BÁO cáo NHẬP môn cơ điện tử đề tài ADRUNIO BASED SMARTPHONE CONTROLLED ROBOT CAR

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI BÁO CÁO NHẬP MÔN CƠ ĐIỆN TỬ ĐỀ TÀI ADRUNIO BASED SMARTPHONE CONTROLLED ROBOT CAR Thành viên nhóm 1: Nguyễn Tuấn Anh Giảng viên: Ts Hoàng Hồng Hải Trần Long Quang Anh Nguyễn Thị Phương Anh Lớp: KSTN-Cơ Điện Tử-K63 Viện: Cơ khí PHẦN MỞ ĐẦU Ngày đời điện thoại thông minh với kỷ nguyên công nghệ số công việc điều khiển đơn giản hóa nhi ều Bằng vào điện thoại thơng minh điều khiển nhiều hệ thống điện điện tử điện tử ví dụ thiết bị điện, tô, xe máy, hệ thống âm ánh sáng,… thông qua Bluetooth, sóng điện thoại Dựa tính đặc biệt điện thoại thơng minh mà hang loạt ý tưởng nghiên cứu đời nhằm mục đích đơn giản hóa q trình điều khiển hệ thống điện tử số thành tựu giữ nguyên giá trị tương lai ý tưởng điều khiển ô tô thông dựa điện thoại thông minh sử dụng mạch điều khiển adruino ( Arduino based Smartphone Controlled Robot Car ) Cho đến ngày ý tưởng phát triển mở rộng sống thiết bị điểu khiển từ xa thơng qua sóng Bluetooth PHẦN NỘI DUNG I, Đặt vấn đề 1, Mục tiêu đề tài - Nghiên cứu, xây dựng mơ hình robot Arduino di chuyển dựa tín hiệu Bluetooth từ điện thoại thơng minh - Đề xuất hướng phát triển cho đề tài áp dụng vào thực tế nâng cao tính ứng dụng đề tài tương lai 2, Sự phát triển đề tài Hiện ý tưởng điều khiển hệ thống điện t từ xa vô phát triển Khơng bó hẹp điều khiển tô hay sử dụng mạch adruino điều khiển từ xa phát triển nhiều lĩnh vực khác từ đồ chơi giải trí cho trẻ em, hệ thống giao thông vận tải logi stics đến lĩnh vực quan qn hàng khơng Ví dụ như: đồ chơi ô tô máy bay điều khiển t xa, hệ thống AGV hỗ trợ việc vận chuyển hay máy bay không người lái Tuy nhiên việc ứng dụng điện thoại thông minh để điều khiển vẫ cịn mới, nới đề tài tiền đề cho phát triển đơn giản hóa trình sử dụng cho người tiêu dùng II, Thiết kế hệ thống 1, Phần khí Các thành phần phần khí robot car - Bánh xe: tùy theo yêu cầu sử dụng mà thiết kế hệ thống gồm bánh bánh xe nhiều cần thiết Tuy nhiên dự án phần code viết cho xe bánh - Khung xe: phần cứng vô quan trọng khung xe phần gắn kết phận xe nơi đặt mạch điều khiển động ,… - Bu lơng ốc vít: Dùng để gắn kết phần xe 2, Cơ cấu chấp hành 2.1, Khái niệm cấu chấp hành Để thiết kế hệ thống điện tử phận cấu chấp hành phần ‘cơ bắp’ hệ thống điện t Cơ cấu chấp hành nhận l ệnh từ hệ thống điền khiển thực lệnh cách tạo thay đổi hệ vật lý thay đổi vận tốc, gia tốc, lực,… - Động motor: phần tạo chuyển động cho bánh xe Động cấp nguồn gián tiếp thông qua IC L293D 3, Hệ thống điều khiển 3.1, Khái niệm hệ thống điều khiển Đây phần cốt lõi hệ thống điện tử phần cốt lõi đề tài Hệ thống điều khiển nhận tín hiệu từ cảm biến sau xử lý lệnh cho cấu chấp hành việc gửi tín hiệu điện 3.2, Các thành phần hệ thống điều khiển Bộ điều khiển gồm có: - Mạch điều khiển Adruino mega: Chip