Lựa chọn phương án Mục tiêu Xe đạt được tốc độ tối đa là v = 0,9m/s Bám line với sai số mong muốn e lớn nhất 10,98mm Chạy tốc độ thấp, bám line hoàn thành sa bàn của đề bài Nhiệm vụ Thiết kế kết cấu c[.]
Lựa chọn phương án Mục tiêu: - Xe đạt tốc độ tối đa v = 0,9m/s - Bám line với sai số mong muốn e lớn 10,98mm - Chạy tốc độ thấp, bám line hoàn thành sa bàn đề Nhiệm vụ: - Thiết kế kết cấu bám đường tốt, chịu tải trọng 2kg, nhỏ gọn - Chọn động – driver đáp ứng vận tốc đặt - Chọn loại cảm biến, thiết kế chế tạo mạch cảm biến, mạch điều khiển cho robot - Chọn thuật điều khiển lập trình cho robot bám line hồn thành sa bàn Phần điện Phần khí Phần điều khiển Yêu cầu: - Chọn động đạt tốc độ tối đa 0,9m/s - Thiết kế chế tạo mạch cảm biến - Chọn Driver Yêu cầu: - Mang tải trọng 2kg di chuyển đạt tốc độ yêu cầu - Kết cấu đơn giản, giúp xe qua cua, bám đường tốt Yêu cầu: - Thuật điều khiển đơn giản, dễ lập trình - Cấu trúc mạch điều khiển dể thiết kế, đáp ứng thời gian phản hồi, xữ lí phát tín hiệu điều khiển Cấu hình xe bánh - Ưu điểm: kết cấu đơn giản, di chuyển nhiều địa hình khác nhau, xoay chuyển cách linh hoạt - Nhược điểm: gặp khó khăn vấn đề bám line phải giải vấn đề tự cân xe, khó phân bố điều tải trọng, robot di chuyển với tốc độ thấp Chọn động Chọn Driver Cấu trúc mạch điều khiển Cảm biến Chọn loại cảm biến Động Step -Ưu điểm: Kiểm sốt vị trí xác, xác định xác hướng quay, dễ thiết lập kiểm soát - Nhược điểm: động dễ bị trượt bước gây sai lệch điều khiển Kết cấu xe bánh: bánh chủ động bánh tự lựa - Ưu điểm: di chuyển ổn định nhiều địa hình, ln đảm bảo điểm tiếp xúc đường, linh hoạt xoay chuyển, kết cấu đơn gian - Nhược điểm: độ ổn định diện tích tiếp xúc mặt chân đế nhỏ Động Servo - Ưu điểm:Tránh tượng trượt bước Step DC, hoạt động tốc độ cao, momen xoắn cao, luân chuyển xác góc giới hạn, kiểm sốt vị trí xác - Nhược điểm: Thiết lập diều khiển phức tạp Động có Encorder - Ưu điểm: dễ điều khiển, hoạt động tốc độ cao, momen xoắn cao, dùng phổ biến xe đua tìm hiểu, kiểm sốt vị trí xác - Nhược điểm: dịng khởi động lớn, độ vọt ló cao Driver TB6612 - Nguồn áp vào: 12V - Nguồn dòng đầu lớn nhất: 1.2A - Tính tuyến tính xung PWM tốc độ quay động tuyến tính cao - Dòng đầu nhỏ, động tải driver cháy Camera CMU - Ưu điểm: đạt độ xác cao, nhận biết dạng đường line phức tạp, đứt đoạn thông qua giải thuật xử lý ảnh, thư viện hỗ trợ có sẳn - Nhược điểm: phương pháp dùng thi đua xe line màu khối lượng xử lí nhiều, dẫn đến hạn chế tốc độ tối đa xe, đồng thời camera bị nhiễu với mơi trường có cường độ ánh sáng cao Driver L298 - Nguồn áp vào: 12V - Nguồn dòng cầu là: 2A - Đồ thị tuyến tính xung PWM tốc độ quay motor tuyến tính thấp - Dịng tương đối đáp ứng nguồn dòng động tiêu thụ q tải, khả tuyến tính đáp ứng tốt cho động hoạt động ổn định Xữ lí thơng tin đọc từ cảm biến Điều khiển phân cấp - Ưu điểm: giảm khối lượng xữ lí tín hiệu vi điều khiển, VĐK thực riêng nhiệm vụ - Nhược điểm: phấn bố, thiết kế mạch phức tạp, thời gian đáp ứng chậm dùng chuẩn truyền Phương pháp on/off (trả dãy số mã nhị phân) - Ưu điểm: dể điều khiển, thuật điều khiển đơn giản, lập trình dễ dàng - Nhược điểm: khơng tìm đươc sai số bám line,robot dễ bị rung lắc mạnh tín hiệu dạng bật tắt Phương pháp trung bình cộng có trọng số ( trả số) - Ưu điểm: robot di chuyển ổn định hơn, hạn chế độ vọt lố động DC, xác định vị tri robot, sai số bám line - Nhược điểm: phức tạp lập trình, tăng khối lượng xữ lí tín hiệu, giảm thời gian đáp ứng Điều khiển tập trung - Ưu điểm: đơn giản phân bố, thiết kế mạch, thời gian đáp ứng xữ lí tín hiệu nhanh, khơng cần chuẩn truyền nhận liệu - Nhược điểm: VĐK làm nhiệm vụ nhiều, dễ dẫn đến tượng tải Cấu trúc mạch điều khiển theo kiểu tập trung Chọn phương pháp điều khiển on/off Cảm biến dò line TCRT5000 - Ưu điểm: phototransistor thời gian đạt giá trị xác lập ngắn 15ns [2], giá thành rẻ, dể dàng thiết kế, chế tạo mạch với số lượng cảm biến chọn - Nhược điểm: dễ bị ảnh hưởng ánh sáng trời Chọn driver L298 Chọn TCRT5000 Khoảng cách cảm biền cách đặt cảm biến - Chọn khoảng cách cảm biến sau thỏa điều kiện có cảm biến nhiều cảm biến nằm line di chuyển đường thẳng, đảm bảo khơng cho chồng lấn lên vùng làm việc nhau, chọn: L = 12.5mm - Cách đặt cảm biến: để giảm tượng nhiễu chồng lấn lên vùng làm việc chọn cách đặt cảm biến dọc, số lượng cảm biến cảm biến Kết cấu xe bánh gồm: bánh điều khiển riêng biệt bánh có bánh chủ động, bánh tự lựa Đối với bánh điều khiển riêng biệt Chọn loại đơng có encoder phía sau - Ưu điểm: kết cấu đơn giản, chịu tải trọng tốt - Nhược điểm: điều khiển động phức tạp, qua cua khó khăn khơng tạo trọng tâm tức thời động Đối với bánh: bánh bị động, bánh chủ động - Ưu điểm: kết cấu tăng độ cứng vững, phân bố tải trọng đều, giảm tượng trượt, bám line với độ ổn định cao diện tích tiếp xúc mặt chân đế lớn - Nhược điểm: vận tốc hạn chế, quán tính qua cua lớn Chọn loại xe bánh: bánh chủ động, bánh bị động(bánh mắt trâu) ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ Chức Họ Tên Thiết kế Nhóm Hướng dẫn Nguyễn Duy Anh Duyệt Chữ ký Ngày Số lượng Khối lượng Tỉ lệ LỰA CHON PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ Tờ Số tờ