ТИВА көзөмөлдөгөн конвейердик курга негизделген түс сорттоочу: 8 кадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:42

Электроника талаасында кеңири колдонмо бар. Ар бир тиркеме башка схемага жана башка программалык камсыздоого, ошондой эле аппараттык конфигурацияга муктаж. Микроконтроллер - бул чипке камтылган интегралдык модель, анда ар кандай тиркемелерди бир чиптин ичинде иштетүүгө болот. Биздин долбоор ARM процессоруна негизделген, ал смартфондун жабдыктарында абдан колдонулат. Түс сорттоочунун дизайнынын негизги максаты, анткени ал тармактарда кеңири колдонулат. күрүч сорттоодо. Түс сенсорунун TCS3200, тоскоолдук сенсорунун, реленин, конвейердик курдун жана TIVA C сериясындагы ARMге негизделген микроконтроллердин интерфейси бул долбоорду уникалдуу жана мыкты кылуу үчүн негизги фактор. Долбоор объект тоскоолдук сенсорунан өткөндөн кийин токтоп турган конвейер лентасына жайгаштырылгандай иштейт. Курду токтотуунун максаты - түс сенсоруна анын түсүн баалоо үчүн убакыт берүү. Түстү баалагандан кийин, тиешелүү түс колу белгилүү бир бурчта айланат жана объекттин тиешелүү түс чакасына түшүүсүнө мүмкүндүк берет

1 -кадам: Киришүү

Биздин долбоор аппараттык монтаж менен программалык конфигурациянын эң сонун айкалышынан турат. Бул идеяга муктаждык, бул жерде сиз тармактардагы объекттерди бөлүшүңүз керек. Микроконтроллерге негизделген түстүү сорттоочу инженерия жана технология университетинин электротехника бөлүмүнүн төртүнчү семестринде окутулган Микроконтроллерди иштетүү тутумунун курсу үчүн иштелип чыккан жана жасалган. Программанын конфигурациясы үч негизги түстү сезүү үчүн колдонулат. Конвейердик машинада сервомоторлор менен туташкан кол менен бөлүнгөн.

2 -кадам: Аппараттык

Кыскача сүрөттөмөсү менен долбоорлорду түзүүдө колдонулган компоненттер төмөндө келтирилген

a) ARM процессоруна негизделген TIVA C сериясы TM4C1233H6PM микроконтроллери

б) IR инфракызыл тоскоолдук сенсору

в) TCS3200 Түс сенсору

г) Реле (30V / 10A)

д) Тиштүү мотор (12V, 1A)

е) H-52 конвейери

ж) диаметри 56,25 мм

з) servo моторлор

3 -кадам: Компоненттердин чоо -жайы

Төмөндө негизги компоненттердин кыскача маалыматы келтирилген:

1) TM4C1233H6PM микроконтроллери:

Бул ARM процессоруна негизделген микроконтроллер, бул долбоордо колдонулган. Бул микроконтроллерди колдонуунун пайдасы, бул пинге тапшырмага ылайык өзүнчө конфигурациялоого мүмкүнчүлүк берет. Мындан тышкары, бул коддун иштешин терең түшүнүүгө мүмкүндүк берет. Долбоорубузда үзгүлтүккө негизделген программалоону натыйжалуу жана ишенимдүү кылуу үчүн колдондук. Texas Instrumentдын Stellaris® микроконтроллерлер үй-бүлөсү дизайнерлерге интеграция мүмкүнчүлүктөрүнүн кеңири комплекси жана программалык камсыздоонун жана иштеп чыгуу инструменттеринин күчтүү экосистемасы менен ARM® Cortex ™ -M негизделген жогорку архитектураны камсыз кылат.

Иштөөнү жана ийкемдүүлүктү көздөгөн Stellaris архитектурасы FPU менен 80 МГц CortexMди, ар кандай интегралдык эскерүүлөрдү жана бир нече программалоочу GPIO сунуш кылат. Stellaris түзмөктөрү керектөөчүлөргө атайын перифериялык түзүлүштөрдү интеграциялоо менен тактайдын чыгымдарын жана дизайн циклинин убактысын азайтуучу программалык камсыздоонун комплекстүү китепканасын камсыздоо аркылуу үнөмдүү чечимдерди сунуштайт. Тезирээк рынокко жана чыгымдарды үнөмдөп, Stellaris микроконтроллерлер үй-бүлөсү 32-битти жогорку өндүрүмдүүлүктө жетектөөчү тандоо болуп саналат.

2) IR Infrared тоскоолдук сенсор:

Биз проектибизде LEDди күйгүзүү аркылуу тоскоолдуктарды сезген IR Infrared тоскоолдук сенсорун колдондук. Тоскоолдуктан алыстыгы өзгөрүлмөлүү резистор аркылуу жөнгө салынышы мүмкүн. Күч LEDы IR алуучунун жообунда күйөт. Жумуш чыңалуусу 3 - 5V DC жана чыгаруу түрү санариптик которулуу. Тактайдын өлчөмү 3,2х1,4 см. Инфракызыл эмитент тарабынан берилген сигналды алган IR кабылдагычы.

