BÀI BÁO CÁO ĐỀ TÀI: “THIẾT KẾ MÔ HÌNH ÔTÔ DÒ ĐƯỜNG

Đề tài của nhóm đặt ra là thiết kế và chế tạo một robot tự động có khả năng di chuyển theo một đường đã định sẵn.. Kết luận: sau quá trình nghiên cứu, tìm hiểu của cả nhóm và các ứng dụn

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG

KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ & TRUYỀN THÔNG

BÀI BÁO CÁO

Giáo viên hướng dẫn : Th.S Đinh Quý Long

Lớp : KTMT – K13A

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đăng Nam Quang

Thái Nguyên, tháng 04 năm 2016

MỤC LỤC

CHƯƠNG I : TÌM HIỂU CÔNG NGHỆ 4

1.1 Khái quát chung 4

1.2 Yêu cầu công nghệ 4

1.3 Sơ đồ khối của hệ thống 4

CHƯƠNG II: PHƯƠNG ÁN LỰA CHỌN THIẾT KẾ 6

2.2 Khối cảm biến dung quang trở 6

2.2.1 Giới thiệu về quang trở 6

2.2.2 Nguyên lý hoạt động 6

2.2.3 Ưu điểm 6

2.2.4 Nhược điểm 6

2.3 Khối điều khiển động cơ dùng LM358 7

2.3.1 Ưu điểm 7

2.3.2 Nhược điểm 7

2.4 Khối động cơ 7

2.5 Khối nguồn 8

CHƯƠNG III: KẾT QUẢ VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 8

3.1.1 Mạch in 8

4.1.2 mạch in thực tế 9

4.2 Một số ưu, nhược điểm của mạch 9

4.2.1 Ưu điểm 9

4.2.2 Nhược điểm 9

CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 10

LỜI NÓI ĐẦU

Trong quá trình công nghiệp hóa – hiện đại hóa của đất nước, rất nhiều kĩ thuật công nghệ mới phát triển và được áp dụng vào thiết bị, máy móc trong tất cả các lĩnh vực của sản xuất cung như đời sống con người Trong đó việc lập trình va điều khiển các thiết bị kĩ thuật là cần thiết và cần được phát huy, mở rộng hơn nữa Bên cạnh đó cùng với sự phát triển của các công nghệ thông tin động, giao tiếp và kết nối không dây đã làm cho kĩ thuật, công nghệ từng bước đi lên và ngày càng có nhiều thành tựu

Đề tài mà chúng em thực hiện cũng thiết kế và chế tạo ô tô dò đường Mặc dù rất

cố gắng nhưng do kiến thức còn hạn hẹp, kinh nghiệm chưa nhiều nên không thể tránh khỏi những sai sót, rất mong được sự đóng góp ý kiến bổ sung của thầy giáo đề đề tài hoàn thiện hơn

Chúng em xin trân thành cám ơn thầy Đinh Quý Long đã hướng dẫn chúng em

hoàn thành đề tài này

Chúng em xin trân thành cảm ơn!

CHƯƠNG I : TÌM HIỂU CÔNG NGHỆ

1.1 Khái quát chung

Ngày nay với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học - kỹ thuật thì tự động hóa trong sản xuất cũng như trong đời sống hàng ngày càng phát triển và hoàn thiện Trong đó robot cung có vai trò quan trọng không thể thay thế được, nó giúp con người làm việc trong những điều kiện nguy hiểm khó khăn, từ những công việc đơn giản đến những việc đòi hỏi độ chính xác cao Tầm quan trọng của robot đối với cuộc sống của con người và khả năng chinh phục thiên nhiên đã dẫn tới sự phát triển vượt bậc cảu ngành công nghệ hiện nay

Chính bởi ứng dụng rộng rãi đó và sự phát triển đồng thời để tiếp cận với những kiến thức ban đầu về robot nhóm đã lựa chọn đề tài “ Thiết kế ô tô do dường” Đề tài của nhóm đặt ra là thiết kế và chế tạo một robot tự động có khả năng di chuyển theo một đường đã định sẵn Cụ thể ở đây là chiếc xe dò đường tự động

1.2 Yêu cầu công nghệ

Thiết kế xe dò đường bám theo vạch đen nền trắng( Bề rộng vạch 2 cm các góc cua lớn hơn 90 độ)