ATmega328 bo mạch Arduino Uno kèm với tải khởi động, giúp người dùng ghi chương trình mà khơng cần lập trình phần cứng bên ngồi Sau chip l ập trình, gỡ bỏ khỏi bảng Bảng mạch cấp nguồn từ kết nối USB nguồn điện bên pin điều hợp AC / DC Sau kết nối nguồn điện với chân Vin, mạch nhận DC 5V 3.3V quy định chân tương ứng bo mạch Arduino.Chân 5V sử dụng để cấp nguồn cho mô-đun Bluetooth HC-05 Các chân nối tiếp (RX) (TX) Arduino sử dụng để giao tiếp với mô-đun HC-05 Các chân đến kết nối với IC điều khiển động cầu H L293D Trong số bốn chân này, chân cung cấp đầu PWM bit cách sử dụng chức analogWrite () xác định phác thảo Arduino asc_car.ino Chân Arduino (không sử dụng dự án này) sử dụng cho chức bổ sung điều khiển đèn, còi,… - IC L239D: Các chân từ 4-7 dùng để cung cấp tín hi ệu điều khiển cho động nhiên điện áp adruino tạo từ chân nhỏ không đủ tạo momen xốn mà mơ-đun H-Bridge L293D đóng vai trò nguồn cung cấp lượng bổ sung để tạo đủ mô-men xoắn cho động Các chân đầu đến Arduino kết nối tương ứng với chân IN1 đến IN4 L293D Các chân nối đất 4, 5, 12 13 L293D kết nối với chân nối đất Arduino Hai động DC hướng 100 RPM (M1 M2) kết nối trực tiếp với đầu L293D 4, Nguồn - Nguồn cung cấp pin 9V: sử dụng để cấp nguồn cho Arduino Uno (Atmega 328) với cực dương kết nối với chân Vin cực âm kết nối với chân GND - Pin 12V nguồn cung cấp cho IC L239D, cấp nguồn gián tiếp cho động 5, Cảm biến 5.1, Khái niệm Cảm biến thiết bị dùng để cảm nhận, biến đổi đại lượng vật lý cần đo thành đại lượng điện tỷ lệ để xử lý dùng làm tín hiệu điều khiển 5.2, Cảm biến Mạch thu phát tín hi ệu Bluetooth: Dùng để tiếp nhận tín hi ệu điều khiển từ smartphone đồng thời chuyển Atmega 328 để xử lý Ngoài cịn có phần tử khác dây điện III, Nguyên lý chuyển động Nguyên lý điều khiển chuyển dộng xe dựa điều chỉnh tốc độ bánh xe để xe rẽ trái rẽ phải tiến lên lùi hay dừng lại y 𝜔4 𝜔7 C 𝜔5 𝜔6 O Trường hợp 1: xe chuyển động tiến phía trước.( moving forward ) Tốc độ góc hai bánh trước 𝜔4 = 𝜔5 chuyển động với tốc độ cao hai bánh sau chuyển độ với tốc độ thấp Trường hợp 2: Xe rẽ phải ( moving right ) Tốc độ góc bánh trái 𝜔4 = 𝜔7 chuyển động với tốc độ cao hai bánh phía bên phải chuyển động với tốc độ thấp, chậm dần tạo momen quay làm cho xe chuyển động quay phải Trường hợp 3: xe rẽ trái ( moving left ) Tốc độ hai bánh phải chuyển động tốc độ cao với bánh trái chuyển động với tốc độ thấp chậm dần để tạo momen quay làm cho xe quay sang trái Trường hợp 4: xe dừng lại ( stop ) bốn bánh xe dùng chuyển động Khi vị trí xe khơng thay đổi Để xe dừng lại bánh xe chuyển động với tốc độ chậm dần dừng lại Trường hợp 5: xe lùi (moving backward) Ngược lại với trường hợp chuyển động tiến lên để xe lùi hai bánh sau xe chuyển động nhanh hai bánh trước cấp momen quay thấp chuyển động theo hai bánh sau IV, Mơ hình xử lý tín hiệu x smartphone Tín hiệu Bluetooth Mạch thu, phát tín hiệu