TIVA vezérelt szállítószalagalapú színrendező: 8 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:43

Az elektronika széles körben alkalmazható. Minden alkalmazás más áramkört és más szoftvert, valamint hardverkonfigurációt igényel. A mikrokontroller egy chipbe ágyazott integrált modell, amelyben egyetlen chipen belül különböző alkalmazásokat lehet futtatni. Projektünk ARM processzoron alapul, amelyet nagymértékben használnak az okostelefonok hardverében. Az alapcél a színválogató megtervezése, mert széles körben alkalmazható iparágakban pl. a rizs válogatásában. A TCS3200 színérzékelő, az akadályérzékelő, a relék, a szállítószalag és a TIVA C sorozatú ARM -alapú mikrovezérlő illesztése a kulcsfontosságú tényező ahhoz, hogy ez a projekt egyedi és kiváló legyen. A projekt úgy működik, hogy tárgyat helyeznek a futó szállítószalagra, amely leáll, miután áthalad az akadályérzékelőn. Az öv leállításának célja, hogy időt adjon a színérzékelőnek, hogy megítélje színét. A szín megítélése után a megfelelő színkar meghatározott szögben forog, és lehetővé teszi, hogy a tárgy a megfelelő színtartályba essen

1. lépés: Bevezetés

Projektünk a hardver összeszerelés és a szoftver konfiguráció kiváló kombinációjából áll. Szükség van erre az ötletre, ahol el kell különítenie az iparágak objektumait. A mikrokontroller alapú színválogatót a Mikrokontroller feldolgozó rendszer tanfolyamra tervezték és készítették, amelyet a Műszaki és Technológiai Egyetem Villamosmérnöki Tanszékének negyedik félévében tanítottak. A szoftver konfiguráció a három elsődleges szín érzékelésére szolgál. Amiket a szállítógép szervomotorjaival összekapcsolt kar választ el egymástól.

2. lépés: Hardver

Az alábbiakban ismertetjük azokat a komponenseket, amelyeket rövid leírással a projektek elkészítéséhez használnak

a) ARM processzor alapú TIVA C sorozatú TM4C1233H6PM mikrokontroller

b) IR infravörös akadályérzékelő

c) TCS3200 színérzékelő

d) Relék (30V / 10A)

e) Fogaskerék motor (12V, 1A)

f) H-52 szállítószalag

g) 56,25 mm átmérőjű fogaskerék

h) szervomotorok

3. lépés: Az alkatrészek részletei

Az alábbiakban röviden ismertetjük a fő összetevőket:

1) TM4C1233H6PM mikrokontroller:

Ez az ARM processzor alapú mikrokontroller, amelyet ebben a projektben használtak. Ennek a mikrokontrollernek az az előnye, hogy lehetővé teszi, hogy a tűt a feladatnak megfelelően külön konfigurálja. Ezenkívül lehetővé teszi, hogy alaposan megértse a kód működését. Projektünkben megszakítás alapú programozást alkalmaztunk, hogy hatékonyabbá és megbízhatóbbá tegyük. A Texas Instrument Stellaris® mikrokontrollereinek családja nagy teljesítményű ARM® Cortex ™ -M alapú architektúrát biztosít a tervezőknek, széles körű integrációs képességekkel, valamint erős szoftver- és fejlesztőeszközök ökoszisztémájával.

A teljesítményre és rugalmasságra törekvő Stellaris architektúra 80 MHz -es CortexM -et kínál FPU -val, számos integrált memóriával és több programozható GPIO -val. A Stellaris készülékek lenyűgöző, költséghatékony megoldásokat kínálnak a fogyasztóknak az alkalmazásspecifikus perifériák integrálásával és a szoftver eszközök átfogó könyvtárával, amelyek minimalizálják az alaplap költségeit és a tervezési ciklusidőt. A Stellaris mikrovezérlőcsalád gyorsabb piacra kerülési és költségmegtakarítási lehetőséget kínál a nagy teljesítményű 32 bites alkalmazásokban.

2) IR infravörös akadály érzékelő:

Projektünkben infravörös akadályérzékelőt használtunk, amely érzékeli az akadályokat a LED bekapcsolásával. Az akadálytól való távolság a változtatható ellenállással állítható. A tápellátás LED az infravörös vevő válaszában világít. Az üzemi feszültség 3 - 5 V egyenáramú, a kimeneti típus pedig digitális kapcsoló. A tábla mérete 3,2 x 1,4 cm. Infravörös vevő, amely az infravörös sugárzó által továbbított jelet fogadja.

