基于顏色識別的自動分揀系統(tǒng)

1、基于顏色識別的自動分揀系統(tǒng)設計設計單位：電信1與電氣3課題組成員：康強 姚順生 儲慶 程飛課題組長：康強v一、一、2121世紀是信息時代，隨著科學技術的進步，世紀是信息時代，隨著科學技術的進步，儀器儀表趨于數(shù)字化、智能化。儀器儀表趨于數(shù)字化、智能化。v二、在我國社會主義工業(yè)化的大背景下，二、在我國社會主義工業(yè)化的大背景下， 要要求產(chǎn)品生產(chǎn)機械化、智能化，提高生產(chǎn)效率，求產(chǎn)品生產(chǎn)機械化、智能化，提高生產(chǎn)效率，把人從體力勞動中解放出來。把人從體力勞動中解放出來。v三、廣泛應用于工業(yè)生產(chǎn)中，如：三、廣泛應用于工業(yè)生產(chǎn)中，如：（1 1）制藥行業(yè)：藥丸分揀）制藥行業(yè)：藥丸分揀 （2 2）農業(yè)：水果蔬菜成

2、熟度的篩選）農業(yè)：水果蔬菜成熟度的篩選 （3 3）生物醫(yī)學：）生物醫(yī)學：對細胞進行檢測對細胞進行檢測（4 4）貨物快遞行業(yè)：對貨物和快遞進行分類）貨物快遞行業(yè)：對貨物和快遞進行分類我們系統(tǒng)要實現(xiàn)的目標是：把各種顏色的小球逐個放進分揀機器中，通過該機器的檢測，將各種顏色的小球分別放入相對應的容器中，并將不能識別的小球歸為廢品。系統(tǒng)主要組成部分本系統(tǒng)主要用到了下列本系統(tǒng)主要用到了下列儀器：儀器：（1）單片機及其相關模）單片機及其相關模塊構成的最小系統(tǒng)塊構成的最小系統(tǒng)（2）顏色傳感器）顏色傳感器（3）霍爾開關）霍爾開關（4）液晶顯示器）液晶顯示器LCD1602（5）WTV020-S芯片芯片（6）步進

3、電機）步進電機（7）其它）其它1）結構結構8k字節(jié)字節(jié)FLASH閃存閃存 ，512字節(jié)內部字節(jié)內部RAM32個個I/O口線，三個口線，三個16位定時、計數(shù)器位定時、計數(shù)器一個六向量兩級中斷結構一個全雙工串行通訊口，內置一個精密一個六向量兩級中斷結構一個全雙工串行通訊口，內置一個精密比較器比較器 ，片內振蕩器及時鐘電路，片內振蕩器及時鐘電路2）功能功能在本實驗中，單片機用于：在本實驗中，單片機用于：接收紅外傳感器的信號，判斷系統(tǒng)是否放入彩球；發(fā)出信號觸發(fā)接收紅外傳感器的信號，判斷系統(tǒng)是否放入彩球；發(fā)出信號觸發(fā)液晶顯示器顯示彩球顏色；對彩球進行邏輯判斷；驅動步進電機液晶顯示器顯示彩球顏色；對彩球進

4、行邏輯判斷；驅動步進電機傳送彩球；單片機連接串口通信傳送彩球；單片機連接串口通信 ，實現(xiàn)半雙工或全雙工，實現(xiàn)半雙工或全雙工TCS3200：由三原色感應原理可知，任何一種顏色都是：由三原色感應原理可知，任何一種顏色都是由紅綠藍組成的，如果知道構成某種顏色的由紅綠藍組成的，如果知道構成某種顏色的RGB的值，的值， TCS3200就選定對應的濾波器，它只允許某種特定的原就選定對應的濾波器，它只允許某種特定的原色通過。這樣，通過色通過。這樣，通過RGB的值就可以分析投射到的值就可以分析投射到TCS3200傳感器上的顏色。傳感器上的顏色。 S0、S1來選擇輸出比例因子或電源關斷式；來選擇輸出比例因子或電

