TIVA Kinokontrol na Conveyer Belt Batay Sorter ng Kulay: 8 Mga Hakbang

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:14

Ang larangan ng electronics ay may malawak na application. Ang bawat aplikasyon ay nangangailangan ng ibang circuit at ibang software pati na rin ang pag-configure ng hardware. Ang Microcontroller ay ang pinagsamang modelo na naka-embed sa isang maliit na tilad kung saan maaaring tumakbo ang iba't ibang aplikasyon sa loob ng isang solong maliit na tilad. Ang aming proyekto ay batay sa ARM processor, na lubos na ginagamit sa hardware ng smartphone. Ang pangunahing layunin na idisenyo ang color sorter sapagkat mayroon itong malawak na aplikasyon sa mga industriya hal. sa pag-uuri ng bigas. Ang interfacing ng color sensor TCS3200, Obstacle Sensor, relay, Conveyer belt at TIVA C series ARM based microcontroller ay ang pangunahing kadahilanan upang gawing natatangi at mahusay ang proyektong ito. Ang proyekto ay gumagana sa isang paraan na ang bagay ay inilalagay sa pagpapatakbo ng conveyer belt na huminto pagkatapos ng pagpasa mula sa balakid sensor. Ang layunin na ihinto ang sinturon ay upang bigyan ng oras ang color sensor upang hatulan ang kulay nito. Matapos hatulan ang kulay, ang kani-kanilang braso ng kulay ay paikutin sa tukoy na anggulo at pinapayagan ang bagay na mahulog sa kani-kanilang kulay na timba

Hakbang 1: Panimula

Ang aming proyekto ay binubuo ng mahusay na kumbinasyon ng pagpupulong ng hardware at pagsasaayos ng software. Isang pangangailangan ng ideyang ito kung saan kailangan mong paghiwalayin ang mga bagay sa mga industriya. Ang isang microcontroller based color sorter ay dinisenyo at ginawa para sa kurso ng system ng pagpoproseso ng Microcontroller na itinuro sa ika-apat na semestre ng departamento ng Electrical Engineering sa University of Engineering and Technology. Ginagamit ang pagsasaayos ng software upang maunawaan ang tatlong pangunahing mga kulay. Alin ang pinaghiwalay ng braso na konektado sa mga servomotor sa conveyer machine.

Hakbang 2: Hardware

Ang mga bahagi, na ginagamit sa paggawa ng mga proyekto sa kanilang maikling paglalarawan, ay ibinibigay sa ibaba

a) ARM Processor batay sa TIVA C series na TM4C1233H6PM microcontroller

b) sensor ng IR Infrared Obstacle

c) Sensor ng kulay ng TCS3200

d) Relay (30V / 10A)

e) Gear motor (12V, 1A)

f) H-52 conveyer belt

g) 56.25mm diameter gear

h) servo motor

Hakbang 3: Mga Detalye ng Mga Bahagi

Ang sumusunod ay isang maikling detalye ng mga pangunahing bahagi:

1) TM4C1233H6PM Microcontroller:

Ito ay ang ARM processor based microcontroller, na ginamit sa proyektong ito. Ang pakinabang ng paggamit ng microcontroller na ito ay nagbibigay-daan sa iyo upang mai-configure nang magkahiwalay ang pin ayon sa gawain. Bilang karagdagan, pinapayagan kang maunawaan ang pagtatrabaho ng code nang malalim. Gumamit kami ng Nakagambalang batay na programa sa aming proyekto upang gawin itong mas mahusay at maaasahan. Ang pamilyang Stellaris® ng Texas Instrument ng mga microcontroller ay nagbibigay sa mga taga-disenyo ng isang mahusay na pagganap na ARM® Cortex ™ -M-based na arkitektura na may isang malawak na hanay ng mga kakayahan sa pagsasama at isang malakas na ecosystem ng software at mga tool sa pag-unlad.

Pag-target sa pagganap at kakayahang umangkop, ang arkitektura ng Stellaris ay nag-aalok ng isang 80 MHz CortexM na may FPU, iba't ibang mga pinagsamang alaala at maraming programmable GPIO. Nag-aalok ang mga aparato ng Stellaris ng mga consumer ng mga solusyon sa mabisang gastos sa pamamagitan ng pagsasama ng mga partikular na peripheral ng aplikasyon at pagbibigay ng isang komprehensibong silid aklatan ng mga tool ng software na binabawasan ang mga gastos sa board at oras ng disenyo-ikot. Nag-aalok ng mas mabilis na pag-save ng oras-sa-merkado at gastos, ang pamilyang Stellaris ng mga microcontroller ang nangungunang pagpipilian sa mga application na may mataas na pagganap na 32-bit.

2) IR Infrared Obstacle sensor:

Gumamit kami ng IR Infrared obstacle sensor sa aming proyekto, na nakakaalam ng mga hadlang sa pamamagitan ng pag-on sa LED. Ang distansya mula sa balakid ay maaaring ayusin ng variable resistor. Ang power LED ay bubukas sa tugon ng IR Receiver. Ang boltahe sa pagtatrabaho ay 3 - 5V DC at ang uri ng output ay digital switching. Laki ng board ay 3.2 x 1.4cm. Isang tatanggap ng IR na tumatanggap ng signal na ipinadala ng infrared emitter.