3) TCS3200 Color сенсор:

TCS3200-конфигурацияланган кремний фотодиоддорун жана бир монолиттүү CMOS интегралдык схемасында токту-жыштыктагы конвертерди бириктирүүчү программалоочу түстүү жарыктан жыштыктагы конвертерлер. Чыгуу - жарыктын интенсивдүүлүгүнө (нурлануу) түз пропорционалдуу жыштыгы бар төрт бурчтуу толкун (50% милдети цикл). Эки көзөмөлдөөчү казык аркылуу үч алдын ала коюлган маанилердин бири толук масштабдуу чыгаруу жыштыгын масштабдай алат. Санарип киргизүү жана санариптик чыгаруу микроконтроллерге же башка логикалык схемага түз интерфейске мүмкүндүк берет. Чыгууну иштетүү (OE) микроконтроллердин кирүү линиясын көп бирдиктүү бөлүшүү үчүн чыгарууну жогорку импеданс абалына коёт. TCS3200де жарыктан жыштыкка чейин өзгөрткүч 8 × 8 массивдеги фотодиоддорду окуйт. Он алты фотодиоддо көк чыпкалар, 16 фотодиоддо жашыл чыпкалар, 16 фотодиоддордо кызыл чыпкалар жана 16 фотодиоддо чыпкасы жок тунук. TCS3210до жарыктан жыштыктагы конвертер 4 × 6 массивдеги фотодиоддорду окуйт.

Алты фотодиоддо көк чыпкалар, 6 фотодиоддо жашыл чыпкалар, 6 фотодиоддо кызыл чыпкалар жана 6 фотодиоддо чыпкасы жок тунук. Фотодиоддордун төрт түрү (түстөрү) индивидуалдык нурлануунун бирдей эместигинин таасирин азайтуу үчүн бири-бирине бөлүнөт. Бир түстөгү бардык фотодиоддор параллель туташкан. S2 жана S3 казыктары фотодиоддордун кайсы тобу (кызыл, жашыл, көк, ачык) активдүү экенин тандоо үчүн колдонулат. Фотодиоддордун өлчөмү 110μm × 110μm жана 134μm борборлорунда.

4) Реле:

Риверлер TIVA тактасын коопсуз колдонуу үчүн колдонулган. Реланы колдонуунун себеби, биз 1A, 12V моторун колдонуп, конвейердин редукторун айдайбыз, анда TIVA тактасы DC 3.3V гана берет. Тышкы схема системасын алуу үчүн релелерди колдонуу милдеттүү.

5) 52-H конвейердик лентасы:

Конвейерди жасоо үчүн 52-H типтүү убакыт куру колдонулат. Ал тефлондун эки тиштүү дөңгөлөгүнө жылдырылган.

6) 59.25мм диаметри тиштүү:

Бул тиштер конвейердик лентаны айдоого колдонулат. Редукторлор тефлон материалынан жасалган. Эки тиштүү тиштердин саны 20, бул конвейердин талабына ылайык.

4 -кадам: Методология

] Биздин долбоордо колдонулган методология абдан жөнөкөй. Үзгүлтүккө негизделген программалоо коддоо аймагында колдонулат. Иштеп жаткан конвейер лентасына объект коюлат. Тосмо сенсор түстүү сенсор менен тиркелет. Объект түс сенсорунун жанына келгенде.

Тоскоолдук сенсору сигналды массивге өткөрүүгө мүмкүндүк берүүчү үзгүлтүктү пайда кылат, ал моторду тышкы схеманы өчүрүү менен токтотот. Түс сенсоруна программалык камсыздоо тарабынан анын жыштыгын эсептөө аркылуу түсүн баалоого убакыт берилет. Мисалы, кызыл объект коюлуп, анын жыштыгы аныкталат.

Кызыл нерселерди бөлүү үчүн колдонулган сервомотор белгилүү бурчта айланат жана кол сыяктуу иштейт. Бул объекттин тиешелүү түс чакасына түшүүсүнө мүмкүндүк берет. Ошо сыяктуу эле, эгер башка түс колдонулса, анда объектинин түсүнө жараша сервомотор айланат, андан кийин объект тиешелүү чакасына түшөт. Коддун эффективдүүлүгүн, ошондой эле долбоордун аппараттык жабдууларын жогорулатуу үчүн сурамжылоого негизделген үзгүлтүккө жол берилбейт. Түстүү сенсордо, объекттин белгилүү аралыкта жыштыгы бардык чыпкаларды оңой текшерүү же күйгүзүү эмес, эсептелген жана кодго киргизилген.

