Hệ thống đếm và phân loại sản phẩm bằng màu sắc sử dụng Arduino và cảm biến màu sắc TCS3200. Sản phẩm chạy trên băng chuyền và được đếm nhận diện màu sau đ1o đưa đến đúng vị trí màu sắc của nó.Có đính kèm code mẫu trong file
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG ĐỒ ÁN ĐỀ TÀI: ĐẾM VÀ PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO MÀU SẮC Ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Điện Tử Truyền Thông GVHD: TS PHẠM NGỌC SƠN Sinh viên: LÊ QUANG PHÚC MSSV: 15141245 TRẦN THANH DUY MSSV: 15141120 TP HỒ CHÍ MINH – 6/2018 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG ĐỒ ÁN ĐỀ TÀI: ĐẾM VÀ PHÂN LOẠI SẢN PHẨM Ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Điện Tử Truyền Thông Sinh viên: LÊ QUANG PHÚC MSSV: 15141245 TRẦN THANH DUY MSSV: 15141120 Hướng dẫn: TS PHẠM NGỌC SƠN TP HỒ CHÍ MINH – 6/2018 THƠNG TIN ĐỒ ÁN 1 Thơng tin sinh viên Họ tên sinh viên: LÊ QUANG PHÚC MSSV: 15141245 Email: lequangphuc97@gmail.com Họ tên sinh viên: TRẦN THANH DUY MSSV: 15141120 Email: 15141120@student.hcmute.edu.vn Thông tin đề tài - Tên đề tài: Đếm phân loại sản phẩm theo màu sắc - Đơn vị quản lý: Bộ mơn Kỹ Thuật Máy Tính - Viễn Thơng, Khoa Điện Điện Tử, Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp Hồ Chí Minh - Thời gian thực hiện: 15 tuần Lời cam đoan sinh viên Chúng – Lê Quang Phúc Trần Thanh Duy cam đoan đồ án cơng trình nghiên cứu thân hướng dẫn tiến sĩ Phạm Ngọc Sơn Kết công bố báo cáo trung thực không chép từ cơng trình khác Tp.HCM, ngày 18 tháng năm 2018 SV thực đồ án Xác nhận Bộ Môn Tp.HCM, ngày … tháng … năm 20… Giáo viên hướng dẫn i NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN ii LỜI CẢM ƠN Trong q trình thực đồ án này, tơi nhận nhiều giúp đỡ, đóng góp ý kiến bảo nhiệt tình q thầy bạn bè Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến TS PHẠM NGỌC SƠN, người hướng dẫn tận tình, giúp đỡ chúng tơi suốt q trình thực đồ án Tôi xin chân thành cảm ơn quý thầy cô trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật nói chung, thầy khoa Điện – Điện tử nói riêng cung cấp cho chúng tơi kiến thức đại cương chuyên ngành bổ ich, giúp chúng tơi có sở lý thuyết vững vàng để vận dụng vào đồ án Cuối cùng, xin cảm ơn gia đình bạn bè ln tạo điều kiện, quan tâm, giúp đỡ động viên chúng tơi suốt q trình học tập hồn thành đồ án TP.HCM, ngày tháng năm 20 Sinh viên thực iii DANH MỤC HÌNH Hình 1: Arduino Nano Hình 2: Động Servo MG995 Hình 3: Hoạt động Servo [4] Hình 4: Cảm biến màu sắc TCS3200 Hình 5: Cấu tạo TCS3200 [5] Hình 6: Lọc màu Hình 7: Module L298 11 Hình 8: Sơ đồ chân L298 12 Hình 9: LCD 16x2 14 Hình 10: Sơ đồ chân LCD 14 Hình 11: Mặt sau LCD 16 Hình 12: Sơ đồ khối điều khiển LCD 16 Hình 13: Module LCD I2C 18 Hình 1: Sơ đồ khối mạch đếm phân loại sản phẩm 19 Hình 2: Sơ đồ kết nối Arduino với cảm biến 20 Hình 3: Sơ đồ nguyên lý Module cảm biến màu sắc TCS3200 20 Hình 4: Sơ đồ nguyên lý LCD 21 Hình 5: Sơ đồ nguyên lý mạch nguồn 21 Hình 6: Lưu đồ 22 Hình 7: Mơ hình băng tải 23 Hình 8: Mạch giao tiếp module với Arduino 24 Hình 9: Mạch hiển thị thông tin LCD 24 Hình 10: Mạch cảm biến màu sắc 25 Hình 11: Mạch cảm biến hồng ngoại 25 Hình 12: Mạch nguồn cung cấp 26 Hình 13: Mơ hình hoạt động 26 iv DANH MỤC BẢNG Bảng 1: Thông số Arduino Nano [1] Bảng 2: Thông số kỹ thuật động servo MG995 [2] Bảng 3: Lựa chọn loại photodiode thông qua S2,S3 Bảng 4: Tần số đầu ra[8] Bảng 5: Thông số kỹ thuật cảm biến hồng ngoại [9] 10 Bảng 6: Thông số kỹ thuật L298 [11] 11 Bảng 7: Chức chân L298 [12] 13 Bảng 8: Chức chân LCD [13] 15 v MỤC LỤC THÔNG TIN ĐỒ ÁN .i NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN ii LỜI CẢM ƠN iii DANH MỤC HÌNH iv DANH MỤC BẢNG v MỤC LỤC vi TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 1.1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI 1.2 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN 1.3 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 1.4 PHẠM VI GIỚI HẠN CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 ARDUINO NANO 2.1.1 Sơ lược Arduino Nano 2.1.2 Một vài thông số Arduiono Nano .3 2.1.3 Cổng kết nối với Arduino Nano 2.2 ĐỘNG CƠ SERVO 2.2.1 Sơ lược động Servo 2.2.2 Thông số kỹ thuật .5 2.2.3 Hoạt động 2.2.4 Các giới hạn quay .6 2.3 CẢM BIẾN MÀU SẮC TCS3200 .6 2.3.1 Sơ lược TCS3200 2.3.2 Cấu tạo, thông số kỹ thuật .7 2.3.3 Nguyên lý hoạt động 2.4 MODULE CẢM BIẾN HỒNG NGOẠI 10 2.4.1 Thông số kỹ thuật 10 2.4.2 Nguyên lý hoạt động 10 2.5 MODULE L298 10 2.5.1 Sơ lược L298 10 vi 2.5.2 Thông số kỹ thuật 11 2.5.3 Sơ đồ chức chân 11 2.6 LCD 13 2.6.1 Sơ lược LCD 13 2.6.2 Sơ đồ chức chân LCD 14 2.6.3 Bộ điều khiển LCD vùng nhớ 16 2.7 MODULE LCD I2C 17 2.7.1 Sơ lược module LCD I2C 17 2.7.2 Thông số kỹ thuật [] 18 CHƯƠNG 19 KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM 19 3.1 SƠ ĐỒ KHỐI VÀ CHỨC NĂNG 19 3.1.1 Sơ đồ khối 19 3.1.2 Chức khối 19 3.2 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ 20 3.2.1 Sơ đồ kết nối Arduino với cảm biến 20 3.2.2 Sơ đồ nguyên lý Module cảm biến màu sắc TCS3200 20 3.2.3 Sơ đồ nguyên lý LCD 20 3.2.4 Sơ đồ nguyên lý mạch nguồn 21 3.3 LƯU ĐỒ 22 3.4 MƠ HÌNH SẢN PHẨM 23 KẾT LUẬN 28 4.1 KẾT QUẢ THỰC HIỆN 28 4.1.1 Kết đạt 28 4.1.2 Hạn chế 28 4.1.3 Hướng phát triển 28 4.2 KẾT LUẬN 29 TÀI LIỆU THAM KHẢO 30 vii CHƯƠNG TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 1.1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Khoa học kĩ thuật luôn phát triển tất lĩnh vực, ngành sản xuất Việc đòi hỏi cải tiến nâng cấp hệ thống sản xuất ưu tiên hàng đầu Một hệ thống hệ thống phân loại sản phẩm tự động Hệ thống giúp cho sản xuất linh hoạt hơn, tiết kiệm thời gian nhân lực, tăng sản lượng, đem lại lợi ích kinh tế cao hiệu Để phân loại sản phẩm có nhiều phương pháp, nhiên phương pháp sử dụng màu sắc chưa ứng dụng nhiều hiệu Trước thực tiễn đó, định chọn đề tài “Đếm phân loại