TIVA kontroliuojamas konvejerio juostos spalvų rūšiuotojas: 8 žingsniai

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:48

Elektronikos sritis turi platų pritaikymą. Kiekvienai programai reikia skirtingos grandinės ir kitos programinės įrangos, taip pat aparatinės įrangos konfigūracijos. Mikrokontroleris yra integruotas modelis, įterptas į lustą, kuriame vienoje mikroschemoje galima paleisti skirtingas programas. Mūsų projektas grindžiamas ARM procesoriumi, kuris labai naudojamas išmaniųjų telefonų aparatinėje įrangoje. Pagrindinis spalvų rūšiuotojo projektavimo tikslas, nes jis yra plačiai pritaikomas pramonės šakose, pvz. rūšiuoti ryžius. Spalvų jutiklio TCS3200, kliūčių jutiklio, relių, konvejerio juostos ir TIVA C serijos ARM pagrindu veikiančio mikrovaldiklio sąsaja yra pagrindinis veiksnys, padedantis padaryti šį projektą unikalų ir puikų. Projektas veikia taip, kad ant veikiančio konvejerio juostos uždedamas objektas, kuris sustabdomas, kai praeina nuo kliūčių jutiklio. Diržo sustabdymo tikslas yra suteikti laiko spalvų jutikliui įvertinti jo spalvą. Įvertinus spalvą, atitinkama spalvų svirtis suksis tam tikru kampu ir leis objektui nukristi į atitinkamą spalvų kibirą

1 žingsnis: Įvadas

Mūsų projektą sudaro puikus aparatūros surinkimo ir programinės įrangos konfigūracijos derinys. Šios idėjos poreikis, kai jūs turite atskirti pramonės šakų objektus. Mikrokontroleriais pagrįstas spalvų rūšiuotojas yra sukurtas ir pagamintas mikrokontrolerio apdorojimo sistemos kursui, kuris buvo dėstomas Inžinerijos ir technologijos universiteto Elektros inžinerijos katedros ketvirtame semestre. Programinės įrangos konfigūracija naudojama trims pagrindinėms spalvoms suvokti. Kurios yra atskirtos ranka, sujungta su servovarikliais ant konvejerio mašinos.

2 žingsnis: Aparatūra

Toliau pateikiami komponentai, kurie yra naudojami kuriant projektus su trumpu jų aprašymu

a) ARM procesorius, pagrįstas TIVA C serijos TM4C1233H6PM mikrovaldikliu

b) IR infraraudonųjų spindulių kliūčių jutiklis

c) TCS3200 spalvų jutiklis

d) Relės (30V / 10A)

e) Pavarų variklis (12V, 1A)

f) H-52 konvejerio juosta

g) 56,25 mm skersmens krumpliaratis

h) servo varikliai

3 žingsnis: Išsami informacija apie komponentus

Toliau pateikiama trumpa pagrindinių komponentų informacija:

1) TM4C1233H6PM mikrovaldiklis:

Šiame projekte buvo naudojamas ARM procesoriumi pagrįstas mikrovaldiklis. Šio mikrovaldiklio naudojimo privalumas yra tai, kad jis leidžia konfigūruoti kaištį atskirai pagal užduotį. Be to, tai leidžia išsamiai suprasti kodo veikimą. Savo projekte panaudojome programavimą „Interrupt“, kad jis taptų efektyvesnis ir patikimesnis. „Texas Instrument“„Stellaris®“mikrovaldiklių šeima suteikia dizaineriams aukštos kokybės ARM® Cortex ™ -M architektūrą, turinčią platų integracijos galimybių rinkinį ir stiprią programinės įrangos bei kūrimo įrankių ekosistemą.

Siekdama našumo ir lankstumo, „Stellaris“architektūra siūlo 80 MHz „CortexM“su FPU, įvairias integruotas atmintines ir kelis programuojamus GPIO. „Stellaris“įrenginiai vartotojams siūlo įtikinamus ekonomiškus sprendimus, integruodami konkrečioms programoms skirtus išorinius įrenginius ir pateikdami išsamią programinės įrangos įrankių biblioteką, kuri sumažina plokštės išlaidas ir projektavimo ciklo laiką. „Stellaris“mikrovaldiklių šeima, siūlanti spartesnį laiko patekimą į rinką ir išlaidas, yra pagrindinis pasirinkimas našių 32 bitų programose.