Конвейердик лентанын ылдамдыгы жай кармалып турат, анткени жумушту элестетүү үчүн так байкоо керек. Колдонулган мотордун учурдагы айлануу ылдамдыгы инерциясыз 40. Бирок, редукторлорду жана конвейердик лентаны койгондон кийин. Инерция моментинин жогорулашынан улам, айлануу мотордун кадимки айлануусунан аз болуп калат. Редукторду жана конвейердик лентаны койгондон кийин айлануу ылдамдыгы 40тан 2ге түшүрүлдү. Pulse Width Modulation сервомоторлорду айдоо үчүн колдонулат. Долбоорду ишке ашыруу үчүн таймерлер да киргизилген.

Реле тышкы схема менен, ошондой эле тоскоолдук сенсору менен байланышкан. Бул долбоордо аппараттык жана программалык камсыздоонун эң сонун айкалышын байкоого болот

5 -кадам: Код

Код KEIL UVISION 4те иштелип чыккан.

Код жөнөкөй жана түшүнүктүү. Код жөнүндө эч нерсе сурабаңыз

Баштоо файлы дагы кошулду

6 -кадам: Кыйынчылыктар жана көйгөйлөр

Аппаратура:

Долбоорду иштеп чыгууда бир нече көйгөйлөр пайда болот. Аппараттык жана программалык камсыздоонун экөө тең татаал жана иштетүү кыйын. Көйгөй конвейер лентасын долбоорлоодо болгон. Биринчиден, биз конвейер курубузду 4 дөңгөлөгү бар жөнөкөй мотоциклдин дөңгөлөк түтүкчөсү менен иштеп чыктык (2 дөңгөлөк туурасын жогорулатуу үчүн бирге кармалып турат). Бирок бул идея ишке ашпай калгандыктан кулады. Андан кийин, биз убакыт куру жана тиштүү конвейердик лентаны жасоого карай багыт алдык. Чыгымдын коэффициенти өзүнүн долбоорунда эң жогорку чегине жетти, анткени тетиктерди жана даярдыктарды механикалык долбоорлоо убактысын жана жогорку тактык менен оор жумушту талап кылат. Дагы эле маселе бар болчу, анткени биз бир эле мотор колдонулганын билбейбиз, анткени тиш айдоочу тетиги, калган бардык тиштүү дөңгөлөк деп аталат. Ошондой эле конвейердик лентаны айдай ала турган, айлануусу аз болгон күчтүү мотор колдонулушу керек. Бул маселелерди чечкенден кийин. Аппаратура ийгиликтүү иштеп жаткан.

B Программалык камсыздоо:

Программалык камсыздоо бөлүгүндө да кыйынчылыктар болгон. Белгилүү объект үчүн сервомотордун айланып, артка кайтуу убактысы чечүүчү бөлүк болгон. Үзгүлтүккө негизделген программалоо, мүчүлүштүктөрдү оңдоо жана жабдыктар менен иштөө үчүн көп убактыбызды алды. Биздин TIVA тактасында 3 төөнөгүч аз болчу. Биз ар бир мотор үчүн ар кандай төөнөгүчтөрдү колдонууну кааладык. Бирок, казыктар аз болгондуктан, эки сервомотор үчүн бирдей конфигурацияны колдонууга туура келди. Мисалы, Таймер 1А жана Таймер 1В жашыл жана кызыл сервомотор үчүн, Таймер 2А көк түс үчүн конфигурацияланган. Ошентип, биз кодду түзгөндө. Жашыл да, кызыл да мотор айланды. Түс сенсорун конфигурациялоо керек болгондо дагы бир көйгөй пайда болот. Анткени биз түстүү сенсорду өчүргүчтөрдү колдонуп эмес, жыштыгына жараша конфигурациялап жатканбыз. Ар кандай түстөгү жыштыктар осциллографтын жардамы менен эсептелип, тиешелүү аралыкта жазылып, кийинчерээк кодго киргизилген. Эң татаал нерсе - 6 -БЕТТИН баардык коддорун бир жерге чогултуу. Бул көптөгөн каталарга алып келет жана көп мүчүлүштүктөрдү оңдоону талап кылат. Бирок, мүмкүн болушунча көптөгөн мүчүлүштүктөрдү жок кылуу ийгиликтүү болду.

7 -кадам: Корутунду жана долбоордун видеосу

Акыр -аягы, биз максатыбызга жетип, конвейер лентасын түстүү сорттоочу кылып ийгиликтүү болдук.

Сервомоторлордун кечигүү функцияларынын параметрлерин өзгөрткөндөн кийин, аларды аппараттык талаптарга ылайык уюштуруу. Ал эч кандай тоскоолдуксуз эле үзгүлтүксүз иштеп жатты.

Долбоордун видеосу шилтемеде жеткиликтүү.

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

8 -кадам: Өзгөчө рахмат

Долбоорду бөлүшүп, ишти колдогону үчүн Ахмад Халидге өзгөчө рахмат

Бул дагы сизге жагат деп ишенем.

BR

Тахир Ул Хак

UET LHR PK