THIẾT kế và CHẾT tạo ROBOT vận CHUYỂN THỰC PHẨM

Họ tên sinh viên : Ngu yễn Văn Hóa Bùi Tha nh Vạn TÊ N ĐỀ TÀI : Thi ết kế chế tạo rob ot vân chu yển lươ ng thự c 202 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH: CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ CHUYÊN NGÀNH: CƠ ĐIỆN TỬ ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ CHẾT TẠO ROBOT VẬN CHUYỂN THỰC PHẨM Người hướng dẫn : TS LÊ ĐOÀN ANH Sinh viên thực : NGUYỄN VĂN HÓA Mã sinh viên : 1811504410221 Lớp :18CDT2 Sinh viên thực : BÙI THANH VẠN Mã sinh viên : 1811504410262 Lớp : 18CDT2 Đà Nẵng, 02/2022 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH : CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ CHUYÊN NGÀNH: CƠ ĐIỆN TỬ ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ CHẾT TẠO ROBOT VẬN CHUYỂN THỰC PHẨM Người hướng dẫn : TS LÊ ĐOÀN ANH Sinh viên thực : NGUYỄN VĂN HÓA Mã sinh viên : 1811504410221 Lớp :18CDT2 Sinh viên thực : BÙI THANH VẠN Mã sinh viên : 1811504410262 Lớp : 18CDT2 Đà Nẵng, 02/2022 Nhận xét người hướng dẫn: Nhận xét doanh nghiệp: Nhận xét người phản biện: Tên đề tài: thiết kế chế tạo robot vận chuyển thực phẩm Sinh viên thực Nguyễn Văn Hóa Mã SV : 1811504410221 Lớp: 18CDT2 Sinh viên thực : Bùi Thanh Vạn Mã SV : 1811504410221 Lớp : 18CDT2 ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… Nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp: Tuần Tuần Tuần Tuần Tuần Tuần Tuần Tuần Tuần Tuần Tuần Tuần Tuần Tuần Tuần 10 11 12 13 15 16 - Tìm tài liệu tham khảo báo cáo, sách Nêu tổng quan nhiệm vụ đề tài Tìm hiểu phương pháp nguyên cứu đề tài Tìm hiểu mơ hình động học động lưc học Mơ hình hóa hệ thống động Tìm hiểu encoder ngắt Tìm hiểu điều khiển PID Đưa phương án cho hệ thống khí Thiết lập sơ đồ khối cách kết nối linh kiện hàm sử dụng Lập sơ đồ nối dây giải thích liên kết tìm hiều arduino Lập trình mơ proteus động Lập trình mơ proteus kết hợp với cảm biến Thiết lập PID hoàn chỉnh lập trình Hồn thiện mạch mơ mạch thật Chuẩn bị tâm lí đến bảo vệ xem thiếu sót báo cáo thuyết minh LỜI NĨI ĐẦU Trên thực tế khơng có thành cơng mà không gắn liền với hỗ trợ,giúp đỡ dù hay nhiều, dù trực tiếp hay gián tiếp người xung quanh.Trong trình làm đồ án tốt nghiệp em nhận nhiều giúp đỡ ,đóng góp ý kiến bảo nhiệt tình Thầy Cơ, gia đình bạn bè Đầu tiên em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy T.S Đoàn Lê Anh người hướng dẫn đề tài đồ án em, thầy nhiệt tình hỗ trợ em mặt thời gian em thực đề tài Thầy cung cấp cho em kiến thức quý báu, ln động viên em cố gắng hồn thành đề tài Em thật biết ơn thầy! Em xin cảm ơn thầy cô môn – điện tử dạy bảo em,cung cấp cho em học bổ ích kinh nghiệm quý báu không giúp em thực đồ án mà làm hành trang cho nghiệp em sau Ghi chú: Sinh viên trình bày “Lời cảm ơn” phần “Lời nói