Řadič barev na bázi pásového dopravníku TIVA: 8 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:23

Elektronické pole má široké uplatnění. Každá aplikace potřebuje jiný obvod a jiný software a také konfiguraci hardwaru. Mikrokontrolér je integrovaný model integrovaný v čipu, ve kterém lze v rámci jednoho čipu provozovat různé aplikace. Náš projekt je založen na procesoru ARM, který se velmi často používá v hardwaru smartphonů. Základní účel návrhu třídiče barev, protože má široké uplatnění v průmyslových odvětvích, např. při třídění rýže. Propojení barevného senzoru TCS3200, senzoru překážek, relé, dopravního pásu a mikrokontroléru ARM na bázi TIVA C je klíčovým faktorem, díky kterému je tento projekt jedinečný a vynikající. Projekt funguje tak, že předmět je položen na běžící dopravní pás, který se zastaví po průchodu ze senzoru překážek. Účelem zastavení pásu je dát čas barevnému senzoru, aby posoudil jeho barvu. Po posouzení barvy se příslušné barevné rameno otočí o určitý úhel a umožní předmětu spadnout do příslušného barevného segmentu

Krok 1: Úvod

Náš projekt se skládá z vynikající kombinace hardwarové montáže a softwarové konfigurace. Potřeba této myšlenky, kde musíte oddělit objekty v průmyslových odvětvích. Barevný třídič na bázi mikrokontroléru je navržen a vyroben pro kurz systému zpracování mikrokontrolérů, který byl vyučován ve čtvrtém semestru katedry elektrotechniky na Vysoké škole inženýrství a technologie. Softwarová konfigurace slouží ke snímání tří základních barev. Které jsou odděleny ramenem spojeným se servomotory na dopravníkovém stroji.

Krok 2: Hardware

Komponenty, které se používají při vytváření projektů s jejich krátkým popisem, jsou uvedeny níže

a) Procesor ARM založený na mikrokontroléru TIVA C řady TM4C1233H6PM

b) IR infračervený překážkový senzor

c) Barevný senzor TCS3200

d) Relé (30V / 10A)

e) Převodový motor (12V, 1A)

f) Dopravní pás H-52

g) ozubené kolo o průměru 56,25 mm

h) servomotory

Krok 3: Podrobnosti o součástech

Následuje stručný detail hlavních komponent:

1) Mikrokontrolér TM4C1233H6PM:

Jedná se o mikrokontrolér založený na procesoru ARM, který byl použit v tomto projektu. Výhodou použití tohoto mikrokontroléru je, že vám umožňuje nakonfigurovat pin samostatně podle úkolu. Kromě toho vám umožňuje porozumět fungování kódu do hloubky. V našem projektu jsme použili programování založené na přerušení, aby bylo efektivnější a spolehlivější. Rodina mikrokontrolérů Stellaris® společnosti Texas Instrument poskytuje konstruktérům vysoce výkonnou architekturu založenou na ARM® Cortex ™ -M se širokou sadou integračních schopností a silným ekosystémem softwaru a vývojových nástrojů.

Cílení na výkon a flexibilitu, architektura Stellaris nabízí 80 MHz CortexM s FPU, řadu integrovaných pamětí a více programovatelných GPIO. Zařízení Stellaris nabízejí spotřebitelům přesvědčivá nákladově efektivní řešení díky integraci periferií specifických pro aplikace a poskytování komplexní knihovny softwarových nástrojů, které minimalizují náklady na desku a dobu cyklu návrhu. Rodina mikrokontrolérů Stellaris, která nabízí rychlejší uvedení na trh a úspory nákladů, je přední volbou ve vysoce výkonných 32bitových aplikacích.

2) Infračervený senzor překážky:

V našem projektu jsme použili infračervený překážkový senzor IR, který detekuje překážky zapnutím LED. Vzdálenost od překážky lze nastavit pomocí variabilního odporu. LED dioda napájení se rozsvítí v reakci na IR přijímač. Pracovní napětí je 3 - 5V DC a typ výstupu je digitální spínání. Velikost desky je 3,2 x 1,4 cm. IR přijímač, který přijímá signál vysílaný infračerveným vysílačem.

