filter biru, 6 photodiodes mempunyai filter hijau, 6 photodiodes mempunyai filter merah, dan 6 photodiodes jelas tanpa penapis. Keempat jenis (warna) fotodioda saling bergantian untuk meminimumkan kesan ketidakseragaman penyinaran kejadian. Semua Fotodiod dengan warna yang sama disambungkan secara selari. Pin S2 dan S3 digunakan untuk memilih kumpulan fotodiod yang mana (merah, hijau, biru, jernih) yang aktif. Fotodiod berukuran 110μm × 110μm dan berada di pusat 134μm.

4) geganti:

Relay telah digunakan untuk penggunaan papan TIVA dengan selamat. Alasan menggunakan relay kerana kami menggunakan motor 1A, 12V untuk menggerakkan gear tali sawat di mana papan TIVA hanya memberikan 3.3V DC. Untuk mendapatkan sistem litar luaran, wajib menggunakan relai.

5) tali pinggang penghantar 52-H:

Jenis timing belt 52-H digunakan untuk membuat penghantar. Ia dilancarkan pada dua roda gigi Teflon.

6) Gear diameter 59.25mm:

Gear ini digunakan untuk menggerakkan tali sawat. Gear diperbuat daripada bahan Teflon. Bilangan gigi pada kedua roda gigi adalah 20, yang mengikut keperluan tali sawat.

Langkah 4: Metodologi

Metodologi yang digunakan dalam projek kami agak mudah. Pengaturcaraan berasaskan gangguan digunakan di kawasan pengekodan. Objek akan diletakkan pada tali sawat berjalan. Sensor halangan dipasang dengan sensor warna. Semasa objek tiba di dekat sensor warna.

Sensor halangan akan menghasilkan gangguan yang membolehkan menghantar isyarat ke array, yang akan menghentikan motor dengan mematikan litar luaran. Sensor warna akan diberi masa oleh perisian untuk menilai warnanya dengan mengira frekuensinya. Contohnya, objek merah diletakkan dan kekerapannya dikesan.

Servomotor yang digunakan untuk memisahkan objek merah akan berputar pada sudut tertentu dan bertindak seperti lengan. Yang membolehkan objek jatuh di baldi warna masing-masing. Begitu juga, jika warna yang berbeza digunakan maka servomotor mengikut warna objek akan berputar dan kemudian objek akan jatuh di dalam baldi masing-masing. Gangguan berdasarkan pengundian dielakkan untuk meningkatkan kecekapan kod dan juga perkakasan projek. Dalam sensor warna, frekuensi objek pada jarak tertentu dihitung dan dimasukkan dalam kod daripada menyalakan dan memeriksa semua filter untuk kemudahan.

Kelajuan tali sawat dijaga perlahan kerana diperlukan pemerhatian yang jelas untuk menggambarkan kerja. Rpm motor yang digunakan ialah 40 tanpa sebarang inersia. Namun, setelah meletakkan gear dan tali sawat. Kerana peningkatan momen inersia, putaran menjadi kurang daripada rpm motor biasa. Rpm dikurangkan dari 40 menjadi 2 setelah meletakkan roda gigi dan tali sawat. Pulse Width Modulation digunakan untuk menggerakkan servomotor. Pemasa berdasarkan juga diperkenalkan untuk menjalankan projek.

Relay dihubungkan dengan litar luaran dan juga sensor halangan. Walaupun begitu, gabungan perkakasan dan perisian yang sangat baik dapat dilihat dalam projek ini

Langkah 5: Kod

Kod telah dikembangkan dalam KEIL UVISION 4.

Kodnya ringkas dan jelas. Jangan ragu untuk bertanya apa-apa mengenai kod tersebut

Fail permulaan juga telah disertakan

Langkah 6: Cabaran dan Masalah

Perkakasan:

Beberapa masalah timbul semasa membuat projek. Kedua-dua perkakasan dan perisian adalah kompleks dan sukar dikendalikan. Masalahnya ialah reka bentuk tali sawat. Pertama, kami telah merancang tali sawat kami dengan tiub tayar motosikal sederhana dengan 4 roda (2 roda disatukan untuk menambah lebar). Tetapi idea ini gagal kerana tidak berjalan. Setelah itu, kami bergerak menuju pembuatan tali sawat dengan timing belt dan gear. Faktor kosnya memuncak dalam projeknya kerana reka bentuk komponen dan penyediaan mekanikal memerlukan masa dan kerja keras dengan ketepatan tinggi. Masalah masih ada kerana kami tidak menyedari bahawa hanya satu motor yang digunakan yang mana gear disebut gear pemandu dan semua gear lain disebut gear didorong. Motor berkuasa yang mempunyai RPM kurang perlu digunakan yang dapat menggerakkan tali sawat. Setelah menyelesaikan masalah ini. Perkakasan berjaya berfungsi.

Perisian B:

Terdapat juga cabaran yang harus dihadapi dengan bahagian perisian. Masa di mana servomotor akan berputar dan kembali untuk objek tertentu adalah bahagian penting. Pengaturcaraan berasaskan gangguan memerlukan banyak masa untuk debug dan berinteraksi dengan perkakasan. Tinggal 3 pin di papan TIVA kami. Kami mahu menggunakan pin yang berbeza untuk setiap servomotor. Namun, kerana pin kurang, kami terpaksa menggunakan konfigurasi yang sama untuk dua servomotor. Contohnya, Pemasa 1A dan Pemasa 1B dikonfigurasikan untuk servomotor hijau dan merah dan Pemasa 2A dikonfigurasikan untuk warna biru. Oleh itu, semasa kami menyusun kod. Kedua-dua motor hijau dan merah dipusingkan. Masalah lain timbul ketika kita harus mengkonfigurasi sensor warna. Kerana kami mengkonfigurasi sensor warna, mengikut frekuensi daripada menggunakan suis dan memeriksa setiap warna satu per satu. Frekuensi warna yang berbeza telah dikira dengan menggunakan osiloskop pada jarak yang sesuai dan kemudian direkodkan yang kemudiannya dilaksanakan dalam kod. Perkara yang paling mencabar adalah menyusun PAGE 6 semua kod dalam satu. Ini membawa kepada banyak kesalahan dan memerlukan banyak penyahpepijatan. Namun, kami berjaya membasmi banyak bug yang mungkin.

Langkah 7: Kesimpulan dan Video Projek

Akhirnya, kami telah mencapai matlamat kami dan berjaya menjadikan penyusun warna asas tali sawat.

Setelah mengubah parameter fungsi kelewatan servomotor untuk mengaturnya mengikut keperluan perkakasan. Ia berjalan lancar tanpa halangan.

Video projek boleh didapati di pautan.

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

Langkah 8: Terima Kasih Khas

Terima kasih khas kepada Ahmad Khalid kerana berkongsi Projek dan menyokong perjuangannya

Harap anda suka yang ini juga.

BR

Tahir Ul Haq

UET LHR PK