đầu” CAM ĐOAN Chúng em xin cam đoan tồn cơng sức cố gắng chúng em để hoàn thành đồ án tốt nghiệp Tuyệt đối không lấy sản phẩm hay cách làm người khác Sinh viên thực {Chữ ký, họ tên sinh viên} 10 Thiết kế chế tạo robot vân chuyển thực phẩm Có thể sạc sạc lại Tổng công suất 12.6 * 2.6=33Wh 4.3 Ghép nối thành phần vào vi điều khiển Hình 4:27 : Sơ đồ nối dây Proteus • Phân tích cách kết nối linh kiện: Đầu tiên LCD I2C với vi điều khiển: Ghép tất chân I2C với LCD chân SDA với SCL vào chân A4 A5 vi điều khiển Tiếp theo L298N với vi điều khiển: Các chân int1, int2, int3, int ghép nối vào chân 7,6,5,4 vào vi điều khiển Các chân output1, output2, output3, output4 đầu động cấp nguồn cho động quay Chân enA enB chân băm xung cấp lượng điện áp cho động chạy ghép nối vào chân số chân 11 vi điều khiển Hai chân trả xung A xung B encoder đầu vào chân 2(INT0) (INT1) Sinh viện thực : Nguyễn Văn Hóa 18CDT2 Bùi Thanh Vạn 18CDT2 Người hướng dẫn: TS Lê Đoàn Anh Thiết kế chế tạo robot vân chuyển thực phẩm 4.4 Lập trình mơ 4.4.1 Thuật tốn Lưu đồ : Lưu đồ encoder Giải thích thuật tốn: Chúng ta ngắt kênh A để gọi hàm encoder để đếm số xung thời gian lấy mẫu, đọc kênh B mức high low để biết chiều quay động Sinh viện thực : Nguyễn Văn Hóa 18CDT2 Bùi Thanh Vạn 18CDT2 Người hướng dẫn: TS Lê Đoàn Anh Thiết kế chế tạo robot vân chuyển thực phẩm Lưu đồ : Lưu đồ thuật toán Sinh viện thực : Nguyễn Văn Hóa 18CDT2 Bùi Thanh Vạn 18CDT2 Người hướng dẫn: TS Lê Đoàn Anh Thiết kế chế tạo robot vân chuyển thực phẩm Giải thích chương trình: Chúng ta cài đặt giá trị Kp,Ki,Kd Tốc độ đếm từ số xung lần sau so với số xung lần trước qua thời gian lấy mẫu Khi số xung sau xung trước ta tính tốc độ phản hổi đọc từ encoder giá trị trừ tốc độ đặt Bộ khâu P,I,D tính lưu đồ thuật tốn giá trị cập nhật giá trị pwm đưa vào động thể rõ hình Lưu đồ 3:Lưu đồ cho xe tự hành Giải thích chương trình: Chúng ta đọc giá trị từ encoder, tìm chênh lệch vận tốc đưa so sánh PID có nhiệm vụ đưa sai số nhỏ điều khiển vận tộc bám theo vận tốc cho trước Sinh viện thực : Nguyễn Văn Hóa 18CDT2 Bùi Thanh Vạn 18CDT2 Người hướng dẫn: TS Lê Đoàn Anh Thiết kế chế tạo robot vân chuyển thực phẩm 4.4.2 lập trình phần mềm #include #include LiquidCrystal_I2C lcd(0x27,20,4); // khai bao bien #define in1 #define in2 #define ena #define in3 #define in4 #define enb 11 long last=0; float vantocthuc=0,vantoc; float vantocdat=100;; volatile unsigned long xung=0; float E=0; float E1=0; float E2=0; long a=0; long b=0; long c=0; long d=0; #define encodPinA #define encodPinB #define Kp 0.12//0.01 #define Kd 0.03// 0.0033 #define Ki 0.04 //0.004 float alpha =0; float beta =0; float gama =0; long Output=0; volatile long LastOutput=0; float T =1000; int PWM_val; //Khai báo chân tín hiệu cho motor B int pwm=0; // đọc giá