3) Barevný snímač TCS3200:

TCS3200 jsou programovatelné barevné převaděče světla na frekvenci, které kombinují konfigurovatelné křemíkové fotodiody a převodník proudu na frekvenci na jednom monolitickém integrovaném obvodu CMOS. Výstupem je čtvercová vlna (50% pracovní cyklus) s frekvencí přímo úměrnou intenzitě světla (záření). Jedna ze tří přednastavených hodnot prostřednictvím dvou ovládacích vstupních pinů může škálovat výstupní frekvenci v plném rozsahu. Digitální vstupy a digitální výstup umožňují přímé rozhraní s mikrokontrolérem nebo jiným logickým obvodem. Output enable (OE) uvádí výstup do stavu s vysokou impedancí pro sdílení více jednotek vstupního řádku mikrokontroléru. V TCS3200 čte měnič světla na frekvenci pole fotodiod 8 × 8. Šestnáct fotodiod má modré filtry, 16 fotodiod má zelené filtry, 16 fotodiod má červené filtry a 16 fotodiod je čirých bez filtrů. V TCS3210 čte měnič světla na frekvenci pole fotodiod 4 × 6.

Šest fotodiod má modré filtry, 6 fotodiod má zelené filtry, 6 fotodiod má červené filtry a 6 fotodiod je čirých bez filtrů. Čtyři typy (barvy) fotodiod jsou vzájemně propojeny, aby se minimalizoval účinek nejednotnosti dopadajícího záření. Všechny fotodiody stejné barvy jsou zapojeny paralelně. Piny S2 a S3 slouží k výběru, která skupina fotodiod (červená, zelená, modrá, jasná) je aktivní. Fotodiody mají velikost 110μm × 110μm a jsou na 134μm středech.

4) Relé:

Pro bezpečné používání desky TIVA byla použita relé. Důvod použití relé, protože jsme použili 1A, 12V motor k pohonu ozubených kol dopravního pásu, kde deska TIVA dává pouze 3,3 V DC. K odvození systému externích obvodů je povinné použít relé.

5) 52-H dopravní pás:

K výrobě dopravníku se používá rozvodový řemen typu 52-H. Válcuje se na dvou teflonových rychlostních stupních.

6) ozubená kola o průměru 59,25 mm:

Tato ozubená kola se používají k pohonu dopravního pásu. Převody jsou vyrobeny z teflonového materiálu. Počet zubů na obou ozubených kolech je 20, což je podle požadavku dopravního pásu.

Krok 4: Metodika

] Metodika použitá v našem projektu je poměrně jednoduchá. V oblasti kódování se používá programování založené na přerušení. Na běžící pásový dopravník bude umístěn předmět. Snímač překážek je připojen k barevnému senzoru. Když se objekt přiblíží k barevnému senzoru.

Čidlo překážek generuje přerušení, které umožňuje předání signálu do pole, které zastaví motor vypnutím vnějšího obvodu. Barevnému senzoru software poskytne čas na posouzení barvy výpočtem jeho frekvence. Například je umístěn červený předmět a je detekována jeho frekvence.

Servomotor používaný k oddělení červených předmětů se bude otáčet pod určitým úhlem a funguje jako paže. Což umožňuje objektu spadnout do příslušného barevného kbelíku. Podobně, pokud je použita jiná barva, pak se servomotor podle barvy objektu otočí a pak předmět spadne do příslušného kbelíku. Aby se zvýšila účinnost kódu i hardwaru projektu, je zabráněno přerušení na základě dotazování. V barevném senzoru se frekvence objektu v konkrétní vzdálenosti počítá a zadává do kódu, místo aby se zapínala a kontrolovala snadnost všech filtrů.

