TIVA -kontrollert transportbåndbasert fargesortering: 8 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:25

Elektronikkfeltet har stor anvendelse. Hver applikasjon trenger en annen krets og en annen programvare samt maskinvarekonfigurasjon. Mikrokontroller er den integrerte modellen innebygd i en brikke der forskjellige applikasjoner kan kjøres i en enkelt brikke. Prosjektet vårt er basert på ARM -prosessor, som er mye brukt i smarttelefonmaskinvare. Det grunnleggende formålet med å designe fargesortereren fordi den har bred anvendelse i bransjer, f.eks. i rissortering. Grensesnittet mellom fargesensor TCS3200, hindersensor, reléer, transportbånd og TIVA C -serien ARM -basert mikrokontroller er nøkkelfaktoren for å gjøre dette prosjektet unikt og utmerket. Prosjektet fungerer på en slik måte at objektet plasseres på løpende transportbånd som stoppes etter at det har passert fra hindersensor. Hensikten med å stoppe beltet er å gi fargesensoren tid til å bedømme fargen. Etter å ha bedømt fargen, roterer den respektive fargevarmen i en bestemt vinkel og lar objektet falle i den respektive fargespannen

Trinn 1: Introduksjon

Prosjektet vårt består av en utmerket kombinasjon av maskinvaremontasje og programvarekonfigurasjon. Et behov for denne ideen der du må skille objektene i næringene. En mikrokontrollerbasert fargesorterer er designet og laget for mikrokontrollerbehandlingssystemkurset som har blitt undervist i fjerde semester av elektroteknisk avdeling ved University of Engineering and Technology. Programvarekonfigurasjonen brukes til å registrere de tre hovedfargene. Som er atskilt med armen forbundet med servomotorer på transportmaskinen.

Trinn 2: Maskinvare

Komponentene, som brukes til å lage prosjekter med sin korte beskrivelse, er gitt nedenfor

a) ARM -prosessorbasert TIVA C -serie TM4C1233H6PM mikrokontroller

b) IR infrarød hindersensor

c) TCS3200 fargesensor

d) Reléer (30V / 10A)

e) Girmotor (12V, 1A)

f) H-52 transportbånd

g) 56,25 mm diameter gir

h) servomotorer

Trinn 3: Komponentdetaljer

Følgende er en kort detalj av hovedkomponentene:

1) TM4C1233H6PM mikrokontroller:

Det er den ARM -prosessorbaserte mikrokontrolleren, som har blitt brukt i dette prosjektet. Fordelen med å bruke denne mikrokontrolleren er at den lar deg konfigurere pinnen separat i henhold til oppgaven. I tillegg lar den deg forstå hvordan koden fungerer i dybden. Vi har brukt Interrupt -basert programmering i prosjektet vårt for å gjøre det mer effektivt og pålitelig. Texas Instruments Stellaris®-familie av mikrokontrollere gir designere en høytytende ARM® Cortex ™ -M-basert arkitektur med et bredt sett med integrasjonskapasiteter og et sterkt økosystem av programvare og utviklingsverktøy.

Med målrettet ytelse og fleksibilitet tilbyr Stellaris -arkitekturen en 80 MHz CortexM med FPU, en rekke integrerte minner og flere programmerbare GPIO. Stellaris-enheter tilbyr forbrukere overbevisende kostnadseffektive løsninger ved å integrere applikasjonsspesifikke eksterne enheter og tilby et omfattende bibliotek med programvareverktøy som minimerer kortkostnader og design-syklus tid. Stellaris-familien av mikrokontrollere tilbyr raskere time-to-market og kostnadsbesparelser, og er det ledende valget innen 32-biters applikasjoner med høy ytelse.

2) IR infrarød hindersensor:

Vi har brukt IR Infrarød hinder sensor i vårt prosjekt, som registrerer hindringene ved å slå på LED. Avstanden fra hindringen kan justeres med den variable motstanden. Strøm -LED -en tennes som svar på IR -mottakeren. Arbeidsspenningen er 3 - 5V DC og utgangstypen er digital kobling. Brettstørrelsen er 3,2 x 1,4 cm. En IR -mottaker som mottar signalet som sendes av infrarød sender.

3) TCS3200 fargesensor:

TCS3200 er programmerbare fargelys-til-frekvensomformere som kombinerer konfigurerbare silisiumfotodioder og en strøm-til-frekvensomformer på en enkelt monolitisk CMOS integrert krets. Utgangen er en firkantbølge (50% driftssyklus) med frekvens som er direkte proporsjonal med lysintensiteten (bestråling). En av tre forhåndsinnstilte verdier via to kontrollinngangsstifter kan skalere fullskala utgangsfrekvens. Digitale innganger og digital utgang tillater direkte grensesnitt til en mikrokontroller eller annen logisk krets. Output enable (OE) plasserer utgangen i høyimpedans-tilstanden for deling av flere enheter av en mikrokontrollerinngangslinje. I TCS3200 leser lys-til-frekvensomformeren en 8 × 8 rekke fotodioder. Seksten fotodioder har blå filtre, 16 fotodioder har grønne filtre, 16 fotodioder har røde filtre, og 16 fotodioder er klare uten filtre. I TCS3210 leser lys-til-frekvensomformeren en 4 × 6 rekke fotodioder.

Seks fotodioder har blå filtre, 6 fotodioder har grønne filtre, 6 fotodioder har røde filtre og 6 fotodioder er klare uten filtre. De fire typene (farger) av fotodioder er interdigitert for å minimere effekten av ujevnhet av hendelsesbestråling. Alle fotodioder med samme farge er parallellkoblet. Pins S2 og S3 brukes til å velge hvilken gruppe fotodioder (rød, grønn, blå, klar) som er aktive. Fotodioder er 110μm × 110μm i størrelse og er på 134μm sentre.