2) IR infraraudonųjų spindulių kliūčių jutiklis:

Savo projekte mes panaudojome IR infraraudonųjų spindulių kliūčių jutiklį, kuris įjungia šviesos diodą. Atstumą nuo kliūties galima reguliuoti kintamu rezistoriumi. Įjungus IR imtuvą, įsijungs maitinimo šviesos diodas. Darbinė įtampa yra 3–5 V DC, o išėjimo tipas yra skaitmeninis perjungimas. Lentos dydis yra 3,2 x 1,4 cm. IR imtuvas, priimantis infraraudonųjų spindulių spinduliuotės perduodamą signalą.

3) TCS3200 spalvų jutiklis:

„TCS3200“yra programuojami spalviniai šviesos ir dažnio keitikliai, kurie sujungia konfigūruojamus silicio fotodiodus ir srovės į dažnį keitiklį viename monolitiniame CMOS integriniame grandyne. Išėjimas yra kvadratinė banga (50% darbo ciklas), kurios dažnis yra tiesiogiai proporcingas šviesos intensyvumui (apšvita). Viena iš trijų iš anksto nustatytų verčių per du valdymo įvesties kaiščius gali pakeisti visos skalės išėjimo dažnį. Skaitmeniniai įėjimai ir skaitmeninis išėjimas leidžia tiesiogiai prisijungti prie mikrovaldiklio ar kitos loginės grandinės. Išvesties įjungimas (OE) išvestį įjungia į didelės varžos būseną, kad būtų galima bendrinti mikrovaldiklio įvesties liniją keliais vienetais. „TCS3200“šviesos ir dažnio keitiklis nuskaito 8 × 8 fotodiodų masyvą. Šešiolika fotodiodų turi mėlynus filtrus, 16 fotodiodų turi žalius filtrus, 16 fotodiodų turi raudonus filtrus, o 16 fotodiodų yra skaidrūs be filtrų. TCS3210 šviesos-dažnio keitiklis nuskaito 4 × 6 fotodiodų masyvą.

Šeši fotodiodai turi mėlynus filtrus, 6 fotodiodai turi žalius filtrus, 6 fotodiodai turi raudonus filtrus, o 6 fotodiodai yra skaidrūs be filtrų. Keturi fotodiodų tipai (spalvos) yra suskirstyti į skaitmenis, kad būtų sumažintas atsitiktinio apšvitos nevienodumo poveikis. Visi tos pačios spalvos fotodiodai yra sujungti lygiagrečiai. Smeigtukai S2 ir S3 naudojami pasirinkti, kuri fotodiodų grupė (raudona, žalia, mėlyna, skaidri) yra aktyvi. Fotodiodai yra 110 μm × 110 μm dydžio ir yra 134 μm centruose.

4) Relės:

Relės buvo naudojamos saugiam TIVA plokštės naudojimui. Relių naudojimo priežastis, nes mes naudojome 1A, 12V variklį konvejerio juostos pavaroms vairuoti, kai TIVA plokštė suteikia tik 3,3 V nuolatinę srovę. Norint išvesti išorinės grandinės sistemą, privaloma naudoti relės.

5) 52-H konvejerio juosta:

Konvejeriui gaminti naudojamas 52-H tipo paskirstymo diržas. Jis suvyniotas ant dviejų teflono pavarų.

6) 59,25 mm skersmens krumpliaračiai:

Šios krumpliaračiai naudojami konvejerio diržui valdyti. Krumpliaračiai pagaminti iš teflono medžiagos. Abiejų pavarų dantų skaičius yra 20, o tai atitinka konvejerio juostos reikalavimus.

4 žingsnis: metodika

] Mūsų projekte naudojama metodika yra gana paprasta. Kodavimo srityje naudojamas pertraukimu pagrįstas programavimas. Ant važiuojančio konvejerio juostos bus uždėtas daiktas. Kliūčių jutiklis pritvirtintas prie spalvų jutiklio. Kai objektas priartėja prie spalvų jutiklio.

Kliūties jutiklis sukurs pertrauką, leidžiančią perduoti signalą masyvui, kuris sustabdys variklį išjungdamas išorinę grandinę. Spalvų jutikliui programinė įranga duos laiko įvertinti spalvą, apskaičiuodama jos dažnį. Pavyzdžiui, dedamas raudonas objektas ir aptinkamas jo dažnis.

Servovariklis, naudojamas raudoniems objektams atskirti, sukasi tam tikru kampu ir veikia kaip ranka. Tai leidžia objektui patekti į atitinkamą spalvų kibirą. Panašiai, jei naudojama kita spalva, servovariklis sukasi pagal objekto spalvą, o tada objektas nukris į atitinkamą kibirą. Siekiant išvengti kodo ir projekto aparatinės įrangos efektyvumo, apklausomis pagrįstas pertraukimas vengiamas. Spalvų jutiklyje objekto dažnis tam tikru atstumu yra apskaičiuojamas ir įvedamas į kodą, o ne įjungiamas ir tikrinamas, ar visi filtrai yra patogūs.

