Robot luôn là một chủ đề ưa thích đối với sinh viên, những người yêu thích và tự làm. Nếu bạn là người mới bắt đầu, thì việc chế tạo một robot (như một chiếc xe hơi hoặc một cánh tay) có lẽ là một trong những Project quan trọng cần làm sau khi tìm hiểu về những điều cơ bản. Nếu bạn nhớ hướng dẫn trước đó, mình đã thảo luận về Môđun Bluetooth HC05...
BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CƠ KHÍ - - BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KĨ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU, TÍNH TỐN CHẾ TẠO ROBOT DI ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN BẰNG GIỌNG NÓI Giáo viên hướng dẫn : ThS Trần Quốc Bảo Sinh viên thực : Nguyễn Trần Thế - 2019606801 : Nguyễn Việt Thắng - 2019606711 : Nguyễn Minh Trường - 2019606048 Lớp : Cơ điện tử – K14 Hà Nội – 2023 BỘ CƠNG THƯƠNG CỘNG HỒ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀNỘI Độc lập - Tự - Hạnh phúc PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ Họ tên sinh viên: Nguyễn Trần Thế Mã SV: 2019606801 Lớp: CĐT Khóa:14 Nguyễn Việt Thắng Mã SV: 2019606711 Lớp: CĐT Khóa:14 Nguyễn Minh Trường Mã SV: 2019606048 Lớp: CĐT Khóa:14 Tên đề tài: Nghiên cứu tính tốn chế tạo robot di động điều khiển giọng nói Mục tiêu đề tài: - Nghiên cứu đặc điểm cấu tạo nguyên lý làm việc robot di động - Nghiên cứu phương pháp thuật toán điều khiển giọng nói, cử bluetooth - Mơ mơ hình hóa robot di động làm sở cho việc thiết kế đánh giá hoạt động robot di động - Thực tốt tiêu chí kỹ thuật bao gồm tính bền vững ổn định cao, dễ dàng thiết kế Kết dự kiến - Quyển báo cáo kết đề tài nghiên cứu tính tốn chế tạo robot di động điều khiển giọng nói - Bản vẽ thiết kế hệ thống khí lưu đồ thuật tốn điều khiển giọng nói robot di động - Mơ hình robot di động phần mềm - Mơ hình thực tế robot di động điều khiển giọng nói Thời gian thực hiện: từ 06/03/2023 đến 07/05/2023 GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN KHOA CƠ KHÍ ThS Trần Quốc Bảo PGS.TS Hồng Tiến Dũng NỘI DUNG THỰC HIỆN Bố cục thuyết minh đề tài: Nội dung nghiên cứu SV thực Chương 1: Giới thiệu chung robot di động công nghệ điều khiển giọng nói 1.1 Lịch sử nghiên cứu Nguyễn Trần Thế 1.2 Các vấn đề đặt Nguyễn Việt Thắng 1.3 Đối tượng nghiên cứu Nguyễn Minh Trường 1.4 Phương pháp thực Nguyễn Trần Thế 1.5 Dự kiến kết đạt Nguyễn Minh Trường Chương 2: Cơ sở lý thuyết robot di động công nghệ điều khiển giọng nói 2.1 Lý thuyết điều khiển robot di động Nguyễn Việt Thắng 2.2 Lý thuyết công nghệ điều khiển giọng nói Nguyễn Việt Thắng 2.3 Mơ hình hệ thống khí robot di động Nguyễn Minh Trường 2.4 Mơ hình hệ thống điều khiển robot di động Nguyễn Minh Trường 2.5 Kết luận Chương Nguyễn Trần Thế Chương 3: Tính tốn thiết kế robot di động điều khiển giọng nói 3.1 Thiết kế phần cứng robot di động điều khiển Nguyễn Trần Thế giọng nói 3.2 Thiết kế hệ thống điều khiển robot di động Nguyễn Minh Trường giọng nói Nguyễn Việt Thắng 3.3 Lưu đồ thuật toán điều khiển robot di động điều Nguyễn Việt Thắng khiển giọng nói 3.4 Kết luận Chương Nguyễn Minh Trường Chương 4: Chế tạo mơ hình đánh giá 4.1 Chế tạo mơ hình robot di động điều khiển Nguyễn