3) TCS3200 Kulay sensor:

Ang TCS3200 ay maaaring mai-program na mga light-to-frequency converter na nagsasama ng maaaring mai-configure ng mga silicon photodiode at isang kasalukuyang-sa-dalas na converter sa isang solong monolithic CMOS integrated circuit. Ang output ay isang square wave (50% duty cycle) na may dalas na direktang proporsyonal sa light intensity (irradiance). Ang isa sa tatlong mga preset na halaga sa pamamagitan ng dalawang control pin na input ay maaaring masukat ang dalas ng output ng buong sukat. Pinapayagan ng mga digital na input at digital na output ang direktang interface sa isang microcontroller o iba pang circuit ng lohika. Inilalagay ng output na paganahin (OE) ang output sa estado ng mataas na impedance para sa pagbabahagi ng maraming unit ng isang linya ng input ng microcontroller. Sa TCS3200, binabasa ng light-to-frequency converter ang isang 8 × 8 na hanay ng mga photodiode. Labing anim na mga photodiode ay may asul na mga filter, 16 na mga photodiode ay may berdeng mga filter, 16 na mga photodiode ay may mga pulang pagsala, at 16 na mga photodiode ay malinaw na walang mga filter. Sa TCS3210, binabasa ng light-to-frequency converter ang isang 4 × 6 na hanay ng mga photodiode.

Anim na mga photodiode ang may asul na mga filter, 6 na mga photodiode ang may berdeng mga filter, 6 na mga photodiode ang may pulang Mga Filter, at 6 na mga photodiode ay malinaw na walang mga filter. Ang apat na uri (kulay) ng mga photodiode ay interdigitated upang i-minimize ang epekto ng hindi pagkakapareho ng irradiance ng insidente. Ang lahat ng mga Photodiode ng parehong kulay ay konektado sa parallel. Ginagamit ang Pins S2 at S3 upang piliin kung aling pangkat ng mga photodiode (pula, berde, asul, malinaw) ang aktibo. Ang mga photodiode ay 110μm × 110μm ang laki at nasa 134μm na mga sentro.

4) Relay:

Ang mga relay ay ginamit para sa ligtas na paggamit ng TIVA board. Ang dahilan ng paggamit ng mga relay dahil ginamit namin ang 1A, 12V motor upang himukin ang mga gears ng conveyer belt kung saan binibigyan lamang ng TIVA board ang 3.3V DC. Upang makuha ang panlabas na sistema ng circuit, ipinag-uutos na gumamit ng mga relay.

5) 52-H Conveyer belt:

Ang isang timing belt na 52-H na uri ay ginagamit upang gawin ang conveyer. Ito ay pinagsama sa dalawang gears ng Teflon.

6) 59.25mm diameter gears:

Ang mga gears na ito ay ginagamit upang himukin ang conveyer belt. Ang mga gears ay gawa sa materyal na Teflon. Ang bilang ng mga ngipin sa parehong mga gears ay 20, na ayon sa kinakailangan ng conveyer belt.

Hakbang 4: Pamamaraan

] Ang pamamaraan na ginamit sa aming proyekto ay medyo simple. Ginagambala ang batay sa programa na ginagamit sa lugar ng pag-coding. Ang isang bagay ay ilalagay sa tumatakbo na belt ng conveyer. Ang isang sensor ng balakid ay nakakabit na may sensor ng kulay. Habang dumating ang object malapit sa color sensor.

Ang sensor ng sagabal ay bubuo ng nakakagambala na nagbibigay-daan sa pagpasa ng signal sa pag-array, na titigil sa motor sa pamamagitan ng paglipat ng panlabas na circuit. Ang sensor ng kulay ay bibigyan ng oras ng software upang hatulan ang kulay sa pamamagitan ng pagkalkula ng dalas nito. Halimbawa, isang pulang bagay ang inilalagay at nakita ang dalas nito.

Ang servomotor na ginamit para sa paghihiwalay ng mga pulang bagay ay paikutin sa tukoy na anggulo at kumikilos tulad ng isang braso. Na nagpapahintulot sa bagay na mahulog sa kani-kanilang kulay na balde. Katulad nito, kung ang iba't ibang kulay ay ginagamit pagkatapos ang servomotor ayon sa kulay ng object ay paikutin at pagkatapos ang bagay ay mahuhulog sa kani-kanilang timba. Ang pag-block sa batay sa botohan ay maiiwasan upang madagdagan ang kahusayan ng code pati na rin ang proyekto ng hardware. Sa color sensor, ang dalas ng bagay sa tukoy na distansya ay kinakalkula at ipinasok sa code sa halip na buksan at suriin ang lahat ng mga filter para sa kadalian.