trị mức kênh B void encoder() { if(digitalRead(encodPinB) == 1) { Sinh viện thực : Nguyễn Văn Hóa 18CDT2 Bùi Thanh Vạn 18CDT2 Người hướng dẫn: TS Lê Đoàn Anh Thiết kế chế tạo robot vân chuyển thực phẩm xung ++; } else { xung ; } } // cài đặt chân void setup() { pinMode(ena, OUTPUT); pinMode(in1, OUTPUT); pinMode(in2, OUTPUT); pinMode(enb, OUTPUT); pinMode(in3, OUTPUT); pinMode(in4, OUTPUT); delay(10); lcd.init(); lcd.backlight(); delay(100); pinMode(encodPinA,INPUT); pinMode(encodPinB,INPUT); attachInterrupt(0,encoder,FALLING); //ngắt cạnh xuống đọc giá trị mức từ hàm encoder chân số vi điều khiển last=millis(); Serial.begin(9600); } void loop() { pwm=198; xung; pwm=235+Output; //cập nhật giá trị pwm tocdo(); if(millis()-last>=999.9) //sau 1s làm { chaymotor(); vantoc=xung*60*1.0/330;// vận tốc đổi sang rpm vantocthuc=xung*60*1.0/330*3.14*0.1/60;// vận tốc đổi sang m/s // E=xung; E=vantocdat-vantocthuc; PID();// gọi hàm PID Sinh viện thực : Nguyễn Văn Hóa 18CDT2 Bùi Thanh Vạn 18CDT2 Người hướng dẫn: TS Lê Đoàn Anh Thiết kế chế tạo robot vân chuyển thực phẩm lcd.setCursor(0,2); // lcd.print(E); LCD(); last=millis(); xung=0; } } void PID() // chương trình PID { E=vantocdat-vantocthuc; alpha = 2*T*Kp + Ki*T*T + 2*Kd; beta = T*T*Ki - 4*Kd - 2*T*Kp; gama = 2*Kd; Output = (alpha*E + beta*E1 + gama*E2 + 2*T*LastOutput)/(2*T); LastOutput=Output; E2=E1; E1=E; if(Output>255) {Output=255;} if(Output255) {pwm=255;} } void tocdo() { } void LCD() { // lcd.setCursor(0,0); // lcd.print(pwm); lcd.setCursor(0,1); lcd.print(vantocthuc); // lcd.print(E); lcd.setCursor(0,3); lcd.print(xung); } 4.4.3 Chạy proteus Hình 4:28 : Kết mô Proteus Sinh viện thực : Nguyễn Văn Hóa 18CDT2 Bùi Thanh Vạn 18CDT2 Người hướng dẫn: TS Lê Đoàn Anh Thiết kế chế tạo robot vân chuyển thực phẩm CHƯƠNG 5: Mơ hình sản phẩm thực nghiệm đánh giá kết 5.1 Mơ hình sản phẩm sau hồn thành Sau thời gian nghiên cứu tìm tịi chúng em hồn thành xong đề tài robot tự hành 5.2 Kết đạt • Khi vận tốc đặt 0.5m/s động chạy rơi vào khoảng 0.49 đến 0.51 • Quãng đường rơi vào khoảng 24.5 – 25.5 so với 25m ban đầu + Trước di chuyển: Sinh viện thực : Nguyễn Văn Hóa 18CDT2 Bùi Thanh Vạn 18CDT2 Người hướng dẫn: TS Lê Đoàn Anh Thiết kế chế tạo robot vân chuyển thực phẩm + Sau di chuyển Sinh viện thực : Nguyễn Văn Hóa 18CDT2 Bùi Thanh Vạn 18CDT2 Người hướng dẫn: TS Lê Đoàn Anh Thiết kế chế tạo robot vân chuyển thực phẩm 5.3 Nhận xét: Robot hoạt động với tín hiệu điều khiển, cho thấy giải thuật vi điều khiển tốt Thực vận chuyển với yêu cầu đề tài Sinh viện thực : Nguyễn Văn Hóa 18CDT2 Bùi Thanh Vạn 18CDT2 Người hướng dẫn: TS Lê Đoàn Anh Thiết kế chế tạo robot vân chuyển thực phẩm CHƯƠNG 6: Tổng kết hướng kết phát triển đề tài 6.1 đánh giá kết đề tài: 6.1.1 Những công việc đạt - Đề tài hồn thành