TỔNG QUAN VỀ ROBOT PHỤC VỤ LỄ TÂN
Tổng quan đề tài
Trong thời đại công nghệ phát triển mạnh mẽ, chất lượng cuộc sống ngày càng được cải thiện nhờ vào các thiết bị tích hợp trí thông minh nhân tạo Robot đang dần thay thế con người trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt là trong công việc đơn giản, nhàm chán hoặc nặng nhọc Ở thế kỷ XXI, sự phát triển của công nghệ robot, đặc biệt là robot dịch vụ, hứa hẹn sẽ nâng cao chất lượng sống của con người một cách đáng kể.
Robot dịch vụ là một lĩnh vực tiềm năng chưa được khai thác đầy đủ trên thị trường, với ứng dụng từ chăm sóc và vệ sinh đến vận chuyển người bệnh và thuốc trong bệnh viện Nghiên cứu về robot dịch vụ trong văn phòng, trường học và siêu thị còn hạn chế, vì vậy bài viết này nhằm mở rộng hiểu biết về lĩnh vực này Việc thiết kế và chế tạo robot dịch vụ là cần thiết để nâng cao chất lượng cuộc sống và hiệu quả làm việc, đồng thời tạo nền tảng cho sự phát triển công nghệ robot tại Việt Nam Nghiên cứu tập trung vào robot dịch vụ hình dáng con người, hoạt động trong môi trường đông người như trường học, văn phòng và khách sạn, với khả năng tự di chuyển, nhận diện vật cản và giao tiếp để cung cấp thông tin hữu ích cho người dùng.
Các vấn đề đặt ra
Robot phục vụ lễ tân là một hệ thống cơ điện tử phức tạp, yêu cầu sự phối hợp hài hòa giữa cơ khí, điện và điều khiển Chương trình hoạt động của robot cần phải đáp ứng đúng các yêu cầu và bài toán mà robot phục vụ lễ tân phải thực hiện.
⮚ Dò theo đường line tìm đến vị trí các bàn
⮚ Hiển thị menu cho khách hàng chọn món
⮚ Tìm đường về nhà bếp
⮚ Chở đồ ăn đến những bàn đã chỉ định
⮚ Nói một số câu thoại đơn giản.
Khảo sát thực tế
- Hãng sản xuất: Shenzhen Pudu Technology-hãng công nghệ cung cấp robot phục vụ đến hàng ngàn chủ nhà hàng Trung Quốc
- Chức năng: phục vụ được từ 300 đến 400 bữa ăn mỗi ngày
- Giá thành: khoảng 5.650 USD đến 7.060 USD
Hình ảnh 1: Robot phục vụ khách hàng của Pudu
- Thông số: cao 130 cm , trọng lượng 15kg
Robot phục vụ sẽ được triển khai tại các khách sạn, phòng chờ sân bay và nhà hàng, giúp bưng bê đồ ăn và đồ uống cho khách hàng thông qua khay đựng của nó.
Hình ảnh 2: robot phục vụ của hãng LG Electronic
- Người chế tạo: Nguyễn Quốc Phi và các cộng sự
- Thông số:chiều cao 130cm và trọng lượng 20kg,được tạo hình bằng phương pháp đúc composite
Robot phục vụ quán café tại Hà Nội được trang bị cảm biến dò đường thông qua line trắng, giúp di chuyển tới các bàn một cách chính xác Ngoài ra, robot còn có cảm biến phát hiện vật cản, cho phép dừng lại khi gặp chướng ngại vật Hệ thống giao tiếp với người dùng thông qua màn hình cảm ứng trên nền tảng Android, mang lại trải nghiệm thân thiện và tiện lợi Đặc biệt, robot có thể hoạt động liên tục trong 15 giờ sau mỗi lần sạc điện.
Hình ảnh 3: Robot phục vụ MORTA đang bưng đồ uống cho khách
4 So sánh các mẫu robot
Bảng 1: Bảng so sánh các mẫu Robot phục vụ:
2 Khả năng vận chuyển đồ ăn 5 5 2
4 Khả năng tương tác khách hàng
- Dựa vào bảng trên Nhóm em chọn mô hình thứ nhất để thiết kế, nghiên cứu, phát triển và chế tạo.
Mục tiêu của đề tài
Mục tiêu của nghiên cứu này là phát triển một Robot lễ tân hoạt động trong môi trường năng động, với nhiệm vụ chính là vận chuyển thực đơn đến các bàn khác nhau.
Sự phát triển của robot công nghiệp đã dẫn đến việc ứng dụng robot trong cuộc sống hàng ngày ngày càng trở nên phổ biến, giúp con người trong công việc và phục vụ nhu cầu đời sống.
Phương pháp thực hiện đề tài
Nhóm chúng em đã thực hiện phương pháp quan sát thực tế bằng cách tiếp cận và nghiên cứu các sản phẩm robot lễ tân tại các khách sạn và nhà hàng.
Trong quá trình nghiên cứu, nhóm đồ án đã tiến hành tìm hiểu thông qua nhiều nguồn tài liệu phong phú, bao gồm sách chuyên ngành, các đồ án của sinh viên khóa trước và các trang web hữu ích.
… liên quan đến đề tài Mobile Robot
Từ quá trình phân tích trên, nhóm đồ án đã quyết định xây dựng một robot lễ tân đa năng, tích hợp các kệ để phục vụ trong các quán ăn, nhà hàng, khách sạn Để chế tạo thành công một con robot tự động phục vụ, cần nghiên cứu và tìm hiểu các vấn đề quan trọng liên quan đến thiết kế, công nghệ và ứng dụng thực tế của robot.
Bài toán dò đường sử dụng cảm biến dò line kết hợp với bộ điều khiển Arduino nhằm tính toán động học để xác định mối liên hệ giữa các chuyển động và tìm ra quy luật thay đổi vị trí cũng như quy luật chuyển hướng của Robot.
⮚ Tính toán bài toán động lực học tìm hiểu nguyên nhân gây chuyển động và sự liên kết giữa các robot
⮚ Bài toán điều khiển động cơ giảm tốc và điều khiển tốc độ bằng xung PWM
Sau khi nghiên cứu kỹ lưỡng, việc sản xuất sản phẩm là rất quan trọng Sản phẩm hoàn thành cần đáp ứng các tiêu chí chất lượng nhất định.