Trần Thế giọng nói 4.2 Đánh giá hoạt động hệ thống Kết luận định hướng phát triển Nguyễn Việt Thắng Bản vẽ: TT Tên vẽ Khổ giấy Số lượng SV thực Bản vẽ hệ thống khí A3 Nguyễn Việt Thắng Bản vẽ hệ thống điều khiển A3 Nguyễn Minh Trường Lưu đồ thuật toán điều khiển A3 Nguyễn Trần Thế Mơ hình/ sản phẩm Nội dung cơng việc SV thực Chế tạo, lắp ráp hệ thống khí Nguyễn Trần Thế Nguyễn Việt Thắng Nguyễn Minh Trường Lắp ráp mạch điều khiển Nguyễn Trần Thế Nguyễn Việt Thắng Nguyễn Minh Trường LỜI CẢM ƠN Lời nhóm sinh viên thực đề tài xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy cô giáo trường Đại học Cơng nghiệp Hà Nội nói chung thầy giáo khoa khí nói riêng tận tình giảng dạy, truyền đạt cho tơi kiến thức, kinh nghiệm quý báu suốt thời gian qua Đặc biệt xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy Trần Quốc Bảo định hướng, hướng dẫn tận tình tạo điều kiện tốt cho chúng tơi suốt q trình chúng tơi thực đề tài Sau xin gửi lời cảm ơn đến anh, chị, bạn giúp đỡ, chia sẻ kinh nghiệm, đóng góp ý kiến cho chúng tơi để hồn thiện thành tốt tài liệu Trong trình thực chủ đề tài liệu khơng tránh khỏi thiếu xót Rất mong nhận góp ý q thầy bạn để đề tài hồn thiện Nhóm thực để xin chân thành cảm ơn! Nhóm thực đề tài Nguyễn Trần Thế Nguyễn Việt Thắng Nguyễn Minh Trường MỤC LỤC CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ROBOT DI ĐỘNG 1.1 Lịch sử nghiên cứu 1.2 Các vấn đề đặt 1.3 Đối tượng nghiên cứu 1.4 Phương pháp thực 1.5 Kết dự kiến CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ ROBOT DI ĐỘNG VÀ CƠNG NGHỆ ĐIỀU KHIỂN GIỌNG NĨI 2.1 Lý thuyết điều khiển robot di động 2.1.1 Khái niệm robot di động 2.1.2 Các phương pháp điều khiển robot di động 2.1.3 Lý thuyết điều khiển robot cử 2.1.4 Giới thiệu MIT App Iventor 10 2.1.5 Lý thuyết công nghệ xử lý ảnh 15 2.1.6 Phát đối tượng thị giác máy tính 18 2.2 Lý thuyết công nghệ điều khiển giọng nói 21 2.2.1 Khái niệm cơng nghệ điều khiển giọng nói 21 2.2.2 Cách thức xây dựng cơng nghệ điều khiển giọng nói 21 2.2.3 Các loại hệ thống nhận dạng 23 2.2.4 Các cách nhận dạng giọng nói 23 2.2.5 Cách thức triển khai công nghệ giọng nói 24 2.2.6 Ứng dụng cơng nghệ điều khiển giọng nói 24 2.2.7 Ưu nhược điểm công nghệ điều khiển giọng nói 25 2.3 Mơ hình hệ thống khí robot di động 26 2.3.1 Khung khí 27 2.3.2 Bộ phận truyền động 27 2.3.3 Bộ phận liên kết 28 2.4 Mơ hình hệ thống điều khiển 29 2.4.1 Arduino Uno R3 29 2.4.2 Module ESP32 31 2.4.3 Module ESP 8266 32 2.4.4 Module L298 33 2.4.5 Cảm biến siêu âm HC-SR04 36 2.4.6 Module cảm biến gia tốc góc MPU6050 37 2.4.7 Mạch sạc pin lithium 18650 cell nối tiếp 16A 39 2.4.8 Mạch sạc TP4056 40 2.4.9 Module ESP 32 – CAM 41 2.4.10 Động servo SG90 43 2.4.11 Động DC giảm tốc vàng v1 44 2.5 Kết luận chương 44 CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN THIẾT KẾ ROBOT DI ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN BẰNG GIỌNG NÓI 45 3.1 Thiết kế phần cứng robot di động điều khiển giọng nói 45 3.1.1 Thiết kế sơ đồ khối hệ thống 45 3.1.2 Tính tốn thiết kế mơ hình 46 3.2 Thiết kế hệ thống điều khiển robot di động giọng nói 52 3.2.1 Kết nối arduino cảm biến