TIVA -ийн хяналттай конвейерийн туузан дээр суурилсан өнгө ангилагч: 8 алхам

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:05

Электроникийн талбар нь өргөн хүрээний хэрэглээтэй. Програм бүр өөр хэлхээ, өөр програм хангамж, тоног төхөөрөмжийн тохиргоо шаарддаг. Микроконтроллер бол нэг чип дотор өөр өөр програм ажиллуулах боломжтой чипт суулгагдсан нэгдсэн загвар юм. Манай төсөл нь ухаалаг гар утасны техник хангамжид өндөр ашиглагддаг ARM процессор дээр суурилсан болно. Өнгө ангилагчийг зохион бүтээх үндсэн зорилго нь үйлдвэрлэлд өргөн хэрэглэгддэг. будаа ангилахад. Өнгө мэдрэгч TCS3200, саад мэдрэгч, реле, дамжуулагч бүс, TIVA C цуврал ARM дээр суурилсан микроконтроллерийн интерфейс нь энэхүү төслийг өвөрмөц, маш сайн болгох гол хүчин зүйл юм. Төсөл нь саад тотгороос дамжин өнгөрсний дараа зогсож буй туузан дамжуулагч дээр объект байрлуулах байдлаар ажиллаж байна. Бүсээ зогсоох зорилго нь өнгөний мэдрэгчийн өнгийг үнэлэх цаг өгөх явдал юм. Өнгийг үнэлсний дараа тухайн өнгөний гар нь тодорхой өнцгөөр эргэлдэж, объект тус тусын өнгө хувин руу унах боломжийг олгодог.

Алхам 1: Танилцуулга

Манай төсөл нь тоног төхөөрөмжийн угсралт, програм хангамжийн тохиргооны маш сайн хослолоос бүрдэнэ. Үйлдвэрлэлийн объектуудыг салгах ёстой энэ санааны хэрэгцээ. Микроконтроллерт суурилсан өнгө ялгах төхөөрөмжийг Инженер, технологийн их сургуулийн Цахилгааны инженерийн тэнхимийн 4 -р улиралд заасан Микроконтроллер боловсруулах системийн курст зориулан бүтээсэн болно. Програм хангамжийн тохиргоог үндсэн гурван өнгийг мэдрэхэд ашигладаг. Тэдгээрийг дамжуулагч машин дээрх сервомотортой холбогдсон гараар тусгаарладаг.

Алхам 2: Техник хангамж

Төсөл боловсруулахад ашигладаг товч тайлбарыг доор өгөв

a) ARM процессор дээр суурилсан TIVA C цуврал TM4C1233H6PM микроконтроллер

b) IR хэт улаан туяаны саад мэдрэгч

c) TCS3200 Өнгөний мэдрэгч

d) Реле (30V / 10A)

e) Араа хөдөлгүүр (12V, 1A)

f) H-52 туузан дамжуулагч

g) 56.25 мм диаметртэй араа

h) servo мотор

Алхам 3: Бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн дэлгэрэнгүй мэдээлэл

Үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн товч мэдээллийг доор харуулав.

1) TM4C1233H6PM микроконтроллер:

Энэ бол ARM процессор дээр суурилсан микроконтроллер юм. Энэхүү микроконтроллерийг ашигласнаар үүргийг даалгаврын дагуу тусад нь тохируулах боломжтой болно. Нэмж дурдахад энэ нь кодын ажлыг гүнзгий ойлгох боломжийг танд олгоно. Бид илүү үр ашигтай, найдвартай болгохын тулд тасалдал дээр суурилсан програмчлалыг төсөл дээрээ ашигласан. Texas Instrument-ийн Stellaris® микроконтроллерийн гэр бүл нь дизайнеруудад өргөн хүрээний интеграцийн чадвар, програм хангамж, хөгжүүлэлтийн багаж хэрэгслийн хүчирхэг экосистем бүхий өндөр гүйцэтгэлтэй ARM® Cortex ™ -M архитектурыг санал болгодог.