bluetooth Atmega 328 Động L 239D V, Source code char val; //defining a variable for receiving the input from the user void setup() { pinMode(4,OUTPUT); //connection of motor1 terminal to arduino pinMode(5,OUTPUT); //connection of motor1 terminal to arduino pinMode(6,OUTPUT); //connection of motor2 terminal to arduino pinMode(7,OUTPUT); //connection of motor2 terminal to arduino Serial.begin(9600); // Baud rate } void loop() { if (Serial.available() ) {;} Bánh xe val=Serial.read(); if (val=='0') // Moving Forward { digitalWrite(4,HIGH); digitalWrite(5,LOW); digitalWrite(6,HIGH); digitalWrite(7,LOW); } if(val=='1')// Moving left { digitalWrite(4,LOW); digitalWrite(5,HIGH); digitalWrite(6,HIGH); digitalWrite(7,LOW); } if(val=='2')//Moving right { digitalWrite(4,HIGH); digitalWrite(5,LOW); digitalWrite(6,LOW); digitalWrite(7,HIGH); } if(val=='3')//Moving backward { digitalWrite(4,LOW); digitalWrite(5,HIGH); digitalWrite(5,LOW); digitalWrite(7,HIGH); } if(val=='4')// Stopping { digitalWrite(4,LOW); digitalWrite(5,LOW); digitalWrite(6,LOW); digitalWrite(7,LOW); } //if(val=='5') //condition for opening the door 90 degree (this loop can be used only for servo motors) //for(angle = 0; angle < 90; angle++) // { // servo.write(angle); // delay(15); // } } PHẦN KẾT Đề tài kết hợp điện thoại thông minh điều khiển robot car đề tài vơ hữu ích mang tính ứng dụng cao đồng thời t ảng để phát triển m rộng nhiều lĩnh vực khác mà không giới hạn điều khiển robot car nâng cao tính ứng dụng đề tài Một số đề xuất hướng phát triển tương lai cho đề tài: - Phát triển đề tài lĩnh vực thiết yếu sống: Y tế, giáo dục, xây dựng, an ninh,… - Phát triển robot có khả hỗ trợ y bác sĩ Đặc biệt, dịch bệnh Covid-19, xây dựng robot hỗ trợ vận chuyển vào vùng dịch an toàn, tránh tiếp xúc người Không yêu cầu thiết bị điều khiển phức tạp, hướng dẫn, đào tạo nhanh chóng sử điện thoại cá nhân để làm việc - Phát triển mở rộng mạch điều khiển ( không giới hạn sử dụng mạch adruino ) - Trong tương lai xa, giảm bớt thao tác điều khiển người, người đóng vai trò đặt yêu cầu nhận kết từ robot Danh mục tài liệu tham khảo: 10 https://www.electronicsforu.com/electronics-projects/smartphone-arduino-basedrobot car?fbclid=IwAR1Oy0IQUQS8rTucHW_EfY1i9Bbhtr_1Y3lH4ATaoNa2yksIJ-fFwQ6g9s 11 ... robot car nâng cao tính ứng dụng đề tài Một số đề xuất hướng phát triển tương lai cho đề tài: - Phát triển đề tài lĩnh vực thiết yếu sống: Y tế, giáo dục, xây dựng, an ninh,… - Phát triển robot. .. DUNG I, Đặt vấn đề 1, Mục tiêu đề tài - Nghiên cứu, xây dựng mơ hình robot Arduino di chuyển dựa tín hiệu Bluetooth từ điện thoại thơng minh - Đề xuất hướng phát triển cho đề tài áp dụng vào... KẾT Đề tài kết hợp điện thoại thông minh điều khiển robot car đề tài vơ hữu ích mang tính ứng dụng cao đồng thời t ảng để phát triển m rộng nhiều lĩnh vực khác mà không giới hạn điều khiển robot