Rychlost dopravního pásu je udržována nízká, protože k vizualizaci práce je zapotřebí jasné pozorování. Aktuální otáčky použitého motoru jsou 40 bez momentu setrvačnosti. Po vložení ozubených kol a dopravního pásu však. V důsledku zvýšení momentu setrvačnosti se otáčky stanou menšími než obvyklé otáčky motoru. Otáčky byly sníženy ze 40 na 2 po zařazení ozubených kol a dopravního pásu. Modulace šířky impulzu se používá k pohonu servomotorů. Pro spuštění projektu jsou také představeny časovače založené.

Relé jsou propojena s externím obvodem a také snímačem překážek. I když v tomto projektu lze pozorovat vynikající kombinaci hardwaru a softwaru

Krok 5: Kód

Kód byl vyvinut v KEIL UVISION 4.

Kód je jednoduchý a jasný. Neváhejte se zeptat na cokoli ohledně kódu

Zahrnut byl také spouštěcí soubor

Krok 6: Výzvy a problémy

A Hardware:

Při vytváření projektu vzniká několik problémů. Hardware i software jsou složité a obtížně se s nimi manipuluje. Problémem bylo navrhování dopravního pásu. Nejprve jsme navrhli náš pásový dopravník s jednoduchou duší pláště pro motocykl se 4 koly (2 kola drží pohromadě, aby se zvětšila šířka). Ale tato myšlenka propadla, protože neběžela. Poté jsme se přesunuli k výrobě dopravního pásu s rozvodovým řemenem a ozubenými koly. Nákladový faktor byl ve svém projektu na vrcholu, protože mechanické navrhování součástí a příprava vyžadují čas i tvrdou práci s vysokou přesností. Problém byl stále přítomen, protože jsme si nebyli vědomi toho, že je použit pouze jeden motor, který se nazývá hnací ústrojí a všechny ostatní převody se nazývají hnané převody. Měl by být také použit výkonný motor s nižšími otáčkami, který může pohánět dopravní pás. Po vyřešení těchto problémů. Hardware fungoval úspěšně.

Software B:

Se softwarovou částí se také musely potýkat. Zásadní roli hrála doba, po kterou by se servomotor otáčel a vrátil se k určitému objektu. Programování založené na přerušení nám zabralo spoustu času na ladění a propojení s hardwarem. V naší desce TIVA bylo o 3 piny méně. Pro každý servomotor jsme chtěli použít jiné kolíky. Kvůli menšímu počtu kolíků jsme však museli použít stejnou konfiguraci pro dva servomotory. Například časovač 1A a časovač 1B byl konfigurován pro zelený a červený servomotor a časovač 2A byl konfigurován pro modrou. Když jsme tedy kompilovali kód. Rotoval zelený i červený motor. Další problém nastává, když musíme nakonfigurovat snímač barev. Protože jsme konfigurovali barevný senzor, podle frekvence, nikoli pomocí přepínačů a kontroly pro každou barvu jeden po druhém. Frekvence různých barev byly vypočteny pomocí osciloskopu v příslušné vzdálenosti a poté zaznamenány, což je později implementováno v kódu. Nejnáročnější věcí je zkompilovat PAGE 6 celý kód do jednoho. Vede k mnoha chybám a vyžaduje spoustu ladění. Úspěšně jsme však odstranili mnoho chyb.

Krok 7: Závěr a projektové video

Konečně jsme dosáhli svého cíle a stali jsme se úspěšnými ve výrobě třídiče barev základního pásu dopravníku.

Po změně parametrů zpožďovacích funkcí servomotorů je uspořádat podle hardwarových požadavků. Běželo to hladce bez jakýchkoli překážek.

Video z projektu je k dispozici v odkazu.

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

Krok 8: Zvláštní poděkování

Zvláštní poděkování Ahmadovi Khalidovi za sdílení projektu a podporu věci

Snad se vám bude líbit i tento.

BR

Tahir Ul Haq

UET LHR PK