TIVA Nəzarətli Konveyer Bantlı Rəng Sıralayıcı: 8 addım

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:48

Elektronika sahəsinin geniş tətbiqi var. Hər bir tətbiqin fərqli bir dövrə və fərqli bir proqram təminatına, həmçinin donanım konfiqurasiyasına ehtiyacı var. Mikrokontroller, fərqli bir tətbiqin bir çip daxilində işləyə biləcəyi bir çipə quraşdırılmış inteqrasiya olunmuş modeldir. Layihəmiz, smartfon cihazlarında çox istifadə olunan ARM prosessoruna əsaslanır. Rəng çeşidləyicisini dizayn etməkdə əsas məqsəd, sənaye sahələrində geniş tətbiqə malik olmasıdır. düyü çeşidlənməsində. Rəng sensoru TCS3200, Maneə Sensoru, rölelər, Konveyer kəməri və TIVA C seriyalı ARM əsaslı mikro nəzarət cihazının interfeysi bu layihəni unikal və əla etmək üçün əsas amildir. Layihə, obyektin maneə sensorundan keçdikdən sonra dayandırılan işləyən konveyer kəmərinə yerləşdiriləcəyi şəkildə işləyir. Kəməri dayandırmağın məqsədi, rəng sensoruna rəngini qiymətləndirmək üçün vaxt verməkdir. Rəngi qiymətləndirdikdən sonra, müvafiq rəng qolu müəyyən bir açı ilə dönəcək və obyektin müvafiq rəngli kovaya düşməsinə imkan verəcək.

Addım 1: Giriş

Layihəmiz, hardware montajı və proqram konfiqurasiyasının mükəmməl birləşməsindən ibarətdir. Sənaye sahəsindəki obyektləri ayırdığınız bu fikrə ehtiyac. Mühəndislik və Texnologiya Universitetinin Elektrik Mühəndisliyi bölümünün dördüncü semestrində tədris olunan Mikrokontroller emal sistemi kursu üçün mikro nəzarətçi əsaslı rəng ayırıcı dizayn edilmiş və hazırlanmışdır. Proqram konfiqurasiyası üç əsas rəngi hiss etmək üçün istifadə olunur. Konveyer maşınında servomotorlarla əlaqəli qol ilə ayrılanlar.

Addım 2: Avadanlıq

Qısa təsviri ilə layihələrin hazırlanmasında istifadə olunan komponentlər aşağıda verilmişdir

a) ARM Prosessor əsaslı TIVA C seriyası TM4C1233H6PM mikro nəzarətçi

b) IR infraqırmızı maneə sensoru

c) TCS3200 Rəng sensoru

d) Röleler (30V / 10A)

e) Ötürücü motor (12V, 1A)

f) H-52 konveyer kəməri

g) 56,25 mm diametrli dişli

h) servo mühərriklər

Addım 3: Komponentlərin təfərrüatları

Aşağıda əsas komponentlərin qısa bir təfərrüatı verilmişdir:

1) TM4C1233H6PM Mikro nəzarətçi:

Bu layihədə istifadə olunan ARM prosessor əsaslı mikrokontrollerdir. Pini vəzifəyə uyğun olaraq ayrıca konfiqurasiya etməyə imkan verən bu mikro nəzarətçidən istifadə etməyin faydası. Bundan əlavə, kodun işini dərindən anlamağa imkan verir. Layihəmizdə daha səmərəli və etibarlı olması üçün Interrupt əsaslı proqramlaşdırmadan istifadə etdik. Texas Instrument-in Stellaris® mikrokontrolör ailəsi, dizaynerlərə geniş inteqrasiya imkanları və güclü proqram və inkişaf vasitələri ekosistemi olan yüksək performanslı ARM® Cortex ™ -M əsaslı bir memarlıq təqdim edir.

Performansı və rahatlığı hədəf alan Stellaris memarlığı, FPU ilə 80 MHz CortexM, müxtəlif inteqrasiya yaddaşları və çoxlu proqramlaşdırıla bilən GPIO təklif edir. Stellaris cihazları, istehlakçılara xüsusi tətbiq qurğularını birləşdirərək və lövhə xərclərini və dizayn dövrü müddətini minimuma endirən hərtərəfli proqram vasitələri kitabxanası təqdim edərək istehlakçılara cəlbedici qənaətcil həllər təklif edir. Bazara daha tez çıxmaq və xərclərə qənaət etməklə Stellaris mikrokontrollerlər ailəsi yüksək performanslı 32 bitlik tətbiqlərdə lider seçimdir.

2) İK İnfraqırmızı maneə sensoru:

Layihəmizdə LED -i yandıraraq maneələri hiss edən IR İnfraqırmızı maneə sensoru istifadə etdik. Maneədən olan məsafə dəyişən rezistorla tənzimlənə bilər. İQ Alıcısının cavabında güc LED -i yanacaq. İş gərginliyi 3-5 V DC -dir və çıxış növü rəqəmsal keçiddir. Lövhənin ölçüsü 3,2 x 1,4 sm -dir. İnfraqırmızı emitent tərəfindən ötürülən siqnalı qəbul edən IR qəbuledicisi.

