BÁO CÁO MÔN HỌC VI ĐIỀU KHIỂN Đề tài: THIẾT KẾ THI CÔNG MÔ HÌNH ĐIỀU KHIỂN VỊ TRÍ TRONG KHÔNG GIAN MỘT CHIỀU

ĐẠI HỌC LẠC HỒNG KHOA CƠ ĐIỆN ĐIỆN TỬ - BÁO CÁO MÔN HỌC VI ĐIỀU KHIỂN Đề tài: THIẾT KẾ THI CƠNG MƠ HÌNH ĐIỀU KHIỂN VỊ TRÍ TRONG KHÔNG GIAN MỘT CHIỀU SVTH: HÀ TRUNG NGHĨA VÕ ĐIỀN TÍN HUỲNH XN TÂN TRẦN CƠNG MINH GVHD: Th.S NGÔ KIM LONG Đồng nai, 2021 MỤC LỤC CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 1.1 Lý chọn đề tài 1.2 Mục tiêu nghiên cứu 1.3 Phạm vi nghiên cứu 1.4 Kết đạt CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Sơ đồ khối hệ thống 2.2 Phần cứng 2.2.1 Vi xử lí : STM32F103C6T8 Blue Pill 2.2.2 Động bước driver TB6600 2.2.3 Nút nhấn 10 2.2.4 Nguồn tổ ong 11 2.2.5 Màn hình LCD 2004 12 2.2.6 Vitme T8 500mm + đai ốc 15 2.2.7 Thanh trượt tròn gối đỡ 16 2.2.8 Thước dây 16 2.3 Phần mềm hỗ trợ lập trình 17 2.3.1 STM32CubeMX: 17 2.3.2 Keilc V5 17 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ VÀ GIẢI QUYẾT BÀI TOÁN 18 3.1 Thiết kế 18 3.1.1 Bài toán đặt 18 3.1.2 Sơ đồ kết nối, mạch in mạch thực tế 19 3.2 Giải toán 20 3.2.1 Sơ đồ giải thuật 20 3.2.2 Các bước thực việc cấu hình code 22 3.2.3 Code chương trình 23 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN 37 4.1 Kết đạt 37 4.2 Hạn chế 37 4.3 Định hướng phát triển 37 TÀI LIỆU THAM KHẢO 38 Giao tiếp LCD với I2C 38 Kết nối driver với stepper motor 38 DANH MỤC BẢNG BIỂU 39 DANH MỤC HÌNH ẢNH 40 Chương Mở đầu CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 1.1 Lý chọn đề tài  Ngày nay, với phát triển không ngừng khoa học kỹ thuật, đặc biệt thành công của cách mạng kĩ thuật 4.0 làm cho giới ngày thay đổi, sống trở nên văn minh, đại  Vi điều khiển ứng dụng nhiều công nghiệp dân dụng điều khiển vị trí robot gắp hàng, điều khiển nâng hạ sản phẩm, ứng dụng vào kho hàng tự động, bãi đậu xe tự động…Từ chúng em muốn ngày cải thiện tạo nhiều sản phẩm tốt 1.2 Mục tiêu nghiên cứu Mục tiêu sản phẩm:  Di chuyển khoảng cách yêu cầu  Độ sai số 1mm 1.3 Phạm vi nghiên cứu Phần cứng:  Đấu nối thiết bị ngoại vi với vi xử lý trung tâm  Xử lí vấn đề phần cứng phát sinh  (Nhiễu).Phần mềm:  Nghiên cứu, đưa giải pháp lập trình 1.4 Kết đạt  Thiết kế hệ thống điều khiển vị trí mặt phẳng  Độ xác cao ổn định Trang Chương Cơ sở lý thuyết CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Sơ đồ khối hệ thống Hình 2.1: Sơ đồ khối hệ thống Nguyên lý hoạt động khối:  Khối nguồn: cấp nguồn cho hệ thống  Khối nút nhấn: đọc tín hiệu ngõ vào  Khối xử lí trung tâm: phân tích giải tốn  Khối hiển thị: hiển thị thơng tin cần thiết  Khối động lực: điều khiển động 2.2 Phần cứng Với đề tài điều khiển vị trí này, phần cứng mà em sử dụng bao gồm:  Kit STM32F103C8T6 Blue Pill  Động bước size 42 step 1.8 driver Trang Chương Cơ sở lý thuyết  Thanh trượt  LCD  Button  Trục vitme 2.2.1 Vi xử lí : STM32F103C6T8 Blue Pill Kit phát triển STM32F103C8T6 Blue Pill ARM Cortex-M3 loại sử dụng để nghiên cứu ARM nhiều có mức giá rẻ đồng thời nạp bootloader Blue Pill để giao tiếp lập trình với phần mềm Arduino cách dễ dàng, kit