MICROCONTROLADORES
Laboratorio N°14-15-16:
PROYECTO MICROCONTROLADORES.
SELECTOR E IDENTIFICADOR DE MATERIAL POR COLOR.
SELECTOR E IDENTIFICADOR DE MATERIAL POR COLOR.
1. TÍTULO DEL PROYECTO:
Nuestro proyecto a realizar tiene el nombre de un SELECTOR E IDENTIFICADOR DE MATERIAL POR COLOR mediante un arduino uno, que nos permite discriminar los colores y plantearlos en la siguiente descripción.
2. GRUPO DE TRABAJO:
Los integrantes de este proyecto son:
- Cáceres Vilca, Nadia
- Livisi Cosi, Geanmarco
-Pezo Mendoza, Anthony
3.OBJETIVOS
Este proyecto tendrá solo un objetivo general y tres objetivos específicos.
3.1 OBJETIVO GENERAL
Implementar un sistema prototipo de un clasificador de color para el sector de la industria alimentaria, mediante el uso de un arduino UNO.
3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Proponer una arquitectura adecuada para el diseño e implementación de un clasificador de color para el sector de industria alimentaria.
Evaluar las opciones del uso de motores, que permita realizar el clasificador de color, de acuerdo a un prototipo.
Desarrollar la programación que permita la clasificación de colores mediante el sensor de color y el arduino UNO.
4.JUSTIFICACIÓN DEL PROYECTO
4.1 Teórica
En este trabajo se brindara consideraciones para el diseño e implementación de los clasificadores de colores, que permitan la acción de discriminar los componentes mediante sensores, esto tiene un fundamental uso en la optimización de la productividad de acuerdo a un mejor funcionamiento para discriminar elementos de distintas características, específicamente por el color.
4.2 Tecnológica
Es necesario validar un uso adecuado de los clasificadores de colores que presenten un mejor uso en el sector productivo, específicamente en la industria alimentaria, dado que se necesitar mejorar la productividad de este sector económico, ya que presenta importancia en nuestro país.
4.3 Social
El desarrollo e implementación del clasificador de colores brinda una solución para poder aumentar la productividad de las empresas del sector alimentario, dado que esto generará un impacto social favorable en el aumento productivo de la empresa y por lo tanto aporta a mayores ingresos al país además que también genera mas puestos de trabajos en una industria consolidada en su mayor productividad.
4.4 Práctica
El desarrollo de la solución permitirá utilizar un clasificador de colores en el sector de industrias alimentarias, ya que estas pueden ampliar y mejorar las características de proceso que estas tengan, mejorando asi el servicio y un aumento de la productividad, por lo tanto, el proyecto puede cambiar para otros tipos de objetivos aumentando sensores o actuadores, volviendo el proceso mas especializado.
5. MATERIALES
Los materiales que usaremos para realizar este proyecto clasificador se utilizaron los siguientes materiales:
- Modulo sensor color TCS3200
Fuente: Mercado libre
- 1 servomotores
Fuente: Mercado libre
-1 arduino UNO
Fuente: Mercado libre
- Cables
Fuente: Mercado libre
-1 arduino Nano
Fuente: Mercado libre
Fuente: Mercado libre
6. RESUMEN
- Mecanica impreso en 3D “PLA”
Fuente: Mercado libre
El presente proyecto ha sido realizado mediante los conocimientos obtenidos en los laboratorios del curso, lo que nos ha permitido tener una idea mas consolidada del proyecto, en este proyecto se han utilizado servomotores, sensor de luz, arduino nano y algunos elementos de apoyo para poder realizar el prototipo, es necesario entender, que la programación fue crucial para que el proyecto se realiza por lo que también para su realización se utilizo varias fuentes que nos han permitido a tener una mayor lucidez del proyectos realizar, para el proceso se divido en varias etapas de construcción, la primera fue realizada en la recolección de información a través de fuentes, la segunda fue programar, la tercera fue probar la programación mediante el uso de los servomotores, el sensor de colores, seguidamente se armo la estructura para tener una mejor idea del prototipo que se plantea, esto también fue pensado con la finalidad de aumentar la productividad en el proceso de la industria alimentaria.
6.1 Vídeo demostrativo
Link del video: https://youtu.be/SSRBnc5c0AE
Semana N° 15
7. DEMOSTRACIÓN
7.1 Programación
El programa siguiente evidencia el proceso y significado de cada paso que se aplico en el programa para que el proyecto final funcionara.