3) TCS3200 Rəng sensoru:

TCS3200, konfiqurasiya edilə bilən silikon fotodiodları və tək monolitik bir CMOS inteqrasiya edilmiş dövrə üzərində cərəyan-frekans çeviricisini birləşdirən proqramlaşdırıla bilən işıq-tezlik çeviriciləridir. Çıxış, işığın intensivliyi (şüalanma) ilə düz mütənasib olan bir kvadrat dalğadır (50% vəzifə dövrü). İki nəzarət giriş sancağı vasitəsilə üç əvvəlcədən təyin edilmiş dəyərdən biri tam miqyaslı çıxış tezliyini ölçə bilər. Rəqəmsal girişlər və rəqəmsal çıxışlar bir mikro nəzarətçiyə və ya digər məntiq sisteminə birbaşa keçid imkanı verir. Çıxış imkanları (OE), mikrokontrolör giriş xəttinin çox vahid paylaşımı üçün çıxışı yüksək empedans vəziyyətinə qoyur. TCS3200-də, işıq-tezlik çeviricisi 8 × 8 fotodiodları oxuyur. On altı fotodiodun mavi filtri, 16 fotodiodun yaşıl filtri, 16 fotodiodun qırmızı filtri və 16 fotodiodun filtrsiz şəffaflığı var. TCS3210-da, işıq-tezlik çeviricisi 4 × 6 fotodiodları oxuyur.

Altı fotodiodun mavi filtri, 6 fotodiodun yaşıl filtri, 6 fotodiodun qırmızı filtri və 6 fotodiodun filtrsiz şəffaflığı var. Fotodiodların dörd növü (rəngləri) hadisə şüalanmasının qeyri-bərabərliyinin təsirini minimuma endirmək üçün bir-birindən ayrılır. Eyni rəngli bütün fotodiodlar paralel olaraq bağlanır. S2 və S3 sancaqları hansı fotodiod qrupunun (qırmızı, yaşıl, mavi, aydın) aktiv olduğunu seçmək üçün istifadə olunur. Fotodiodların ölçüsü 110μm × 110μm və 134μm mərkəzdədir.

4) Rölelər:

TIVA lövhəsinin təhlükəsiz istifadəsi üçün rölelər istifadə edilmişdir. TIVA lövhəsinin yalnız 3.3V DC verdiyi konveyer kəmərinin dişlilərini idarə etmək üçün 1A, 12V mühərrikdən istifadə etdiyimiz üçün röle istifadə etməyimizin səbəbi. Xarici dövrə sistemini əldə etmək üçün rölelərdən istifadə etmək məcburidir.

5) 52-H Konveyer kəməri:

Konveyerin istehsalı üçün 52-H tipli zamanlama kəməri istifadə olunur. Teflonun iki dişli üzərində yuvarlanır.

6) 59,25 mm diametrli dişlilər:

Bu dişlilər konveyer kəmərini idarə etmək üçün istifadə olunur. Dişlilər teflon materialdan hazırlanıb. Hər iki dişlinin dişlərinin sayı 20 -dir ki, bu da konveyer kəmərinin tələbinə uyğun gəlir.

Addım 4: Metodologiya

] Layihəmizdə istifadə olunan metodologiya olduqca sadədir. Kodlama sahəsində fasilə əsaslı proqramlaşdırma istifadə olunur. Çalışan konveyer kəmərinə bir obyekt qoyulacaq. Rəng sensoru ilə bir maneə sensoru əlavə olunur. Cisim rəng sensorunun yanına gəldikdə.

Maneə sensoru, siqnalın silsiləyə keçməsinə imkan verən fasiləni meydana gətirəcək və bu, xarici dövrəni söndürərək mühərriki dayandıracaq. Rəng sensoru, tezliyi hesablayaraq rəngi qiymətləndirmək üçün proqram tərəfindən vaxt veriləcək. Məsələn, qırmızı bir cisim qoyulur və onun tezliyi aşkarlanır.

Qırmızı cisimləri ayırmaq üçün istifadə olunan servomotor müəyyən bir açı ilə dönəcək və qol kimi hərəkət edəcək. Bu, obyektin müvafiq rəngli kovaya düşməsinə imkan verir. Eynilə, fərqli bir rəng istifadə edilərsə, obyektin rənginə görə servomotor dönər və sonra obyekt müvafiq kovada düşər. Kodun və layihə aparatının səmərəliliyini artırmaq üçün səsvermə əsaslı kəsilmənin qarşısı alınır. Rəng sensöründə, müəyyən məsafədəki cismin tezliyi hesablanır və bütün filtrlərin açılması və yoxlanılması asanlığı yox, koda daxil edilir.