Konvejerio juostos greitis yra mažas, nes norint aiškiai vizualizuoti darbą, reikia aiškiai stebėti. Dabartinis naudojamo variklio apsisukimų dažnis yra 40 be inercijos momento. Tačiau įdėjus krumpliaračius ir konvejerio juostą. Dėl padidėjusio inercijos momento variklio sukimasis tampa mažesnis nei įprastai. Apsukos buvo sumažintos nuo 40 iki 2 įdėjus krumpliaračius ir konvejerio juostą. Impulso pločio moduliacija naudojama varomiesiems varikliams vairuoti. Projektui vykdyti taip pat pristatomi laikmačiai.

Relės yra prijungtos prie išorinės grandinės ir kliūčių jutiklio. Tačiau šiame projekte galima pastebėti puikų techninės ir programinės įrangos derinį

5 žingsnis: kodas

Kodas buvo sukurtas naudojant KEIL UVISION 4.

Kodas yra paprastas ir aiškus. Nesivaržykite bet ko paklausti apie kodą

Taip pat įtrauktas paleisties failas

6 žingsnis: iššūkiai ir problemos

A aparatūra:

Kuriant projektą kyla keletas problemų. Tiek aparatinė, tiek programinė įranga yra sudėtingos ir sunkiai valdomos. Problema buvo konvejerio juostos projektavimas. Pirma, mes sukūrėme savo konvejerio juostą su paprastu motociklų padangų vamzdžiu su 4 ratais (2 ratai laikomi kartu, kad padidėtų plotis). Tačiau ši idėja suklydo, nes ji nebuvo vykdoma. Po to mes pereiname prie konvejerio juostos su paskirstymo diržu ir krumpliaračiais gamybos. Sąnaudų koeficientas buvo didžiausias jo projekte, nes mechaninis komponentų projektavimas ir paruošimas reikalauja labai daug laiko ir sunkaus darbo. Vis dar buvo problema, nes nežinojome, kad naudojamas tik vienas variklis, kurio pavara vadinama vairuotojo pavara, o visos kitos pavaros vadinamos varomomis pavaromis. Taip pat turėtų būti naudojamas galingas variklis, turintis mažesnį apsisukimų dažnį, kuris gali važiuoti konvejerio juosta. Išsprendus šias problemas. Techninė įranga veikė sėkmingai.

B Programinė įranga:

Taip pat teko susidurti su iššūkiais, susijusiais su programine įranga. Laikas, per kurį variklis sukasi ir grįžo į konkretų objektą, buvo esminė dalis. Pertraukomis pagrįstas programavimas užtruko daug laiko derinimui ir sąsajai su aparatūra. Mūsų TIVA lentoje buvo 3 smeigtukai mažiau. Kiekvienam servomotoriui norėjome naudoti skirtingus kaiščius. Tačiau dėl mažiau kaiščių turėjome naudoti tą pačią konfigūraciją dviem servomotoriams. Pvz., Laikmatis 1A ir laikmatis 1B buvo sukonfigūruotas žaliam ir raudonam servomotoriui, o 2A laikmatis - mėlynam. Taigi, kai mes sudarėme kodą. Pasuko tiek žalias, tiek raudonas variklis. Kita problema kyla, kai turime sukonfigūruoti spalvų jutiklį. Kadangi konfigūravome spalvų jutiklį, pagal dažnį, o ne naudodami jungiklius ir tikrindami kiekvieną spalvą po vieną. Skirtingų spalvų dažnis buvo apskaičiuotas naudojant osciloskopą tinkamu atstumu ir užfiksuotas, kuris vėliau įtraukiamas į kodą. Sunkiausias dalykas yra surinkti PAGE 6 visą kodą viename. Tai sukelia daug klaidų ir reikalauja daug derinimo. Tačiau mums pavyko išnaikinti daugybę klaidų.

7 žingsnis: Išvada ir projekto vaizdo įrašas

Galiausiai pasiekėme savo tikslą ir sėkmingai sukūrėme konvejerio juostos pagrindinį spalvų rūšiuotoją.

Pakeitus servomotorių uždelsimo funkcijų parametrus, kad jie būtų organizuojami pagal techninės įrangos reikalavimus. Tai vyko sklandžiai, be jokių kliūčių.

Projekto vaizdo įrašą rasite nuorodoje.

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

8 žingsnis: ypatingas ačiū

Ypatingas ačiū Ahmadui Khalidui už pasidalijimą projektu ir paramą

Tikiuosi, kad jums patiks ir šis.

BR

Tahir Ul Haq

UET LHR PK