3) TCS3200 színérzékelő:

A TCS3200 programozható színes fény-frekvencia átalakító, amely egyetlen monolitikus CMOS integrált áramkörön egyesíti a konfigurálható szilícium fotodiódákat és az áram-frekvencia átalakítót. A kimenet négyzethullám (50% -os teljesítményciklus), amelynek frekvenciája közvetlenül arányos a fényintenzitással (besugárzás). A két vezérlőbemeneti tüske három előre beállított értéke közül az egyik skálázhatja a teljes skála kimeneti frekvenciáját. A digitális bemenetek és a digitális kimenetek közvetlen interfészt tesznek lehetővé egy mikrokontrollerhez vagy más logikai áramkörhöz. A kimeneti engedélyezés (OE) a kimenetet nagy impedanciájú állapotba helyezi a mikrovezérlő bemeneti vonalának több egységből történő megosztásához. A TCS3200-ban a fény-frekvencia átalakító 8 × 8 fotodióda-tömböt olvas. Tizenhat fotodióda rendelkezik kék szűrővel, 16 fotodióda zöld szűrővel, 16 fotodióda piros szűrővel, és 16 fotodióda tiszta szűrő nélkül. A TCS3210-ben a fény-frekvencia átalakító 4 × 6 fotodióda-tömböt olvas.

Hat fotodióda kék szűrővel, 6 fotodióda zöld szűrővel, 6 fotodióda piros szűrővel rendelkezik, és 6 fotodióda tiszta szűrő nélkül. A négy fotodióda-típus (szín) össze van kötve, hogy minimálisra csökkentse a beeső besugárzás egyenetlenségének hatását. Minden azonos színű fotodióda párhuzamosan van csatlakoztatva. Az S2 és S3 csapok segítségével kiválasztható, hogy melyik fotodióda -csoport (piros, zöld, kék, tiszta) aktív. A fotodiodák mérete 110 μm × 110 μm, és 134 μm középpontban vannak.

4) Relék:

A TIVA kártya biztonságos használatához reléket használtak. A relék használatának oka, mert 1A, 12V motort használtunk a szállítószalag fogaskerekeinek meghajtására, ahol a TIVA kártya csak 3,3 V egyenáramot ad. A külső áramkör levezetéséhez kötelező reléket használni.

5) 52-H szállítószalag:

A szállítószalag gyártásához 52-H típusú vezérműszíjat használnak. A teflon két fogaskerekére van feltekerve.

6) 59,25 mm átmérőjű fogaskerekek:

Ezeket a fogaskerekeket a szállítószalag meghajtására használják. A fogaskerekek teflon anyagból készülnek. Mindkét fogaskerék fogainak száma 20, ami megfelel a szállítószalag követelményeinek.

4. lépés: Módszertan

] A projektünkben alkalmazott módszertan meglehetősen egyszerű. A megszakítás alapú programozást a kódolási területen használják. Egy tárgy kerül a futószalagra. Az akadályérzékelő színérzékelővel van felszerelve. Ahogy az objektum a színérzékelő közelébe érkezik.

Az akadályérzékelő megszakítást generál, amely lehetővé teszi a jel tömbhöz való továbbítását, ami leállítja a motort a külső áramkör kikapcsolásával. A színérzékelőnek a szoftver időt ad a szín megítélésére a frekvencia kiszámításával. Például egy piros tárgy kerül elhelyezésre, és a frekvenciáját észleli.

A vörös tárgyak elválasztására szolgáló szervomotor meghatározott szögben forog, és úgy viselkedik, mint egy kar. Ez lehetővé teszi, hogy az objektum a megfelelő színvödörbe essen. Hasonlóképpen, ha más színt használ, akkor a szervomotor az objektum színe szerint forog, majd az objektum a megfelelő vödörbe esik. A lekérdezésen alapuló megszakítás elkerülhető a kód és a projekt hardver hatékonyságának növelése érdekében. A színérzékelőben az adott távolságú objektum frekvenciáját számítják ki és írják be a kódba, ahelyett, hogy bekapcsolná és ellenőrizné az összes szűrő egyszerűségét.