Гүйцэтгэл, уян хатан байдалд чиглэсэн Stellaris архитектур нь 80 MHz CortexM -ийг FPU, төрөл бүрийн санах ой, олон програмчлагдах GPIO -ийг санал болгодог. Stellaris төхөөрөмжүүд нь хэрэглээний онцлог төхөөрөмжүүдийг нэгтгэн, самбарын зардал, дизайны мөчлөгийн хугацааг багасгах програм хангамжийн иж бүрэн номын санг бүрдүүлж өгснөөр хэрэглэгчдэд хэмнэлттэй шийдлүүдийг санал болгодог. Зах зээлд хурдан гарах, зардлаа хэмнэх боломжийг олгодог Stellaris гэр бүлийн микроконтроллер нь өндөр гүйцэтгэлтэй 32 битийн програмын тэргүүлэгч сонголт юм.

2) IR хэт улаан туяаны саад мэдрэгч:

Бид төсөл дээрээ LED хэт ягаан туяаны саад мэдрэгчийг ашигласан бөгөөд энэ нь LED -ийг асаахад гарч буй саад бэрхшээлийг мэдэрдэг. Саад бэрхшээлээс гарах зайг хувьсах резистороор тохируулж болно. Цахилгаан LED нь IR хүлээн авагчийн хариуд асах болно. Ажлын хүчдэл нь 3-5 В тогтмол гүйдэл бөгөөд гаралтын төрөл нь тоон шилжүүлэлт юм. Самбарын хэмжээ 3.2 х 1.4 см. Хэт улаан туяаны цацруулагчаар дамжуулж буй дохиог хүлээн авдаг IR хүлээн авагч.

3) TCS3200 Өнгөний мэдрэгч:

TCS3200 нь тохируулж болох цахиурын фотодиод ба гүйдлийн давтамж хувиргагчийг нэг цул CMOS нэгдсэн хэлхээнд нэгтгэдэг програмчлах боломжтой өнгөт давтамжтай хөрвүүлэгч юм. Гаралт нь гэрлийн эрч хүч (цацраг туяа) -тай шууд пропорциональ давтамжтай дөрвөлжин долгион (ажлын 50% -ийн мөчлөг) юм. Хоёр хяналтын оролтын тээглүүрээр дамжуулан урьдчилан тохируулсан гурван утгын нэг нь гаралтын давтамжийг бүрэн хэмжээгээр хэмжих боломжтой. Дижитал оролт ба дижитал гаралт нь микроконтроллер эсвэл бусад логик хэлхээнд шууд холбогдох боломжийг олгодог. Гаралтын идэвхжүүлэлт (OE) нь микроконтроллер оролтын шугамыг олон нэгжээр хуваахын тулд гаралтыг өндөр эсэргүүцэлтэй байдалд оруулдаг. TCS3200-д гэрэл давтамж хувиргагч нь 8 × 8 хэмжээтэй фотодиодуудыг уншдаг. 16 фотодиод хөх шүүлтүүртэй, 16 фотодиод ногоон шүүлтүүртэй, 16 фотодиод улаан шүүлтүүртэй, 16 фотодиод шүүлтүүргүй тунгалаг байна. TCS3210-д гэрэл давтамж хувиргагч нь 4х6 хэмжээтэй фотодиодуудыг уншдаг.

Зургаан фотодиод хөх шүүлтүүртэй, 6 фотодиод ногоон шүүлтүүртэй, 6 фотодиод улаан шүүлтүүртэй, 6 фотодиод шүүлтүүргүй тунгалаг байна. Фотодиодын дөрвөн төрлийг (өнгө) хооронд нь ялгаж салгаж, ослын цацрагийн жигд бус байдлын нөлөөг багасгах болно. Ижил өнгөтэй бүх фотодиодууд зэрэгцээ холбогдсон байна. S2 ба S3 тээглүүрүүд нь аль бүлэг фотодиод (улаан, ногоон, цэнхэр, тунгалаг) идэвхтэй байгааг сонгоход хэрэглэгддэг. Фотодиодууд нь 110μm × 110μm хэмжээтэй бөгөөд 134μm төв дээр байрладаг.

