Đang tải... (xem toàn văn)
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ GVHD Nguyễn Minh Tuấn SVTH Trần Ngọc Trọng 1713683 Trần Trí Thông 1713356 Nguyễn Hoàng Anh Tuấn 1710366 BÁO CÁO ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ ĐỀ TÀI THIẾT KẾ, C.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ - BỘ MƠN CƠ ĐIỆN TỬ - - STT HỌ VÀ TÊN MSSV Hoàng 1712032 GVHD: 1Nguyễn Võ Minh TuấnLong NgọcLêTrọng Thành Vinh SVTH: Trần 1713683 1713970 3Trần Trí Ơng Vũ Khánh Phát 1713356 1712576 Thông 4Nguyễn Nguyễn VõAnh Hồng Phú 1710366 1712647 Hồng Tuấn TP Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng 11 năm 2019 BÁO CÁO ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ ĐỀ TÀI TP Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2020ROBOT DỊ LINE THIẾT KẾ, CHẾ TẠOngày VÀ31ĐIỀU KHIỂN ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ LỜI CẢM ƠN Xin gửi lời cảm ơn đến thầy Nguyễn Minh Tuấn tận tình hướng dẫn nhóm hồn thành đồ án suốt học kỳ vừa qua Những kiến thức học từ môn Đồ án Thiết kế hệ thống điện tử kinh nghiệm quý giá cho thành viên nhóm để tiếp tục học tập rèn luyện vững vàng đường nghiệp sau Xin kính chúc thầy sức khỏe, hạnh phúc có nhiều cống hiến cho ngành Cơ khí nói chung Cơ điện tử nói riêng Hy vọng từ điều thầy hướng dẫn cho sinh viên nhóm người gặt hái thành cơng sau đóng góp cho ngành tương lai sau Xin chân thành cảm ơn thầy! ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN .i MỤC LỤC ii DANH SÁCH HÌNH ẢNH v DANH SÁCH BẢNG BIỂU viii CHƯƠNG I TỔNG QUAN 1 Robot dò line Yêu cầu kỹ thuật robot Các mẫu xe nước Các mẫu xe nước CHƯƠNG II LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN Lựa chọn nguyên lý xe 1.1 Xét chi phí 1.2 Xét khả thực .11 1.3 Xét khả chuyển hướng 11 1.4 Xét vận tốc thẳng 14 1.5 Vận tốc đoạn đường cong 18 1.6 Kết luận 19 Lựa chọn bánh xe .19 2.1 Bánh xe chủ động 19 2.2 Bánh xe bị động 20 Lựa chọn cảm biến .20 3.1 Lựa chọn loại cảm biến 20 3.2 Chọn loại cảm biến quang .20 Chọn giải thuật xác định tọa độ line 21 4.1 Thuật toán so sánh 21 4.2 Thuật toán nội suy hàm bậc hai .22 4.3 Thuật tốn trung bình trọng số .23 Chọn loại động 24 Chọn Driver 25 Chọn mạch ổn áp 28 Lựa chọn cấu trúc điều khiển 28 8.1 Cấu trúc điều khiển tập trung 28 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ 8.2 Cấu trúc điều khiển phân cấp 30 Lựa chọn vi điều khiển .31 10 Lựa chọn điều khiển vận tốc 32 11 Lựa chọn điểu khiển bám line 33 11.1 Bộ điều khiển Following tracking .33 11.2 Bộ điều khiển Fuzzy 34 CHƯƠNG III THIẾT KẾ CƠ KHÍ .35 Tính tốn lựa chọn động 35 Tính kích thước thân xe 39 Bố trí thiết bị xe 42 Dung sai lắp ghép .44 Dung sai hình học dung sai chế tạo đồ gá 44 5.1 Dung sai chế tạo 45 5.2 Dung sai hình học 46 IV PHẦN ĐIỆN .48 Sơ đồ khối hệ thống điện 48 Thiết kế cảm biến .48 2.1 Yêu cầu cảm biến 48 2.2 Thông số kỹ thuật cảm biến 49 2.3 Phương án xếp cảm biến 50 2.4 Lựa chọn điện trở mạch cảm biến 50 2.5 Xác định chiều cao dãy cảm biến so với mặt sàn 51 2.6 Xác định khoảng cách cảm biến 53 2.7 Calib cảm biến 54 2.8 Tìm vị trí tâm đường line 54 2.9 Thiết kế PCB mạch cảm biến 55 CHƯƠNG V THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN 56 Giải thuật điều khiển 56 Thiết kế điều khiển 59 2.1 Bộ điều khiển bám line 59 2.2 Bộ điều khiển cho động 59 CHƯƠNG VI MƠ HÌNH HĨA VÀ MƠ PHỎNG 65 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ Mơ hình động học robot .65 Cách xác định vị trí robot .66 Bộ điều khiển Following tracking, tìm khoảng cách d mô bám sa bàn 67 Xác định sai số mô 68 Mô điều khiển .70 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM VÀ KẾT LUẬN 73 Môi trường thực nghiệm .73 Kết thực nghiệm nhận xét .73 Kết luận phát triển 76 3.1 Kết đạt 76 3.2 Hướng phát triển đề tài 77 TÀI LIỆU THAM KHẢO .78 PHỤ LỤC A: BẢNG PHÂN CÔNG CÔNG VIỆC .79 PHỤ LỤC B: SƠ ĐỒ GANTT 80 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ DANH SÁCH HÌNH ẢNH Hình 1.1 Robot Kiva hoạt động nhà kho Amazon Hình 1.2 Sa bàn di chuyển Robot Hình 1.3 Sơ đồ xe UIT-Mon Hình 1.4 Sơ đồ xe Mr.zero Hình 1.5 Silvestre-line following robot Hình 1.6 Fireball-line following robot Hình 1.7 Taquion - line following robot Hình 1.8 Thunder - line following robot Hình 2.1 Sơ đồ vận tốc góc phương án động 12 Hình 2.2 Sơ đồ vận tốc góc phương án xe bánh có cấu bẻ lái 12 Hình 2.3 Sơ đồ vận tốc góc phương án bánh chủ động 13 Hình 2.4 Sơ đồ vận tốc góc phương án bánh omni 13 Hình 2.5 Sơ đồ vận tốc góc phương án bánh omni 14 Hình 2.6 Sơ đồ vận tốc thẳng phương án động 14 Hình 2.7 Sơ đồ vận tốc thẳng phương án có cấu vi sai 15 Hình 2.8 Sơ đồ vận tốc thẳng phương án chủ động 15 Hình 2.9 Sơ đồ vận tốc góc phương án bánh omni 16 Hình 2.10 Sơ đồ vận tốc góc phương án bánh omni 17 Hình 2.11 Quan hệ độ nhạy cảm biến quang trở CdS bước sóng ánh sáng 21 Hình 2.12 Thuật tốn so sánh 21 Hình 2.13 Thuật tốn nội suy hàm bậc hai 22 Hình 2.14 Thuật tốn trung bình trọng số 23 Hình 2.15 Mạch cầu L9110 26 Hình 2.16 Mạch cầu DRV 8833 26 Hình 2.17 Mạch cầu TB6612 27 Hình 2.18 Mạch cầu L298N 27 Hình 2.19 Sơ đồ cấu trúc điều khiển tập trung 29 Hình 2.20 Sơ đồ cấu trúc điều khiển phân cấp 30 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ Hình 2.21 Bộ điều khiển PID 33 Hình 3.1 Khớp nối trục động lục giác 36 Hình 3.2 Bánh mắt trâu 37 Hình 3.3 Đồ gá động 40 Hình 3.4 Mơ hình 3D tải 40 Hình 3.5 Bố trí thiết bị xe 43 Hình 3.6 Mơ hình 3D 44 Hình 3.7 Dung sai mặt định vị động với gá động 44 Hình 4.1 Sơ đồ khối hệ hống điện 48 Hình 4.2 Kích thước cảm biến TCRT5000 49 Hình 4.3 Mạch điện cặp bóng phát-thu 49 Hình 4.4 Các cách xếp cảm biến 50 Hình 4.5 Sơ đồ nguyên lý cảm biến TCRT5000 51 Hình 4.6 Phạm vi hoạt động cảm biến 51 Hình 4.7 Sự thay đổi giá trị ADC đọc trắng với h từ 9-15 mm 52 Hình 4.8 Sự thay đổi giá trị ADC đọc đen với h từ 9-15 mm 52 Hình 4.9 Phạm vi quét led thu led phát cảm biến liền kề 53 Hình 4.10 Thuật tốn trung bình trọng số 54 Hình 4.11 Mạch PCB cảm biến 55 Hình 5.1 Mối quan hệ xung pwm cấp tốc độ trả động phải 60 Hình 5.2 Mối quan hệ xung pwm cấp tốc độ trả động trái 60 Hình 5.3 Đáp ứng động bên trái chưa có điều khiển (pwm=50%) 61 Hình 5.4 Đáp ứng động bên trái chưa có điều khiển (pwm=50%) 61 Hình 5.5 Đáp ứng động trái chưa có điều khiển PID 62 Hình 5.6 Đáp ứng động trái sau có điều khiển PID 63 Hình 5.7 Đáp ứng động phải chưa có điều khiển PID 63 Hình 5.8 Đáp ứng động phải sau có điều khiển PID 64 Hình 6.1 Mơ hình động học sử dụng cho robot dò line 65 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ Hình 6.2 Mơ hình động học sử dụng cho robot dị line 69 Hình 6.3 Cách xác định e3 69 Hình 6.4 Kết mơ bám line tồn sa bàn 70 Hình 6.5 Sai số bám line 71 Hình 6.6 Vận tốc hai bánh xe 71 Hình 7.1 Xe bám line điểm B 73 Hình 7.2 Xe bám line điểm C 74 Hình 7.3 Xe bám line điểm E 74 Hình 7.4 Xe bám line điểm F 75 Hình 7.5 Xe bám line điểm G 75 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ DANH SÁCH BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Một số mơ hình xe dị line nước ngồi Bảng 2.1 Bảng tiêu chí lựa chọn ngun lý xe Bảng 2.2 Chi phí phương án động Bảng 2.3 Chi phí phương án bánh song song có bẻ lái Bảng 2.4 Chi phí phương án bánh chủ động, bị động Bảng 2.5 Chi phí phương án bánh omni Bảng 2.6 Chi phí phương án bánh omni 10 Bảng 2.7 Bảng tổng hợp chi phí phương án 10 Bảng 2.8 Độ phức tạp kết cấu, giải thuật điều khiển 11 Bảng 2.9 Bảng đánh giá chung phương án 19 Bảng 2.10 Ưu - nhược điểm loại cảm biến 20 Bảng 2.11 Bảng đánh giá giải thuật xác định tọa độ line 24 Bảng 2.12 Ưu - nhược điểm loại động DC có chổi than 24 Bảng 2.13 Bảng đánh giá cấu trúc điều khiển 31 Bảng 2.14 Bảng so sánh loại vi điều khiển thông dụng 31 Bảng 3.1 Thông số yêu cầu chọn động 39 Bảng 3.2 Các thiết bị bố trí xe 43 Bảng 4.1 Thông số kỹ thuật cảm biến TCRT5000 49 Bảng 6.1 Bảng thông số mô 70 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ CHƯƠNG I TỔNG QUAN Robot dò line Robot đời sớm thay người làm việc nặng nhọc độc hại.Trong thời đại công nghiệp nay, robot ngày ứng dụng rộng rãi sản xuất đời sống Do yêu cầu ngày cao phức tạp,robot cần có thay đổi linh hoạt đáp ứng nhanh, mobile robot Mobile robot loại robot có khả tự dịch chuyển, tự vận động có khả hồn thành cơng việc giao Trong Robot dị line loại robot tự xác định vị trí tương đối di chuyển bám theo quỹ đạo (line từ, line màu) định sẵn Hiện nay, robot dò line ứng dụng rộng rãi ngày hồn thiện lĩnh vực thăm dị đại dương, tự hành không, môi trường kho bãi, nhà xưởng để vận chuyển hàng hóa thay người dùng để nghiên cứu kỹ thuật thi quy mô khác Trong cơng nghiệp, robot dị line thường biết đến với tên gọi AGV (Automated guided vehicle) việc ứng dụng thay đổi cách mà kho hàng xếp vận hành tồn giới Hình 1.1 Robot Kiva hoạt động nhà kho Amazon Yêu cầu kỹ thuật robot - Tốc độ di chuyển robot: tối thiểu 0.2m/s ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ CHƯƠNG VI MƠ HÌNH HĨA VÀ MÔ PHỎNG Chương bao gồm việc giới thiệu mơ hình động học robot, cách xác định vị trí robot so với line, điều khiển tracking sử dụng cho robot mô bám sa bàn cho robot Mơ hình động học robot Mơ hình động học mobile platform giới thiệu nhiều nghiên cứu Mơ hình bao gồm điểm quan trọng: Điểm R: điểm tham chiếu cho robot; Điểm M: trung điểm hai bánh chủ động; Điểm C: Điểm tracking robot Mơ hình thể Hình 6.1 Hình 6.1 Mơ hình động học sử dụng cho robot dò line Với: - M ( x, y): Trung điểm đoạn nối tâm hai bánh xe; - I ( xI, yI): Tâm vận tốc tức thời xe; - C (xC, yC) : Tọa độ điểm bám line (Tracking Point); - R (xR, yR): Tọa độ điểm mong muốn điểm C đường line; - v: Vận tốc dài xe; - : vận tốc góc xe Phương trình động học điểm M: 66 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ Trong v vận tốc dài vận tốc góc