đề tài thiết kế và thi công robot dò line phát hiện vật cản

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu-Đối tượng nghiên cứu của đề tài "Thiết kế thi công robot phát hiện vậtcản" là các hệ thống điều khiển robot và các thành phần phần cứng, điện tửcần thiết

TÊN ĐỀ TÀI : THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG ROBOTDÒ LINE PHÁT HIỆN VẬT CẢN

GVHD: ThS CHIÊM TRỌNG HIỂN TÊN SINH VIÊN: TÔ VINH THÀNH

MSSV: 2032210567LỚP: 12DHTDH06

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, THÁNG … NĂM …

TÊN ĐỀ TÀI : THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG ROBOT DÒLINE PHÁT HIỆN VẬT CẢN

GVHD: ThS CHIÊM TRỌNG HIỂN TÊN SINH VIÊN: TÔ VINH THÀNH

MSSV: 2032210567LỚP: 12DHTDH06

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, THÁNG … NĂM …TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG THƯƠNG

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA CN ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAMĐộc lập – Tự do – Hạnh phúc

4 Ngày giao nhiệm vụ: 16/04/2024 ………

5 Ngày hoàn thành và nộp về khoa: ……….

Tp.HCM, ngày … tháng … năm ….

Trưởng khoa Trưởng bộ môn Giảng viên hướng dẫn

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi và được sự hướng dẫn của thầy Chiêm Trọng Hiển Các nội dung nghiên cứu, kết quả trong đề tài này là trung thực và chưa công bố dưới bất kỳ hình thức nào trước đây Những sốliệu trong các bảng biểu phục vụ cho việc phân tích, nhận xét, đánh giá được chính tác giả thu thập từ các nguồn khác nhau có ghi rõ trong phần tài liệu tham khảo.

Ngoài ra, trong Đồ án 2 còn sử dụng một số nhận xét, đánh giá cũng như số liệu của các tác giả khác, cơ quan tổ chức khác đều có trích dẫn và chú thích nguồn gốc.

Nếu phát hiện có bất kỳ sự gian lận nào tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về nộidung Đồ án 2 của mình Trường Đại học Công Thương Thành Phố Hồ Chí Minh không liên quan đến những vi phạm tác quyền, bản quyền do tôi gây ra trong quátrình thực hiện (nếu có).

TP Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm … Sinh viên

Họ và tên sinh viên

LỜI CẢM ƠN

Qua 3 năm học tập và nghiên cứu tại trường Đại học Công Thương TP.HCM,em đã tiếp thu được nhiều kiến thức bổ ích không những trong học tập mà còn lànhững kinh nghiệm trong cuộc sống để em có thể vươn xa hơn, cao hơn trongtương lai.

Em xin gửi lời cảm ơn đến Ban Giám Hiệu nhà trường và lời cảm ơn sâu sắc đếntất cả quý thầy cô Khoa Điện – Điện tử đã tạo đầy đủ mọi điều kiện cho em đượchọc tập để có kiến thức và được thực tập để có kinh nghiệm giúp ích rất nhiềucho bản thân em và cả tương lai sau này

Em cũng xin chân thành gửi lời cảm ơn đến các thầy cô giáo bộ môn Điện-Điệntử đã tận tình giảng dạy và trang bị đầy đủ các kiến thức cơ bản cũng như bổsung các kiến thức mới lạ hấp dẫn trong việc học của em

Nhận được sự giúp đỡ của các thầy cô trong bộ môn Điện-Điện tử, đặc biệt là sựgiúp đỡ nhiệt tình của thầy Chiêm Trọng Hiển trực tiếp hướng dẫn đã là nguồnđộng viên, cổ vũ tinh thần lớn để em hoàn thành đề tài này

Trong quá trình tìm hiểu công nghệ mới và ứng dụng, em đã làm việc hết sứcnghiêm túc và nỗ lực hết mình Tuy nhiên, vẫn còn rất nhiều thiếu sót em rấtmong nhận được những ý kiến đóng góp chân thành của quý Thầy Cô để em cóthêm kiến thức nhằm hoàn thiện tốt hơn với đề tài này

Em xin chân thành cảm ơn.

