BÁO CÁO ĐỒ ÁN MOBILE ROBOT BÁM BIÊN QUỸ ĐẠO VẬT CẢN

BÁO CÁO ĐỒ ÁN MOBILE ROBOT BÁM BIÊN QUỸ ĐẠO VẬT CẢN, ĐỒ ÁN CƠ ĐIỆN TỬ, MOBILE ROBOT, BÁO CÁO ĐỒ ÁN MOBILE ROBOT BÁM BIÊN QUỸ ĐẠO VẬT CẢN, ĐỒ ÁN CƠ ĐIỆN TỬ, MOBILE ROBOT, BÁO CÁO ĐỒ ÁN MOBILE ROBOT BÁM BIÊN QUỸ ĐẠO VẬT CẢN, ĐỒ ÁN CƠ ĐIỆN TỬ, MOBILE ROBOT, BÁO CÁO ĐỒ ÁN MOBILE ROBOT BÁM BIÊN QUỸ ĐẠO VẬT CẢN, ĐỒ ÁN CƠ ĐIỆN TỬ, MOBILE ROBOT.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY  ĐỒ ÁN CƠ ĐIỆN TỬ NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MOBILE ROBOT BÁM BIÊN QUỸ ĐẠO VẬT CẢN GVHD: TS Trần Minh Thiên SVTH: MSSV: Nguyễn Bá Trọng 20146444 Nguyễn Minh Thành 20146422 Trảo An Tân 20146416 Khóa: 2020 Ngành: Cơng nghệ kỹ thuật điện tử TP Hồ Chí Minh, tháng năm 2024 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY  ĐỒ ÁN CƠ ĐIỆN TỬ NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MOBILE ROBOT BÁM BIÊN QUỸ ĐẠO VẬT CẢN GVHD: TS Trần Minh Thiên SVTH: MSSV: Nguyễn Bá Trọng 20146444 Nguyễn Minh Thành 20146422 Trảo An Tân 20146416 Khóa: 2020 Ngành: Cơng nghệ kỹ thuật điện tử TP Hồ Chí Minh, tháng năm 2024 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự – Hạnh phúc NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN CƠ ĐIỆN TỬ Giảng viên hướng dẫn: TS Trần Minh Thiên Sinh viên thực hiện:1 Nguyễn Bá Trọng MSSV: 20146444 Nguyễn Minh Thành MSSV: 20146416 Trảo An Tân MSSV: 20146422 Ngày nhận đề tài: 04/09/2023 Ngày bảo vệ: 04-05/01/2024 Tên đề tài: NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MOBILE ROBOT BÁM BIÊN QUỸ ĐẠO VẬT CẢN Các số liệu, tài liệu ban đầu: Kích thước, kết cấu, cách chuyển động robot Cảm biến giao thức truyền thông Các phần mềm trí tệ nhân tạo Nội dung đồ án: Quy hoạch quỹ đạo chuyển động Tính tốn, lựa chọn động cấu trúc phù hợp Thiết kế phần mềm điều khiển (giao diện người dùng) thuật toán liên quan Các sản phẩm dự kiến Mơ hình robot giải trí Code điều khiển cho robot Báo cáo đồ án TRƯỞNG NGÀNH GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN NHÓM SV THỰC HIỆN (Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên) i KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự – Hạnh phúc PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Giảng viên hướng dẫn: TS Trần Minh Thiên Sinh viên thực hiện:1 Nguyễn Bá Trọng MSSV: 20146444 Nguyễn Minh Thành MSSV: 20146416 Trảo An Tân MSSV: 20146422 NHẬN XÉT: Về nội dung đề tài khối lượng thực hiện: ………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… Ưu điểm: ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… Khuyết điểm: ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… Đề nghị cho bảo vệ hay không? ………………………………………………………………………………………… Đánh giá loại: ………………………………………………………………………………………… Điểm:…………………………………………(Bằng chữ:………………………… ) Tp Hồ Chí Minh, ngày….tháng 12 năm2023 Giáo viên hướng dẫn (Ký & ghi rõ họ tên) ii KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự – Hạnh phúc PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Giảng viên hướng dẫn: TS Trần Minh Thiên Sinh viên thực hiện:1 Nguyễn Bá Trọng MSSV: 20146444 Nguyễn Minh Thành MSSV: 20146416 Trảo An Tân MSSV: 20146422 NHẬN XÉT: Về nội dung đề tài khối lượng thực hiện: ………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… Ưu