⮚ Robot tự hành lễ tân phải đi chính xác trên đường line đã định sẵn từ trước
⮚ Phát hiện được vật cản bằng cảm biến đồng thời ngừng hoạt động và báo hiệu bằng còi
⮚ Kích thước nhỏ gọn nhưng vẫn đảm bảo độ cứng vững và tính linh hoạt
⮚ Vận tốc di chuyển và dừng đỗ chính xác
⮚ Năng suất làm việc cao, đảm bảo tính ổn định trong quá trình làm việc
⮚ Khung vỏ dễ dàng tháo lắp, thuận lợi cho việc sửa chữa, nâng cấp.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Do điều kiện làm việc trong thời gian ngắn và khả năng kiến thức có hạn nên đề tài được giới hạn trong điều kiện sau:
⮚ Nghiên cứu thiết kế mô hình Robot phục vụ lễ tân hai bánh dò đường
⮚ Cho phép hoạt động trong phòng thí nghiệm
⮚ Sử dụng màn hình hiển thị và nút nhấn để tương tác trực tiếp với con người
⮚ Sử dụng cảm biến siêu âm để tránh va chạm.
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Hầu hết các tổ chức đều cần nhân viên tuyến đầu để chào đón khách hàng, đối tác và nhà cung cấp, vì ấn tượng đầu tiên rất quan trọng Nhân viên lễ tân được đào tạo bài bản, thân thiện và dễ chịu là những thành viên chủ chốt trong đội ngũ Tuy nhiên, nếu nhân viên này là một người máy, điều đó có thể mang lại sự mới mẻ và sinh động cho các khách sạn, nhà hàng và các cơ sở khác.
Robot lễ tân khách sạn có thể làm những công việc như:
⮚ Chào hỏi du khách và hỏi họ về chuyến viếng thăm
⮚ Thông báo cho nhân viên rằng cuộc hẹn của họ đã đến
⮚ Giúp khách đặt món và mang cho khách
Một số Robot lễ tân khác cũng có nhiều lợi ích trong môi trường an ninh cao hoặc nguy hiểm, nơi chúng có thể:
⮚ Dẫn khách đến đúng phòng hoặc tầng
⮚ Tự động tạo, cá nhân hóa và in thẻ khách
⮚ Đưa ra các hướng dẫn an toàn chung quanh cơ sở
⮚ Nêu các yêu cầu và vị trí của các thiết bị an toàn cần thiết
⮚ Phát video về sức khỏe và an toàn
Việc áp dụng công nghệ, đặc biệt là robot, vào các công việc đòi hỏi sự lặp đi lặp lại và hoạt động tay chân mang lại hiệu quả cao và tiết kiệm thời gian Robot không chỉ giúp giảm bớt sức lao động cho con người mà còn nâng cao đời sống vật chất và tinh thần Sự kết hợp này tạo ra trải nghiệm tuyệt vời cho du khách, tạo ra những kỷ niệm đáng nhớ và dẫn đến đánh giá tích cực, khuyến khích khách hàng quay trở lại.
CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Nguyên lý làm việc, chức năng của từng module trong hệ thống
Robot lễ tân được xem là một trong những ứng dụng công nghệ khách sạn hiệu quả nhất, robot giúp nâng cao mức độ hài lòng của khách hàng
Robot là thiết bị hoặc hệ thống được thiết kế để thực hiện các nhiệm vụ cụ thể với hiệu quả và độ chính xác cao Chẳng hạn, robot trong dây chuyền lắp ráp và máy CNC tạo ra các bộ phận phức tạp theo yêu cầu của con người Trong ngành khách sạn, robot chủ yếu nhằm nâng cao năng suất lao động và cải thiện trải nghiệm của khách hàng.
Xu hướng công nghệ trong ngành khách sạn đang gia tăng nhờ vào chi phí triển khai giảm đáng kể, cho phép cả những khách sạn nhỏ cũng có thể tận dụng lợi ích này Bên cạnh đó, nhu cầu và yêu cầu của khách hàng cũng đang có sự thay đổi, đòi hỏi các cơ sở lưu trú cần linh hoạt và thích ứng để đáp ứng tốt hơn.
Với sự phát triển của công nghệ kết nối không dây và sự phổ biến của điện thoại thông minh, khách hàng ngày càng mong đợi chất lượng dịch vụ tốt hơn trong suốt thời gian lưu trú Điều này cho thấy tầm quan trọng của công nghệ trong ngành dịch vụ Việc sử dụng robot lễ tân có thể mang lại lợi thế cạnh tranh cho các khách sạn, do đó, các nhà quản lý nên tận dụng cơ hội mà robot cung cấp để nâng cao trải nghiệm khách hàng.
Như bạn có thể đã tưởng tượng, có rất nhiều loại Robot lễ tân và mỗi loại được thiết kế để phù hợp với một mục đích riêng
Khi kích hoạt chế độ làm việc cho robot lễ tân, hệ thống cảm biến Line Sensor sẽ lấy mẫu line đã được thiết lập, giúp robot tự động định vị và lập kế hoạch di chuyển tối ưu Với các cảm biến siêu âm, robot có khả năng tránh vật cản và dừng ở vị trí mong muốn Chức năng chạy theo bản đồ cho phép robot lên kế hoạch làm việc nhanh chóng và hiệu quả, tiết kiệm thời gian phục vụ.
Robot sử dụng cảm biến siêu âm để nhận diện đường đi và hướng di chuyển, giúp nó đến đúng vị trí mong muốn Hệ thống này không chỉ phát hiện vật cản mà còn xác định vị trí của các bàn gần kề, từ đó nâng cao hiệu quả hoạt động của robot.
Màn hình HMI và chức năng phục vụ bằng giọng nói được tích hợp để hiển thị các bàn đã được phục vụ, đảm bảo quá trình phục vụ diễn ra liên tục cho đến khi hoàn tất Khi gặp sự cố, robot sẽ tự động dừng lại để kiểm tra vị trí và thông báo tình trạng, cho đến khi được sửa chữa hoặc thiết lập lại từ xa để tiếp tục hoạt động.
Các robot lễ tân hiện đại được trang bị nhiều cảm biến thông minh, cho phép chúng tự động dừng lại và tìm kiếm lối đi khác khi gặp chướng ngại vật, vật cản hoặc cầu thang Ngoài ra, chúng còn có khả năng tự tìm đường trở về trạm sạc khi pin gần hết.
2.1.2 Chức năng của từng module trong hệ thống
Hình ảnh 4: Sơ đồ cấu trúc hệ thống robot phục vụ lễ tân
Cấu trúc của một robot phục vụ lễ tân bao gồm hai module chính đó là:
Module di chuyển đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo sự di chuyển hiệu quả trong không gian nhà hàng và khách sạn Bên trong module này, có hai hệ thống chính: hệ thống cảm biến và hệ thống di chuyển, giúp tối ưu hóa trải nghiệm của khách hàng.
Hệ thống cảm biến có vai trò quan trọng trong việc thu thập thông tin vật lý từ môi trường, giúp robot xác định đường đi đúng và tránh va chạm không mong muốn.
+) Hệ thống di chuyển có nhiệm vụ đưa đưa robot phục vụ lễ tân đến những nơi đã chỉ định
Module phục vụ lễ tân giúp nâng cao trải nghiệm khách hàng bằng cách tạo điều kiện thuận lợi cho việc phục vụ Bên trong module này, có hai hệ thống chính: hệ thống thông báo và hiển thị, cùng với hệ thống thu thập thông tin, đảm bảo mọi thông tin được truyền đạt một cách hiệu quả.
Hệ thống thông báo và hiển thị đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp thông tin cho module lễ tân, bao gồm giới thiệu về thực đơn, thông tin về nhà hàng và lời chúc quý khách ngon miệng.
+) Hệ thống thu thập thông tin giúp robot thu thập thông tin từ khách hàng như: thực đơn món ăn, sự hài lòng của khách hàng, …
Chức năng chức của các module là kết hợp và tạo ra sự chuyển động cho robot
Hệ thống này là sự kết hợp giữa vi điều khiển, mạch driver động cơ và mạch line, tạo thành một hệ khép kín với mạch xử lý tín hiệu và mạch chuyển đổi tín hiệu thành điện năng Nhờ vào động cơ, hệ thống sẽ tạo ra cơ năng giúp robot di chuyển Đầu tiên, mạch line thu thập tín hiệu giữa các sàn và đường line đã được kẻ sẵn thông qua các mắt hồng ngoại có khả năng nhận biết màu sắc.
Các tín hiệu sẽ được gửi về vi điều khiển để xử lý, giúp vi điều khiển xác định đường đi của robot hoặc nhiệm vụ mà robot cần thực hiện.
Bằng các dữ liệu trả về và đã xử lý vi điều khiển sẽ tính toán tạo ra xung PWM tương ứng với những gì nó thu thập được
Mạch driver giúp kết nối giữa vi điều khiển và động cơ lại với nhau để động cơ có thể hoạt động
Khi lựa chọn cơ cấu lái cho robot di chuyển trong nhà, cần phân tích các dạng cơ cấu lái phổ biến nhằm tìm ra phương án di chuyển phù hợp nhất.
Cơ cấu vi sai (differential drive)
Hình ảnh 5: Cơ cấu vi sai
Cơ cấu điều khiển của xe sử dụng hai bánh dẫn động phía sau, giúp đạt được vận tốc và góc xoay mong muốn Để duy trì sự cân bằng, xe cần được trang bị bánh tự lựa.
• Đơn giản về cơ khí và dễ dàng áp dụng
• Không cần cơ cấu bẻ lái
• Bán kính quay xe bằng không
• Điều khiển đồng thời vận tốc và hướng của xe bằng hai động cơ
• Khó điều khiển chạy thẳng do hai động cơ độc lập
• Dễ lật đối với xe chỉ có một bánh tự lựa trên địa hình gồ ghề
Cơ cấu lái xe ba bánh (tricycle)
Hình ảnh 6: Cơ cấu lái xe ba bánh
Hệ thống điều khiển
Hệ thống điều khiển đóng vai trò quan trọng trong việc quản lý và điều khiển các thiết bị, đặc biệt trong dự án robot Nó giúp robot di chuyển chính xác đến các vị trí được chỉ định và tạo ra giao diện người dùng thân thiện Để đáp ứng yêu cầu này, hệ thống điều khiển cần sử dụng vi xử lý mạnh mẽ và hoạt động độc lập, với một số dòng vi điều khiển được đề xuất như 8051, PIC, AVR và ARM.
Bảng 2: Bảng phân tích ưu điểm, nhược điểm các loại vi điều khiển
Tổng quan Ưu điểm Nhược điểm
Vi điều khiển 8051 là dòng vi điều khiển 8-bit được phát triển bởi Intel vào năm 1981 Vi điều khiển này có 128 byte RAM, 4 Kbyte ROM,
Bộ vi điều khiển 8051 tích hợp 2 bộ hẹn giờ, 1 cổng nối tiếp và 4 cổng trên một chip, cho phép CPU hoạt động với 8 bit dữ liệu tại một thời điểm Hầu hết các vi điều khiển 8051 đều có dung lượng ROM 4Kbyte, nhưng cũng có những phiên bản với dung lượng ROM vượt quá con số này.
Hình ảnh 8: Vi điều khiển 8051
- Không tích hợp sẵn board mạch điều khiển
- Số lượng chân vi điều khiển còn hạn chế
- Khó làm mạch điều khiển
Bộ điều khiển giao diện ngoại vi (PIC) là vi điều khiển được phát triển bởi Microchip, vi điều khiển PIC thực hiện chương trình nhanh chóng
- Hơi khó cho người mới bắt và đơn giản khi so sánh với các vi điều khiển khác như 8051
Vi điều khiển là một chip tích hợp bao gồm RAM, ROM, CPU, TIMER và COUNTER Trong số các loại vi điều khiển, PIC nổi bật với các thành phần như RAM, ROM, CPU, TIMER, COUNTER, cùng với ADC (bộ chuyển đổi analog sang kỹ thuật số) và DAC (bộ chuyển đổi kỹ thuật số sang analog) Ngoài ra, vi điều khiển PIC còn hỗ trợ các giao thức giao tiếp như CAN, SPI và UART để kết nối với các thiết bị ngoại vi bổ sung.
Hình ảnh 9: Vi điều khiển PIC đầu tìm hiểu
- Số lượng chân vi điều khiển còn hạn chế
Vi điều khiển AVR được Atmel Corporation phát triển vào năm 1996, với AT90S8515 là mẫu vi điều khiển đầu tiên dựa trên kiến trúc này Tuy nhiên, vi điều khiển thương mại đầu tiên ra mắt là AT90S1200 vào năm 1997.
Bộ vi điều khiển AVR có ba loại
- Dễ dàng lập trình và điều khiển
- Cộng đồng sử dụng đông đảo
- Giá thành tương đối cao so với PIC và
⮚ TinyAVR: - Ít bộ nhớ, kích thước nhỏ, chỉ thích hợp cho các ứng dụng đơn giản
MegaAVR là dòng vi điều khiển nổi bật với bộ nhớ lên đến 256 KB, cung cấp khả năng kết nối với nhiều thiết bị ngoại vi Loại vi điều khiển này phù hợp cho các ứng dụng từ đơn giản đến phức tạp, đáp ứng nhu cầu đa dạng của người dùng.