4) Реле:

TIVA хавтанг аюулгүй ашиглахын тулд релейг ашигласан болно. TIVA хавтан нь зөвхөн 3.3V тогтмол гүйдэл өгдөг конвейерийн араагаа жолоодохын тулд бид 1А, 12В мотор ашигласан тул реле ашиглах болсон шалтгаан. Гаднах хэлхээний системийг олж авахын тулд реле ашиглах шаардлагатай.

5) 52-H туузан дамжуулагч:

52-H хэлбэрийн цаг хугацааны бүсийг конвейер хийхэд ашигладаг. Энэ нь Teflon -ийн хоёр араа дээр эргэлддэг.

6) 59.25 мм диаметртэй араа:

Эдгээр араа нь туузан дамжуулагчийг жолоодоход хэрэглэгддэг. Араа нь тефлон материалаар хийгдсэн байдаг. Хоёр араа дээрх шүдний тоо 20 байгаа нь туузан дамжуулагчийн шаардлагын дагуу байна.

Алхам 4: аргачлал

] Манай төсөлд ашигласан аргачлал нь маш энгийн. Кодлох хэсэгт тасалдал дээр суурилсан програмчлалыг ашигладаг. Ажиллаж байгаа туузан дамжуулагч дээр объект байрлуулна. Саад тотгорыг өнгө мэдрэгчтэй хавсаргасан болно. Объект өнгө мэдрэгчийн ойролцоо ирэхэд.

Саадны мэдрэгч нь дохиог массив руу дамжуулах боломжийг олгодог тасалдлыг үүсгэдэг бөгөөд энэ нь гадаад хэлхээг унтраах замаар моторыг зогсоох болно. Өнгө мэдрэгчид давтамжийг нь тооцоолж өнгийг үнэлэх хугацааг програм хангамж өгдөг. Жишээлбэл, улаан объектыг байрлуулж, түүний давтамжийг илрүүлдэг.

Улаан объектыг салгахад ашигладаг servomotor нь тодорхой өнцгөөр эргэлдэж, гар шиг ажилладаг. Энэ нь тухайн объектыг өнгөт хувин руу унах боломжийг олгодог. Үүний нэгэн адил, хэрэв өөр өнгө хэрэглэвэл объектын өнгөний дагуу servomotor эргэх бөгөөд дараа нь объект нь хувиндаа унах болно. Санал асуулгад суурилсан тасалдал нь кодын үр ашиг, төслийн тоног төхөөрөмжийг нэмэгдүүлэхээс зайлсхийдэг. Өнгөний мэдрэгчийн хувьд тодорхой зайд байгаа объектын давтамжийг бүх шүүлтүүрийг асаах, шалгахын оронд кодонд оруулна.

Ажлыг төсөөлөхийн тулд тодорхой ажиглалт хийх шаардлагатай байдаг тул туузан дамжуулагчийн хурдыг удаан байлгадаг. Ашигласан моторын одоогийн эргэлтийн эргэлт нь инерцийн ямар ч мөчгүй 40 байна. Гэсэн хэдий ч араа, туузан дамжуулагчийг тавьсны дараа. Инерцийн момент нэмэгдсэний улмаас хөдөлгүүрийн эргэлт ердийнхөөс бага болж байна. Араа ба туузан дамжуулагчийг тавьсны дараа эргэлтийн эргэлтийг 40 болгож 2 болгон бууруулсан. Импульсийн өргөний модуляцийг servomotors -ийг жолоодоход ашигладаг. Төслийг ажиллуулахын тулд цаг хэмжигч суурилуулсан болно.

Реле нь гадаад хэлхээ, түүнчлэн саад мэдрэгчтэй холбогддог. Гэсэн хэдий ч энэ төсөлд техник хангамж, програм хангамжийн маш сайн хослолыг ажиглаж болно

Алхам 5: Код

Кодыг KEIL UVISION 4 дээр боловсруулсан болно.