xe Tọa độ điểm C: Phương trình động học điểm C: Với d khoảng cách từ M đến C Phương trình động học R: Trong vận tốc mong muốn xe điểm tham chiếu Cách xác định vị trí robot Bộ điều khiển thiết kế cho điểm tracking C để bám theo điểm tham chiều R với vận tốc mong muốn �� Sai số hệ thống xác định bởi: Hay: Vậy ta kết sau: Từ ta tìm mối quan hệ vận tốc xe vận tốc bánh trái bánh phải: Hay Với: r: bán kính bánh xe trái phải; : vận tốc góc bánh xe trái; : vận tốc góc bánh xe phải; b: khoảng cách hai bánh xe Vậy phương trình động học robot điểm M: 67 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ Bộ điều khiển Following tracking, tìm khoảng cách d mô bám sa bàn Hệ thống ổn định với điều khiển bám line sau: Ta sử dụng tiêu chuẩn kiểm tra độ ổn định Lyapunov: Trong �1, �2, �3 giá trị dương Đạo hàm � ta được: Suy = ( ��� − � + ) + ( ��� − � − ) + (-) = ( ��� − �) − � + (�2 + − ) Với phần tử: ( ��� − �), ta đặt: �= ��� + �1 Từ ta có: −�1 ≤ 0, ∀�1 ≥ Với phần tử −� �, tính chất điều khiển, nên dấu nên −� �≤ 0, ∀� ≥ Với phần tử: (�2 + – ), ta đặt: = �2 + + �3 sin Từ điều ta có ta có: Vậy với luật điều khiển: Nên ta có: ≤ 0, ∀�, �1, �2, �3 ≥ Với giá trị điều khiển ổn định theo phương pháp lí thuyết ổn định Lyapunov, giá trị , , tiến � → ∞ Xác định sai số mô Do hệ thống phototransistor xác định sai số theo phương pháp tuyến với phương chuyển động xe, mơ hình động học xe cần giới thiệu lại với điểm C tâm dãy sensor, M trung điểm hai bánh chủ động điểm tracking xe Khi đó, ta có = d Mơ hình thể Hình 6.2 Như vậy, để xác định đầy đủ thơng tin vị trí điểm tracking so với tham chiếu, sai số e e3 cần xác định 68 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ Hình 6.2 Mơ hình động học sử dụng cho robot dò line Trên thực tế, e2 xác định trực tiếp từ hệ thống sensor Đối với , phương án xác định đề xuất cho robot di chuyển theo phương trước đoạn ds đủ nhỏ để nối điểm RR’ tạo thành tiếp tuyến đường cong (Hình 5.3) Khi đó, sai số xác định theo cơng thức: Hình 6.3 Cách xác định e3 Mô điều khiển Ta thực q trình mơ xe bám line sa bàn với bảng thông số sau Bảng 6.1 Bảng thông số mô Đại lượng Giá trị 69 Đơn vị ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ Bán kính cong 500 mm Vận tốc lớn 0.5 m/s Tốc độ góc lớn động 140 rpm Khoảng cách bánh xe 180 mm Đường kính bánh xe 65 mm Thời gian lấy mẫu 0.01 s Thời gian di chuyển đoạn nhỏ (tìm ) 0.001 s Với khoảng cách từ tâm cảm biến C đến tâm bánh chủ động M chọn 70 mm Bên cạnh đó, giá trị phụ thuộc vào số [k1 k2 k3] chọn Tiến hành mô đoạn đường đua với hệ số [k1 k2 k3] [1 50 1] Kết mơ phỏng: Hình 6.4 Kết mơ bám line tồn sa bàn Hình 6.5 Sai số bám line 70 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ Hình 6.6 Vận tốc hai bánh xe Sai số tối đa e2 khoảng mm, vận tốc góc tối đa hai bánh khoảng 140rpm Nhận xét kết mô phỏng: - Vì mơ tiến hành cộng liên tục lượng sai số ngẫu nhiên nên đồ thị sai số lẫn vận tốc có dạng nhấp nhơ khơng mịn - Sai số e2max = 6mm, thỏa mục tiêu toán emax = 10mm Sai số xuất vị trí thay đổi dạng đường line đột ngột, hay ngã giao trung tâm - Sai số e2 tương đối ổn định đoạn đường thẳng thay đổi nhanh đoạn đường cong ngã giao - Vận tốc hai bánh xe không vượt 140 v/ph phù hợp với khả tải hai động