#include <Servo.h>
#define S0 2
#define S1 3
#define S2 4
#define S3 5
#define sensorOut 6
Servo topServo;
Servo bottomServo;
int frequency = 0;
int color=0;
void setup() {
pinMode(S0, OUTPUT);
pinMode(S1, OUTPUT);
pinMode(S2, OUTPUT);
pinMode(S3, OUTPUT);
pinMode(sensorOut, INPUT);
// Setting frequency-scaling to 20%
digitalWrite(S0, HIGH);
digitalWrite(S1, LOW);
topServo.attach(7);
bottomServo.attach(8);
Serial.begin(9600);
}
void loop() {
topServo.write(115);
delay(500);
for(int i = 115; i > 65; i--) {
topServo.write(i);
delay(2);
}
delay(500);
color = readColor();
delay(10);
switch (color) {
case 1:
bottomServo.write(50);
break;
case 2:
bottomServo.write(75);
break;
case 3:
bottomServo.write(100);
break;
case 4:
bottomServo.write(125);
break;
case 5:
bottomServo.write(150);
break;
case 6:
bottomServo.write(175);
break;
case 0:
break;
}
delay(300);
for(int i = 65; i > 29; i--) {
topServo.write(i);
delay(2);
}
delay(200);
for(int i = 29; i < 115; i++) {
topServo.write(i);
delay(2);
}
color=0;
}
// Custom Function - readColor()
int readColor() {
// Setting red filtered photodiodes to be read
digitalWrite(S2, LOW);
digitalWrite(S3, LOW);
// Reading the output frequency
frequency = pulseIn(sensorOut, LOW);
int R = frequency;
// Printing the value on the serial monitor
Serial.print("R= ");//printing name
Serial.print(frequency);//printing RED color frequency
Serial.print(" ");
delay(50);
// Setting Green filtered photodiodes to be read
digitalWrite(S2, HIGH);
digitalWrite(S3, HIGH);
// Reading the output frequency
frequency = pulseIn(sensorOut, LOW);
int G = frequency;
// Printing the value on the serial m2onitor
Serial.print("G= ");//printing name
Serial.print(frequency);//printing RED color frequency
Serial.print(" ");
delay(50);
// Setting Blue filtered photodiodes to be read
digitalWrite(S2, LOW);
digitalWrite(S3, HIGH);
// Reading the output frequency
frequency = pulseIn(sensorOut, LOW);
int B = frequency;
// Printing the value on the serial monitor
Serial.print("B= ");//printing name
Serial.print(frequency);//printing RED color frequency
Serial.println(" ");
delay(50);
if(R<45 & R>32 & G<65 & G>55){
color = 1; // Red
}
if(G<55 & G>43 & B<47 &B>35){
color = 2; // Orange
}
if(R<53 & R>40 & G<53 & G>40){
color = 3; // Green
}
if(R<38 & R>24 & G<44 & G>30){
color = 4; // Yellow
}
if(R<56 & R>46 & G<65 & G>55){
color = 5; // Brown
}
if (G<58 & G>45 & B<40 &B>26){
color = 6; // Blue
}
return color;
}
La parte color morado, es la parte de prubas que se realizo para hallar la frecuencia y rango máximo y minimo del color el sensor lo detectaba.
8. Fabricación de la placa:
La placa cumple la funcion de poder utilizar el arduino NANO directo al sensor y a los servomotores;
9. Evidencias de avance:
Proceso de armado del circuito:
9.1 Vídeo demostrativo
Link del video: https://youtu.be/zzEPt_470b8
Semana N° 1610. Simulación en Tinkercat:
Programa utilizado ya que se utilizo pulsadores como rangos de color que detectaba el sensor:
#include <Servo.h>
int pu9 = 0;
int pul0 = 0;
int pul1 = 0;
int pul2 = 0;
int pul3 = 0;
Servo servo1; //declaramos la variable que controlara el servomotor
void setup() {
Serial.begin(9600);
servo1.attach(5); // asignamos el pin 5(analogo PMW) a la variable servo1
pinMode(pu9, INPUT );
pinMode(pul0, INPUT );
pinMode(pul1, INPUT );
pinMode(pul2, INPUT );
pinMode(pul3, INPUT );
servo1.write(0); //PARA INICIAR EL SERVO EN 0 GRADOS
}
void loop() {
pu9 = digitalRead(9);
pul0 = digitalRead(10);
pul1 = digitalRead(11);
pul2 = digitalRead(12);
pul3 = digitalRead(13);
if (pu9 == HIGH) {
servo1.write(0);
}
if (pul0 == 1) {
servo1.write(45);
}
if (pul1 == 1) {
servo1.write(90);
}
if (pul2 == 1) {
servo1.write(120);
}
if (pul3 == 1) {
servo1.write(180);
}
}
11. Simulación en Flow Code:
Flujograma:
12. Evidencia de proyecto completo:
Se introduce primero la pieza de color por la parte arriba, este cayendo hacia la rueda que girara con la ayuda de un motor, y luego lo detectara el sensor y moverá el servo para que la pieza caiga donde se estableció.
12.1 Vídeo demostrativo
Link del video: https://www.youtube.com/watch?v=9jmI9dL9-jk&feature=youtu.be
12.2 Aplicaciones en la industria
Para lograr la más alta calidad del producto final que sea posible, se utilizan máquinas seleccionadoras por color. Estas se pueden equipar de una variedad de cámaras dependiendo de la aplicación. Se utilizan las cámaras para detectar diferencias de color, diferentes superficies y daños ocultos, por ejemplo, por debajo de una cáscara.
Se transporta el producto a través de los canales vibratorios en la entrada de la máquina a una placa deslizante. En esta placa deslizante, el producto pasa por las cámaras. Toda la superficie se ve a través del sistema óptico. Esto asegura que todos los productos que no cumplen con los criterios de calidad, se identifican por el sistema y se seleccionan por medio de toberas de aire comprimido. Separadamente del resto, el producto seleccionado sale de la máquina por salidas separadas.
Se pueden almacenar una variedad de diferentes programas en la máquina. Al mismo tiempo es posible ajustar la exactitud de separación durante el proceso, de manera que se pueden seleccionar una variedad de diferentes productos, aunque no sean muy homogéneos, con la máxima precisión.
MÁQUINA PARA LA CLASIFICACIÓN DE ALIMENTOS POR COLORES NFM
La clasificadoras de alimentos por color NFM son máquinas con un elevado rendimiento, fáciles de manejar y con unos costes de funcionamiento reducidos. La NFM proporciona una excelente clasificación de frutas y verduras por colores, incluso en los entornos más difíciles con suciedad, polvo y vibraciones.
Estas clasificadoras pueden aguantar calor, frío, humedad... y in perder nunca la calidad de la cosecha.
MÁQUINA DE CLASIFICACIÓN DE ALIMENTOS POR COLORES NFM:
Son clasificadoras de alimentos de alta capacidad y bajo mantenimiento.
Gracias a un diseño robusto, es capaz de soportar el calor extremo, la humedad elevada y las vibraciones de la cosechadora.
Clasificadora de alimentos flexible con un manejo suave asegurado.
Controles sencillos, fáciles de ajustar y usar.
Control total por parte del operador.
APLICACIONES EN EL ÁMBITO DE LA CLASIFICACIÓN DE FRUTAS Y VERDURAS
Clasificación en la cosechadora y en la planta:
- Tomates
- Cebollas
- Ajo
13. OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES
13.1 OBSERVACIONES:
- Para realizar la impresión de las piezas utilizadas se debe tener conocimientos del programa cura y además AutoCAD
- Se deben verificar que la placa impresa no esté llena de estaño sobrante ya que esto causó que las pistas hicieran contacto pero ningún componente fue dañado.
- Se deben verificar las etapas de programación ya que alguna falta de comando puede dañar gravemente a toda la programación.
- Se tuvo que realizar las modificaciones de la programación original para realizar el programa final.
13.2 COMCLUSIONES:
- Se logró programar un clasificador de colores de acuerdo a los colores que se han propuesto.
- Se logró realizar implementar un prototipo de un clasificador de color para el sector de la industria alimentaria, mediante el uso de un arduino UNO.
- Se propuso el uso de los servomotores precisamente por que son los que se adecuaban al ´proyecto.
- Se logró una arquitectura adecuada para el diseño e implementación de un clasificador de color para el sector de industria alimentaria.
- Se realizó la impresión de piezas en una impresora 3D y las impresión de una placa para evitar largos contratiempos de realizado del proyecto.
- Se logró modificar la programación original para que el proceso realice las condiciones que se desean.
- Se reconoció la tarjeta del sensor de color y sus pines respectivos para diferenciar colores enviando señales analógicas y digitales al arduino nano.
- Se identificaron componentes utilizados para la parte mecánica- movible y así controlar el proceso de selectora.