Код нь энгийн бөгөөд ойлгомжтой. Кодын талаар юу ч асууж болно

Эхлэх файлыг мөн оруулсан болно

Алхам 6: Сорилт ба бэрхшээл

Тоног төхөөрөмж:

Төслийг боловсруулах явцад хэд хэдэн асуудал гардаг. Техник хангамж, програм хангамж хоёулаа нарийн төвөгтэй бөгөөд зохицуулахад хэцүү байдаг. Асуудал нь туузан дамжуулагчийн загвар зохион бүтээх явдал байв. Нэгдүгээрт, бид 4 дугуйтай энгийн мотоциклийн дугуй хоолой бүхий туузан дамжуулагч бүсээ зохион бүтээжээ (өргөнийг нэмэгдүүлэхийн тулд 2 дугуйг хооронд нь холбосон). Гэхдээ энэ санаа нь ажиллахгүй байсан тул унав. Үүний дараа бид цаг хугацааны бүс, араа бүхий туузан дамжуулагч хийхээр хөдөлж байна. Бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн механик дизайн, бэлтгэл ажлыг маш нарийвчлалтай хийх нь цаг хугацаа, шаргуу хөдөлмөр шаарддаг тул зардлын хүчин зүйл нь төслийнхөө хамгийн дээд цэгтээ хүрсэн юм. Ганцхан хөдөлгүүрийг жолоодлогын араа гэж нэрлэдэг бөгөөд бусад бүх араагаа хөтлөгч араа гэж нэрлэдэг гэдгийг бид мэдээгүй байсан тул асуудал байсаар байв. Түүнчлэн дамжуулах бүсийг жолооддог бага эргэлт бүхий хүчирхэг мотор ашиглах ёстой. Эдгээр асуудлыг шийдсэний дараа. Тоног төхөөрөмж амжилттай ажиллаж байсан.

B Програм хангамж:

Програм хангамжийн хэсэгт тулгарах бэрхшээлүүд бас байсан. Тодорхой объектын хувьд servomotor эргэж, буцах цаг нь чухал хэсэг байв. Тасалдалд суурилсан програмчлал нь техник хангамжийг дибаг хийх, интерфэйс хийхэд маш их цаг зарцуулсан. Манай TIVA самбарт 3 зүү бага байсан. Бид сервомотор бүрт өөр өөр тээглүүр ашиглахыг хүссэн. Гэсэн хэдий ч тээглүүр багатай тул бид хоёр сервомоторт ижил тохиргоог ашиглах шаардлагатай болсон. Жишээлбэл, таймер 1А ба таймер 1В нь ногоон, улаан servomotor, Timer 2A цэнхэр өнгөтэй байхаар тохируулагдсан болно. Тиймээс бид кодыг эмхэтгэх үед. Ногоон, улаан мотор хоёулаа эргэлддэг. Өнгө мэдрэгчийг тохируулах шаардлагатай бол өөр нэг асуудал гарч ирдэг. Бид өнгөний мэдрэгчийг унтраалга ашиглан өнгө тус бүрийг нэг бүрчлэн шалгахаас илүү давтамжийн дагуу тохируулж байсан. Янз бүрийн өнгөний давтамжийг осциллограф ашиглан зохих зайд тооцоолж, дараа нь кодонд оруулсан болно. Хамгийн хэцүү зүйл бол PAGE 6 бүх кодыг нэг дор эмхэтгэх явдал юм. Энэ нь олон алдаа гаргахад хүргэдэг бөгөөд маш их дибаг хийхийг шаарддаг. Гэсэн хэдий ч бид олон алдааг арилгах ажлыг амжилттай хийсэн.

Алхам 7: Дүгнэлт ба төслийн видео

Эцэст нь бид зорилгодоо хүрч, туузан дамжуулагч туузыг өнгөөр ялгах чадвартай болсон.

Серваторын саатуулах функцын параметрүүдийг өөрчилсний дараа тэдгээрийг тоног төхөөрөмжийн шаардлагад нийцүүлэн зохион байгуулна. Энэ нь ямар ч саад тотгоргүй жигд явж байв.

Төслийн видеог линкээс үзэх боломжтой.

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

Алхам 8: онцгой баярлалаа

Төслийг хуваалцаж, үйл ажиллагааг дэмжсэн Ахмад Халидад онцгой талархал илэрхийлье

Энэ нь танд бас таалагдсан гэж найдаж байна.

BR

Тахир Ул Хак

UET LHR PK