tính chọn ban đầu khoảng điều khiển chúng 71 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ CHƯƠNG THỰC NGHIỆM VÀ KẾT LUẬN Mơi trường thực nghiệm - Điều kiện phịng, ánh sáng đèn huỳnh quang - Sa bàn line đen trắng, trải sàn phẳng - Thông số điều khiển + Thông số điều khiển Following tracking: k1=1; k2=20; k3=1 + Thông số điều khiển PID vận tốc: Kp=0.15; Ki=34 Kết thực nghiệm nhận xét Xe chạy hoàn thành sa bàn 44s với vận tốc trung bình 0,24m/s đáp ứng yêu cầu đề > 0,2m/s Tại vị trí đặc biệt B, C, E, F, G xe có sai số lớn Hình 7.1 Xe bám line điểm B Hình 7.2 Xe bám line điểm C 72 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ Hình 7.3 Xe bám line điểm E Hình 7.4 Xe bám line điểm F 73 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ Hình 7.5 Xe bám line điểm G Như so với kết mô phỏng, kết bám line thực tế robot có sai số lớn nhiều so với mô Ở đoạn đường thẳng (AB, BC, EF, GB, BD), xe dao động hai bên đường line dần ổn định Tại đoạn đường cong (CE, FG) sai số giảm dần ổn định Tại điểm rẽ đột ngột (B, C, E, F, G) xe có sai số lớn 74 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ Các lý dẫn đến việc sai số bao gồm: - Sai số lắp đặt độ đồng trục hai động cơ; - Sai lệch tốc độ hai động cơ; - Sai số hệ thống cảm biến khác biệt mơi trường thí nghiệm thực nghiệm; - Sai số hệ thống cảm biến chiều cao gá đặt độ song song với trục động Để khắc phục sai số này, giải pháp đề bao gồm: - Thực thí nghiệm nhằm đánh giá sai số vận tốc động để đưa vào mơ phỏng; - Thực thí nghiệm để đánh giá ảnh hưởng môi trường thực nghiệm lên giá trị đọc hệ thống cảm biến để thực biện pháp xử lý phù hợp Kết luận phát triển 3.1 Kết đạt - Tiêu cực: +Việc làm nhóm với bạn chưa hiệu + Việc lựa chọn phương án điều khiển tập trung gây khó khăn cho việc lập trình, nhóm phải tìm hiểu lại việc lập trình tốn nhiều thời gian sửa chữa lỗi + Lựa chọn thuật toán xấp xỉ khiến cho việc thực nghiệm nhiều thời gian phải tìm hệ số PID phù hợp calib giá trị cảm biến + Vẫn chưa thực tìm hệ số hồn hảo để xe đạt vận tốc sai số đặt + Lựa chọn tự thiết kế mạch cảm biến buộc thành viên nhóm phải tự học thêm thiết kế làm mạch điện, tốn nhiều thời gian mạch dễ bị hư mối hàn không tốt va đạp di chuyển bị nhiễu nhiều + Lần đầu tiếp xúc với việc làm robot nên vấn đề hư hỏng linh kiện nhóm phải tốn thời gian tìm hiểu khắc phục vấn đề - Tích cực: + Khả lập trình sử dụng tốt vi điều khiển PIC18F4550 75 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ + Biết sử dụng tốt linh kiện điện tử như: driver, giảm áp, vi điều khiển, pin, cảm biến,… tránh gây hư hỏng đáng tiếc + Biết tự thiết kế làm mạch điện + Biết cắt mica gia công số máy khí + Cách đặt mục tiêu theo khả nhóm vật tư có 3.2 Hướng phát triển đề tài - Cải tiến xe với vận tốc nhanh hơn, tải trọng lớn hơn, bám line với sai số nhỏ - Hạn chế nhiễu mơi trường bên ngồi tác động đến cảm biến như: nhiễu từ ánh sáng mặt trời, bề mặt sa bàn - Kết hợp xe dò line với tránh vật cản để tránh vật xuất đường line không mong muốn 76 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] An intelligent line-following robot project for introductory robot courses JuingHuei Su, Chyi-Shyong Lee, Hsin-Hsiung Huang, Sheng-Hsiung Chuang & Chih-Yuan Lin (Vol.8, No.4, 