⮚ Xmega AVR: - Được sử dụng trong thương mại cho các ứng dụng phức tạp, cần bộ nhớ chương trình lớn và tốc độ cao
Hình ảnh 10: Vi điều khiển AVR
- Thư viện hỗ trợ đa dạng
- Phần mềm lập trình dễ tiếp cận và dễ dàng nạp chương trình (phù hợp với người mới học lập trình)
- Có nhiều board mạch thiết kế sẵn
- Phù hợp với các chương trình phức tạp
ARM tạo ra bộ vi xử lý đa lõi RISC 32 bit và 64 bit
- Khó cho người mới bắt đầu
Bộ xử lý ARM được sử dụng phổ biến trong các thiết bị điện tử như điện thoại thông minh, máy tính bảng, và các thiết bị di động khác, bao gồm cả thiết bị đeo Với việc giảm thành tập lệnh, ARM cần ít transistor hơn, giúp kích thước khuôn IC nhỏ hơn Vi xử lý ARM có kích thước nhỏ gọn, giảm độ phức tạp và tiêu thụ điện năng thấp, rất phù hợp cho các thiết bị thu nhỏ.
Hình ảnh 11: Vi điều khiển ARM gọn nhưng mạnh mẽ
- Giá thành phù hợp với hiệu năng
- Phù hợp với những chương trình hiệu suất cao
- Sau những ưu điểm và nhược điểm được phân tích ở trên, chúng tôi quyết định sử vi điều khiển dòng ARM bởi sự mạnh mẽ mà nó đem lại
Hiển thị và giao tiếp trực tiếp với khách hàng là rất quan trọng, giúp tạo ra cái nhìn tổng quan về sản phẩm Bảng phân tích dưới đây sẽ chỉ ra những ưu điểm và nhược điểm của các loại màn hiển thị khác nhau, từ đó hỗ trợ việc lựa chọn phương án phù hợp nhất.
STT Tên loại Tổng quan Ưu điểm Nhược điểm
Màn hình text LCD1602 xanh lá sử dụng driver HD44780, có khả năng hiển thị 2 dòng với mỗi dòng 16 ký tự, màn hình có độ bền
- Dễ sử dụng, quen thuộc
- Giá thành phải chăng, rẻ
Hình ảnh không hiển thị cao là một vấn đề phổ biến, nhưng có nhiều mã mẫu dễ sử dụng phù hợp cho nhiều mục đích khác nhau, từ việc thực hiện dự án đến việc tự học để áp dụng vào công việc.
Hình ảnh 12: Màn hình LCD
- Điện áp hoạt động là 5 V
- Chữ đen, nền xanh lá
- Khoảng cách giữa hai chân kết nối là 0.1 inch tiện dụng khi kết nối với Breadboard
- Tên các chân được ghi ở mặt sau của màn hình LCD hỗ trợ việc kết nối, đi dây điện
- Có đèn led nền, có thể dùng biến trở hoặc PWM điều chỉnh độ sáng để sử dụng ít điện năng hơn
- Có thể được điều khiển với 6 dây tín hiệu
- Có bộ ký tự được xây dựng hỗ trợ tiếng Anh và tiếng Nhật
HMI, viết tắt của Human-Machine Interface, là thiết bị giúp giao tiếp giữa người điều hành và máy móc Tất cả các phương thức mà con người tương tác với máy móc qua màn hình giao diện đều được gọi là HMI Trong ngành công nghiệp, màn hình HMI đã trở nên quen thuộc và đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao hiệu quả vận hành.
Nó đóng vai trò vô cùng quan trọng trong phần giao tiếp giữa người và máy
Hình ảnh 13: Màn hình HMI
- Tính mềm dẻo, dễ thay đổi bổ sung thông tin cần thiết
- Tính đơn giản của hệ thống, dễ mở rộng, dễ vận hành và sửa chữa
- Tính “Mở”: có khả năng kết nối mạnh, kết nối nhiều loại thiết bị và nhiều loại giao thức
- Khả năng lưu trữ cao
- Tính đầy đủ, kịp thời và chính xác của thông tin
- Thông tin không đầy đủ và chính xác
- Khả năng lưu trữ thông tin hạn chế
- Độ tin cậy và ổn định thấp
Hệ thống rộng và phức tạp có độ phức tạp cao và khó mở rộng Trong nghiên cứu này, màn hình HMI là lựa chọn tối ưu, đặc biệt khi thiết bị yêu cầu màn hình hiển thị rộng, chính xác và phản hồi nhanh chóng Màn HMI đáp ứng tốt các yêu cầu về độ chính xác và tốc độ, làm cho nó trở thành giải pháp phù hợp nhất cho hệ thống này.
Cảm biến là thiết bị đo lường các trạng thái hóa học, cơ học và vật lý như dòng điện, nhiệt độ, áp suất, và độ ẩm trong môi trường khảo sát Chúng đóng vai trò quan trọng trong điều khiển quá trình và hệ thống tự động Đối với robot di động phục vụ lễ tân, cảm biến giúp robot nhận diện các tác nhân vật lý trong quá trình hoạt động, từ đó cho phép robot thu thập dữ liệu, tính toán và đưa ra quyết định chính xác.
Thiết bị cảm biến đóng vai trò quan trọng trong khối di chuyển là : Cảm biến dò đường và cảm biến phát hiện vật cản
Cảm biến dò đường trên robot giúp nhận biết các lộ trình đã được chỉ định tới vị trí khác nhau Khi kết hợp cảm biến này với các thuật toán PID, robot có thể di chuyển một cách chính xác và ổn định hơn.
Hiện nay trên thị trường có hai loại phổ biến là cảm biến dò đường từ và cảm biến hồng ngoại
2.3.1.1 Cảm biến dò đường từ
Cảm biến dò đường từ tính được sử dụng phổ biến trong các xe AGV tự động trong công nghiệp nhờ vào độ ổn định và chính xác cao Có hai phương pháp lắp đặt đường dẫn từ tính: dán trực tiếp trên sàn và thi công âm sàn Trong khi đường dẫn âm sàn yêu cầu máy móc lắp đặt và khó thay đổi quỹ đạo di chuyển của robot, phương pháp dán trên mặt sàn lại dễ dàng lắp đặt và điều chỉnh hướng dẫn Tuy nhiên, tuổi thọ của đường dẫn dán sẽ giảm khi có nhiều phương tiện nặng đi qua Ưu điểm của công nghệ từ tính là không bị ảnh hưởng bởi ánh sáng và bụi bẩn, nhưng nhược điểm là có thể bị nhiễu do từ trường và chi phí lắp đặt cao.