Những yêu cầu được đặt ra ở đây là hệ thống điều khiển trước hết phải có khả năng giao tiếp với người điều khiển Tức là phải cho phép thiết lập và thay đổi hệ thống và hiển thị trạng thái hệ thống

Hệ thống phải có bộ nguồn ổn định để cung cấp năng lượng hoạt động hệ thống một thời gian nhất định nào đó Khi tiến hành thay thế nguồn mới hoặc nạp năng lượng phải dễ dàng và tiện lợi

Hệ thống có khả năng nhận được tín hiệu báo nhận đường đi

Hệ thống có khả năng điều khiển được tốc độ của bánh xe robot một cách linh hoạt để từ đó có thể mở rộng thêm chức năng điều khiển tốc độ của robot về sau này

1.3 Sơ đồ khối của hệ thống

Nguyên lí hoạt động chung của sơ đồ khối: Từ ý tưởng thiết kế và sơ đồ khối như trên, ta có thể hiểu một cách vắn tắt và ngắn gọn về quá trình hoạt động của mạch Khi cấp nguồn cho toàn mạch, cảm biến được kích thích bởi ánh sáng Nó được thực hiện biến đổi tín hiệu áng sáng thành tín hiệu điện áp và đưa tới bộ điều khiển động cơ Bộ điều khiển động cơ nhận tín hiệu từ bộ cảm biến và xử lí, tín hiệu ra được đưa tới điều khiển 2 động cơ CR_MOTO làm cho các động cơ này quay và xe chạy

Kết luận: sau quá trình nghiên cứu, tìm hiểu của cả nhóm và các ứng dụng cung như sơ đồ cấu tạo cảu robot, nhóm em thấy chúng có rất nhiều úng dụng phổ biến trong đời sống hàng ngày cũng như trong công nghiệp nên nhóm chúng em đã đưa ra quyết định, đó là thực hiện thế kế “ Robot dò đường tự động”

CHƯƠNG 2: PHƯƠNG ÁN LỰA CHỌN THIẾT KẾ

Thực tế, với một số đề tài nghiên cứu thì chúng ta phải đưa ra được các phương án thiết kế và trong quá trình phân tích, tính toán chúng ta phải đưa ra ưu, nhược điểm của phương án thiết kế từ đó có thể chọn ra một phương án tối ưu nhất, qua việc tìm hiểu trong các tài liệu nhóm đã phân tích được các ưu nhược điểm những phương án trên đưa ra là phù hợp cho bài thiết kế của mình

2.2 Khối cảm biến dùng quang trở

2.2.1 Giới thiệu về quang trở

Quang trở là thiết bị có giá trị điện trở thay đổi phụ thuộc và cường độ ánh sáng chiếu vào

Hình 2 : Hình dáng và cấu tạo quang trở

2.2.2 Nguyên lý hoạt động

Trước tiên chúng ta cần 1 led siêu sáng làm nhiệm vụ phát ánh sáng vào quang trở Khi gặp khoảng trắng, led siêu sáng sẽ phản xạ ánh sáng, quang trở gặp tia phản xạ dẫn tới giá trị điện trở giảm mạnh từ đó cho dòng điện đi qua, tín hiệu tại đầu ra của quang trở được đưa tới khối sử lý Khi gặp vùng tối, ánh sáng led không được phản xạ

do đó quang trở không nhận được ánh sáng chiếu và, điện trở của quang trở rất lớn khiến dòng không đi qua quang trở dẫn tới không có tín hiệu đầu ra đưa tới khối sử lý

2.2.3 Ưu điểm

 Giá thành rẻ, phổ biến

 Mạch nguyên lý tương đối đơn giản, dễ dàng cho quá trình thiết kế

2.2.4 Nhược điểm

 Do giá trị điện trở không ổn định nên việc tính toán thông số đôi khi gặp khó khăn

 Nhảy cảm với ánh sáng nên tín hiệu dễ bị nhiễu

2.3 Khối điều khiển động cơ dùng LM358

LM358 là một IC gồm hai vi mạch thuật toán nằm trong cùng một vỏ, vì thế mạch thuật toán tiêu chuẩn là loại vi mạch đơn khối tích hợp lớn được chế tạo theo công nghệ màng mỏng Nhờ khả năng tích hợp lớn nên vi mạch này được ứng dụng rộng rãi trong thực tế