4) Reléer:

Reléer har blitt brukt for sikker bruk av TIVA -kort. Grunnen til å bruke reléer fordi vi brukte 1A, 12V motor for å drive tannhjulene på transportbåndet der TIVA -kortet gir bare 3,3V DC. For å få det eksterne kretssystemet er det obligatorisk å bruke reléer.

5) 52-H transportbånd:

Et registerreim 52-H brukes til å lage transportøren. Den rulles på de to girene til teflon.

6) 59.25 mm diameter gir:

Disse tannhjulene brukes til å drive transportbåndet. Gears er laget av teflonmateriale. Antall tenner på begge girene er 20, noe som er i henhold til kravet til transportbånd.

Trinn 4: Metodikk

] Metoden som er brukt i prosjektet vårt er ganske enkel. Avbruddsbasert programmering brukes i kodeområdet. Et objekt vil bli plassert på løpende transportbånd. En hindersensor er festet med fargesensor. Når objektet kommer nær fargesensoren.

Hindringssensor vil generere avbruddet som tillater overføring av signalet til matrisen, som vil stoppe motoren ved å slå av den eksterne kretsen. Fargesensoren vil få tid fra programvaren til å bedømme fargen ved å beregne frekvensen. For eksempel plasseres et rødt objekt og frekvensen detekteres.

Servomotoren som brukes til å skille de røde objektene vil rotere i en bestemt vinkel og fungere som en arm. Som lar objektet falle i den respektive fargespannen. På samme måte, hvis en annen farge brukes, vil servomotoren i henhold til objektets farge rotere og deretter vil objektet falle i sin respektive bøtte. Avstemningsbasert avbrudd unngås for å øke effektiviteten til koden så vel som prosjektmaskinvaren. I fargesensoren blir objektets frekvens på den spesifikke avstanden beregnet og lagt inn i koden i stedet for å slå på og kontrollere alle filtrene for enkelheten.

Transportbåndets hastighet holdes langsom fordi det er nødvendig med en klar observasjon for å visualisere arbeidet. Det nåværende turtallet for motoren som brukes er 40 uten treghetsmoment. Imidlertid, etter å ha satt girene og transportbåndet. På grunn av økning i treghetsmomentet, blir rotasjonen mindre enn vanlig turtall på motoren. Omdreiningstallet ble redusert fra 40 til 2 etter å ha satt gir og transportbånd. Pulse Width Modulation brukes til å drive servomotorene. Timere basert blir også introdusert for å kjøre prosjektet.

Reléer er også koblet til ekstern krets samt hindersensor. Selv om en utmerket kombinasjon av maskinvare og programvare kan observeres i dette prosjektet

Trinn 5: Kode

Koden er utviklet i KEIL UVISION 4.

Koden er enkel og tydelig. Spør gjerne noe om koden

Oppstartsfilen er også inkludert

Trinn 6: Utfordringer og problemer

En maskinvare:

Flere problemer oppstår under gjennomføringen av prosjektet. Både maskinvare og programvare er komplekse og vanskelige å håndtere. Problemet var utformingen av transportbånd. For det første har vi designet transportbåndet vårt med et enkelt motorsykkeldekkrør med 4 hjul (2 hjul holdes sammen for å øke bredden). Men denne ideen floppet fordi den ikke kjørte. Etter det har vi beveget oss mot å lage transportbånd med registerreim og tannhjul. Kostnadsfaktoren var på topp i prosjektet fordi mekanisk utforming av komponenter og forberedelse tar både tid og hardt arbeid med høy presisjon. Fremdeles var problemet tilstede fordi vi ikke var klar over at bare en motor brukes som gir som kalles drivergir og alle andre gir kalles drevne gir. Det bør også brukes en kraftig motor med mindre turtall som kan drive transportbåndet. Etter å ha løst disse problemene. Maskinvaren fungerte suksessfullt.

B Programvare:

Det var også utfordringer som måtte stå overfor med programvaredelen. Tiden da servomotoren ville rotere og gå tilbake for det spesifikke objektet var den avgjørende delen. Avbruddsbasert programmering hadde tatt mye tid for feilsøking og tilkobling til maskinvare. Det var 3 pins mindre i vårt TIVA -brett. Vi ønsket å bruke forskjellige pins for hver servomotor. På grunn av færre pinner måtte vi imidlertid bruke samme konfigurasjon for to servomotorer. Timer 1A og Timer 1B ble for eksempel konfigurert for grønn og rød servomotor og Timer 2A ble konfigurert for blå. Så da vi kompilerte koden. Både grønn og rød motor roterte. Et annet problem oppstår når vi må konfigurere fargesensoren. Fordi vi konfigurerte fargesensoren, i henhold til frekvensen i stedet for å bruke bryterne og sjekke hver farge en etter en. Frekvensene til forskjellige farger er beregnet ved å bruke oscilloskopet på passende avstand og deretter registrert som senere implementeres i koden. Det mest utfordrende er å kompilere SIDE 6 all kode i ett. Det fører til mange feil og krever mye feilsøking. Imidlertid lyktes vi med å utrydde mange feil som mulig.

Trinn 7: Konklusjon og prosjektvideo

Endelig har vi nådd målet vårt og blitt vellykket med å lage et transportbånds fargesorteringssystem.

Etter å ha endret parametrene for forsinkelsesfunksjoner til servomotorer for å organisere dem i henhold til maskinvarekravene. Det gikk jevnt uten hindringer.

Prosjektvideoen er tilgjengelig i lenken.

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

Trinn 8: Spesiell takk

Spesiell takk til Ahmad Khalid for å dele prosjektet og støtte saken

Håper du liker denne også.

BR

Tahir Ul Haq

UET LHR PK