Ang bilis ng conveyer belt ay pinananatiling mabagal sapagkat isang malinaw na pagmamasid ang kinakailangan upang mailarawan ang gumana. Ang kasalukuyang rpm ng motor na ginamit ay 40 nang walang anumang sandali ng pagkawalang-galaw. Gayunpaman, pagkatapos ilagay ang mga gears at conveyer belt. Dahil sa pagtaas sa sandali ng pagkawalang-galaw, ang pag-ikot ay nagiging mas mababa sa karaniwang rpm ng motor. Ang rpm ay nabawasan mula 40 hanggang 2 matapos mailagay ang mga gears at conveyer belt. Ang Pulse Width Modulation ay ginagamit upang himukin ang mga servomotor. Ang mga batay sa timer ay ipinakilala din upang patakbuhin ang proyekto.

Ang mga relay ay konektado sa panlabas na circuit pati na rin ang hadlang sensor din. Bagaman, ang isang mahusay na kumbinasyon ng hardware at software ay maaaring sundin sa proyektong ito

Hakbang 5: Code

Ang code ay nabuo sa KEIL UVISION 4.

Ang code ay simple at malinaw. Huwag mag-atubiling magtanong ng kahit ano tungkol sa code

Kasama na rin ang startup file

Hakbang 6: Mga Hamon at Problema

Isang Hardware:

Maraming mga problema ang nagmumula sa paggawa ng proyekto. Ang parehong hardware at software ay kumplikado at mahirap hawakan. Ang problema ay ang pagdidisenyo ng conveyer belt. Una, dinisenyo namin ang aming conveyer belt na may simpleng motorsiklo na gulong-tubo na may 4 na gulong (2 gulong ang pinagsama upang madagdagan ang lapad). Ngunit ang ideyang ito ay bumagsak dahil hindi ito tumatakbo. Pagkatapos nito, lumipat kami patungo sa paggawa ng conveyer belt na may timing belt at gears. Ang kadahilanan ng gastos ay nasa rurok sa proyekto nito dahil ang pagdidisenyo ng mekanikal ng mga bahagi at paghahanda ay tumatagal ng parehong oras at pagsusumikap na may mataas na katumpakan. Narito pa rin ang isyu dahil hindi namin namalayan na iisa lamang ang motor na ginagamit kung aling mga gear ang tinatawag na driver ng gear at lahat ng iba pang mga gears ay tinatawag na driven gears. Gayundin ang isang malakas na motor na may mas kaunting RPM ay dapat gamitin na maaaring magmaneho ng conveyer belt. Matapos malutas ang mga isyung ito. Ang hardware ay succuesfully gumagana.

B Software:

Mayroon ding mga hamon na kinakaharap sa bahagi ng software. Ang oras kung saan ang servomotor ay paikutin at babalik para sa tukoy na bagay ay ang mahalagang bahagi. Ang nakagambala batay sa programa ay tumagal ng aming maraming oras para sa pag-debug at pag-interfaced sa hardware. Mayroong 3 mga pin na mas kaunti sa aming board ng TIVA. Nais naming gumamit ng iba't ibang mga pin para sa bawat servomotor. Gayunpaman, dahil sa mas kaunting mga pin, kailangan naming gumamit ng parehong pagsasaayos para sa dalawang servomotor. Halimbawa, ang Timer 1A at Timer 1B ay na-configure para sa berde at pula na servomotor at ang Timer 2A ay na-configure para sa asul. Kaya't kapag naipon namin ang code. Parehong naka-rotate ang parehong berde at pula na motor. Ang isa pang problema ay lilitaw kapag kailangan nating i-configure ang color sensor. Sapagkat ini-configure namin ang color sensor, ayon sa dalas kaysa gamitin ang mga switch at suriin isa-isa ang bawat kulay. Ang mga dalas ng magkakaibang mga kulay ay kinakalkula sa pamamagitan ng paggamit ng oscilloscope sa naaangkop na distansya at pagkatapos ay naitala na sa paglaon ay ipinatupad sa code. Ang pinakahinahamon na bagay ay upang ipagsama ang PAGE 6 lahat ng code sa isa. Humahantong ito sa maraming mga error at nangangailangan ng maraming pag-debug. Gayunpaman, matagumpay kaming napuksa ang maraming mga bug hangga't maaari.

Hakbang 7: Konklusyon at Video ng Proyekto

Sa wakas, nakamit namin ang aming layunin at naging matagumpay na gumawa ng isang conveyer belt base color sorter.

Matapos baguhin ang mga parameter ng pagkaantala ng mga function ng servomotor upang ayusin ang mga ito ayon sa mga kinakailangan sa hardware. Ito ay tumatakbo nang maayos nang walang anumang mga hadlang.

Magagamit ang video ng proyekto sa link.

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

Hakbang 8: Espesyal na Salamat

Espesyal na salamat kay Ahmad Khalid sa pagbabahagi ng Project at pagsuporta sa dahilan

Sana magustuhan mo rin ang isang ito.

BR

Tahir Ul Haq

UET LHR PK