A szállítószalag sebessége lassú, mert a munka vizualizálásához egyértelmű megfigyelésre van szükség. A használt motor aktuális fordulatszáma 40, tehetetlenségi nyomaték nélkül. A fogaskerekek és a szállítószalag elhelyezése után azonban. A tehetetlenségi nyomaték növekedése miatt a forgás a motor szokásos fordulatszámánál kisebb lesz. A fordulatszám 40 -ről 2 -re csökkent a fogaskerekek és a szállítószalag elhelyezése után. Az impulzusszélesség -modulációt a szervomotorok meghajtására használják. Időzítők is bevezetésre kerülnek a projekt futtatásához.

A relék külső áramkörrel és akadályérzékelővel vannak összekötve. Ennek ellenére a hardver és a szoftver kiváló kombinációja figyelhető meg ebben a projektben

5. lépés: Kód

A kódot a KEIL UVISION 4 -ben fejlesztették ki.

A kód egyszerű és világos. Nyugodtan kérdezzen bármit a kóddal kapcsolatban

Az indítási fájl is bekerült

6. lépés: Kihívások és problémák

Egy hardver:

A projekt során számos probléma merül fel. A hardver és a szoftver is bonyolult és nehezen kezelhető. A probléma a szállítószalag tervezése volt. Először is, a szállítószalagot egyszerű motorkerékpár gumiabroncscsővel terveztük, 4 kerékkel (2 kerék összefogásával növeljük a szélességet). De ez az ötlet elbukott, mert nem futott. Ezt követően haladjunk a szállítószalag készítésével, vezérműszíjjal és fogaskerekekkel. A költségtényező a projekt csúcsán volt, mert az alkatrészek mechanikai tervezése és előkészítése időt és kemény munkát igényel nagy pontossággal. A probléma továbbra is fennáll, mert nem tudtuk, hogy csak egy motort használnak, amelyet hajtóműnek neveznek, és az összes többi fokozatot hajtott fogaskeréknek. Szintén nagy teljesítményű, kisebb fordulatszámú motort kell használni, amely meghajtja a szállítószalagot. Ezen problémák megoldása után. A hardver sikeresen működött.

B Szoftver:

Szintén kihívásokkal kellett szembenézni a szoftver részével. Az az idő, amely alatt a szervomotor forog, és visszamegy az adott tárgyhoz, döntő szerepet játszott. A megszakításon alapuló programozás sok időt vett igénybe a hibakereséshez és a hardverrel való kapcsolódáshoz. A TIVA táblánkban 3 tűvel kevesebb volt. Minden szervomotorhoz különböző csapokat akartunk használni. A kevesebb csap miatt azonban két szervomotorhoz ugyanazt a konfigurációt kellett használnunk. Például az 1A és az 1B időzítő zöld és piros szervomotorra, a 2A időzítő pedig kékre van konfigurálva. Tehát amikor összeállítottuk a kódot. A zöld és a piros motor is forog. Egy másik probléma merül fel, amikor konfigurálnunk kell a színérzékelőt. Mivel a színérzékelőt a frekvencia szerint állítottuk be, nem pedig a kapcsolókat használtuk, és egyenként ellenőriztük az egyes színeket. A különböző színek frekvenciáját a megfelelő távolságú oszcilloszkóp segítségével számítottuk ki, majd rögzítettük, amelyet később a kódban implementálunk. A legnagyobb kihívást az jelenti, ha a 6. OLDAL összes kódját lefordítjuk. Sok hibához vezet, és sok hibakeresést igényel. Azonban sikerült sok hibát felszámolnunk, amennyire csak lehetséges.

7. lépés: Összegzés és projektvideó

Végül elértük a célunkat, és sikeresek lettünk a szállítószalag alapszínválogatójának elkészítésében.

A szervomotorok késleltetési funkcióinak paramétereinek megváltoztatása után azokat a hardverkövetelményeknek megfelelően kell megszervezni. Zökkenőmentesen ment minden akadály nélkül.

A projekt videó a linken érhető el.

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

8. lépés: Külön köszönet

Külön köszönet Ahmad Khalidnak, hogy megosztotta a projektet és támogatta az ügyet

Remélem tetszik ez is.

BR

Tahir Ul Haq

UET LHR PK