5、源關斷式； S2、S3來選擇濾波器的類型。來選擇濾波器的類型?；魻栭_關電路又稱霍爾數(shù)字電路，利用霍爾原理制成。l功能：當步進電機把彩球傳送到指定容器后，步進電機繼續(xù)運行，當?shù)竭_向起始位置，霍爾開關把電磁場的變化轉化成一個觸發(fā)電平，單片機接收到這個出發(fā)電平后，使步進電機停止，電機回位。l紅外傳感器的工作原理利用紅外線的物理性質紅外傳感器的工作原理利用紅外線的物理性質來進行測量，主要由一個發(fā)射源和一個接收器來進行測量，主要由一個發(fā)射源和一個接收器兩部分組成。在本系統(tǒng)中用于檢測是否有小球兩部分組成。在本系統(tǒng)中用于檢測是否有小球存在。存在。l體積小，性能卓越體積小，性能卓越字符型LCD1602液晶顯示

6、是一種專門用于顯示字母、數(shù)字、符號等點陣式的液晶模塊。 彩球經(jīng)過通過顏色傳感器采集信息送給單片機判別后，將特定的顏色通 過液晶顯示屏顯示出來。 在我們這個系統(tǒng)中用于顯 示系統(tǒng)判斷出的小球顏色n語音芯片是將語音信號通過采樣轉化為數(shù)字信號，存儲WTV020在的SD中，再通過語音模塊的電路將SD中的數(shù)字信號還原成語音信號。n在顏色傳感器識別到小球的顏色后， 將小球的顏色信息傳給單片機，單片機發(fā)出信號觸發(fā)語音播報模塊進行語音播報彩球的顏色。步進電動機：是一種專門用于速度和位置精確控制的特種電機，它旋轉是以固定的角度（稱為步距角）一步一步運行的，故稱步進電機。一個脈沖，步進電機前進一步，每一步旋轉固定的

7、角度。步進電機分三種：永磁式、反應式和混合式。永磁式步進一般為兩相，轉矩和體積較小，步進角一般為7.5度 或15度；反應式步進一般為三相，步進角一般為1.5度；混合式步進是指混合了永磁式和反應式的優(yōu)點，分為兩相和五相 ，兩相步進角一般為1.8度而五相步進角 一般為 0.72度，這種步進電機的應 用最為廣泛。本系統(tǒng)最好采用微步電機，精確度更高；為了考慮成本，所以 選用步進電機。 nTHB7128驅動器：驅動器：n由于步進電機的工作電由于步進電機的工作電源是源是12V，單片機的工，單片機的工作電源只有作電源只有5V，因此，因此，步進電機需要一個驅動。步進電機需要一個驅動。當系統(tǒng)進行小球分揀時，當系

8、統(tǒng)進行小球分揀時，單片機給單片機給THB7128驅動驅動器一個命令，器一個命令，THB7128驅動器驅動電機運動。驅動器驅動電機運動。 系統(tǒng)電路原理圖電路板實物圖1. 紅外線傳感器沒有檢測到小球：紅外傳感器發(fā)射源沒有對準小球;調整發(fā)射源的位置，紅外傳感器也不能檢測到小球；最后檢測電路板是由于對TCS32OO輸出脈沖進行計數(shù)的P35引腳漏焊。2. 步進電機沒有回到原點：霍爾傳感器沒有接收到電磁信號;把系統(tǒng)復位，重新檢測；3. 小球語音報錯:采樣出錯，識別出錯;重新采集小球的信息，系統(tǒng)能正常播報；4. 分揀位子送錯：步進電機有沒有接收到驅動脈沖；5. 芯片不能工作：檢查程序沒有輸入到單片機里;6. 如無上述現(xiàn)象，在工作臺上放置本裝置，實現(xiàn)功能，即本設計調試正確。 第六部分 實物原理圖第七部分第七部分 心得體會心得體會l1 通過本次實訓，讓我對繪制電路原理圖和制作PCB板有了更深的了解。l2 通過實際的制作電路圖和制作電路板，讓我的實際操作能力得到鍛煉和提升l3 通過小組的學習，讓我懂得了“團結就是力量”，團隊合作的力量能幫助我們克服項目