Hình ảnh 14: Cảm biến từ dò line
2.3.1.2 Cảm biến dò đường hồng ngoại
Cảm biến dò đường hồng ngoại sử dụng công nghệ cảm biến quang học để nhận diện các đường dẫn có màu sắc tương phản, mang lại lợi ích về thiết kế và chế tạo dễ dàng Đường dẫn màu sắc này có thể lắp ráp và thay đổi linh hoạt mà không làm ảnh hưởng đến bề mặt sàn Tuy nhiên, cảm biến quang thường bị ảnh hưởng bởi các yếu tố ánh sáng như đèn điện và ánh sáng mặt trời, và đường dẫn cũng dễ bị bám bẩn, mài mòn, dẫn đến sai lệch trong quá trình di chuyển.
Hình ảnh 15: Cảm biến hồng ngoại dò line
Nhóm chúng tôi đã chọn cảm biến hồng ngoại cho dự án của mình vì chi phí thấp và những lợi ích đáng kể mà nó mang lại.
2.3.2 Cảm biến phát hiện vật cản
Cơ cấu chấp hành
Cơ cấu chấp hành của robot di động phục vụ lễ tân nằm toàn bộ ở bộ phận di chuyển của robot
Robot tự hành di động thường sử dụng động cơ điện một chiều (DC) để hoạt động hiệu quả Các loại động cơ DC phổ biến bao gồm động cơ bước và động cơ DC, mỗi loại đều có những ưu điểm riêng, giúp tối ưu hóa khả năng di chuyển và thực hiện nhiệm vụ của robot.
Để điều khiển vận tốc cho robot tự hành, động cơ DC cần có hồi tiếp vận tốc, mặc dù có những loại động cơ DC có khả năng điều khiển chính xác mà không cần hồi tiếp, nhưng chi phí sẽ rất cao Do đó, việc lựa chọn giữa động cơ bước và động cơ DC servo là một phương án khả thi Bài viết này sẽ phân tích ưu và nhược điểm của hai loại động cơ này, giúp xác định loại động cơ phù hợp với yêu cầu cụ thể.
2.4.2.1 Động cơ bước Động cơ bước thông thường là loại động cơ điều khiển vòng hở, biến đổi các xung điện rời rạc kế tiếp nhau thành chuyển động quay của rotor Giá trị góc quay phụ thuộc và số xung điện cấp vào động cơ Mỗi vòng quay có số bước cố định, thay đổi tốc độ quay bằng cách thay đổi tốc độ tín hiệu điện cấp cho động cơ
Hình ảnh 20: Động cơ bước Ưu điểm:
➢ Không cần hồi tiếp tín hiệu
➢ Điều khiển chính xác, không có vọt lố và có momen giữ tại một vị trí Nhược điểm:
➢ Dễ bị trượt bước khi mang tải lớn
➢ Tốc độ của động cơ không cao, tối đa từ 1000 ÷ 2000 (rpm)
2.4.2.2 Động cơ DC servo Động cơ DC servo là động cơ DC có thêm bộ phận đo thông số đầu ra của động cơ thông thường là góc quay, vận tốc quay Từ các sai số góc quay, vận tốc quay thì bộ điều khiển sẽ tăng hay giảm dòng cấp cho động cơ để đạt góc quay, vận tốc mong muốn
Hình ảnh 21: Động cơ DC servo Ưu điểm:
➢ Momen khởi động và vận tốc lớn
➢ Động cơ chạy êm khi đạt vận tốc cố định
➢ Có tín hiệu hồi tiếp nên có thể điều khiển được góc quay và vận tốc Nhược điểm:
➢ Khi dừng lại, tùy theo chất lượng của bộ điều khiển ảnh hưởng đến đáp ứng nên có thể gây dao động, rung lắc
➢ Tín hiệu hồi tiếp có thể bị nhiễu
➢ Dưới đây là bảng tổng kết các đặc điểm của hai loại động cơ đã được phân tích
Bảng 5: Bảng so sánh động cơ bước và động cơ DC servo Đặc điểm
Loại động cơ Điều khiển góc quay, vận tốc
Tốc độ tối đa Hôi tiếp Động cơ bước Có Thấp Không Động cơ DC servo Có Cao Có
Dựa vào phân tích và điều kiện hoạt động của robot, động cơ DC servo sẽ là phương án được lựa chọn để thiết kế robot
Dựa trên những so sánh đã thực hiện, việc lựa chọn động cơ DC servo kết hợp với bộ truyền bánh răng là phương án tối ưu Để đáp ứng các yêu cầu thiết kế robot như tính linh hoạt và kích thước nhỏ gọn, nên sử dụng loại động cơ DC servo tích hợp sẵn hộp giảm tốc.
TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ HỆ THỐNG
Thiết kế hệ thống cơ khí
3.1.1 Thiết kế cơ khí module di chuyển
Dựa vào phân tích các ưu nhược điểm phân tích ở phần 2.1.2 mô hình thiết kế được lựa chọn như sau:
Hình ảnh 22: Mô hình Robot
1 Bánh xe dẫn động 4 Khung robot
2 Cơ cấu truyền chuyển động 5 Động cơ DC
3 Bánh xe phụ 6 Trục dẫn động
Các thông số cho trước:
• r là bánh kính bánh xe dẫn động
• d là khoảng các trung điểm trục xe đến điểm bám line
• L là khoảng cách giữa hai bánh xe chủ động
3.1.1.1 Phân tích mô hình động học của robot Để bộ điều khiển bám theo điểm mong muốn, hệ toạ độ của xe được xác định như hình bên dưới Chọn hệ trục toạ độ tuyệt tối Oxy, hệ trục toạ độ tương đối là Muv gắn với xe
Hình ảnh 23: Các hướng Robot có thể di chuyển
Với: s , r v v là vận tốc dài tức thời bánh xe trái và bánh phải
- d là khoảng cách trung điểm trục xe đến điểm bám line C
- a là khoảng cách trung điểm truc xe với vận tốc tức thời I
M là trung điểm của tâm hai bánh xe
- L là khoảng cách giữa hai bánh chủ động
- là hướng của xe tại điểm bám line C
Toạ độ tâm vận tốc tức thời I trên hệ thống tạo độ Oxy là: sin cos
Với bán kích quay tức thời là:
Phương trình động lực học của xe tại điểm M là: cos 0 sin 0
Trong đó: v , là vận tốc tải dài, vận tốc góc của xe được tính như sau:
- rlà bán kính bánh xe
- r , l là tốc độ quay của bánh phải với bánh trái
Phương trình động học của điểm tham chiếu R nằm trên đường line là:
Với v R , R là vận tốc dài, vận tốc góc mong muốn thiết kế cho xe
Bộ điều khiển được thiết kế để đưa điểm bám đường C đến vị trí mong muốn
R với vận tốc mong muốn v R Để điều khiển được, ta cần xác định các sai số bản line trong hệ toạ độ Muv như sau:
Sau khi có giá trị sai số vị trí, ta đạo hàm chúng để có được sai số về vận tốc như sau:
Thay (3.7) vào (3.11) ta được sai số về vận tốc:
Mục đích của giải thuật điều khiển là để điểm C bám theo điểm tham chiếu R bằng cách xác định các sai số x e, y e và θ e Trong thực tế, vận tốc thực của xe gần bằng vận tốc mong muốn, dẫn đến sai số x e = 0 Sai số y e được đo từ cảm biến, trong khi sai số θ e cần được tính toán Để tính toán sai số θ e, xe di chuyển theo phương trước đó một đoạn ds nhỏ, sao cho khi nối hai điểm R và R', ta có được tiếp tuyến của đường cong.