HC-SR04 52 3.2.2 Kết nối module ESP32, L298 động DC 53 3.2.3 Kết nối ESP32-CAM laptop 55 3.2.4 Kết nối ESP 8266, MPU6050 mạch sạc 56 3.2.5 Thiết kế mạch in 57 3.3 Lưu đồ thuật toán điều khiển robot di động giọng nói 59 3.4 Kết luận chương 62 CHƯƠNG 4: CHẾ TẠO MƠ HÌNH VÀ ĐÁNH GIÁ 63 4.1 Chế tạo mơ hình robot di động điều khiển giọng nói 63 4.1.1 Lắp ráp kiểm tra 63 4.1.2 Thiết kế ứng dụng điều khiển robot di động qua MIT Ap Inventor 66 4.2 Đánh giá hoạt động hệ thống 69 4.2.1 Kết 69 4.2.2 Đánh giá hoạt động hệ thống 73 KẾT LUẬN VÀ ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN 74 TÀI LIỆU THAM KHẢO 75 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1: Phương pháp Dead-reckoning Hình 2: Hệ thống dẫn đường cột mốc chủ động Hình 3: Định vị sử dụng đồ Hình 4: Điều khiển robot thơng qua wifi Hình 5: Điều khiển robot di động cử Hình 6: Giao diện quản lý project 10 Hình 7: Giao diện thiết kế (Design) 10 Hình 8: Giao diện lập trình (Blocks) 11 Hình 9: Thiết kế giao diện 11 Hình 10: Khối lệnh (Code blocks) App inventor 12 Hình 11: Lệnh tích hợp có sẵn 13 Hình 12: Screen 14 Hình 13: Vùng làm việc 14 Hình 14: Các bước xử lý ảnh 15 Hình 15: Sơ đồ phân tích xử lý ảnh lưu đồ thông tin khối 18 Hình 16 : Hoạt động YOLO 20 Hình 17: Giao tiếp với google assistant 21 Hình 18: Xử lý ngôn ngữ tự nhiên 23 Hình 19: Trợ lý ảo 25 Hình 20: Khung Robot 27 Hình 21:Bánh xe robot 28 Hình 22: Bộ phận liên kết 28 Hình 23: Sơ đồ chân Arduino Uno R3 29 Hình 24: Module ESP32 31 Hình 25: Sơ đồ chân bo 30 chân ESP32 DevKit 32 Hình 26: Sơ đồ chân WeMos D1 Mini 33 Hình 27: Modue L298 34 Hình 28: Sơ đồ chân L298 35 Hình 29: Nguyên lý hoạt động theo chiều thuận 35 Hình 30: Nguyên lý hoạt động theo chiều nghịch 35 Hình 31: Cảm biến siêu âm HC-SR04 36 Hình 32: Góc nghiêng theo trục X,Y,Z 38 Hình 33: Sơ đồ chân MPU6050 38 Hình 34: Mạch sạc pin 18650 39 Hình 35: Mạch sạc TP4056 40 Hình 36: Sơ đồ dây mạch sạc TP4056 41 Hình 37: Module ESP32-CAM 42 Hình 38: Sơ đồ chân ESP32-CAM 42 Hình 39: Servo SG90 43 Hình 40: Sơ đồ chân servo SG90 43 Hình : Sơ đồ khối hệ thống 45 Hình 2: Cấu hình robot với hai bánh chủ động 46 Hình 3: Phân tích lực tác dụng lên bánh xe 50 Hình 4: Động giảm tốc V1 51 Hình 5: Sơ đồ kết nối arduino với cảm biến HC-SR04 52 Hình 6: Sơ đồ kết nối module ESP32, L298 động DC 53 Hình 7: Sơ đồ kết nối pin mạch 54 3,0 90,0 60,0 60,0 37,6 39 1,0 ,1 35,0 Người vẽ Nguyễn Minh Trường Người kiểm tra ThS Trần Quốc Bảo ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHUYÊN NGHÀNH CÔNG NGHỆ KĨ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ CẠNH BÊN Tỉ lệ MICA 1:1 64,3 135° 35,0 3,00 104,5 200,0 120,0 40,0 Người vẽ Nguyễn Minh Trường Người kiểm tra ThS Trần Quốc Bảo ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHUYÊN NGHÀNH CÔNG NGHỆ KĨ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ CHẮN BÙN Tỉ lệ MICA 1:1 20,0 R5 ,0 12,0 15,0 7,0 15,0 38,0 Người vẽ Nguyễn Minh Trường Người kiểm tra ThS Trần Quốc Bảo ĐỘNG CƠ DC GIẢM TỐC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHUYÊN NGHÀNH CÔNG NGHỆ KĨ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ Tỉ lệ NHỰA 1:1 38 15 15 80 95 180 20 69 125 Người vẽ Nguyễn Minh Trường Người kiểm tra ThS Trần Quốc Bảo ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHUYÊN NGHÀNH CÔNG NGHỆ KĨ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ ĐẾ TẦNG Tỉ lệ MICA 1:1 121,0 3,0 1,0 165,0 Người vẽ Nguyễn Minh Trường Người kiểm tra ThS Trần Quốc Bảo ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHUYÊN NGHÀNH CÔNG NGHỆ KĨ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ ĐẾ TẦNG Tỉ lệ MICA 1:1 74,5 79,2 90,00 101,0 3,0 1,00 89,1 Người vẽ Nguyễn Minh Trường Người kiểm tra ThS Trần Quốc Bảo ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHUYÊN NGHÀNH CÔNG NGHỆ KĨ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ ĐẾ TẦNG Tỉ lệ MICA 1:1 5,6 2,4 1,5 1,3 1,9 2,0 2,0 1,8 38,1 50,5 26,5 3,0 Người vẽ Nguyễn Minh Trường Người kiểm tra ThS Trần Quốc Bảo ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHUYÊN NGHÀNH CÔNG NGHỆ KĨ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ ESP32 Tỉ lệ NHỰA 1:1 5,4 3,2 2,4 9,0 17,7 8,5 4,7 25,0 6,0 2,7 1,5 19,2 38,0 Người vẽ Nguyễn Minh Trường Người kiểm tra ThS Trần Quốc Bảo ESP32 CAM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHUYÊN NGHÀNH CÔNG NGHỆ KĨ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ Tỉ lệ NHỰA 1:1 ,4 21,3 R1 16 3, ,3 12,30 15,3 1,4 1,0 7,0 4,3 8,0 45,7 Người vẽ Nguyễn Minh Trường Người kiểm tra ThS Trần Quốc Bảo HC - SR04 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHUYÊN NGHÀNH CÔNG NGHỆ KĨ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ Tỉ lệ NHỰA 1:1 25,0 24,6 24,6 4,0 10,0 30,0 25,0 Người vẽ Nguyễn Minh Trường Người kiểm tra ThS Trần Quốc Bảo ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHUYÊN NGHÀNH CÔNG NGHỆ KĨ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ KE GÓC CHỮ L Tỉ lệ SẮT 1:1 40,2 10,0 14,6 7,0 2,2 6,1 5,6 7,3 3,4 1,2 4,9 3,0 7,9 19,0 24,0 39,4 Người vẽ Nguyễn Minh Trường Người kiểm tra ThS Trần Quốc Bảo L298 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHUYÊN NGHÀNH CÔNG NGHỆ KĨ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ Tỉ lệ NHỰA 1:1 1,6 22,2 3,2 61,9 68,3 79,4 8,7 3,2 12,7 , R2 34,9 7,9 Người vẽ Nguyễn Minh Trường Người kiểm tra ThS Trần Quốc Bảo MÀN HÌNH LCD ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHUYÊN NGHÀNH CÔNG NGHỆ KĨ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ Tỉ lệ NHỰA + THỦY TINH 1:1 11,5 18,8 32,2 2,4 4,9 4,0 22,4 32,2 Người vẽ Nguyễn Minh Trường Người kiểm tra ThS Trần Quốc Bảo SERVO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHUYÊN NGHÀNH CÔNG NGHỆ KĨ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ Tỉ lệ NHỰA 1:1 25,0 52,0 9,0 3,0 92,0 1,0 120,0 Người vẽ Nguyễn Minh Trường Người kiểm tra ThS Trần Quốc Bảo ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHUYÊN NGHÀNH CÔNG NGHỆ KĨ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ TẤM CHẮN TRƯỚC XE Tỉ lệ MICA 1:1 50,0 5,1 3,0 2,8 5,5 Người vẽ Nguyễn Minh Trường Người kiểm tra ThS Trần Quốc Bảo ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHUYÊN NGHÀNH CÔNG NGHỆ KĨ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ TRỤ ĐỒNG Tỉ lệ ĐỒNG 1:1