cơng việc sau: - Phân tích mơ hình động học, tìm mối qua hệ vận tốc hai bánh góc - lệch mơ hình robot - Thiết kế khí cho mơ hình robot tự hành - Xây dựng hệ thống khí, điện tử, điều khiển hồn thiện kết nối - mô đun - Thực nghiệm sử dụng cảm biến, điều khiển động - Xây dựng giải thuật chương trình PID, thực nghiệm giải thuật cho - robot hệ thống tự động Kết thực nghiệm cho thấy robot thực nhiệm vụ di chuyển 6.1.2 Những hạn chế đề tài - Chạy chưa quỹ đạo đường thẳng lệch tâm gá trục động - Còn rung lắc chuyển động - Sai số tương đối lớn nhiễu từ linh kiện, từ môi trường bên ngồi 6.1.3 Hướng phát triển đề tài Có thể dùng thêm xử lí ảnh để nhận dạng đường cho robot Có thể thơng qua giao tiếp máy tính để kiểm sốt vị trí robot Sinh viện thực : Nguyễn Văn Hóa 18CDT2 Bùi Thanh Vạn 18CDT2 Người hướng dẫn: TS Lê Đoàn Anh Tên đề tài KẾT LUẬN Nội dung kết luận: Đề tài kết hợp công sức tập thể giúp đỡ tận tình thầy Tụi em hoàn thành xong robot tự hành thời hạn Dù gặp nhiều khó khăn ảnh hưởng dịch covid Robot chạy yêu cầu Chịu tải trọng 5KG Chạy bám theo vận tốc cho trước 0.5 m/s Chạy theo quãng đường di chuyển 25m Hiểu cách sử dụng vi điều khiển arduino Hiểu cách điều chế độ rộng xung Thiết kế áp dụng điều khiển PID Ghi phần Kết luận - Phần Kết luận cần phải nêu kết luận chung, khẳng định kết đạt được, đóng góp, đề xuất kiến nghị (nếu có); Trong phần này, định dạng điểm/ mục kết luận theo dạng Outline Numbering Bullets Sinh viên thực hiện: Người hướng dẫn: Tên đề tài TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] [2] Ghi chú: tài liệu tham khảo liệt kê theo thứ tự trích dẫn Báo cáo đồ án tốt nghiệp, loại tài liệu ghi thơng tin trích dẫn sau: Tài liệu tham khảo sách: - TS Trần Ngô Quốc Huy Bộ điều khiển PID Tài liệu tham khảo tạp chí, báo: - Nguyễn Văn Tính Mơ hình hóa điều khiển robot di động Tài liệu tham khảo từ nguồn khóa luận, luận khác Đoàn Hiệp (12/08/2005) Định vị cho robot di động không gian hai chiểu Tài liệu tham khảo từ nguồn Internet: - Edouard Ivanjko (1/2010) Modelling of Mobile Robot Dynamics ( https://www.researchgate.net/publication/228561343_Modelling_of_Mobile_Robot_D ynamics ) Phụ lục ... ĐIỆN TỬ ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ CHẾT TẠO ROBOT VẬN CHUYỂN THỰC PHẨM Người hướng dẫn : TS LÊ ĐOÀN ANH Sinh viên thực : NGUYỄN VĂN HÓA Mã sinh viên : 1811504410221 Lớp :18CDT2 Sinh viên thực : BÙI THANH... tốt Thực vận chuyển với yêu cầu đề tài Sinh viện thực : Nguyễn Văn Hóa 18CDT2 Bùi Thanh Vạn 18CDT2 Người hướng dẫn: TS Lê Đoàn Anh Thiết kế chế tạo robot vân chuyển thực phẩm CHƯƠNG 6: Tổng kết... kết hợp (rôto) bánh xe(kg.m2) Sinh viện thực : Nguyễn Văn Hóa 18CDT2 Bùi Thanh Vạn 18CDT2 Người hướng dẫn: TS Lê Đoàn Anh Thiết kế chế tạo robot vân chuyển thực phẩm Động robot di động dịch chuyển