TP Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm … Sinh viên

Họ và tên sinh viên

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

1.1 Lý do chọn đề tài 1

1.2 Mục đích 1

1.3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2

1.4 Phương pháp nghiên cứu 3

1.5 Mục tiêu thiết kế của đề tài 3

CHƯƠNG 2 PHẦN CỨNG VÀ PHẦN MỀM 4

2.1 Chi tiết phần cứng 4

2.1.1 Giới thiệu Arduino uno r3 4

2.1.2 Module điều khiển động cơ L298N 10

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MẠCH 24

3.1 Lưu đồ giải thuật 24

3.2 Sơ đồ khối 25

3.3 Thiết kế mạch 26

3.4 Tính toán và chọn pin 27

CHƯƠNG 4 CODE VÀ LẬP TRÌNH HỆ THỐNG 28

CHƯƠNG 5 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG 34

TÀI LIỆU THAM KHẢO 37

DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ, CHỮ VIẾT TẮT

Không lạm dụng việc viết tắt trong khóa luận tốt nghiệp Chỉ nên viết tắt nhữngtừ, cụm từ hoặc thuật ngữ được sử dụng nhiều lần trong khóa luận Không viết tắtnhững cụm từ dài, những mệnh đề hoặc những cụm từ ít xuất hiện Trong trườnghợp cần viết tắt những từ, thuật ngữ, tên các cơ quan, tổ chức thì được viết tắtsau lần viết thứ nhất có kèm theo chữ viết tắt trong ngoặc đơn Nếu có quá nhiềuchữ viết tắt thì phải có bảng danh mục các từ viết tắt (xếp theo thứ tự A, B, C) ởphần đầu luận văn.

Ví dụ:

Viết tắtTiếng anh (nếu có)Tiếng việt

AC Alternating Current Dòng điện xoay chiều

IGBT Insulated Gate Bipolar Transistor Transistor có cực điều khiển cáchly

PWM Pulse Width Modulation Điều chế độ rộng xung

THD Total Harmonic Distortion Độ méo dạng hài tổng

DANH SÁCH HÌN

1.1Sân thi đấu của cuộc thi 2.1 Mạch Arduino uno r3

2.2Các chân cấp nguồn cho Arduino2.3Sơ đồ chân ic Atmega328P

2.4Sơ đồ mô phỏng mạch cầu H

2.5Nguyên lý hoạt động của IR sensor2.6Mạch hạ áp XL4015

2.7Cảm biến màu sắc TCS34722.8Động cơ giảm tốc V1

2.9Động cơ servo sg90

2.10 Bấm vào mục Window ZIP2.11 Bấm JUST DOWNLOAD2.12 Bắt đầu tải

2.13 chọn “Extract here” để giải nén

2.14 Chạy file trong thư mục arduino-1.6.4\ để khởi động Arduino IDE2.15 Chọn Next để tiếp tục

2.16 Xác nhận cài đặt driver2.17 Đợi quá trình cài đặt

2.18 Giao diện chính của Arduino IDE2.19 Miêu tả vùng lệnh

2.20 Vùng thông báo2.21 IDE menu2.22 Click Examples2.23 Edit menu2.24 Sketch menu

2.25 Tool menu2.26 Chọn Board

3.1 Mạch mô phỏng trên proteus

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI

1.1 Lý do chọn đề tài

Tự động hóa là tổng hợp của nhiều lĩnh vực như cơ khí, điều khiển, công nghệthông tin và cơ điện tử Các lĩnh vực này kết hợp lại với nhau tạo thành các hệthống tự động hóa và cao hơn là tự động cả quá trình sản xuất Ngành côngnghiệp tự động hóa ngày càng có vai trò quan trọng và hết sức cần thiết để đápứng mục tiêu phát triển kinh tế, nhất là trong quá trình công nghiệp hóa-hiện đạihóa như hiện nay Nó đòi hỏi một nguồn nhân lực có trình độ cao để vận hành Ngày nay, robot đã đạt được những thành tựu to lớn trong sản xuất công nghiệpcũng như là đời sống Sản xuất robot là ngành công nghiệp trị giá trị hàng tỉ USDvà ngày càng phát triển mạnh trong các họ robot chúng ta không thể không nhắcđến mobile robot với những đặc thù riêng mà các loại robot khác không có.Mobile robot có thể di chuyển rất linh hoạt do đó tạo nên không gian hoạt độnglớn và cho đến nay nó đã dần khẳng định vai trò quan trọng không thể thiếu trongnhiều lĩnh vực, thu hút được nhiều sự đầu tư và nghiên cứu Mobile robot cũngđược chia ra làm nhiều loại: robot học đường đi, robot dò đường line, robot tránhvật cản, robot tìm đường trong mê cung Trong đó robot dò đường line dễ dàngứng dụng nhiều trong cuộc sống Việc phát triển robot này sẽ phục rất nhiều chocon người.

Những lợi ích vai trò to lớn màn robot dò đường line đem lại cho cuộc sống vàvới sự đam mê tìm tồi của bản thân vì thế chúng em mong muốn được nghiêncứu và làm rõ đề tài “Thiết kế xe robot phát hiện vật cản” để em có thể hiểu hơnvề cơ chế hoạt, ứng dụng, và từ đó nâng cao tri thức bản thân.

1.2 Mục đích

"Thiết kế thi công robot phát hiện vật cản" là phát triển một mô hình robotcó khả năng tự động di chuyển và phát hiện vật cản trên đường, sau đó sửdụng tay cầm robot để gắp và di chuyển chúng Đây là một đề tài có tínhứng dụng cao trong ngành công nghiệp tự động hóa và giúp tăng hiệu quả

sản xuất, đồng thời cũng giúp hiểu rõ hơn về cách hoạt động của các hệthống điều khiển robot.

1.3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

-Đối tượng nghiên cứu của đề tài "Thiết kế thi công robot phát hiện vậtcản" là các hệ thống điều khiển robot và các thành phần phần cứng, điện tửcần thiết để tạo ra một mô hình xe robot có khả năng tự động di chuyểntrên đường thẳng và phát hiện, gắp vật cản, đồng thời sử dụng bo mạchArduino R3 để điều khiển.

-Phạm vi nghiên cứu bao gồm:

• Thiết kế và lắp ráp các thành phần cơ khí và điện tử như động cơ, bánhxe, cảm biến, tay cầm robot và các linh kiện điện tử điều khiển để tạo thànhmột hệ thống robot hoàn chỉnh.

• Lập trình điều khiển robot sử dụng Arduino R3 để có thể phát hiện đườngline, di chuyển trên đường và phát hiện vật cản trên đường.

• Thiết kế và thi công một bộ pin và sạc để cung cấp năng lượng cho hệthống robot.

• Kiểm tra, đánh giá và tối ưu hoá hiệu suất của hệ thống robot.

Đề tài tập trung vào việc thiết kế mô hình xe robot dò line và gắp vật cảnsử dụng bo mạch Arduino R3, không bao gồm các nghiên cứu về trí tuệnhân tạo hay các vấn đề liên quan đến xử lý hình ảnh phức tạp.

-Ứng dụng của “Mô hình robot dò line gắp vật”:

• Công nghiệp: Robot có khả năng tự động dò line và gắp vật cản có thểđược sử

dụng trong quá trình sản xuất, giúp tăng năng suất và độ chính xác của quátrình sản xuất.

• Dịch vụ và giao thông: Robot có thể được sử dụng để thu thập dữ liệu vềtình trạng giao thông trên đường, phát hiện và di chuyển các vật cản trênđường, giúp

giảm thiểu tai nạn giao thông.

• Giáo dục và giải trí: Robot có khả năng dò line và gắp vật cản có thể đượcsử dụng để giới thiệu về công nghệ robot và kỹ năng lập trình cho trẻ em,đồng thời có thể được sử dụng trong các hoạt động giải trí.