có chất lượng gia công tốt, độ bền cao Thông số KIT STM32F103C8T6 Blue Pill sau:  Điện áp hoạt động: 3.3V – 5V  Tích hợp thạch anh ngoại 8Mhz  Tích hợp cổng USB để nạp Bootloader sử dụng ngoại vi USB  Led tích hợp vào chân PC13  Sử dụng chuẩn mạch nạp: SWD cho loại mạch nạp ST-link, J-link  Ra chân đầy đủ tất GPIO giao tiếp: CAN, I2C, SPI, UART, USB,  Tích hợp sẵn thạnh anh 32Khz cho ứng dụng RTC Hình 2.2: Sơ đồ chân STM32 Trang Chương Cơ sở lý thuyết Hình 2.3: Kit STM32F103C8T6 Blue Pill Mạch Nạp STM8 STM32 ST-Link V2 Hình 2.4: Mạch Nạp ST-Link V2  Mạch nạp STM8 STM32 ST-Link V2 sử dụng để nạp chương trình debug cho Vi điều khiển STM32 STM8 ST, mạch nạp có kích thước nhỏ gọn, chi phí thấp, độ bền cao  Hỗ trợ đầy đủ STM8 giao diện SWIM nạp gỡ lỗi (Hỗ trợ môi trường phát triển phổ biến IAR, STVD tương đương); Phiên phần mềm hỗ trợ sau: Trang Chương Cơ sở lý thuyết + ST-LINK Utility trở lên + STVD 4.2.1 trở lên + STVP 3.2.3 trở lên + IAR EWARM V6.20 trở lên + IAR EWSTM8 v1.30 trở lên + Keil RVMDK V4.21 trở lên  Kết nối chân từ mạch nạp ST-LINK V2 với linh kiện điện tử STM32 theo thứ tự sau: + RST–NRST + SWCLK — TCK + SWDIO — TMS + GND — GND + 3.3V — 3.3V  Đối với bạn làm việc với linh kiện điện tử STM8 Kết nối chân từ mạch nạp ST-LINK V2 với STM8 theo thứ tự sau: + RST–NRST + SWIM– SWIM + GND — GND + 3.3V — 3.3V 2.2.2 Động bước driver TB6600  Động bước hay gọi Step Motor loại động chạy điện có nguyên lý ứng dụng khác biệt với đa số động điện thông thường Chúng thực chất động đồng dùng để biến đổi tín hiệu điều khiển dạng xung điện rời rạc thành chuyển động góc quay chuyển động rơto có khả cố định roto vào vị trí cần thiết  Với yêu cầu điều khiển vị trí đề tài ta chọn động Stepper NEMA 17 Trang Chương Cơ sở lý thuyết Thông số động NEMA-17 + Bước góc: 1,8 độ + Số bước : 200 + Số pha: + Loại Đơn cực + Điện áp định mức: 12v + Momen giữ 0.26Nm ( I = 1A) + Sai số: +/- 5% + Nhiệt độ làm việc: -50 độ - 20 độ + Công suất 14W + Điện áp : 3.96V + Dòng điện: 0.9A + Kích thước trục: 5mm + Momen xoắn; 0.34NM + Kích thước” 42 x 42 x 40 Hình 2.5: Stepper motor Driver TB6600 Mạch điều khiển động bước TB6600 ( driver stepper motor TB6600) sử dụng IC TB6600HQ/HG, dùng cho loại động bước: 42/57/86 pha dây có dịng tải 4A/42VDC Trang Chương Cơ sở lý thuyết Thông số kỹ thuật + Nguồn đầu vào 9V – 42V + Dòng cấp tối đa 4A + Ngõ vào có cách ly quang, tốc độ cao + Có tích hợp đo q dịng áp + Cân nặng: 200G + Kích thước: 96 * 71 * 37mm Hình 2.6: Hình ảnh thực tế driver TB6600 Cài đặt ghép nối: + DC+: Nối với nguồn điện từ – 40VDC + DC- : Điện áp (-) âm nguồn + A+ A -: Nối vào cặp cuộn dây động bước + B+ B- : Nối với cặp cuộn dây cịn lại động + PUL+: Tín hiệu cấp xung điều khiển tốc độ (+5V) + PUL-: Tín hiệu cấp xung điều khiển tốc độ (-) + DIR+: Tín hiệu cấp xung đảo chiều (+5V) + DIR-: Tín hiệu cấp xung đảo chiều (-) + ENA+ ENA -: cấp tín hiệu cho cặp động khơng có lực momen giữ quay + Có thể đấu tín hiệu dương (+) chung tín hiệu âm (-) chung Trang Chương Giải toán for(uint8_t i =0; i