TIVA վերահսկվող փոխակրիչ գոտու վրա հիմնված գույնի տեսակավորիչ `8 քայլ

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:51

Էլեկտրոնիկայի ոլորտը հսկայական կիրառություն ունի: Յուրաքանչյուր ծրագիր կարիք ունի այլ սխեմայի և այլ ծրագրակազմի, ինչպես նաև ապարատային կազմաձևման: Microcontroller- ը չիպի մեջ ներդրված ինտեգրված մոդել է, որի մեջ մեկ չիպի ներսում կարող են գործածվել տարբեր ծրագրեր: Մեր նախագիծը հիմնված է ARM պրոցեսորի վրա, որը մեծ կիրառություն ունի սմարթֆոնների սարքավորումներում: Գույնը դասավորելու հիմնական նպատակը, քանի որ այն լայն կիրառում ունի արդյունաբերություններում, օրինակ. բրնձի տեսակավորման մեջ: Գույնի տվիչի TCS3200, խոչընդոտների ցուցիչ, ռելեներ, կոնվեյերային գոտի և TIVA C շարքի ARM հիմնված միկրոկառավարիչի միջերեսն այս նախագիծը եզակի և գերազանց դարձնելու հիմնական գործոնն է: Theրագիրն աշխատում է այնպես, որ օբյեկտը տեղադրվի հոսող փոխակրիչի գոտու վրա, որը կանգնեցվում է խոչընդոտների սենսորից անցնելուց հետո: Գոտին կանգնեցնելու նպատակն է ժամանակ տալ գույնի տվիչին `նրա գույնը դատելու համար: Գույնը գնահատելուց հետո, համապատասխան գույնի թևը պտտվելու է որոշակի անկյան տակ և թույլ է տալիս օբյեկտին ընկնել համապատասխան գույնի դույլի մեջ

Քայլ 1: Ներածություն

Մեր նախագիծը բաղկացած է ապարատային հավաքման և ծրագրակազմի կազմաձևման գերազանց համադրությունից: Այս գաղափարի կարիքը, որտեղ դուք պետք է առանձնացնեք արդյունաբերության օբյեկտները: Միկրոկոնտրոլերի վրա հիմնված գույնի տեսակավորումը նախագծված և պատրաստված է Միկրոկոնտրոլերների մշակման համակարգի դասընթացի համար, որը դասավանդվել է Engineeringարտարագիտության և տեխնոլոգիայի համալսարանի էլեկտրատեխնիկայի բաժնի չորրորդ կիսամյակում: Softwareրագրային ապահովման կոնֆիգուրացիան օգտագործվում է երեք հիմնական գույները զգալու համար: Որոնք բաժանված են հաղորդիչ մեքենայի վրա սերվոմոտորների հետ կապված թեւով:

Քայլ 2: Սարքավորումներ

Ստորև բերված են այն բաղադրիչները, որոնք օգտագործվում են նախագծերի կազմման մեջ `իրենց համառոտ նկարագրությամբ

ա) ARM պրոցեսորի վրա հիմնված TIVA C սերիայի TM4C1233H6PM միկրոկոնտրոլեր

բ) IR ինֆրակարմիր խոչընդոտի ցուցիչ

գ) TCS3200 Գույնի ցուցիչ

դ) ռելեներ (30V / 10A)

ե) շարժիչի շարժիչ (12 Վ, 1 Ա)

զ) H-52 կոնվեյերային գոտի

է) 56.25 մմ տրամագծով հանդերձում

ը) servo շարժիչներ

Քայլ 3: Բաղադրիչների մանրամասները

Ստորև բերված է հիմնական բաղադրիչների համառոտ մանրամասնությունը.

1) TM4C1233H6PM միկրոկոնտրոլեր.

Սա ARM պրոցեսորների վրա հիմնված միկրոկոնտրոլեր է, որն օգտագործվել է այս նախագծում: Այս միկրոկոնտրոլերի օգտագործման առավելությունը այն է, որ այն թույլ է տալիս առանձին կարգավորել քորոցը ՝ ըստ առաջադրանքի: Բացի այդ, այն թույլ է տալիս խորությամբ հասկանալ ծածկագրի աշխատանքը: Մեր նախագծում մենք օգտագործել ենք ընդհատումների վրա հիմնված ծրագրավորումը `այն ավելի արդյունավետ և հուսալի դարձնելու համար: Texas Instrument- ի Stellaris® միկրոկոնտրոլերների ընտանիքը դիզայներներին տրամադրում է բարձրորակ ARM® Cortex M -M- ի վրա հիմնված ճարտարապետություն `ինտեգրման հնարավորությունների լայն փաթեթով և ծրագրակազմի և զարգացման գործիքների հզոր էկոհամակարգով:

Նպատակ ունենալով կատարումը և ճկունությունը, Stellaris ճարտարապետությունն առաջարկում է 80 ՄՀց CortexM ՝ FPU- ով, մի շարք ինտեգրված հիշողություններ և բազմաթիվ ծրագրավորվող GPIO: Stellaris սարքերը սպառողներին առաջարկում են արդյունավետ ծախսարդյունավետ լուծումներ `ինտեգրելով ծրագրեր` հատուկ ծայրամասային սարքերի միջոցով և ապահովելով ծրագրային գործիքների համապարփակ գրադարան, որը նվազագույնի է հասցնում տախտակի ծախսերը և նախագծման ցիկլի ժամանակը: Առաջարկելով շուկայի և ծախսերի ավելի արագ խնայողություն ՝ Stellaris միկրոկոնտրոլերների ընտանիքը բարձրակարգ 32-բիթանոց ծրագրերի առաջատար ընտրությունն է:

2) IR ինֆրակարմիր խոչընդոտի ցուցիչ.

Մեր նախագծում մենք օգտագործել ենք IR ինֆրակարմիր խոչընդոտների ցուցիչ, որոնք խոչընդոտները զգում են ՝ LED- ը միացնելով: Խոչընդոտից հեռավորությունը կարող է կարգավորվել փոփոխական դիմադրության միջոցով: ԻՌ -ստացողի պատասխանի դեպքում էներգիայի LED- ը միացված է: Աշխատանքային լարումը 3 - 5V DC է, իսկ ելքի տեսակը ՝ թվային անջատիչ: Տախտակի չափը ՝ 3,2 x 1,4 սմ: IR ընդունիչ, որը ստանում է ինֆրակարմիր ճառագայթիչով փոխանցվող ազդանշանը:

3) TCS3200 Գույնի ցուցիչ.

TCS3200- ը ծրագրավորվող գունավոր թեթև հաճախականությունների փոխարկիչներ են, որոնք համատեղում են կազմաձևվող սիլիցիումի ֆոտոդիոդներ և ընթացիկ հաճախականություն փոխարկիչ մեկ մոնոլիտ CMOS ինտեգրալ սխեմայի վրա: Ելքը քառակուսի ալիք է (աշխատանքային ցիկլի 50%), հաճախականությունն ուղիղ համեմատական է լույսի ինտենսիվության (ճառագայթման): Երեք կանխադրված արժեքներից մեկը երկու հսկիչ մուտքային կապիչների միջոցով կարող է մասշտաբավորել ելքի լայնածավալ հաճախականությունը: Թվային մուտքերն ու թվային ելքը թույլ են տալիս անմիջական ինտերֆեյս միկրոկոնտրոլերի կամ այլ տրամաբանական սխեմաների: Ելքի միացումը (OE) ելքը տեղադրում է բարձր դիմադրողականության վիճակում `միկրոկոնտրոլերի մուտքային գծի բազմակի միավորի փոխանակման համար: TCS3200- ում լույսի հաճախականության փոխարկիչը կարդում է 8 × 8 ֆոտոդիոդների զանգված: Տասնվեց ֆոտոդիոդներ ունեն կապույտ զտիչներ, 16 ֆոտոդիոդներ `կանաչ, 16 ֆոտոդիոդներ` կարմիր ֆիլտրեր, և 16 ֆոտոդիոդներ պարզ են `առանց զտիչների: TCS3210- ում լույսի հաճախության փոխարկիչը կարդում է 4 × 6 ֆոտոդիոդների զանգված:

Վեց ֆոտոդիոդներ ունեն կապույտ զտիչներ, 6 ֆոտոդիոդներ `կանաչ, 6 ֆոտոդիոդներ` կարմիր ֆիլտրեր, և 6 ֆոտոդիոդներ պարզ են `առանց զտիչների: Ֆոտոդիոդների չորս տեսակները (գույները) փոխկապակցված են միջադեպի ճառագայթման ոչ միատեսակության ազդեցությունը նվազագույնի հասցնելու համար: Նույն գույնի բոլոր ֆոտոդիոդները զուգահեռաբար կապված են: S2 և S3 կապումներն օգտագործվում են ֆոտոդիոդների (կարմիր, կանաչ, կապույտ, պարզ) խումբը ընտրելու համար: Ֆոտոդիոդներն ունեն 110μm × 110μm չափսեր և գտնվում են 134μm կենտրոններում:

4) ռելեներ:

Ռելեներ օգտագործվել են TIVA տախտակի անվտանգ օգտագործման համար: Ռելեներ օգտագործելու պատճառը, քանի որ մենք օգտագործել ենք 1A, 12V շարժիչ `փոխակրիչ գոտու շարժիչները քշելու համար, որտեղ TIVA տախտակը տալիս է ընդամենը 3.3V DC: Արտաքին սխեմայի համակարգը բխելու համար պարտադիր է օգտագործել ռելեներ:

5) 52-H փոխակրիչ գոտի.

