Báo cáo đồ án điện tử căn bản đề tài đo màu sắc dung dịch sử dụng cảm biến as7261

ĐẠI HỌC CẦN THƠ TRƯỜNG BÁCH KHOA KHOA TỰ ĐỘNG HÓA BÁO CÁO ĐỒ ÁN ĐIỆN TỬ CĂN BẢN (KC331) GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN : PGS.TS NGUYỄN CHÁNH NGHIỆM SINH VIÊN THỰC HIỆN : DƯƠNG TRƯỜNG THANH MSSV: B1912977 Lớp: KTĐK & TĐH A3 I.GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI Đề tài : Đo màu sắc dung dịch sử dụng cảm biến AS7261 Ý tưởng: Chuyển đổi hệ màu XYZ cảm biến sang hệ màu LAB mơ hình Hồi quy tuyến tính(Linear Regression) Mục tiêu: Thiết kế hộp đo màu nước, cách sử dụng cảm biến tiến hành lấy mẫu XYZ II THỰC HIỆN Máy đo màu nước AS7261 sensor Sử dụng drive chân led có sẵn cảm biến để điều chỉnh dịng điện thích hợp drive chân led cảm biến Mạch PCB cảm biến Mạch PCB cảm biến Kích hoạt enable phần mềm SS iSPI v3.4.2 để bật Led lựa chọn dịng led • Chọn dịng 40mA Led đưa ánh sáng phù hợp để cảm biến nhận giá trị ổn định Thiết lập dịng điện 50mA tính điện trở: • => R = 15Ω Thiết kế khung đo dung dịch Khung đo dung dịch Lắp đặt phần khung đo dung dịch tổng quát Dụng cụ chuẩn bị • Cảm biến AS7261 • Khung thiết bị thiết kế dùng để đo dung dịch • Đèn đèn warm white led: Led cree 10W trắng sáng • Điện áp Led 3.3(V), nhiệt độ màu 6000-7000k • Cuvet để chứa dung dịch Thiết kế hộp đo màu gọn • Giới thiệu led: Thông số: Chip led: XML-T6-U2 6500k Công suất: 10W Áp vào: 3.3V DC CRI: 90 Ánh sáng: trắng 6500K Tuổi thọ: 50000 Chip LED Cree thương hiệu sản xuất chip đèn Led đến từ Mỹ, với sản phẩm chất lượng nằm phân khúc cao cấp Với độ hoàn màu CRI đạt 85-90 Ra, loại chip có khả hiển thị ánh sáng chân thực vô rõ nét Về phần mềm  Vì Basic khơng phụ thuộc thông số thiết lập không thay đổi(do nhà sản xuất tính tốn) TINT Led current nên ta sử dụng Basic giá trị để đưa vào huấn luyện mơ hình Giao diện phần mềm SS iSPI v3.4.2 Hồi quy tuyến tính 4.1 Hồi quy tuyến tính đơn biến: Là phương pháp để dự đoán biến phụ thuộc (Y) dựa giá trị biến độc lập (X) Nó sử dụng cho trường hợp muốn dự đoán số lượng liên tục Ở điểm hình biểu diễn điểm liệu khác đường thẳng đại diện cho đường gần giải thích mối quan hệ trục x & y Thơng qua, hồi quy tuyến tính cố gắng tìm đường Nếu có biến phụ thuộc Y biến độc lập X - mối quan hệ X Y biểu diễn dạng phương trình sau: Y = Β0 + Β1*X • Trong đó: Y = Biến phụ thuộc X = Biến độc lập Β0 = Hằng số Β1 = Hệ số mối quan hệ X Y 4.2 Hồi quy tuyến tính đa biến Hồi quy tuyến tính đơn giản sử dụng ta có biến độc lập Nếu có nhiều biến độc lập, phương pháp phù hợp "Multiple Regression Linear" - Hồi quy tuyến tính đa biến Phương trình hồi quy có hình dạng sau: Y=B0+B1*X1+B2*X2+B3*X3 Ở đây, Bi: Các hệ số khác Xi: Các biến độc lập khác 4.3 Chạy hồi quy tuyến tính Python scikitLearn Scikit-learn module Python mạnh mẽ cho việc học máy Module sklearn.linear_model có chứa "các method để thực hồi quy, giá trị mục tiêu kết hợp tuyến tính biến đầu vào" Sử dụng phần mềm anaconda để straining chạy chương trình Anaconda tảng phân phối miễn phí ngơn ngữ lập trình Python R cho tính tốn khoa học (khoa học liệu, machine learning, xử lý liệu lớn, phân tích dự đốn, v.v.), nhằm mục đích đơn giản hóa việc quản lý triển khai gói Nó có Windows, MacOS Linux Ta sử dụng thư viện sẵn có python Anaconda để dễ dàng huấn luyện mô hình hồi quy tuyến tính 4.4 Hồi quy tuyến tính Anaconda Giả sử ta có liệu X Y: Đặt tên biến liệu X Y: Sau ta huấn luyện liệu hàm có sẵn scikit-Learn: Mơ hình huấn luyện xong Sau ta dự đốn liệu mong muốn hàm predict có sẵn: Kết quả: 4.5 Một số lưu ý huấn luyện mơ hình: - Tương quan (r) - Giải thích mối quan hệ hai biến, giá trị chạy từ -1 đến +1.Điểm tốt 1,0 âm (vì mơ hình xấu tùy ý) Chúng ta kiểm tra hàm score cách import thư viện: from sklearn.metrics import r2_score - Hiện tượng overfitting Overfitting tượng mơ hình tìm khớp với liệu training Việc khớp dẫn đến việc dự đốn nhầm nhiễu, chất lượng mơ hình khơng cịn tốt liệu test Dữ liệu test giả sử trước, không sử dụng để xây dựng mơ hình Machine Learning Các dự định tới cần phải làm: • Thu thập liệu từ 100 mẫu dung dịch máy quang phổ UV-VIS • Tìm hiểu cách chuyển đổi từ giá trị UV-VIS sang hệ màu LAB • Xây dựng mơ hình giá trị Basic XYZ giá trị LAB hồi quy tuyến tính • Kiểm tra lại kết quả, thử nghiệm với mẫu dung dịch khác hoàn toàn • Đưa kết hình LCD hộp đo màu nước CẢM ƠN THẦY ĐÃ XEM VÀ THEO DÕI