Hình ảnh 24: Phác hoạ xe bám theo đường
3.1.1.2 Tính toán chọn công suất động cơ Địa hình làm việc của robot là địa hình phẳng, giả thiết bỏ qua sự biến dạng của bánh xe, bỏ qua lực cản của không khí trong quá trình robot di chuyển
Các thông số của robot:
• Khối lượng ước tính: M = 15 (kg)
• Khối lượng hàng hoá tối đa: 18 (kg)
• Chọn bánh xe có đường kính: 2r = 150 (mm)
• Chọn tốc độ tối đa là: 0,5 (m/s)
• Thông số cơ bản của bánh xe là: đường kính 150 (mm), bề rộng của bánh xe là 30 (mm), tải trọng tối đa 43 (kg)
Phân tích lực tác động lên một bánh xe chủ động gồm 4 lực tác dụng như sau:
Hình ảnh 25: Phân tích các lực xe di chuyển
- F msn là lực ma sát nghỉ giữa bánh xe và bề mặt sàn
- F w là lực kéo sinh ra do momen của động cơ
- N là phả lực của mặt sàn
- P 1 là một nửa trọng lực của xe, 1 2
- M 1 là momen xoắn cho động cơ
- m 1 là một nửa tổng trọng lượng của robot và hàng, 1 2 m = m
Robot được thiết kế để di chuyển theo phương thức chuyển động thẳng Hai bánh dẫn động của robot hoạt động với tốc độ đồng đều về phía trước, đạt vận tốc 𝑣 = 0,5 (m/s) Tốc độ quay của bánh xe sẽ được tính toán dựa trên thông số này.
Phương trình cân bằng lực: w 1 1
Với a là gia tốc của xe
Khi xe chuyển động đều
Vận tốc không đổi 𝑣 = 0,5 (m/s), nên gia tốc a = 0(m/s 2 ) Khi đó:
2 = 206,7 (N) (17) Lực kéo sinh ra do momen của động cơ là:
𝐹 𝑤 = 𝐹 𝑚𝑠𝑛 = 𝜇 𝑙 𝑁 = 0,015𝑥206,7 = 3,1 (N) (18) Với hệ số ma sát lăn l =0,015khi di chuyển trên sàn bê tông
Công suất cần thiết để xe di chuyển ổn định với vận tốc 0.5 (m/s) là
Xe tăng tốc với gia tốc 𝑎 = 0,5(𝑚/𝑠 2 ) để hàng không rơi
Lực kéo sinh ra do momen của động cơ là:
𝐹 𝑤 = 𝐹 𝑚𝑠𝑛 + 𝑚 1 𝑎 = 𝜇 𝑛 𝑁 + 𝑚 1 𝑎 = 1𝑥206,7 + 42𝑥0,5 = 228 (N) (20) Với hệ số ma sát tĩnh là 1 =1
Momen xoắn cần thiết để xe tăng tốc là:
𝑀 1 = 𝐹 𝑤 𝑟 = 228𝑥0,035 = 7,98 (Nm) (21) Công suất cần thiết để tăng tốc lên 0,5 (m/s) là:
Công suất động cơ cần thiết được xác định là 114 W với tốc độ yêu cầu là 63 rpm Do đó, động cơ giảm tốc được chọn có tốc độ 70 rpm, điện áp 24V và công suất 120W.
Hình ảnh 26: Động cơ giảm tốc Planet
3.1.2 Bản vẽ cơ khí Robot
Hình ảnh 27: Bản vẽ tổng quan
Hình ảnh 288: Bản vẽ phân rã
3.1.2.1 Thiết kế cơ khí module phục vụ
Phần cơ khí của module phục vụ bao gồm các giá đỡ được gắn với trục hai bên bằng những tấm nẹp vuông góc, và ở trên đỉnh là màn hình điều khiển các chức năng của module phục vụ.
Hình ảnh 299: Bản vẽ thân vỏ sau khi hàn 2 thanh đỡ
3.1.2.2 Các bản vẽ gia công
Hình ảnh 30: Bản vẽ hộp thân
➢ Bản vẽ thanh nối đỡ khay đồ ăn:
Hình ảnh 31: Bản vẽ thanh đỡ khay đồ ăn
Hình ảnh 32: Bản vẽ khay đồ ăn
➢ Bản vẽ đế di chuyển:
Hình ảnh 33: Bản vẽ đế di chuyển Robot
Thiết kế hệ thống điều khiển
Hình ảnh 34: Sơ đồ khối nguyên lí
Hệ thống điện được thiết kế với thiết bị điều khiển chính là STM32, kết hợp với các cảm biến đầu vào như cảm biến tiệm cận, cảm biến siêu âm và cảm biến line Để thực hiện các chức năng đầu ra, hệ thống sử dụng loa âm thanh, màn hình HMI, driver và động cơ Nguồn năng lượng từ pin Lithium 24V đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định và hiệu quả.
3.2.1 Chọn thiết bị điều khiển
Hình ảnh 35: Board mạch STM32F101VBT6 Chi tiết STM32F101VBT6
➢ 100 chân (trong đó có 12 chân có thể được sử dụng như những chân PWM)
➢ 16 chân có thể sử dụng ADC
➢ 3 timer đầy đủ chức năng chức năng (encoder, PWM, …)
➢ Hỗ trợ giao tiếp I2C, SPI, USART
➢ 1 thạch anh với tần số dao động 8 MHz
- Chip xử lý ARM® 32-bit Cortex® -M3 CPU
- Điện áp vào (đề nghị) 7V-15V
- Điện áp vào (giới hạn) 6V-20V
- Cường độ dòng điện trên mỗi 3.3V pin 50 mA
- Cường độ dòng điện trên mỗi I/O pin 20mA
STM32F101VBT6 được lập trình bằng phần mềm KielC V5, một trong những IDE hàng đầu hiện nay, được các lập trình viên ưa chuộng để phát triển mã cho dòng vi điều khiển lõi ARM do ST phát hành.
Hình ảnh 36: Giao diện phần mềm KielC V5
STM32F101VBT6 mang lại tiện ích vượt trội với bộ nhớ flash lớn, số chân phong phú và nhiều shield hỗ trợ, giúp tối ưu hóa hiệu suất cho các ứng dụng điện tử.
STM32F101VBT6 là một board mạch phù hợp với yêu cầu khắt khe của hệ thống điều khiển
Mạch cầu H điều khiển tốc độ động cơ
Hình ảnh 37: Mạch cầu H BTS7960
- Dùng nhiều trong các mạch điện tử
- Được ứng dụng để làm các sản phẩm công nghiệp như: điều khiển robot,…
- Sử dụng cặp chip BTS7960
- Mỗi chip tích hợp 2 mosfet, 1 mosfet kênh N, 1 mosfet kênh P
Là module giảm áp có khả năng điều chỉnh được dòng ra đến 3A LM2596 là
IC nguồn tích hợp đầy đủ bên trong Tức là khi cấp nguồn 9v vào module, sau khi giảm áp ta có thể lấp được nguồn 3A < 9v như 5V hay 3.3V
➢ Module nguồn không sử dụng cách ly
➢ Kích thước mạch: 53mm x 26mm
Hình ảnh 3910: Màn hình HMI
• Tính đầy đủ kịp thời và chính xác của thông tin
• Tính mềm dẻo, dễ thay đổi bổ sung thông tin cần thiết
• Tính đơn giản của hệ thống, dễ mở rộng, dễ vận hành và sửa chữa
• Tính “Mở”: có khả năng kết nối mạnh, kết nối nhiều loại thiết bị và nhiều loại giao thức
• Khả năng lưu trữ cao
+ Ứng dụng thực tế của HMI:
• HMI luôn có trong các hệ SCADA hiện đại, vị trí của HMI ở cấp điều khiển, giám sát
+ Các điểm mạnh về tính năng:
• Giao tiếp UART, với chỉ 2 dây tin hiệu (TX, RX) rất dễ dàng giao tiếp và điều khiển
• Phần mềm thiết kế giao diện trên máy tính trực quan và dễ sử dụng, giao tiếp với màn hình qua giao tiếp UART
Bộ nhớ lưu trữ và xử lý hình ảnh tích hợp khe thẻ nhớ giúp giảm thiểu tác vụ xử lý hình cho mạch điều khiển trung tâm, chỉ truyền dữ liệu thao tác cảm ứng về trung tâm.
• Thiết kế cảm ứng điện trở giúp dễ dàng thao tác khi mang găng tay trong môi trường lao động
• Mạch có chất lượng gia công tốt, độ bền cao
+ Thông số kỹ thuật màn:
- Kích thước tổng thể: 218.1mm(L)×150mm(W)×22.5mm(H)
- Khu vực hiển thị: 154.08mm(L)×85.92mm(W)
- Cường độ dòng điện: 170mA~430mA
- Tốc độ đọc của bộ nhớ: 12MB/s
- I/O: 8 kênh ( 2 kênh là PWM) Động cơ giảm tốc
Hình ảnh 4011: Động cơ giảm tốc
- Tên sản Phẩm: Động cơ hộp số hành tinh - động cơ cho robocon Planet 24v
- Hộp số động cơ dùng bánh răng vệ tinh nên rất bền bỉ yên tâm khi sử dụng
- Thích hợp dùng trong các cơ cấu băng tải, robocon và 1 số chi tiết trong các loại máy công cụ,oto v.v
➢ Điện áp cấp vào 24v 468 vòng/phút
➢ Encoder 7 or 13 xung/vòng sử dụng nguồn 3.3v-5volt
➢ Đường kính ngoài 42mm, đường kính trục 10mm
Thuật toán điều khiển
➢ Điện áp cấp vào 24v 468 vòng/phút
➢ Encoder 7 or 13 xung/vòng sử dụng nguồn 3.3v-5volt
➢ Đường kính ngoài 42mm, đường kính trục 10mm
3.3 Lập trình điều khiển trên stm32
3.3.1.1 Điều khiển module di chuyển Điều khiển kiểu bám đường
Bộ điều khiển có nhiệm vụ điều chỉnh sai lệch đường đi về không bằng cách tính toán vận tốc phù hợp cho cả hai động cơ của robot Để đơn giản hóa, chênh lệch vận tốc giữa hai động cơ được sử dụng làm đầu ra, dẫn đến việc bộ điều khiển chỉ cần một ngõ vào và một đầu ra Điều này cho phép áp dụng luật điều khiển PID cho robot bám đường một cách hiệu quả.
3.3.1.2 Điều khiểu động cơ DC encoder bằng PID
Sử dụng bộ điều khiển PID cho từng động cơ giúp kiểm soát vận tốc hiệu quả Bộ điều khiển này nhận tín hiệu đầu vào từ encoder, từ đó tạo ra giá trị độ rộng xung để điều khiển mạch công suất của động cơ.
Hình ảnh 4112:Lưu đồ thuật toán chương trình bám line của robot
Sơ đồ điều khiển động cơ bằng PID:
Hình ảnh 42: Sơ đồ bộ điều khiển động cơ PID cho động cơ
P (Proportional): là phương pháp điều chỉnh tỉ lệ, giúp tạo ra tín hiệu điều chỉnh tỉ lệ với sai lệch đầu vào theo thời gian lấy mẫu
I (Integral) là tích phân của sai lệch theo thời gian lấy mẫu, giúp điều chỉnh tín hiệu để giảm độ sai lệch về 0 Phương pháp điều khiển tích phân cho phép theo dõi tổng sai số tức thời theo thời gian và sai số tích lũy trong quá khứ Khi thời gian lấy mẫu càng nhỏ, tác động điều chỉnh tích phân sẽ càng mạnh, tương ứng với độ lệch càng nhỏ.
