Bài tập lớn học phần công nghệ internet of things đề tài điều khiển mobile robot

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM KHOA CÔNG NGHỆ THƠNG TIN BÀI TẬP LỚN Học phần: Cơng Nghệ Internet Of Things Mã học phần: 17332 Đề tài: Điều khiển mobile robot Giảng viên: Phạm Trung Minh Nhóm 1: Bùi Duy Hiếu - 83066 Đàm Thị Hà - 82867 Phạm Minh Đức - 82812 Lời Mở Đầu Trên đường cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nước vấn đề phát triển khoa học- kĩ thuật mấu chốt quan trọng hàng đầu Việc ứng dụng máy móc đại, dây chuyền tự động hóa vào sản suất ngày trở nên phổ biến nhà máy nhằm giảm sức lao động người, tăng suất, chất lượng sản phẩm Hiện nay, tự động hóa giải pháp thơng minh nhiều doanh nghiệp thời đại 4.0 ứng dụng tốt tình xấu Mobile robot (cịn gọi robot di động hay robot tự điều khiển) loại robot có khả tự di chuyển mơi trường làm việc không bị cố định vị trí nhiều loại robot khác Vì chúng di động nên có khả điều hướng mơi trường khơng kiểm sốt mà khơng cần phải có thiết bị hướng dẫn vật lý hay động Nó ứng dụng vào nhiều ngành nghề khác từ sản xuất nơng đến đào mìn, thăm dị dầu khí, xử lý mơi trường, y tế, giải trí, phục vụ ngành ăn uống; logistic hay sản xuất đồ trang sức,… Ngồi ra, sản phẩm mobile robot thơng minh cịn giúp giảm tải nhân cơng cơng việc nặng nhọc, tốn thời gian, nguy hiểm Cuối cùng, việc sử dụng robot di động tiết kiệm nhiều chi phí khác, gia tăng sản xuất nâng cao hiệu đầu tư, lợi nhuận Đây mục đích cuối mà doanh nghiệp hướng tới Robot trí tuệ nhân tạo giới từ lâu khơng cịn nghề xa lạ với sinh viên Việt Nam Du nhập vào Việt Nam cách lâu, ngành hấp dẫn với tố chất khéo léo thơng minh Chính vậy, hoạt động ngành Robot trí tuệ nhân tạo trở thành chủ đề thu hút nhiều sinh viên theo học Nhóm chúng em chọn Mobile Robot di chuyển đa hướng bánh xe với hệ thống điều khiển thông qua Bluetooth định vị phạm vi tập lớn học phần Internet of things với mong muốn góp phần vào cơng nghệ chế tạo Robot đất nước thời gian tới I Tổng quan đề tài Mơ tả tốn Xây dựng mơ hình mobile robot, có khả di chuyển bản: tiến, lùi, rẽ trái, rẽ phải Robot có cấu tạo, di chuyển bao gồm bánh xe: bánh động cơ- bánh 360o Robot có khả kết nối trung tâm điều khiển thông qua môi trường intenet- phần mềm điều khiển hướng di chuyển robot app điện thoại: button, voice - Robot có khả phát vật cản Khi robot thiết lập chế độ vận hành tự động: robot liên tục di chuyển tiến theo hướng phía trước, trường hợp gặp vật cản có khả tìm hướng di chuyển để vượt qua vật cản Yêu cầu hệ thống - Hệ thống điều khiển khả di chuyển cho robot Hệ thống có khả phát điều khiển robot tránh vật cản Robot có khả kết nối internet thiết bị điều khiển Hệ thống có khả trao đổi liệu robot server Server có giao diện cho phép người dùng thiết lập chế độ hoạt động thao tác di chuyển robot, có khả lưu trữ, quản trị liệu phục vụ việc giám sát điều khiển robot 3 Các thiết bị o Mơ hình xe robot bánh o Module cảm siêu âm SPF05 - Được dùng để đo khoảng cách, đo mực chất lỏng, dùng làm robot dò đường phát vết đứt gãy dây cáp - HY-SRF05 cảm biến siêu âm có khả phát sóng siêu âm nhận sóng siêu âm phản hồi ngược lại có vật cản Do vậy, module cảm biến siêu âm SRF05 coi cảm biến khoảng cách o Arduno o Module L298 điều khiển động - Mạch Điều Khiển Động Cơ L298 điều khiển động DC động bước, có lỗ nằm góc thuận tiện cho người sử dụng cố định vị trí module o Module Iot ESP8266 ESP 12-E CH340 - ESP8266 chip tích hợp cao, thiết kế cho nhu cầu Internet of thing (IOT) Nó cung cấp giải pháp kết nối mạng Wi-Fi đầy đủ khép kín, cho phép lưu trữ ứng dụng để giảm tải tất chức kết nối mạng Wi-Fi từ xử lý ứng dụng o Servo - Động Servo: Tower Pro SG90 động servo đơn giản, thường dùng thiết kế Robot Có thể quay 90 độ hướng (tổng khoảng 180 độ) o Thiết bị di động o Nguồn điện Sơ đồ hệ thống Recommandé pour toi Suite du document ci-dessous 26 Tổng ôn ngữ pháp tiếng anh Chuyên ĐỀ 16 - LIÊN TỪ Công nghệ thông tin 100% (1)     Khối nguồn: Có nhiêm x vụ cung cấp nguồn điênx cho động linh kiê nx xe Do đó, khối nguồn u cầu phải có cơng suất đủ lớn độ ổn định cao Khối cảm biến (sensor) Là phận giúp thiết bị thu nhận tín hiê ux từ mơi trường bên ngồi Ở đề tài chúng em sử dụng cặp thu phát hồng ngoại làm phận cảm biến Khối điều khiển: Là khối có nhiê m x vụ lấy liêux từ khối cảm biến để xử lý liê ux từ đưa định, tín hiêux điều khiển cho động Khối điều khiển động cơ: Là khối có nhiêm x vụ lấy tín hiê ux điều khiển từ khối điều khiển, sau thực hiê nx chức thay đổi tốc độ chiều quay động - Bài toán phát vật cản tránh Khốối động Khốối vi xử lý trung tâm Khốối c m ả biếốn siếu âm    Khối cảm biến siêu âm có nhiê m x vụ nhận biết suất hiênx vật cản đưa tín hiêux thống báo đến khối xử lý Khi có vât thể xuất đường khối nhận biết phát tín hiê nx báo khối xử lý Khối vi xử lý trung tâm có nhiêm x vụ điều hành chung hoạt động toàn xthống Nhận tín hiêux từ khối cảm biến phát tín hiêux tới khối động Khối động có nhiêm x vụ di chuyển toàn hệ thống Thiết kế robot tránh vật cản Arduino - - Robot xử lý điều khiển vi điều khiển Arduino Gồm 14 chân I/O kỹ thuật số, dùng chân để sử dụng dự án xe Robot Arduino Cảm biến siêu âm kết nối chân: VCC, Echo, GND Trig Trong VCC GND kết nối với +5V GND Arduino Chân Trig ( kích hoạt) kết nối với chân thứ 13 Echo kết nối với chân số 12 Arduino tương ứng Để xoay cảm biến siêu âm sử dụng động Servo kết nối vào chân Arduino, chân VCC GND nối vào chân +5V GND Robot tránh vật cản dùng L298 IC có 16 chân Chân L298 kết nối với chân +5V Arduino Chân điều khiển động thứ bên trái Chân 10 15 điều khiển động thứ bên phải Chúng kết nối với chân 5,6, 10 vi điều khiển Arduino Các chân nối đất L298 4, 5, 12 13 nối với chân GND - Động bánh xe bên trái nối vào chân L298 Tương tự với động bên phải kết nối vào chân 11 14 Chân VCC1 L298 chân thứ 16, chân VCC2 chân thứ VCC1 kết nối với +5V, chân VCC2 có nối 4.7V 36V Với dự án robot tránh vật cản dùng Arduino nối vào +5V - Chú ý: Nguồn cung cấp điều khiển động cho chân (bật 1), chân ( VCC2), chân (cho phép 2) chân 16 (VCC1) phải cấp nguồn riêng biệt 10 Một số hình ảnh sản phẩm: Khai báo thư viện: 11 Setup hệ thống: Vòng loop: 12 Các hàm sử dụng: 13 14 15 Kết nối với esp8266, thiết kế webserver mạng wifi cục B1: Tạo mạng wifi cục - Sử dụng thư viện có sẵn như: ESP8266WiFi, WiFiClient, ESP8266WebServer B2: Thiết kế webserver giao diện người dùng 16 - Giao diện người dùng: B3 Truyền liệu từ webserver esp8266 17 - Sử dụng javascripts để truyền liệu esp8266 kỹ thuật ajax - Đưa file html lên esp 8266 lệnh sv.send() 18 - Nhận liệu từ webserver đưa vào xử lý: 19 B4: Truyền liệu từ esp8266 sang adruino C1: Bằng phương pháp I2C - Thực kết nối chân A4, A5 arduino với chân D2,D1 esp8266, kết nối chân GND với - Sử dụng thư viện Wire để thực truyền nhận liệu Vd: Truyền liệu với lệnh “f” từ esp8266 muốn thực lệnh tiến - Arduino nhận liệu: 20 C2: Bằng phương pháp UART - Thực kết nối chân TX, RX arduino với chân D1,D0 esp8266, kết nối chân GND với - Sử dụng thư viện SoftwareSerial để thực truyền nhận liệu với baud = 9600 Khai báo: Vd: Truyền liệu với lệnh “f” từ esp8266 muốn thực lệnh tiến Adruino nhận liệu: 21