Robô PhantomX Pincher - Classificador de Maçã: 6 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:36

Os requisitos de segurança para alimentos estão crescendo. Tanto os consumidores como as autoridades exigem cada vez mais que os alimentos que consumimos sejam de alta qualidade e segurança. Caso ocorram problemas durante a produção de alimentos, a fonte do erro deve ser rapidamente encontrada e corrigida. A qualidade dos alimentos pode ser dividida em qualidade objetiva e subjetiva. A qualidade objetiva do alimento lida com características que podem ser medidas e documentadas, enquanto a qualidade subjetiva do alimento é a percepção do alimento pelos consumidores.

As propriedades orientadas para o produto que podem ser medidas e documentadas por meio do autocontrole podem ser, por exemplo, a cor, a textura e o conteúdo nutricional do alimento. Autocontrole, higiene e avaliação de risco são todos elementos essenciais que são estatutários para todas as empresas que produzem alimentos.

Um programa de auto-inspeção deve garantir que os alimentos produzidos pela empresa atendam aos requisitos da legislação. Este projeto investigará a possibilidade de criar um programa de autocontrole de alimentos corporativos.

Declaração do problema

Como desenvolver um programa de autocontrole para garantir que as maçãs que os consumidores compram na loja tenham a cor correta, quando saem do fabricante?

Etapa 1: configuração do projeto

Por razões óbvias, este projeto funcionará apenas como uma simulação de um cenário de caso real de um programa de autocontrole. O programa está configurado de forma que apenas maçãs vermelhas passem pelo controle de qualidade. As maçãs podres, definidas por cores diferentes do vermelho, serão classificadas em uma pilha diferente.

O robô pegará as maçãs e as segurará na frente de uma câmera, então o programa detectará a cor e as classificará de acordo. Devido à falta de maçãs disponíveis, o programa será simulado com blocos de madeira coloridos.

Etapa 2: Hardware e Material

O hardware e o material usados neste projeto são os seguintes:

PhantomX Pincher Robot Arm Kit Mark II

5 x servo motores AX-12A

Controlador de robô ArbotiX-M

Câmera Pixy

2 x botões

Luz LED

Blocos em cores diferentes

Etapa 3: Software

O software utilizado para este projeto foi encontrado nos seguintes sites:

www. TrossenRobotics.com

www.arduino.cc

pixycam.com/

www.cmucam.org

Os softwares necessários para concluir este projeto são os seguintes:

1. PhantomX Pincher Robot Arm Kit Mark II (para o atuador / braço robótico)

2. Controlador de robô Arbotix-M (para o controlador Arbotix-M)

3. AX-12A (software para servomotores)

4. Arduino (para a programação)

5. CMUcam5 Pixy (para a câmera)

6. PixyMon (mostra o que a câmera pixy vê)

Etapa 4: configuração da câmera Arbotix-M e Pixy

As conexões para a placa Arbotix-M e a câmera podem ser vistas nas fotos acima. As conexões são descritas a seguir.

Para Arbotix-M Board:

1. Pino digital 0: botão de parada

2. Pino digital 1: Botão Iniciar

3. Pino digital 7: luz verde LedPin

4. PIN do ISP: conexão da câmera Pixy

5. BLK: Conexão da placa ao PC

6. 3 portas DINAMIXEL de 3 pinos (TTL): Controle para os servos

7. Fonte de alimentação para a câmera Pixy

Para a câmera Pixy:

8. Lente da câmera

9. RGB- luz LED (mostrando a cor que a câmera detecta)

10. Conexão USB da placa ao PC

11. Botão para registro da cor na frente da câmera

12. PIN do ISP: para conexão com a placa Arbotix-M

Etapa 5: o programa

Todo o código do programa de classificação de cores está incluído nesta etapa, sinta-se à vontade para copiar.

As ações do robô são explicadas a seguir:

O braço robótico começará em sua posição inicial (apontando diretamente para cima). Em seguida, ele vai se inclinar para trás até que o pincher esteja em posição ao redor do bloco já colocado e, em seguida, aperte. O braço então vai subir e se mover sobre si mesmo até que o pincher esteja na frente da plataforma. Em seguida, ele manterá o bloco parado na frente da câmera, até que a cor do bloco seja detectada. Se o bloco for classificado como vermelho, o braço se moverá para a direita, se abaixará para que o bloco fique na mesa e, em seguida, solte o bloco. Se o bloco não for vermelho, o braço se moverá para a esquerda e fará a mesma coisa. Depois disso, o braço robótico irá subir um pouco, mover-se novamente para cima e para baixo até estar acima do próximo bloco a ser classificado e, em seguida, repetir o programa.

Um vídeo do robô funcionando deve ser visto na próxima etapa.

Observe que este braço robótico é colocado em uma plataforma com pequenos parafusos de nivelamento. Se você precisar trabalhar em uma altura diferente, mova o braço manualmente e observe as posições de cada posição final e, em seguida, altere as posições do servo no código.

Etapa 6: Conclusão

Foi feito um programa para o controle de qualidade de maçãs, especificamente um processo de seleção de cores entre maçãs vermelhas boas e maçãs podres em qualquer outra cor. O braço robótico classificará as maçãs boas em uma pilha à direita e as maçãs ruins em uma pilha à esquerda. O processo de classificação de alimentos com a ajuda de um robô é altamente benéfico na indústria de alimentos por causa das crescentes demandas por qualidade e para manter os custos de salários baixos e aumentar a eficiência.

O instrutível passa pelos temas da motivação para a escolha deste projeto específico, a configuração do projeto, o hardware e software utilizados, a configuração e fiação do Arbotix-M e da placa PixyCam e o programa completo do sistema de triagem em código. Para finalizar o projeto, o processo de triagem de cores foi um sucesso que pode ser conferido no vídeo abaixo.

Este intrutável foi feito como uma tarefa por estudantes de engenharia de automação na University College Nordjylland na Dinamarca: Rolf Kjærsgaard Jakobsen, Martin Nørgaard e Nanna Vestergaard Klemmensen.