• Y tế: Robot có khả năng tự động di chuyển và phát hiện vật cản có thểđược sử dụng trong các phòng mổ để hỗ trợ các bác sĩ trong quá trình phẫuthuật.Với các ứng dụng khác nhau, đề tài này có thể mang lại nhiều lợi íchcho con người và giúp tăng cường sự phát triển của ngành công nghiệprobot.

1.4 Phương pháp nghiên cứu

-Tìm hiểu và nghiên cứu các kiến thức về lý thuyết robot, lý thuyết điều khiển,cơ khí và điện tử.

-Thiết kế kiến trúc tổng thể của robot, bao gồm cơ khí và điện tử.

-Lựa chọn các linh kiện và phần mềm cần thiết để xây dựng robot, bao gồm viđiều khiển Arduino R3, các cảm biến, động cơ và bộ nguồn.

-Lập trình cho robot để điều khiển chuyển động, dò line và gắp vật cản.

-Thực hiện các thí nghiệm và thử nghiệm để đánh giá hiệu suất của robot, baogồm độ chính xác trong quá trình dò line và khả năng gắp vật cản.

-Đánh giá kết quả thí nghiệm và thử nghiệm, tìm hiểu những hạn chế và điềuchỉnh robot để cải thiện hiệu suất.

-Phương pháp nghiên cứu này sử dụng kết hợp giữa lý thuyết và thực tiễn để đạtđược mục tiêu của đề tài Các thí nghiệm và thử nghiệm được thực hiện để đánhgiá hiệu suất của robot và cải thiện các yếu điểm trong quá trình thiết kế và xâydựng.

1.5 Mục tiêu thiết kế của đề tài

Thiết kế robot để thi đấu tự động dò line, phát hiện vật, và thực hiện các thao tácsau đó mà không có sự điều khiển từ xa thông qua laser, sóng hồng ngoại, vv.

Hình1.1 Sân thi đấu của cuộc thi

Động cơ Servo sg90

2.1.1 Giới thiệu Arduino uno r3

Arduino Uno là một bảng mạch vi điều khiển nguồn mở dựa trên vi điều khiểnMicrochip ATmega328 được phát triển bởi Arduino.cc Bảng mạch được trang bịcác bộ chân đầu vào/ đầu ra Digital và Analog có thể giao tiếp với các bảng mạchmở rộng khác nhau Mạch Arduino Uno thích hợp cho những bạn mới tiếp cận vàđam mê về điện tử, lập trình…Dựa trên nền tảng mở do Arduino.cc cung cấp các

bạn dễ dàng xây dựng cho mình một dự án nhanh nhất ( lập trình Robot, xe tựhành, điều khiển bật tắt led…).[1]

Hình 2.1 Mạch Arduino uno r3

Khi arduino chưa ra đời, để làm được một dự án điện tử nhỏ liên quan đến lậptrình, biên dịch, chúng ta cần đến sự hỗ trợ của các thiết bị biên dịch khác để hỗtrợ Ví dụ như, dùng Vi điều khiển PIC hoặc IC vi điều khiển họ 8051 , chúng taphải thiết kế chân nạp onboard, hoặc mua các thiết bị hỗ trợ nạp và biên dịch nhưmạch nạp 8051, mạch nạp PIC

Hiện nay Arduino được biết đến ở Việt Nam rất rộng rãi Từ học sinh trung học,đến sinh viên và người đi làm Những dự án nhỏ và lớn được thực hiện một cáchrất nhanh, các mã nguồn mở được chia sẻ nhiều trên diễn dàn trong nước và nướcngoài

Giúp ích rất nhiều cho những bạn theo đam mê nghiên cứu chế tạo những sảnphẩm có ích cho xã hội

Trong những năm qua, Arduino là bộ não cho hàng ngàn dự án điện tử lớn nhỏ,từ những sản phẩm ra đời ứng dụng đơn giản trong cuộc sống đến những dự ánkhoa học phức tạp.

Cứ như vậy, thư viện mã nguồn mở ngày một tăng lên, giúp ích cho rất nhiềungười mới biết đến Arduino cũng như những chuyên viên lập trình nhúng vàchuyên gia cùng tham khảo và xây dựng tiếp nối.…

Bạn muốn thiết kế điều khiển thiết bị thông qua cảm biến ánh sáng, Đo nồng độhóa chất, khí ga và xử lý thông qua cảm biến nồng độ và cảm biến khí, Bạn muốnlàm 1 con robot mini, Bạn muốn quản lý tắt mở thiết bị điện trong nhà, bạn muốn

điều khiển motor, nhận dạng ID, Khó hơn xíu là bạn muốn làm một máy CNChoặc máy in 3D mini, máy bay không người lái ( Flycam) một hệ thống thu thậpdữ liệu thông qua GSM, xử lý ảnh,điều khiển vạn vật thông qua internet giao tiếpvới điện thoại thông minh Để làm được điều đó, từ đơn giản đến phức tạp bạncần sử dụng ngôn ngữ lập trình Arduino dựa trên sơ đồ, hệ thống của bạn thiếtkế, thông qua phần mềm Arduino IDE, để thực hiện những yêu cầu đó đưa về bộphận xử lý trung tâm ( Arduino).

Số chân Digital 14 (trong đó 6 chân cung cấp đầu raPWM)

Flash Memory 32 KB (ATmega328P) of which 0.5 KBused by

bootloader

VIN: Chân này dùng để cấp nguồn ngoài (điện áp cấp từ 7-12VDC) 5V: Điện áp ra 5V (dòng điện trên mỗi chân này tối đa là 500mA).3V3: Điện áp ra 3.3V (dòng điện trên mỗi chân này tối đa là 50mA).GND: Là chân mang điện cực âm trên board.

IOREF: Điệp áp hoạt động của vi điều khiển trên Arduino UNO và có thể đọc điện áp trên chân IOREF Chân IOREF không dùng để làm chân cấp nguồn.

Hình 2.2 Các chân cấp nguồn cho Arduino

- Bộ nhớ:

32 KB bộ nhớ Plash: trong đó bootloader chiếm 0.5KB.

2 KB cho SRAM: (Static Random Access Menory): giá trị các biến khai báo sẽđược lưu ở đây Khai báo càng nhiều biến thì càng tốn nhiều bộ nhớ RAM Khimất nguồn dữ liệu trên SRAM sẽ bị mất.

1 KB cho EEPROM: (Electrically Eraseble Programmable Read Only Memory):Là nơi có thể đọc và ghi dữ liệu vào đây và không bị mất dữ liệu khi mất nguồn.

- Sơ đồ chân:

Trên Board Arduino Uno có 14 chân Digital được sử dụng để làm chân đầu vào và đầu ra và chúng sử dụng các hàm pinMode(), digitalWrite(),digitalRead() Giá trị điện áp trên mỗi chân là 5V, dòng trên mỗi chân là 20mAvà bên trong có điện trở kéo lên là 20-50 ohm Dòng tối đa trên mỗi chân I/Okhông vượt quá 40mA để tránh trường hợp gây hỏng board mạch.

Ngoài ra, một số chân Digital, Analog có chức năng đặt biệt:

Digital: Các chân I/O digital (chân số 2 – 13 ) được sử dụng làm chânnhập, xuất tín hiệu số thông qua các hàm chính : pinMode(), digitalWrite(),digitalRead() Điện áp hoạt động là 5V, dòng điện qua các chân này ở chế độbình thường là 20mA, cấp dòng quá 40mA sẽ phá hỏng vi điều khiển.

Analog :Uno có 6 chân Input analog (A0 – A5), độ phân giải mỗi chân là10 bit (0 – 1023 ) Các chân này dùng để đọc tín hiệu điện áp 0 – 5V (mặc định)tương ứng với 1024 giá trị, sử dụng hàm analogRead()

Serial: 0 (RX) và 1 (TX): Được sử dụng để nhận dữ liệu (RX) và truyềndữ liệu

SPI bằng thư viện SPI.

LED: Có 1 LED được tích hợp trên bảng mạch và được nối vào chân D13.Khi

chân có giá trị mức cao (HIGH) thì LED sẽ sáng và LED tắt khi ở mức thấp(LOW).

TWI/I2C: A4 (SDA) và A5 (SCL) hỗ trợ giao tiếp I2C/TWI với các thiết bịkhác.

ATmega328P có mạch bảo vệ bên trong và có nhiều cách lập trình giúp các kỹ sưsử dụng linh hoạt ở các tính huống khác nhau IC hỗ trợ nhiều giao thức giao tiếphiện đại cho các module khác và chính bộ vi điều khiển, đó là lý do tại saoATmega328P được sử dụng phổ biến.

ATmega328P là một trong những vi điều khiển nổi tiếng của Atmel vì nó đượcsử dụng trong bo mạch arduino UNO.

Mạch bên trong của ATmega328P được thiết kế với tính năng tiêu thụ dòng điệnthấp Con chip này chứa 32 kilobyte bộ nhớ flash trong, 1 kilobyte EEPROM và2 kilobyte SRAM EEPROM và bộ nhớ flash là bộ nhớ lưu thông tin và thông tinđó vẫn thoát ra mỗi khi nguồn điện bị ngắt nhưng SRAM là bộ nhớ chỉ lưu thôngtin cho đến khi có điện và khi ngắt nguồn điện tất cả thông tin được lưu trongSRAM sẽ bị xóa.

Hình 2.3 Sơ đồ chân ic Atmega328P

- Một số ứng dụng của vi điều khiển ATmega328P như:

Sử dụng để lập trình cho các mục đích trong cuộc sống

Sử dụng để lập trình cho các thiết bị ngoại vi

Sử dụng trong công nghiệp, mô phỏng cách mạch cảnh báo, nhận tín hiệu Ứng dụng nhiều trong công nghệ sản xuất, tự động hóa.

- Thông số kỹ thuật của Atmega328P

Bảng 2.2 Thông số kỹ thuật ic Atmega328P

2.1.2 Module điều khiển động cơ L298N

- Mạch cầu H là một mạch đơn giản dùng để điều khiển động cơ DC quay

thuận hoặc quay nghịch Trong thực tế, có nhiều kiểu mạch cầu H khácnhau tùy vào cách chúng ta lựa chọn linh kiện có dòng điện, áp điều khiểnlớn hay nhỏ, tần số xung PWM… Và chúng sẽ quyết định đến khả năngđiều khiển của cầu H.

Hình 2.4 Sơ đồ mô phỏng mạch cầu H

- Một động cơ DC có thể quay thuận hoặc quay nghịch tùy thuộc vào cách

mắc cực âm và dương cho motor đó Ví dụ, động cơ DC có hai đầu A vàB Nếu nối A vào cực dương (+) và B vào cực âm (-) của nguồn thì độngcơ quay theo chiều thuận (giả sử cùng chiều kim đồng hồ) Bây giờ bạnnối ngược lại, A vào (-) và B vào (+), động cơ sẽ quay nghịch ( giả sửngược chiều kim đồng hồ).Tương tự, khi ta đóng S1 và S4, ta đã cho Anối với cực dương (+) và B nối với cực âm (-) của nguồn, một dòng điệnchạy từ nguồn qua S1 qua động cơ qua S4 về mass làm động cơ quay theochiều thuận.

- Như vậy, mạch cầu H dùng để đảo chiều quay động cơ

- Lưu ý, không bao giờ được phép đóng cùng lúc S1 và S2 hoặc S3 và S4

hoặc thậm chí là đóng cùng lúc 4 công tắc Nếu bạn làm như vậy, sẽ tạo ramột đường dẫn trực tiếp từ Vcc xuống GND và gây ra hiện tượng ngắnmạch Acquy sẽ bị hỏng và nghiêm trọng hơn có thể cháy nổ mạch.

- Vậy nếu ta đóng cùng lúc S1 và S3 hoặc S2 và S4 thì chuyện gì sẽ xảy ra?

Với trường hợp này, cả 2 đầu A, B của động cơ cùng nối với một mứcđiện áp, sẽ không có dòng điện nào chạy qua, mạch cầu H không hoạtđộng Đây có thể coi là một cách “thắng” động cơ (nhưng không phải lúc

nào cũng có tác dụng) Nói chung, chúng ta nên tránh trường hợp này xảyra, nếu muốn mạch cầu không hoạt động thì nên mở tất cả các khóa thayvì dùng trường hợp này.

2.1.3 Cảm biến hồng ngoại

- Cảm biến hồng ngoại( IR sensor) là một thiết bị điện tử phát hoặc nhận

bức xạ hồng ngoại trong môi trường xung quanh Khi vật thể phát ra nhiệtđộ trên 35 độ C thì sẽ phát ra bức xạ hồng ngoại con người không thể nhìnthấy được.

Hình 2.5 Nguyên lý hoạt động của IR sensor

- Có 2 loại cảm biến hồng ngoại là cảm biến hồng ngoại chủ động và cảm

biến hồng ngoại thụ động:Cảm biến hồng ngoại chủ động:

Khi vật thể đến gần, tia hồng ngoại phát ra từ thiết bị sẽ sẽ đụng vào cácvật thể

và phản xạ lại, từ đó cảm biến nhận diện được vật thể.

Gồm 2 thành phần: nguồn phát hồng ngoại sử dụng một bóng đèn LED đểphát ra tia sóng hồng ngoại và cảm biến hồng ngoại Khi gặp vật thể, tiahồng ngoại bật ngược lại và đi vào cảm biến hồng ngoại.

hiện ra tia hồng ngoại phát ra từ vật thể.

- Cảm biến dò line hay được biết đến chính xác là cảm biến hồng ngoại

hướng xuống bề mặt di chuyển Chúng giúp phát hiện bề mặt phản xạhoặc hấp thụ ánh sáng ở khoảng cách gần Chúng thường có mắt hồngngoại chuyên thu ánh sáng hồng ngoại và mắt chuyên phát ánh sáng hồngngoại

- Trường hợp mắt phát phát tín hiệu:

- Nếu bề mặt phản xạ lại ánh sáng, tín hiệu đó sẽ được mắt thu thu nhận →

Từ đó ta xác định được tín hiệu và đưa ra vùng sáng xác định ( Những bềmặt, vùng phản xạ gần như phản xạ hết những ánh sáng đi qua nó).

- Nếu bề mặt không phản xạ lại ánh sáng, không có tín hiệu về mắt thu →

Từ đó ta không nhận được tín hiệu và xác định được vùng tối ( Những bềmặt, vùng tối hấp thụ hết ánh sáng đi qua nó).

- Các ứng dụng của cảm biến hồng ngoại

Bật tắt đèn tự động: Bằng việc phát hiện chuyển động hoặc tia sóng hồngngoại phát ra từ con người, cảm biến hồng ngoại sẽ kết nối với đèn để bậttắt tự động rất tiện lợi và tiết kiệm điện năng Cảm biến hồng ngoạithường được đặt ở vị trí như hàng lang để chiếu sáng lối đi, cửa ra vàohoặc nhà vệ sinh.

Cảm biến hồng ngoại giúp chống trộm: Khi phát hiện ra vật thể lạ xâmnhập vào nhà như hàng rào, ban công, cảm biến hồng ngoại nhận diệnđược sẽ kết nối với thiết bị âm thanh phát ra tiếng để báo động chủ nhà đểđề phòng và có biện pháp xử lý.

Mở của tự động: Cảm biến hồng ngoại được đặt ở phía trên sẽ phát hiệncác chuyển động ra vào từ đó điều khiển cửa đóng/mở cho phù hợp Bạncó thể thấy rõ nhất ứng dụng này ở các trung tâm thương mại hay vănphòng.

2.1.4 Mạch hạ áp XL4015

- Mạch Hạ Áp 5A DC-DC XL4015 có khả năng giảm áp từ 36V xuống

1.25V mà vẫn đạt hiệu suất cao lên đến 96% Thích hợp cho các ứngdụng chia nguồn, hạ áp, cấp cho các thiết bị như camera, motor, robot

Hình 2.6 Mạch hạ áp XL4015

- Thông số kỹ thuật

Điện áp đầu ra DC1.25-36V (điều chỉnh bằng biếntrở)