sản phẩm theo màu sắc” để nghiên cứu thực 1.2 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN Hiện việc phân loại sản phẩm thực thủ cơng người, dẫn đến q trình sản xuất bị trì trệ suất lao động không cao, không bắt kịp với xu phát triển đáp ứng nhu cầu sản xuất nước thị trường quốc tế Với mong muốn đưa giải pháp nhằm khắc phục nhược điểm trên, xin thực đề tài “Đếm phân loại sản phẩm theo màu sắc” nhằm cải thiện trình sản suất cho giảm chi phí nhân công, tăng suất mà đảm bảo chất lượng giá thành sản phẩm để cạnh tranh thị trường 1.3 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU ❖ Bộ nhớ DDRAM Bộ nhớ chứa liệu để hiển thị (Display Data RAM: DDRAM) lưu trữ mã kí tự để hiển thị lên hình Mã kí tự lưu trữ vùng DDRAM tham chiếu với bitmap kí tự lưu trữ CGROM định nghĩa trước đặt vùng người sử dụng định nghĩa Lưu ý để truy cập vào DDRAM, ta phải cung cấp địa cho AC theo mã HEX ❖ Bộ phát kí tự ROM - CGROM Bộ phát kí tự ROM (Character Generator ROM: CGROM) chứa kiểu bitmap cho kí tự định nghĩa trước mà LCD hiển thị, trình bày bảng mã ASCII Mã kí tự lưu DDRAM cho vùng kí tự tham chiếu đến vị trí CGROM Ví dụ, mã kí tự số hex 0×53 lưu DDRAM chuyển sang dạng nhị phân bit cao DB[7:4] = “0101” bit thấp DB[3:0] = “0011” kí tự chữ ‘S’ hiển thị hình LCD ❖ Bộ phát kí tự RAM – CGRAM Bộ phát kí tự RAM (Character Generator RAM: CGRAM) cung cấp vùng nhớ để tạo kí tự tùy ý Mỗi kí tự gồm cột hàng 2.7 MODULE LCD I2C 2.7.1 Sơ lược module LCD I2C Module LCD I2C dùng ứng dụng làm bus giao tiếp với thiết bị ngoại vi cho vi điều khiển vi điều khiển giao tiếp với LCD, module thời gian thực DS1307,… Với module LCD I2C, cần sử dụng chân MCU kết nối với chân SCL SDA mudule LCD I2C hiển thị thơng tin lên LCD thay 17 sử dụng chân MCU Ngồi ra, điều chỉnh độ tương phản LCD nhờ biến trở gắn module mà thiết kế thêm phần cứng Hình 13: Module LCD I2C 2.7.2 Thơng số kỹ thuật [14] - Kích thước: 41.5mm x 19mm x 15.3mm - Trọng lượng: 5g - Điện áp hoạt động: 2.5V – 6V [14] Module LCD I2C, , [2] 17/6/2018 Động servo MG995, < http://mohinhrobot.com/robot/dong-co-servo-mg995>, [3] 17/6/2018 Động servo MG995, < http://mohinhrobot.com/robot/dong-co-servo-mg995>, [4] 17/6/2018 [5] Hướng dẫn sử dụng Mudule cảm biến màu sắc TCS3200, , 3/5/2018 [6] Hướng dẫn sử dụng Mudule cảm biến màu sắc TCS3200, , 3/5/2018 [7] Hướng dẫn sử dụng Mudule cảm biến màu sắc TCS3200, , 3/5/2018 [8] Hướng dẫn sử dụng Mudule cảm biến màu sắc TCS3200, , 3/5/2018 [9] Hướng dẫn sử dụng Mudule cảm biến màu sắc TCS3200, , 3/5/2018 [10] Phu Nguyen Đồ án tốt nghiệp, , 3/5/2018 [11] Nguyễn Quốc An (2017) Robot dò line điều khiển qua điện thoại, Đồ án tốt nghiệp, Trường Đại Học Bà Rịa Vũng Tàu [12] Nguyễn Quốc An (2017) Robot dò line điều khiển qua điện thoại, Đồ án tốt nghiệp, Trường Đại Học Bà Rịa Vũng Tàu 30 [13] Nguyễn Đình Phú cộng sự, Giáo trình thực hành vi điều khiển PIC TP HCM, Việt Nam: 2017 [14] Module LCD I2C,