điểm: ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… Khuyết điểm: ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… Đề nghị cho bảo vệ hay không? ………………………………………………………………………………………… Đánh giá loại: ………………………………………………………………………………………… Điểm:…………………………………………(Bằng chữ:………………………… ) Tp Hồ Chí Minh, ngày….tháng 01 năm2023 Giáo viên phản biện (Ký & ghi rõ họ tên) iii KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành Đồ án Cơ điện tử nhóm nhận hỗ trợ, giúp đỡ nhiều từ thầy Trần Minh Thiên Đồng thời xin cám ơn môn Cơ điện tử đưa mơn học vào chương trình đào tạo, vừa hội để sinh viên áp dụng kiến thức học trương trình học vừa bước đệm để sinh viên thực tốt Luận văn tốt nghiệp tới Trong suốt trình thực báo cáo đồ án, khả lý luận kinh nghiệm thực tiễn hạn chế nên khó tránh thiếu sót Rất mong nhận ý kiến đóng góp từ thầy, hội đồng phản biện, để nhóm có thêm kinh nghiệm hồn thành tốt mơn học tới tương lai gần công việc sau Xin chân thành cám ơn! iv KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY MỤC LỤC NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN CƠ ĐIỆN TỬ i PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ii PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN iii LỜI CẢM ƠN iv DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT .vii DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU .viii DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH ix CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Tổng quan 1.2 Đặt vấn đề 1.3 Giới hạn đề tài 1.4 Nội dung trình bày chương CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÍ THUYẾT 2.1 Cơ sở lí thuyết công nghệ 2.1.1 Tổng quan mobile robot 2.1.2 Nguyên lý làm việc robot bám quỹ đạo 2.1.3 Một số thuật toán cho robot bám quỹ đạo 2.2 Cơ sở lý thuyết khí 10 2.3 Cơ sở lí thuyết điện, điện tử 12 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ 17 3.1 Khảo sát thị trường 17 3.2 Thông số kỹ thuật 17 3.3 Thiết kế hệ thống khí 17 3.3.1 Chọn cấu 17 3.3.2 Tính tốn kích thước xe 18 3.3.2.1 Tính tốn chọn động 18 3.3.2.2 Tính tốn thiết kế thân xe 20 3.3.3 Phân tích lựa chọn dung sai 23 3.3.3.1 Xét ảnh hưởng độ song song vng góc lên đồ gá động 23 3.3.3.2 Các trường hợp sai lệch song song 24 3.3.3.3 Xét ảnh hưởng độ song song vng góc lên phần đế lắp gá động 24 3.3.3.4 Xét ảnh hưởng độ đồng trục lắp động 25 v KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY 3.3.4 Mơ kiểm tra bền 25 3.3.4.1 Mô kiểm tra bền lắp phần gá động 25 3.4 Thiết kế kỹ thuật điện, điện tử 26 3.4.1 Sơ đồ khối 26 3.4.2 Test driver với động 26 3.5 Thiết kế hệ thống điều khiển 30 3.5.1 Mơ hình động học robot 30 3.5.2 Thiết kế điều khiển 32 3.5.3 Sơ đồ khối điều khiển 34 CHƯƠNG 4: THI CÔNG, THỰC NGHIỆM, THU THẬP KẾT QUẢ VÀ PHÂN TÍCH 37 4.1 Thi cơng mơ hình 37 4.1.1 Thiết bị khí 37 4.1.1.1 Bánh xe 37 4.1.1.2 Đồ gá 37 4.1.2 Thiết bị điện, điện tử 38 4.1.2.1 Nguồn pin 38 4.1.2.2 Mạch ổn áp 39 4.1.2.3 Cảm biến 39 4.1.3 Thiết bị xử lý trung tâm 41 4.1.4 Mơ hình hệ thống sau thi công 43 4.2 Thực nghiệm phân tích 44 4.2.1 Thực Nghiệm 44 4.2.2 Phân tích 45 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN 46 5.1 Kết luận 46 5.2 Hạn chế đề tài 46 5.3 Hướng phát triển đề tài 46 TÀI LIỆU THAM KHẢO 47 vi KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT PID: Proportional-Integral-Derivative NASA: National Aeronautics and Space Administration MPC: Model Predictive Control LCD: Liquid Crystal Display PWM: Pulse Width Modulation RPM: Revolutions Per Minute STM32: ST Microelectronics 32-bit vii KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 2.1: Bảng so sánh số cấu…………………………………………… 11 Bảng 3.1: Thông số động JGA25-370 20 Bảng 3.2: Số liệu driver với động trái phía trước xe 26 Bảng 3.3: Số liệu driver với động phải phía trước xe 27 Bảng 3.4: Số liệu driver với động trái phía sau xe .28 Bảng 3.5: Số liệu driver với động phải phía sau xe .29 Bảng 4.1: Tóm tắt nguồn sử dụng 38 Bảng 4.2: Thông số pin 18650 38 Bảng 4.3 Thông số kỹ thuật cảm biến siêu âm HC-SRF04 41 viii KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY Từ ta có: −𝑘1 𝑒12 ≤ 0, ∀𝑘1 ≥ Với phần tử −𝑑𝑒2 𝜔 , tính chất điều khiển, nên 𝑒2 𝜔 ln dấu nên −𝑑𝑒2 𝜔 ≤ 0, ∀𝑑 ≥ Với phần tử 𝑠𝑖𝑛𝑒3 (𝑘2 𝑣𝑅 𝑒2 + 𝜔𝑅 − 𝜔) 𝑘2 Ta đặt: 𝜔 = 𝑘2 𝑣𝑅 𝑒2 + 𝜔𝑅 + 𝑘3 sin 𝑒3 Từ điều ta có ta có: 𝑘3 𝑠𝑖𝑛2 𝑒3 − ≤ 0, ∀𝑘2 , 𝑘3 ≥ 𝑘2 Vậy với luật điều khiển: 𝑣 = 𝑣𝑅 𝑐𝑜𝑠 𝑒3 + 𝑘1 𝑒1 { 𝜔 = 𝑘2 𝑣𝑅 𝑒2 + 𝜔𝑅 + 𝑘3 𝑠𝑖𝑛𝑒3 Nên ta có: 𝑉̇ ≤ 0, ∀𝑑, 𝑘1 , 𝑘2 , 𝑘3 ≥ Điều có nghĩa hệ thống ổn định với điều khiển tracking theo tiêu chuẩn Lyapunov, giá trị 𝑒1 , 𝑒2 , 𝑒3 tiến 𝑡 → ∞ Do hệ thống 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 ta có e1=d Mơ hình thể hình Như vậy, để xác định đầy đủ thông tin vị trí điểm tracking so với tham chiếu, sai số e2 e3 cần xác định Trên thực tế, e2 xác định trực tiếp từ hệ thống sensor Đối với e3, 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 Khi đó, sai số e3 xác định theo cơng thức : e3  arctan( e2  e2 ' ) ds 33 KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY Hình 3.16: Hình ảnh sai số e2 Hình 3.17: Hình ảnh sai số e3 3.5.3 Sơ đồ khối điều khiển Robot sử dụng điều khiển tập trung để điều khiển chức riêng biệt Trong vi điều khiển Tiva STM32 đảm nhiệm tất nhiệm vụ gồm có: Đọc xử lý giá trị sensor 34 KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY Đọc giá trị vận tốc từ Encoder Điều khiển động thông qua driver điều khiển PID Sau tín hiệu trả từ sensor dạng analog vi điều khiển tính toán sai số e2 (bỏ qua sai số e3 chọn k3=0), áp dụng tiêu chuẩn ổn định lyaponouv để đưa vận tốc động trái động phải Vận tốc động trái phải vi điều khiển xử lý truyền tín hiệu điều khiển dạng xung pwm cho driver tương ứng Vi điều khiển nhận xung encoder trả áp dụng giải thuật PID để đảm bảo vận tốc xe đáp ứng giá trị tính tốn Hình 3.18: Sơ đồ khối hệ thống điện Giải thuật: sử dụng luật điều khiển sau Trong đó: 𝑣, 𝜔, 𝑣𝑅, 𝑘2, 𝑒2 đề cập Từ tính vận tốc góc cho động cơ: Khi cảm biến biên trả tín hiệu distance > khoảng cách d, dừng xe 35 KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY Dựa vào giải thuật đề cập trên, ta có lưu đồ giải thuật sau: Distance > d 36 KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY CHƯƠNG 4: THI CƠNG, THỰC NGHIỆM, THU THẬP KẾT QUẢ VÀ PHÂN TÍCH 4.1 Thi cơng mơ hình 4.1.1 Thiết bị khí Như nói chương nhóm em chọn cấu xe bánh ( điều khiển bánh sau) với thiết bị sau: động cơ, bánh xe đồ gá động lắp vào thân xe robot 4.1.1.1 Bánh xe Yêu cầu: Nhẹ, bền Bám đường tốt Di chuyển mặt phẳng => Phương án lựa chọn: dựa đặc điểm loại bánh yêu cầu cần đáp ứng, nhóm lựa bánh thơng thường: bánh V2.65mm Hình 4.1: Bánh xe V2 4.1.1.2 Đồ gá Đồ gá ta mua ngồi thị trường có hình dạng chữ L bắt động có đường kính 25mm 37 KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY Hình 4.2: Đồ gá động 4.1.2 Thiết bị điện, điện tử 4.1.2.1 Nguồn pin Từ sơ đồ khối chương trước, phần điện nhóm tiến hành lựa chọn driver, thiết kế cảm biến thiết kế mạch nguồn cho xe Bảng 4.1: Tóm tắt nguồn sử dụng Thiết bị Số lượng Dòng điện Điện áp Tổng cộng Động 600mA 12V 1200mA-12V Cảm biến 50mA 5V 150mA-5V Driver 40mA 5V 80mA-5V 1200mA-12V Tổng 230mA-5V => Từ nhóm em chọn nguồn pin 18650: Bảng 4.2: Thông số pin 18650 Thơng số Kiểu pin Điện áp trung bình, 𝑉 Điện áp sạc đầy, 𝑉 Dòng xả, 𝐴 Size, 𝑚𝑚 Trọng lượng, 𝑔 Số lượng Giá trị 18650 3,7 4.2 18 × 65 34 38 KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY 4.1.2.2 Mạch ổn áp Do với số lượng pin áp lên tới 14,8V Vì cần module LM2596 để ổn định điện áp 5VDC 12VDC cho hệ thống hoạt động tốt tuổi thọ kéo dài Hình 4.3: Module LM2596 4.1.2.3 Cảm biến Để thực việc bám di chuyển theo biên vật cản theo khoảng cách định nhóm em lựa chọn cảm biến siêu âm HC-SR04 Hình 4.4 Cảm biến siêu âm Cảm biến khoảng cách siêu âm HC-SR04 sử dụng phổ biến để xác định khoảng cách Cảm biến sử dụng sóng siêu âm đo khoảng cách khoảng từ 3-600 cm, với độ xác cao Cảm biến HC-SR04 có chân là: Vcc, Trig, Echo, GND Cảm biến siêu âm hoạt động cách phát xung tín hiệu đo thời gian nhận tín hiệu trở vể Sau đo tín hiệu trở cảm biến siêu âm, ta tính thời gian từ lúc phát đến lúc nhận tín hiệu Từ thời gian tính khoảng cách 39 KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY Hình 4.5 Ngun lý hoạt động sensor Để đo khoảng cách, ta lập trình cho vi điều khiển phát xung có độ rộng 10µs vào chân Trig cảm biến Ngay cực phát cảm biến phát xung sóng âm (v=340m/s) Chân Echo kéo lên mức cao nhận lại sóng phản xạ chân Echo kéo xuống thấp Chiều rộng xung với thời gian sóng siêu âm phát từ cảm biến quay trở lại Sử dụng Timer ta đo khoảng thời gian d t  cm  2* 29.412 Trong đó: d: Khoảng cách cần đo t: Khoảng thời gian sóng siêu âm phát từ cảm biến quay trở lại Nếu đo xác thời gian khơng có nhiễu, mạch cảm biến siêu âm trả kết xác Điều phụ thuộc vào cách viết chương trình khơng sử dụng hàm delay Hình 4.6: Các trường hợp cảm biến đo Lưu ý: Những trường hợp cảm biến không đo khoảng cách: Khi khoảng cách đến vật lớn 6m 40 KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY Khi mặt phẳng phản xạ khơng hướng vào cảm biến Khi vật cản nhỏ Khi vật cản mềm (chăn, gối…) Bảng 4.3 Thông số kỹ thuật cảm biến siêu âm HC-SRF04 Điện áp hoạt động 5V Dòng điện 30mA (Tối đa 50mA) Tần số hoạt động 40KHz Khoảng cách lớn đo 6m Khoảng cách nhỏ đo 3cm Góc quét 450 Kích thước module 45x20mm Về số lượng cảm biến: cảm biến bố trí xung quanh xe robot 4.1.3 Thiết bị xử lý trung tâm Ở phần nhóm em lựa chọn STM32 làm chip xử lý tín hiệu điều khiển cho tồn hệ thống - Giới thiệu sơ lược: Dòng vi điều khiển STM32 STMicroelectronics đánh dấu đột phá sáng tạo lĩnh vực thiết kế hệ thống nhúng Với lõi xử lý ARM Cortex-M mạnh mẽ nhiều đặc điểm tiên tiến, STM32 