Փոխակրիչը պատրաստելու համար օգտագործվում է ժամանակացույցի գոտի 52-H տիպ: Այն գլորվում է տեֆլոնի երկու շարժակների վրա:

6) 59.25 մմ տրամագծով շարժակներ.

Այս փոխանցման տուփերն օգտագործվում են փոխակրիչի գոտին վարելու համար: Gears- ը պատրաստված է Teflon նյութից: Երկու ատամնանիվների ատամների քանակը 20 է, ինչը փոխադրիչի գոտու պահանջն է:

Քայլ 4: Մեթոդաբանություն

] Մեր նախագծում օգտագործված մեթոդաբանությունը բավականին պարզ է: Կոդավորման տարածքում օգտագործվում է ընդհատումների վրա հիմնված ծրագրավորումը: Վազող փոխադրիչի գոտու վրա օբյեկտ կտեղադրվի: Խոչընդոտների սենսորը ամրացված է գույնի ցուցիչով: Երբ օբյեկտը մոտենում է գույնի սենսորին:

Խոչընդոտների սենսորը կստեղծի ընդհատում, որը թույլ կտա ազդանշանը փոխանցել զանգվածին, ինչը կդադարեցնի շարժիչը `անջատելով արտաքին միացումը: Colorրագրային ապահովման կողմից ժամանակ կտրվի գույնի տվիչին `գույնը դատելու համար` դրա հաճախականությունը հաշվարկելով: Օրինակ, տեղադրվում է կարմիր առարկա, որի հաճախականությունը հայտնաբերվում է:

Կարմիր առարկաները բաժանելու համար օգտագործվող սերվոմոտորը պտտվելու է որոշակի անկյան տակ և գործում է որպես թև: Ինչը թույլ է տալիս օբյեկտին ընկնել համապատասխան գույնի դույլի մեջ: Նմանապես, եթե օգտագործվում է տարբեր գույն, ապա սերվոմոտորն ըստ օբյեկտի գույնի կշրջվի, այնուհետև օբյեկտը կընկնի իր համապատասխան դույլի մեջ: Հարցումների հիման վրա ընդհատումներից խուսափում են `կոդի, ինչպես նաև ծրագրի սարքավորումների արդյունավետությունը բարձրացնելու համար: Գույնի ցուցիչում որոշակի հեռավորության վրա օբյեկտի հաճախականությունը հաշվարկվում և մուտքագրվում է ծածկագրում, այլ ոչ թե միացնում և ստուգում է բոլոր զտիչները հեշտության համար:

Փոխադրիչի գոտու արագությունը դանդաղ է պահվում, քանի որ աշխատանքը դիտելու համար անհրաժեշտ է հստակ դիտարկում: Օգտագործված շարժիչի ընթացիկ rpm- ը 40 է ՝ առանց իներցիայի որևէ պահի: Այնուամենայնիվ, շարժակների և փոխակրիչի գոտի դնելուց հետո: Իներցիայի պահի ավելացման պատճառով պտույտը դառնում է ավելի փոքր, քան շարժիչի սովորական պտույտ / րոպեն: Պտույտների արագությունը 40 -ից իջեցվել է 2 -ի `շարժակների և փոխակրիչի գոտի դնելուց հետո: Սերվոմոտորները քշելու համար օգտագործվում է Pulse Width Modulation- ը: Introducedրագրի իրականացման համար ներկայացվում են նաև ժամաչափեր:

Ռելեները միացված են արտաքին միացման, ինչպես նաև խոչընդոտների տվիչի հետ: Թեև այս ծրագրում կարելի է նկատել ապարատային և ծրագրային ապահովման գերազանց համադրություն

Քայլ 5: Կոդ

Կոդը մշակվել է KEIL UVISION 4 -ում:

Կոդը պարզ է և պարզ: Ազատորեն հարցրեք ծածկագրի մասին որևէ բան

Գործարկման ֆայլը նույնպես ներառված է

Քայլ 6: Մարտահրավերներ և խնդիրներ

Սարքաշար

Նախագծի մշակման ընթացքում մի շարք խնդիրներ են ծագում: Թե ապարատային, թե ծրագրային ապահովումը բարդ են և դժվար է կարգավորել: Խնդիրը փոխադրիչ գոտու նախագծումն էր: Նախ, մենք նախագծեցինք մեր փոխակրիչի գոտին ՝ մոտոցիկլետների անվադողերի խողովակով ՝ 4 անիվներով (2 անիվները միասին պահված են ՝ լայնությունը մեծացնելու համար): Բայց այս գաղափարը տապալվեց, քանի որ այն չէր գործում: Դրանից հետո մենք շարժվում ենք դեպի փոխադրիչ գոտի `ժամանակացույցի ժապավենով և շարժակների միջոցով: Costախսերի գործոնը իր նախագծում գագաթնակետին էր, քանի որ բաղադրիչների մեխանիկական ձևավորումը և պատրաստումը պահանջում են ինչպես ժամանակ, այնպես էլ քրտնաջան աշխատանք բարձր ճշգրտությամբ: Խնդիրը դեռ առկա էր, քանի որ մենք տեղյակ չէինք, որ օգտագործվում է միայն մեկ շարժիչ, որի հանդերձանքը կոչվում է վարորդական հանդերձում, իսկ մնացած բոլոր շարժիչները կոչվում են շարժիչ: Նաև պետք է օգտագործվի ավելի քիչ RPM ունեցող հզոր շարժիչ, որը կարող է վարել փոխակրիչի գոտին: Այս խնդիրները լուծելուց հետո: Սարքավորումը հաջողությամբ աշխատում էր:

B Softwareրագրակազմ

Կային նաև մարտահրավերներ, որոնց պետք է դիմակայել ծրագրային ապահովման մասը: Timeամանակը, երբ սերվոմոտորը պտտվում և հետ էր գնում կոնկրետ օբյեկտի համար, որոշիչ մասն էր: Ընդհատումների վրա հիմնված ծրագրավորումը մեզանից շատ ժամանակ է խլել ապարատավորման և ապարատային սարքերի հետ շփման համար: Մեր TIVA- ի տախտակում 3 կապում պակաս կար: Մենք ցանկանում էինք օգտագործել տարբեր կապում յուրաքանչյուր սերվոմոտորի համար: Այնուամենայնիվ, ավելի քիչ քորոցների պատճառով մենք ստիպված եղանք օգտագործել նույն կոնֆիգուրացիան երկու սերվոմոտորների համար: Օրինակ ՝ Timer 1A- ն և Timer 1B- ը կազմաձևված էին կանաչ և կարմիր սերվոմոտորների համար, իսկ Timer 2A- ն ՝ կապույտ: Այսպիսով, երբ մենք կազմեցինք ծածկագիրը: Կանաչ և կարմիր շարժիչը պտտվեցին: Մեկ այլ խնդիր է ծագում, երբ մենք պետք է կազմաձևենք գույնի տվիչը: Քանի որ մենք կազմաձևում էինք գույնի տվիչը ՝ ըստ հաճախականության, այլ ոչ թե անջատիչներից օգտվելու և յուրաքանչյուր գույնի մեկ առ մեկ ստուգելու: Տարբեր գույների հաճախականությունները հաշվարկվել են օսկիլոսկոպի միջոցով `համապատասխան հեռավորության վրա, այնուհետև գրանցվել, որը հետագայում ներդրվել է ծածկագրում: Ամենադժվար բանը PAGE 6 -ի բոլոր ծածկագրերը մեկում կազմելն է: Դա հանգեցնում է բազմաթիվ սխալների և պահանջում է բազմաթիվ վրիպազերծումներ: Այնուամենայնիվ, մեզ հաջողվեց հնարավորինս շատ սխալներ արմատախիլ անել:

Քայլ 7: Եզրակացություն և ծրագրի տեսանյութ

Վերջապես, մենք հասանք մեր նպատակին և հաջողակ դարձանք փոխակրիչ գոտու հիմքի գույնի տեսակավորիչ պատրաստելը:

Սերվոմոտորների ուշացման գործառույթների պարամետրերը փոխելուց հետո դրանք սարքավորել ըստ ապարատային պահանջների: Այն սահուն էր ընթանում առանց որևէ խոչընդոտի:

Նախագծի տեսագրությունը հասանելի է հղումով:

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

Քայլ 8: Հատուկ շնորհակալություն

Հատուկ շնորհակալություն Ահմադ Խալիդին sharingրագիրը կիսելու և գործին աջակցելու համար

Հուսով եմ, որ ձեզ նույնպես դուր կգա:

BR

Թահիր Ուլ Հաք

UET LHR PK