D (Derivative) là vi phân của sai lệch, giúp điều khiển vi phân tạo ra tín hiệu điều chỉnh tỷ lệ với tốc độ thay đổi của sai lệch đầu vào Thời gian điều chỉnh càng lớn, phạm vi điều chỉnh vi phân càng mạnh, cho phép bộ điều chỉnh phản ứng nhanh hơn với sự thay đổi của đầu vào.
Sơ đồ của hiệu chỉnh PID có 3 khâu, 3 khâu này tạo thành một tổng bởi các biến điều khiển và có ký hiệu là MV
Công thức MV (t) = P(out) + I(out) + D(out) thể hiện mối quan hệ giữa các thành phần đầu ra Khâu tỉ lệ, hay còn gọi là độ lợi, có tác dụng thay đổi các giá trị đầu ra dựa trên sai số hiện tại Trong khi đó, khâu tích phân hoạt động như một khâu reset, tỷ lệ với biên độ sai số và thời gian sai số.
Khâu vi phân là biên độ của quá trình phân phối vi phân trên tất cả trạng thái giới hạn bởi độ lợi của vi phân
𝑑𝑡 (24) Áp dụng sơ đồ và các công thức toán để xây dựng giải thuật điều khiển cho động cơ Sử dụng phương pháp băm xung để tìm hệ số:
Ta có độ rộng xung gần như tỉ lệ thuận với sai số e Công thức tính độ rộng xung sẽ tính như sau:
Theo thực tế, việc đo bằng encoder và băm xung ra động cơ dựa trên công thức đã nêu, tuy nhiên, độ rộng xung (X) không thể mang giá trị âm.
Với : X là độ rộng xung, e là sai số Kp là hệ số
X0 là 1 hằng số để khi kết quả 𝐾 𝑝 𝑒 + 𝐾 𝑖 ∫ 𝑒 0 𝑡 + 𝐾 𝑑 𝑑𝑒(𝑡)
𝑑𝑡 âm thì X cũng chỉ đạt đến giá trị nhỏ nhất là 0
Hình ảnh 43: Chương trình PID điều khiển tốc độ động cơ DC
Dựa vào thực nghiệm ta có các chỉ số cân bằng đối với từng động cơ trong quá trình khởi chạy ban đầu và di chuyển:
+) Động cơ 1: có Kp1=0.0178; Kd1 = 0.10546
+) Động cơ 2: có Kp2=0.014954; Kd2=0.1156
3.3.1.3 Lưu đồ thuật toán điều khiển module phục vụ: Điều khiển hiển thị
- Điều khiển màn hình HMI theo phương thức UART:
UART, or Universal Asynchronous Receiver-Transmitter, is an integrated circuit used for serial data transmission between computers and peripheral devices.
UART là một giao thức truyền dữ liệu nối tiếp, cho phép giao tiếp giữa hai thiết bị thông qua hai phương thức: truyền dữ liệu nối tiếp và truyền dữ liệu song song.
Hình ảnh 44: Giao tiếp UART
Giao tiếp dữ liệu nối tiếp cho phép truyền tải dữ liệu qua cáp hoặc đường dây dưới dạng bit, chỉ cần hai cáp để thực hiện Phương thức này yêu cầu số lượng mạch hoặc dây rất ít, mang lại lợi ích trong các mạch ghép so với giao tiếp song song.
Giao tiếp dữ liệu song song cho phép truyền tải dữ liệu qua nhiều cáp đồng thời, tuy nhiên yêu cầu số lượng mạch và dây lớn hơn.
Vì vậy, giao tiếp song song tốn kém nhưng đổi lại rất nhanh, nó đòi hỏi phần cứng và cáp bổ sung
Thiết kế giao diện điều khiển:
Thiết kế trên phần mềm của hãng TJC UART HMI:
Hình ảnh 45: Giao diện phần mềm thiết lập giao diện trên màn HMI
- Giao diện khởi động của hiển thị giao tiếp:
Hình ảnh 46: Giao diện khởi động của hiển thị giao tiếp
Hình ảnh 47: Giao diện chính
- Giao diện quản lý di chuyển của robot
Hình ảnh 48: Giao diện quản lí di chuyển robot
- Giao diện quản lý cài đặt tốc độ di chuyển và âm thanh
Hình ảnh 49: Giao diện quản lý cài đặt tốc độ di chuyển và âm thanh
- Giao diện số lượng đặt món tại số bàn:
Hình ảnh 50:Giao diện số lượng đặt món tại số bàn
- Giao diện quản lý đánh giá chất lượng:
Hình ảnh 51: Giao diện quản lý đánh giá chất lượng
- Giao diện Menu chọn món:
Hình ảnh 52: Giao diện Menu chọn món
- Giao diện đánh giá chất lượng phục vụ
Hình ảnh 53: Giao diện đánh giá chất lượng phục vụ
Hình ảnh 54: Cài đặt line Điều khiển loa
Hệ thống âm thanh của robot bao gồm hai thư mục chính: 1.wav chứa file giới thiệu về nhà hàng khách sạn và 2.wav chứa file giới thiệu thực đơn.
Khi robot di chuyển trên đường đi, nó sẽ phát ra âm thanh giới thiệu về nhà hàng và khách sạn Khi robot đến vị trí bàn, nó sẽ tiếp tục phát âm thanh để giới thiệu thực đơn các món ăn.
Hình ảnh 55: Lưu đồ thuật toán sử dụng loa
3.3.1.4 Điều khiển robot tìm vị trí di chuyển a) Điều khiển vị trí
Sơ đồ bố trí các bàn và đường di chuyển của robot có dạng như hình vẽ:
Hình ảnh 56: Sơ đồ vị trí bàn và đường di chuyển cho robot
Với các số 1; 2; 3; 4; 5; 6 là số thứ tự các bàn
Robot sử dụng cảm biến dò đường để theo dõi đường line và nhận diện hướng rẽ tại các ngã ba Mỗi ngã ba được trang bị cảm biến phát hiện, giúp tăng bộ đếm xác định vị trí chính xác của bàn để thực hiện nhiệm vụ.
Khi robot đến ngã ba, nó sẽ sử dụng cảm biến dò line để xác định hướng rẽ trái hoặc phải Để phân loại các bàn, robot sẽ sử dụng bộ đếm, trong đó bàn bên trái được đánh số lẻ và bàn bên phải được đánh số chẵn.
Khi robot đến điểm kết thúc của đường đi, nó sẽ gặp một ngã tư Nhờ vào cảm biến dò đường, robot có khả năng nhận biết vị trí này và thực hiện quay đầu để trở về vị trí xuất phát.