lựa chọn lý tưởng cho kỹ sư nhà phát triển tìm kiếm giải pháp hiệu linh hoạt Được chia thành dòng sản phẩm đa dạng STM32F0, STM32F1, STM32F4 nhiều dòng khác, STM32 đáp ứng đa dạng nhu cầu ứng dụng, từ dự án nhỏ hệ thống đòi hỏi hiệu suất cao Với nhiều cổng kết nối giao tiếp UART, SPI, I2C, CAN, USB, Ethernet, STM32 tạo môi trường thuận lợi cho tích hợp với thiết bị mạng khác STMicroelectronics cung cấp môi trường phát triển tích hợp mạnh mẽ STM32CubeIDE, giúp nhà phát triển dễ dàng triển khai debug ứng dụng Hỗ trợ cho nhiều dự án mở rộng Arduino giúp mở rộng khả sáng tạo cộng đồng phát triển Với tính linh hoạt, hiệu suất tính bảo mật, STM32 không công cụ mạnh mẽ cho chuyên gia nhúng mà lựa chọn lý tưởng cho dự án từ 41 KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY nhà phát triển nhập mơn đến doanh nghiệp công nghiệp STM32 - Khám phá sức mạnh kết hợp công nghệ sáng tạo => Trong đồ án nhóm em chọn kít STM32F103C8T6 - Cấu hình chi tiết STM32F103C8T6: - ARM 32-bit Cortex M3 với clock max 72Mhz - Bộ nhớ:  64 kbytes nhớ Flash(bộ nhớ lập trình)  20kbytes SRAM - Clock, reset quản lý nguồn  Điện áp hoạt động 2.0V -> 3.6V  Power on reset(POR), Power down reset(PDR) programmable voltage detector (PVD)  Sử dụng thạch anh từ 4Mhz -> 20Mhz  Thạch anh nội dùng dao động RC mode 8Mhz 40khz  Sử dụng thạch anh 32.768khz sử dụng cho RTC - Trong trường hợp điện áp thấp:  Có mode :ngủ, ngừng hoạt động hoạt động chế độ chờ  Cấp nguồn chân Vbat pin để hoạt động RTC sử dụng lưu trữ data nguồn cấp - ADC 12 bit với kênh cho  Khoảng giá trị chuyển đổi từ – 3.6V  Lấy mẫu nhiều kênh kênh  Có cảm biến nhiệt độ nội - DMA: chuyển đổi giúp tăng tốc độ xử lý khơng có can thiệp q sâu CPU  kênh DMA  Hỗ trợ DMA cho ADC, I2C, SPI, UART - timer  timer 16 bit hỗ trợ mode IC/OC/PWM  timer 16 bit hỗ trợ để điều khiển động với mode bảo vệ ngắt input, dead-time  watdog timer dùng để bảo vệ kiểm tra lỗi  sysTick timer 24 bit đếm xuống dùng cho ứng dụng hàm Delay… - Hỗ trợ kênh giao tiếp bao gồm:  I2C(SMBus/PMBus) 42 KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY  USART(ISO 7816 interface, LIN, IrDA capability, modem control)  SPIs (18 Mbit/s)  CAN interface (2.0B Active)  USB 2.0 full-speed interface - Kiểm tra lỗi CRC 96-bit ID Hình 4.7: Kit STM32F103C8T6 4.1.4 Mơ hình hệ thống sau thi công Sau chọn thiết bị thi cơng mơ sau: Hình 4.8: Mơ hình trước thi cơng Hình 4.8: Mơ hình trước thi cơng 43 KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY 4.2 Thực nghiệm phân tích 4.2.1 Thực Nghiệm Với thông số robot bánh xe sau: L=230(mm), d=160(mm), Cài đặt thống số sau: Tập trung vào việc đánh giá hiệu suất hệ thống điều khiển thông qua việc so sánh kết mong muốn kết thực tế thu từ ta thấy độ chênh lệnh điều chỉnh điều khiển cách phù hợp để thu kết tốt hơn: Hình 4.9: Kết mơ vị trí bám quỹ đạo theo trục X Hình 4.10: Kết mơ vị trí bám quỹ đạo theo trục y 44 KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY 4.2.2 Phân tích Trên hình ảnh mơ vị trí Robot khơng gian hai chiều qua thấy có khác biết kết từ việc bám biên trục X so với trục Y từ nhận thấy có sai lệch định cấu việc hai động chưa đồng mặt tốc độ,… 45 KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN 5.1 Kết luận