Konveyer kəmərinin sürəti yavaş saxlanılır, çünki işi görselleştirmek üçün aydın bir müşahidə lazımdır. İstifadə olunan motorun indiki rpm -si heç bir ətalət anı olmadan 40 -dır. Ancaq dişliləri və konveyer kəmərini qoyduqdan sonra. Atalet momentinin artması səbəbindən, fırlanma motorun adi rpm -dən daha az olur. Ötürücüləri və konveyer kəmərini taxdıqdan sonra rpm 40 -dan 2 -ə endirildi. Pulse Width Modulation, servomotorları idarə etmək üçün istifadə olunur. Layihəni idarə etmək üçün taymerlər də təqdim olunur.

Rölelər xarici dövrə ilə yanaşı maneə sensoru ilə də bağlıdır. Baxmayaraq ki, bu layihədə aparat və proqram təminatının mükəmməl birləşməsi müşahidə edilə bilər

Addım 5: Kod

Kod KEIL UVISION 4 -də hazırlanmışdır.

Kod sadə və aydındır. Kod haqqında bir şey soruşmaqdan çekinmeyin

Başlanğıc faylı da daxil edilmişdir

Addım 6: Çətinliklər və Problemlər

Avadanlıq:

Layihənin hazırlanması zamanı bir sıra problemlər yaranır. Həm hardware, həm də proqram təminatı mürəkkəbdir və idarə etmək çətindir. Problem konveyer kəmərinin dizaynı idi. Birincisi, konveyer kəmərimizi 4 təkərli (eni artırmaq üçün 2 təkər birlikdə tutulur) sadə motosiklet şin borusu ilə dizayn etdik. Ancaq bu fikir işləmədiyi üçün çökdü. Bundan sonra, zamanlama kəməri və dişliləri olan konveyer kəmərinin hazırlanmasına doğru hərəkət etməliyik. Layihədə xərc faktoru ən yüksək həddə çatdı, çünki komponentlərin mexaniki dizaynı və hazırlanması həm vaxt aparır, həm də yüksək dəqiqliklə ağır iş. Hələ də problem var idi, çünki bilirik ki, tək bir motor istifadə olunur, hansı dişli sürücüyə, digər dişlilərə isə dişli dişli deyilir. Həm də konveyer kəmərini idarə edə bilən daha az RPM olan güclü bir motor istifadə edilməlidir. Bu problemləri həll etdikdən sonra. Avadanlıq uğurla işləyirdi.

B Proqram təminatı:

Proqram təminatı ilə bağlı çətinliklər də var idi. Servomotorun müəyyən bir obyekt üçün dönəcəyi və geri dönəcəyi vaxt vacib hissə idi. Fasiləyə əsaslanan proqramlaşdırma, aparatla əlaqə qurmaq və düzəltmək üçün çox vaxt sərf etdi. TIVA lövhəmizdə 3 pin daha az idi. Hər servomotor üçün fərqli sancaqlar istifadə etmək istədik. Ancaq daha az pin olduğuna görə iki servomotor üçün eyni konfiqurasiyadan istifadə etməli olduq. Məsələn, Timer 1A və Timer 1B yaşıl və qırmızı servomotor üçün, Timer 2A mavi üçün konfiqurasiya edilmişdir. Beləliklə, kodu tərtib edərkən. Həm yaşıl, həm də qırmızı motor döndü. Rəng sensorunu konfiqurasiya etməli olduğumuzda başqa bir problem yaranır. Rəng sensorunu açarlardan istifadə etməkdən və hər bir rəngi tək -tək yox yox, tezliyə görə konfiqurasiya etdiyimiz üçün. Müxtəlif rənglərin tezlikləri uyğun məsafədə osiloskopdan istifadə edilməklə hesablanır və sonra kodda tətbiq olunur. SƏHİFƏ 6 bütün kodları bir yerdə toplamaq ən çətin şeydir. Çox səhvlərə yol açır və çoxlu ayıklama tələb edir. Ancaq bir çox səhvləri mümkün qədər aradan qaldırmağı bacardıq.

Addım 7: Nəticə və Layihə Video

Nəhayət, məqsədimizə çatdıq və konveyer kəmərini əsas rəng sıralayıcı etməkdə müvəffəq olduq.

Gecikmə funksiyalarının parametrlərini dəyişdirdikdən sonra, servomotorların avadanlıq tələblərinə uyğun olaraq təşkil edilməsi. Heç bir maneə olmadan problemsiz işləyirdi.

Layihənin videosu linkdə mövcuddur.

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

Addım 8: Xüsusi Təşəkkürlər

Layihəni bölüşdüyü və işi dəstəklədiyi üçün Əhməd Xalidə xüsusi təşəkkürlər

Ümid edirik ki, bu da xoşunuza gəlir.

BR

Tahir Ul Haq

UET LHR PK