2.3.1 Ưu điểm

 Giá thành rẻ, phổ biến

 Việc thiết kế phù hợp với những kiến thức đã học trong giáo trình

 Làm việc tốt ở mức độ điện áp 5VDC

 Không cần bù tần số, tăng độ ổn định ở chế độ làm việc tuyến tính

 Có bảo vệ ngắn mạch và bảo bảo vệ quá tải

 Không bị khóa nếu tín hiệu nếu tín hiệu đưa vào không phù hợp

 Mạch nguyên lý tương đối đơn giản, dễ dàng cho việc thiết kế

 Linh kiện dễ tìm kiếm, mạch đơn giản và có khả năng ứng dụng cao trong thực tế

2.3.2 Nhược điểm

 Không có nhiều phát triển cho việc thiết kế mở rộng nhiều chức năng hơn

 Hệ số nén dòng pha lớn

 Công suất nhỏ

2.4 Khối động cơ

Với khối này chúng ta có thể thiết kế dùng động cơ DC 12V hoặc

là 5V, cả 2 động cơ này đều có đặc điểm giống nhau nhưng trong bài nhóm em chọn phương án dùng động cơ 5V vì : Nó phù hợp với kích thước mạch nhỏ gọn, phù hợp công suất sử dụng của mạch

Hình ảnh động cơ 5V

2.5 Khối nguồn

Để cung cấp nguồn một chiều cho các khối nguồn trong mạch hoạt động nhóm em đã sử dụng pin dự phòng nguồn

CHƯƠNG III: KẾT QUẢ

Sau một thời gian cùng nhau tìm hiểu, nghiên cứu lý thuyết và

mô phỏng bằng các phần mền chuyên dụng như thiết kế mạch thực

tế thì nhóm em đã thu được một kết quả như mong muốn

3.1 Mạch in

Hình : Mạch in khối điều khiển

Hình: Mạch in khối cảm biến

3.1.1 Mạch in thực tế

Từ kết quả trên nhóm em đã hoàn thành xong sản phẩm đúng như các yêu cầu đặt ra và dưới đây là một số hình ảnh thực tế

Hình ảnh sản phẩm thu được

4.2 Một số ưu, nhược điểm của mạch

4.2.1 Ưu điểm

- Mạch đơn giản dễ lắp đặt

- Hoạt động ổn định, chính xác

- Tiết kiệm năng lượng

4.2.2 Nhược điểm

- Quang trở dễ bị nhiễu bởi ánh sáng ban ngày

- Nếu đường cua hẹp quá thì cả 2 cảm biến nằm trên vạch đen, robot không chạy

CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT

TRIỂN

Đối với Việt Nam trong giai đoạn đầu của thời kì công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước, công nghệ sản xuất và chế tạo robot tự động là một lĩnh vực tương đối mới mẻ Robot tự động nhằm tạo ra

sự tự động hóa trong quá trình sản xuất giảm đi sức lao động bằng chân tay của người lao động Sản phẩm hoàn thành đơn giản trong hoạt động điều khiển chuyển động của robot tự động

Sau khi hoàn thành sản phẩm, chúng em mới thấy được vai trò rất lớn của việc làm đề tài qua những kiến thức thu được trên giảng đường Qua bài tập lớn chúng em đã hiểu rõ hơn về cách thức làm mạch và thiết kế mạch trên các phần mềm như proteus hay Altium TM

Designer qua đó tạo cho chúng em tính sáng tạo, năng động trong quá trình học tập và nghiên cứu

Chúng em xin trân thành cám ơn thấy Đinh Quý Long đã định hướng và hướng dẫn giúp đỡ chúng em hoàn thành đề tài bài tập lớn Mặc dù trong quá trình thực hiện chúng em đã gặp rất nhiều khó khăn, nhưng nhờ sự nhiệt tình chỉ dạy của thầy cùng với sự nỗ lực không nhỏ từ chúng em Cuối cung cả nhóm đã thực hiện thành công đề tài Qua đề tài này, chúng em cũng hiểu được tầm quan trọng của môn học Thực Hành Xưởng với sinh viên ngành Kĩ Thuật Máy Tính

Do thời gian có hạn nên đề tài của nhóm còn một số hạn chế, nhóm rất mong nhận được các ý kiến đóng góp của thầy, cô và các bạn để có thể hoàn thiện hơn

Một lần nữa chúng em xin trân thành cảm ơn thầy Đinh Quý Long cùng các thầy, cô trong khoa Công Nghệ Điện Tử và Truyền Thông

đã giúp đỡ chúng em hoàn thành đề tài này