2010) [2] A Stable Tracking Control Method for an Autonomous Mobile Robot Kanayama, Yutaka 1990 [3] Dogan Ibrahim, Tayseer Alshanableh (2011), An undergraduate fuzzy logic control lab using a line following robot, Computer Applications in Engineering Education, 19, 639-646 [4] Mustafa Engin, Dilsad Engin (2012), Path planning of line follower robot, Proceedings of the 5th European DSP Education and Research Conference [5] Nguyễn Tấn Tiến, Trần Thanh Tùng, Kim Sang Bong (2016), Giảng dạy thiết kế hệ thống điện tử qua đồ án, Hội nghị toàn quốc lần thứ Cơ Điện tử [6] Ninh Đức Tốn, Dung Sai Lắp Ghép, Việt Nam, Công ty Cổ Phần In Thái Nguyên, 2010 [7] PIC18F2455/2550/4455/4550 Data Sheet [8] Supriadi Supriadi el at, Line follower robot optimization based fuzzy logic controller using membership function tuning, International Joural of Engineering & Technology, 7, 112-116 [9] TOSHIBA Corporation, TB6612FNG Driver IC for Dual DC motor, 2014-10-01 [10] VISHAY, TCRT5000, TCRT5000L Datasheet, Document number: 80112, Rev 1.1, 02-Jul-09 [11] VISHAY, Application of Optical Reflex Sensors TCRT1000, TCRT5000, CNY70, Document number: 80107, Rev 1.1, 02-02 77 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ PHỤ LỤC A: BẢNG PHÂN CÔNG CÔNG VIỆC STT Họ tên Nhiệm vụ - Nhóm trưởng - Thiết kế mạch cảm biến, mạch điện Trần Ngọc Trọng - Thiết kế luật điều khiển dò line, PID động cơ, mô - Bản vẽ sơ đồ mạch điện vẽ lựa chọn phương án - Tổng hợp thuyết minh Trần Trí Thơng - Thiết kế điều khiển - Lập trình vi điều khiển - Bản vẽ lưu đồ giải thuật Nguyễn Hoàng Anh Tuấn - Thiết kế khí, tính dung sai - Gia cơng chi tiết khí - Bản vẽ lắp 78 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ PHỤ LỤC B: SƠ ĐỒ GANTT BẢNG TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN STT Công việc Tuần 10 11 12 Thành viên Thiết lập công việc, phân công nhiệm vụ Cả nhóm Tổng quan Cả nhóm Thiết kế phần khí Phân tích động học, điều khiển Thiết kế phần điện Tuấn Lập trình điều khiển Mơ hình hóa, mơ Chế tạo, mua vật liệu, lắp ráp Thực nghiệm 10 Bản vẽ 11 Hồn tất thuyết minh Cả nhóm Trọng Thơng Cả nhóm Cả nhóm Cả nhóm Cả nhóm Cả nhóm 79 Nội dung Phân cơng cơng việc, lập kế hoạch, phân tích u cầu Mục tiêu, nghiên cứu tình hình nước giới, đề xuất phương án Lựa chọn bánh xe, động cơ, kích thước thân xe, đồ gá động cơ, vẽ solidwork Phân tích mơ hình động học, lựa chọn điều khiển, mô Thiết kế cảm biến, sơ đồ hệ thống điện, pin Lựa chọn vi điều khiển, giải thuật điều khiển, tính tốn thời gian truyền nhận, code Mô matlab Gia công khung xe, lắp ráp, hiệu chỉnh Tiến hành chạy thực nghiệm line Hoàn thành vẽ Hoàn thành thuyết minh ... đường line 54 2.9 Thiết kế PCB mạch cảm biến 55 CHƯƠNG V THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN 56 Giải thuật điều khiển 56 Thiết kế điều khiển 59 2.1 Bộ điều khiển. .. quay (���) Bộ điều khiển động cơ: PID Ta dùng luật điều khiển điều khiển PID để điều khiển: Kd/s Ki/s R(s) + Kp + + e2 G(s) - Hình 2.21 Bộ điều khiển PID Ưu điểm: Một điều khiển phổ biến Có... trúc điều khiển phân cấp Sensor Slave Slave Master Slave Driver Motor Encoder Motor Encoder Hình 2.20 Sơ đồ cấu trúc điều khiển phân cấp Cấu trúc điều khiển sử dụng vi điều khiển: vi điều khiển