Trải qua thời gian nghiên cứu tìm hiểu thực đồ án Cơ điện tử với đề tài “Nguyên cứu, thiết kế, chế tạo mobile robot bám biên quỹ đạo vật cản”, nhóm thiết kế mơ hình mobile robot hình Kết nhóm thực công việc sau: - Phần khung, vỏ robot cấu tạo từ vật liệu nhựa in 3D, việc thiết kế phần khung xe thực thơng qua phần mềm Solidwork, mơ hình robot lắp ráp hoàn thiện, chi tiết kết nối chắn, đảm bảo yêu cầu đặt - Lựa chọn nguồn linh kiện điện tử phù hợp cho robot - Thiết kế robot nhỏ gọn, có khả hoạt động tốt mơi trường không khắc nghiệt 5.2 Hạn chế đề tài Với cố gắng tìm tịi, học hỏi, tìm tịi nghiên cứu đề tài mobile robot nhóm thực mục tiêu ban đầu đề thời gian lượng kiến thức cịn hạn chế nhiều mặt nên khả hồn thiện đồ án không mong đợi Bên cạnh kết đạt suốt trình thực khả thực đề tài nhiều hạn chế chưa giải vấn đề nhận biết vật cản để tìm quỹ đạo, chưa tìm thơng số PID thích hợp để điều khiển robot, việc xử lí tín hiệu cảm biến khơng hiệu dẫn đến robot hoạt động 5.3 Hướng phát triển đề tài Để hoàn thiện robot tối ưu, hoạt động tốt ổn định điều kiện môi trường khác qua thương mại hóa robot Nhóm cần phải có thêm thời gian phải nghiên cứu, tìm hiểu, cải thiện thêm vấn đề sau: Cải thiện phần cứng chắc, đẹp mắt robot hoạt động điều kiện khác Cải thiện thơng số điều khiển Có thể tích hợp thêm xử lí ảnh để phát hiên vật cản tìm quỹ đạo để điều khiển robot xác Hồn thiện mơ hình Đồ án Tốt nghiệp 46 KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trịnh Chất, Lê Văn Uyển, Thiết kế hệ thống dẫn động khí (Nhà xuất giáo dục, 2018) [2] Trần Quốc Hùng, Giáo trình dung sai – kỹ thuật đo (Nhà xuất đại học quốc gia Tp Hồ Chí Minh) [3] Đặng Nam Kiên, & Nguyễn Vũ Điều khiển bám quỹ đạo cho robot tự hành bốn bánh lái chủ động 4WD4WS phuong pháp lái độc lập phía trước phía sau (2023).Journal of Military Science and Technology, (FEE), 21-28 DOI: https://doi.org/10.54939/1859-1043.j.mst.fee.2023.21-28 [4] Hong, G., Nitulescu, M., Vladu, I C., Nguyen, M., Le, T., Nguyen, P., Truong, T., Nguyen, V., & Huynh, X (2020) Trajectory tracking sliding mode control for cart and pole system Intelligent Computing in Engineering, 829-844 DOI: https://doi.org/10.1007/978-981-15-2780-7_89 [5] Zeng, Z., Lu, H., & Zheng, Z (2013) High-speed trajectory tracking based on model predictive control for omni-directional mobile robots 2013 25th Chinese Control and Decision Conference (CCDC) https://doi.org/10.1109/ccdc.2013.6561493 [6] Zhao Z.G., Zhou L.J., Zhu Q., “Preview Distance Adaptive Optimization for the Path Tracking Control of Unmanned Vehicle”, J Mech Eng 54 (24) 180–187, (2018), 10.3901/JME.2018.24.166 DOI: https://doi.org/10.3901/JME.2018.24.166 [7] Lee Ming-Han and Tzuu-Hseng S Li “Kinematics, dynamics and control design of 4WIS4WID mobile robots.” The Journal of Engineering 2015: 6-16, (2015) DOI: https://doi.org/10.1049/joe.2014.0241 [8] Zhonghua Zhang, Caijin Yang, Weihua Zhang, Yanhai Xu, Yiqiang Peng, Maoru Chi, “Motion Control of a 4WS4WD Path-Following Vehicle: Dynamics-Based Steering and Driving Models”, Shock and Vibration, vol 2021, Article ID 8861159, 13 pages, (2021) DOI: https://doi.org/10.1155/2021/8861159 47 KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY