TIVA नियंत्रित कन्वेयर बेल्ट आधारित रंग सॉर्टर: 8 कदम

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:23

इलेक्ट्रॉनिक्स क्षेत्र में व्यापक अनुप्रयोग है। प्रत्येक एप्लिकेशन को एक अलग सर्किट और एक अलग सॉफ्टवेयर के साथ-साथ हार्डवेयर कॉन्फ़िगरेशन की आवश्यकता होती है। माइक्रोकंट्रोलर एक चिप में एम्बेडेड एकीकृत मॉडल है जिसमें एक ही चिप के भीतर विभिन्न एप्लिकेशन चलाए जा सकते हैं। हमारा प्रोजेक्ट एआरएम प्रोसेसर पर आधारित है, जो स्मार्टफोन हार्डवेयर में अत्यधिक उपयोग किया जाता है। रंग सॉर्टर को डिजाइन करने का मूल उद्देश्य क्योंकि इसका उद्योगों में व्यापक अनुप्रयोग है उदा। चावल छँटाई में। रंग संवेदक TCS3200, बाधा सेंसर, रिले, कन्वेयर बेल्ट और TIVA C श्रृंखला ARM आधारित माइक्रोकंट्रोलर की इंटरफेसिंग इस परियोजना को अद्वितीय और उत्कृष्ट बनाने के लिए महत्वपूर्ण कारक है। परियोजना इस तरह से काम कर रही है कि वस्तु चलती कन्वेयर बेल्ट पर रखी जाती है जो बाधा सेंसर से गुजरने के बाद बंद हो जाती है। बेल्ट को रोकने का उद्देश्य रंग सेंसर को उसके रंग का न्याय करने के लिए समय देना है। रंग का निर्धारण करने के बाद, संबंधित रंग की भुजा विशिष्ट कोण पर घूमेगी और वस्तु को संबंधित रंग की बाल्टी में गिरने देगी

चरण 1: परिचय

हमारी परियोजना में हार्डवेयर असेंबली और सॉफ्टवेयर कॉन्फ़िगरेशन का उत्कृष्ट संयोजन शामिल है। इस विचार की आवश्यकता है जहाँ आपको उद्योगों में वस्तुओं को अलग करना है। एक माइक्रोकंट्रोलर आधारित रंग सॉर्टर को माइक्रोकंट्रोलर प्रोसेसिंग सिस्टम कोर्स के लिए डिज़ाइन और बनाया गया है, जिसे इंजीनियरिंग और प्रौद्योगिकी विश्वविद्यालय में इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग विभाग के चौथे सेमेस्टर में पढ़ाया गया है। सॉफ़्टवेयर कॉन्फ़िगरेशन का उपयोग तीन प्राथमिक रंगों को समझने के लिए किया जाता है। जो कन्वेयर मशीन पर सर्वोमोटर्स से जुड़े हाथ से अलग होते हैं।

चरण 2: हार्डवेयर

प्रोजेक्ट बनाने में जिन घटकों का उपयोग किया जाता है, उनका संक्षिप्त विवरण नीचे दिया गया है:

ए) एआरएम प्रोसेसर आधारित टीआईवीए सी सीरीज टीएम४सी१२३३एच६पीएम माइक्रोकंट्रोलर

बी) आईआर इन्फ्रारेड बाधा सेंसर

c) TCS3200 कलर सेंसर

डी) रिले (30 वी / 10 ए)

ई) गियर मोटर (12 वी, 1 ए)

च) एच -52 कन्वेयर बेल्ट

छ) 56.25 मिमी व्यास गियर

ज) सर्वो मोटर्स

चरण 3: घटक विवरण

निम्नलिखित मुख्य घटकों का संक्षिप्त विवरण है:

1) TM4C1233H6PM माइक्रोकंट्रोलर:

यह एआरएम प्रोसेसर आधारित माइक्रोकंट्रोलर है, जिसका उपयोग इस परियोजना में किया गया है। इस माइक्रोकंट्रोलर का उपयोग करने का लाभ यह है कि यह आपको कार्य के अनुसार पिन को अलग से कॉन्फ़िगर करने की अनुमति देता है। इसके अलावा, यह आपको कोड के कामकाज को गहराई से समझने की अनुमति देता है। हमने अपने प्रोजेक्ट को अधिक कुशल और विश्वसनीय बनाने के लिए इंटरप्ट आधारित प्रोग्रामिंग का उपयोग किया है। माइक्रोकंट्रोलर्स का टेक्सास इंस्ट्रूमेंट का स्टेलारिस® परिवार डिजाइनरों को एक उच्च-प्रदर्शन एआरएम® कॉर्टेक्स ™-एम-आधारित वास्तुकला प्रदान करता है जिसमें एकीकरण क्षमताओं का एक व्यापक सेट और सॉफ्टवेयर और विकास उपकरणों का एक मजबूत पारिस्थितिकी तंत्र है।

प्रदर्शन और लचीलेपन को लक्षित करते हुए, स्टेलारिस आर्किटेक्चर एफपीयू के साथ 80 मेगाहर्ट्ज कोर्टेक्सएम, विभिन्न प्रकार की एकीकृत यादें और कई प्रोग्राम योग्य जीपीआईओ प्रदान करता है। स्टेलारिस डिवाइस उपभोक्ताओं को एप्लिकेशन विशिष्ट बाह्य उपकरणों को एकीकृत करके लागत प्रभावी समाधान प्रदान करते हैं और सॉफ्टवेयर टूल की एक व्यापक लाइब्रेरी प्रदान करते हैं जो बोर्ड लागत और डिजाइन-चक्र समय को कम करते हैं। बाजार में तेजी से समय और लागत बचत की पेशकश करते हुए, माइक्रोकंट्रोलर्स का स्टेलारिस परिवार उच्च-प्रदर्शन 32-बिट अनुप्रयोगों में अग्रणी विकल्प है।

2) आईआर इन्फ्रारेड बाधा सेंसर:

हमने अपने प्रोजेक्ट में IR इन्फ्रारेड बाधा सेंसर का उपयोग किया है, जो एलईडी को चालू करके बाधाओं को महसूस करता है। बाधा से दूरी को चर रोकनेवाला द्वारा समायोजित किया जा सकता है। आईआर रिसीवर के जवाब में पावर एलईडी चालू हो जाएगी। कार्यशील वोल्टेज 3 - 5V DC है और आउटपुट प्रकार डिजिटल स्विचिंग है। बोर्ड का आकार 3.2 x 1.4 सेमी है। एक आईआर रिसीवर जो इन्फ्रारेड एमिटर द्वारा प्रेषित सिग्नल प्राप्त करता है।

3) TCS3200 कलर सेंसर:

TCS3200 प्रोग्रामेबल कलर लाइट-टू-फ़्रीक्वेंसी कन्वर्टर्स है जो कॉन्फ़िगर करने योग्य सिलिकॉन फोटोडायोड्स और सिंगल मोनोलिथिक CMOS इंटीग्रेटेड सर्किट पर करंट-टू-फ़्रीक्वेंसी कन्वर्टर को मिलाता है। आउटपुट एक वर्ग तरंग (50% कर्तव्य चक्र) है जिसकी आवृत्ति प्रकाश की तीव्रता (विकिरण) के सीधे आनुपातिक होती है। दो नियंत्रण इनपुट पिन के माध्यम से तीन प्रीसेट मानों में से एक पूर्ण पैमाने पर आउटपुट आवृत्ति को स्केल कर सकता है। डिजिटल इनपुट और डिजिटल आउटपुट एक माइक्रोकंट्रोलर या अन्य लॉजिक सर्किटरी को सीधे इंटरफ़ेस की अनुमति देते हैं। आउटपुट सक्षम (OE) एक माइक्रोकंट्रोलर इनपुट लाइन के बहु-इकाई साझाकरण के लिए आउटपुट को उच्च-प्रतिबाधा स्थिति में रखता है। TCS3200 में, लाइट-टू-फ़्रीक्वेंसी कनवर्टर फोटोडायोड के 8 × 8 सरणी को पढ़ता है। सोलह फोटोडायोड में नीले फिल्टर होते हैं, 16 फोटोडायोड में हरे फिल्टर होते हैं, 16 फोटोडायोड में लाल फिल्टर होते हैं, और 16 फोटोडायोड बिना फिल्टर के स्पष्ट होते हैं। TCS3210 में, प्रकाश-से-आवृत्ति कनवर्टर फोटोडायोड के 4 × 6 सरणी को पढ़ता है।

छह फोटोडायोड में नीले फिल्टर होते हैं, 6 फोटोडायोड में हरे रंग के फिल्टर होते हैं, 6 फोटोडायोड में लाल फिल्टर होते हैं, और 6 फोटोडायोड बिना फिल्टर के स्पष्ट होते हैं। फोटोडायोड के चार प्रकार (रंगों) को आपतित विकिरण की गैर-एकरूपता के प्रभाव को कम करने के लिए इंटरडिजिटल किया जाता है। एक ही रंग के सभी फोटोडायोड समानांतर में जुड़े हुए हैं। पिन S2 और S3 का उपयोग यह चुनने के लिए किया जाता है कि फोटोडायोड्स का कौन सा समूह (लाल, हरा, नीला, स्पष्ट) सक्रिय है। Photodiodes 110μm × 110μm आकार के होते हैं और 134μm केंद्रों पर होते हैं।

4) रिले:

TIVA बोर्ड के सुरक्षित उपयोग के लिए रिले का उपयोग किया गया है। रिले का उपयोग करने का कारण क्योंकि हमने कन्वेयर बेल्ट के गियर को चलाने के लिए 1A, 12V मोटर का उपयोग किया, जहां TIVA बोर्ड केवल 3.3V DC देता है। बाहरी सर्किट सिस्टम को प्राप्त करने के लिए, रिले का उपयोग करना अनिवार्य है।

5) 52-एच कन्वेयर बेल्ट:

कन्वेयर बनाने के लिए एक टाइमिंग बेल्ट 52-एच प्रकार का उपयोग किया जाता है। इसे टेफ्लॉन के दो गियर्स पर रोल किया गया है।

6) 59.25 मिमी व्यास गियर:

इन गियर्स का उपयोग कन्वेयर बेल्ट को चलाने के लिए किया जाता है। गियर टेफ्लॉन सामग्री से बने होते हैं। दोनों गियर पर दांतों की संख्या 20 होती है, जो कंवायर बेल्ट की आवश्यकता के अनुसार होती है।

चरण 4: कार्यप्रणाली

]हमारी परियोजना में उपयोग की जाने वाली कार्यप्रणाली काफी सरल है। कोडिंग क्षेत्र में इंटरप्ट आधारित प्रोग्रामिंग का उपयोग किया जाता है। चल रहे कन्वेयर बेल्ट पर एक वस्तु रखी जाएगी। रंग सेंसर के साथ एक बाधा सेंसर जुड़ा हुआ है। जैसे ही वस्तु कलर सेंसर के पास आती है।

बाधा सेंसर बाधा उत्पन्न करेगा जो सिग्नल को सरणी में पारित करने की अनुमति देता है, जो बाहरी सर्किट को बंद करके मोटर को रोक देगा। रंग संवेदक को सॉफ्टवेयर द्वारा उसकी आवृत्ति की गणना करके रंग का न्याय करने का समय दिया जाएगा। उदाहरण के लिए, एक लाल वस्तु रखी जाती है और उसकी आवृत्ति का पता लगाया जाता है।

लाल वस्तुओं को अलग करने के लिए इस्तेमाल किया जाने वाला सर्वोमोटर विशिष्ट कोण पर घूमेगा और एक हाथ की तरह काम करेगा। जो वस्तु को संबंधित रंग की बाल्टी में गिरने देता है। इसी तरह, यदि अलग-अलग रंग का उपयोग किया जाता है तो सर्वोमोटर वस्तु के रंग के अनुसार घूमेगा और फिर वस्तु अपनी संबंधित बाल्टी में गिरेगी। कोड के साथ-साथ प्रोजेक्ट हार्डवेयर की दक्षता बढ़ाने के लिए मतदान आधारित व्यवधान से बचा जाता है। रंग संवेदक में, विशिष्ट दूरी पर वस्तु की आवृत्ति की गणना की जाती है और आसानता के लिए सभी फ़िल्टरों को चालू करने और जांचने के बजाय कोड में दर्ज किया जाता है।

कन्वेयर बेल्ट की गति धीमी रखी जाती है क्योंकि काम करने की कल्पना करने के लिए एक स्पष्ट अवलोकन की आवश्यकता होती है। उपयोग की गई मोटर का वर्तमान आरपीएम बिना किसी जड़ता के 40 है। हालांकि, गियर्स और कंवायर बेल्ट लगाने के बाद। जड़ता के क्षण में वृद्धि के कारण, रोटेशन मोटर के सामान्य आरपीएम से कम हो जाता है। गियर और कन्वेयर बेल्ट लगाने के बाद आरपीएम को 40 से घटाकर 2 कर दिया गया। पल्स चौड़ाई मॉडुलन का उपयोग सर्वोमोटर्स को चलाने के लिए किया जाता है। परियोजना को चलाने के लिए टाइमर आधारित भी पेश किए गए हैं।

रिले बाहरी सर्किट के साथ-साथ बाधा सेंसर से भी जुड़े हुए हैं। हालांकि, इस परियोजना में हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर का एक उत्कृष्ट संयोजन देखा जा सकता है

चरण 5: कोड

कोड KEIL UVISION 4 में विकसित किया गया है।

कोड सरल और स्पष्ट है। कोड के बारे में कुछ भी पूछने के लिए स्वतंत्र महसूस करें

स्टार्टअप फ़ाइल को भी शामिल किया गया है

चरण 6: चुनौतियां और समस्याएं

एक हार्डवेयर:

परियोजना के निर्माण के दौरान कई समस्याएं उत्पन्न होती हैं। हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर दोनों जटिल और संभालने में मुश्किल हैं। समस्या कन्वेयर बेल्ट की डिजाइनिंग थी। सबसे पहले, हमने अपने कन्वेयर बेल्ट को साधारण मोटरसाइकिल टायर-ट्यूब के साथ 4 पहियों के साथ डिजाइन किया है (चौड़ाई बढ़ाने के लिए 2 पहियों को एक साथ रखा जाता है)। लेकिन यह विचार फ्लॉप हो गया क्योंकि यह नहीं चल रहा था। उसके बाद, हम टाइमिंग बेल्ट और गियर के साथ कन्वेयर बेल्ट बनाने की ओर बढ़ रहे हैं। इसकी परियोजना में लागत कारक चरम पर था क्योंकि घटकों की यांत्रिक डिजाइनिंग और तैयारी में उच्च परिशुद्धता के साथ समय और कड़ी मेहनत दोनों लगती है। अभी भी समस्या मौजूद थी क्योंकि हम इस बात से अवगत नहीं थे कि केवल एक मोटर का उपयोग किया जाता है जिसे गियर कहा जाता है ड्राइवर गियर और अन्य सभी गियर को संचालित गियर कहा जाता है। साथ ही कम आरपीएम वाली शक्तिशाली मोटर का उपयोग किया जाना चाहिए जो कन्वेयर बेल्ट को चला सके। इन मुद्दों को हल करने के बाद। हार्डवेयर सफलतापूर्वक काम कर रहा था।

बी सॉफ्टवेयर:

सॉफ्टवेयर पार्ट के साथ चुनौतियों का भी सामना करना पड़ा। जिस समय में सर्वोमोटर घूमता है और विशिष्ट वस्तु के लिए वापस जाता है वह महत्वपूर्ण हिस्सा था। इंटरप्ट आधारित प्रोग्रामिंग ने हार्डवेयर के साथ डिबगिंग और इंटरफेसिंग के लिए हमारा बहुत समय लिया था। हमारे TIVA बोर्ड में 3 पिन कम थे। हम हर सर्वोमोटर के लिए अलग-अलग पिन का इस्तेमाल करना चाहते थे। हालांकि, कम पिन के कारण, हमें दो सर्वोमोटर के लिए समान कॉन्फ़िगरेशन का उपयोग करना पड़ा। उदाहरण के लिए, टाइमर 1A और टाइमर 1B को हरे और लाल सर्वोमोटर के लिए कॉन्फ़िगर किया गया था और टाइमर 2A को नीले रंग के लिए कॉन्फ़िगर किया गया था। तो जब हमने कोड संकलित किया। हरे और लाल दोनों मोटर घुमाए गए। एक और समस्या तब उत्पन्न होती है जब हमें कलर सेंसर को कॉन्फ़िगर करना होता है। क्योंकि हम स्विच का उपयोग करने और एक-एक करके प्रत्येक रंग की जाँच करने के बजाय आवृत्ति के अनुसार रंग सेंसर को कॉन्फ़िगर कर रहे थे। विभिन्न रंगों की आवृत्तियों की गणना उचित दूरी पर आस्टसीलस्कप का उपयोग करके की जाती है और फिर दर्ज की जाती है जिसे बाद में कोड में लागू किया जाता है। सबसे चुनौतीपूर्ण बात यह है कि पेज 6 के सभी कोड को एक में संकलित करना। यह कई त्रुटियों की ओर जाता है और बहुत सारे डिबगिंग की आवश्यकता होती है। हालाँकि, हम यथासंभव कई बगों को मिटाने में सफल रहे।

चरण 7: निष्कर्ष और परियोजना वीडियो

अंत में, हमने अपना लक्ष्य हासिल कर लिया है और एक कन्वेयर बेल्ट बेस कलर सॉर्टर बनाने में सफल हो गए हैं।

हार्डवेयर आवश्यकताओं के अनुसार उन्हें व्यवस्थित करने के लिए सर्वोमोटर्स के विलंब कार्यों के मापदंडों को बदलने के बाद। यह बिना किसी रुकावट के सुचारू रूप से चल रहा था।

प्रोजेक्ट वीडियो लिंक में उपलब्ध है।

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

चरण 8: विशेष धन्यवाद

परियोजना को साझा करने और कारण का समर्थन करने के लिए अहमद खालिद को विशेष धन्यवाद

आशा है आपको भी यह वाला पसंद आएगा।

NS

ताहिर उल हकी

यूईटी एलएचआर पीके