kỹ thuật lập trình hệ cơ điện tử programing engineering in mechatronics

Trương Công Tuấn Project: Chế tạo radar bằng Arduino và Cảm biến siêu âmPrograming Engineering in Mechatronics Trang 3 CÁC MỤC CHÍNHIĐẶT VẤN ĐỀNGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNGIITHIẾT KẾ1.. Thiết kế

KỸ THUẬT LẬP TRÌNH HỆ CƠ ĐIỆN TỬ

Giảng viên hướng dẫn: TS Trương Công Tuấn Project: Chế tạo radar bằng Arduino và Cảm biến siêu âm

Programing Engineering in Mechatronics

Tên nhóm: Nguyễn Ngọc Chiến 20222136M

CÁC MỤC CHÍNH

NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG

II

THIẾT KẾ

1 Tổng quan

2 Thiết kế hệ thống điện

3 Điều khiển cơ cấu chấp hành, cảm biến

4 Thiết kế giao diện

II I

VẬN HÀNH & KIỂM TRA

IV

Tài liệu tham khảo

V

I ĐẶT VẤN

ĐỀ

- Trong thời đại công nghệ phát

triển hiện nay, việc ứng dụng các

công nghệ mới vào đời sống hàng

ngày và trong công nghiệp ngày

càng trở nên phổ biến

- Một trong những ứng dụng nổi

bật là hệ thống radar, giúp phát

hiện và đo khoảng cách tới các vật

thể xung quanh

- Hệ thống này không chỉ được sử

dụng trong các ngành công nghiệp

quốc phòng và hàng không mà còn

được ứng dụng rộng rãi trong

nhiều lĩnh vực khác như ô tô tự lái,

robot công nghiệp, và các thiết bị

thông minh.

4

I ĐẶT VẤN ĐỀ

• Một số hệ thống radar quân sự trong thực tế :

P-35 được trang bị cho phòng không Việt Nam từ trong kháng

chiến chống Mỹ và cho tới ngày nay nó vẫn đóng vai trò chủ

lực trong lực lượng cảnh giới bảo vệ bầu trời tổ quốc.

Hệ thống radar cảnh giới P-18 do Liên Xô phát triển từ những năm

1970 có tầm trinh sát lên tới 250km, độ cao tối đa 35km Đài P-18 nếu được nâng cấp hiện đại hóa lên tiêu chuẩn P-18MA có khả năng bắt mục tiêu máy bay tàng hình ở cự ly vài chục km

I ĐẶT VẤN ĐỀ

Những lợi ích mà thiết bị mang lại:

• Phát hiện và giám sát mục tiêu: Radar

quân sự giúp phát hiện và theo dõi các mục

tiêu di chuyển trên không, trên biển và trên

mặt đất, cung cấp thông tin chính xác về vị

trí, tốc độ và hướng di chuyển của các đối

tượng.

• Cảnh báo sớm: Hệ thống radar cung cấp

cảnh báo sớm về các mối đe dọa tiềm tàng,

chẳng hạn như máy bay địch, tên lửa hay

tàu ngầm, giúp quân đội có thời gian chuẩn

bị và phản ứng kịp thời.

• Hỗ trợ tác chiến: Radar quân sự cải thiện

khả năng tác chiến bằng cách cung cấp dữ

liệu tình báo chính xác, hỗ trợ trong việc

điều phối các hoạt động quân sự và đảm

bảo an toàn cho các lực lượng tham gia.

6

a) Sơ đồ khối

-Cảm biến siêu

radar quét 180

-Cảm biến siêu

radar quét 180

INPUT Main Controller OUTPUT

II NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG

II NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG

Bắt đầu

i < 180;

Delay 30 ms -> Gọi

Hàm calculateDistance

myServo.write(i); Servo quay đến góc i

myServo.attach(12);

i = 0;

i = i + 1;

Đúng

Sai

i = 180;

i > 0;

myServo.write(i);

Servo quay đến góc i

Delay 30 ms -> Gọi

Hàm

calculateDistance

i = i – 1;

II NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG

c) Nguyên lý hoạt động

• Cảm biến siêu âm HC-SR04 khi phát hiện vật trong khoảng cách sẽ phát tín

hiệu Digital rồi chuyển về cho Arduino.

• Arduino nhận và gửi tín hiệu cho giao diện màn hình radar hiển thị.

II NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG

d) Màn hình giao diện radar trên phần mềm processing v4.3

7

III.THIẾT KẾ

1 Tổng quan

a) Cảm biến, cơ cấu chấp hành:

Cảm biến siêu âm HC-SR04 Động cơ Servo

III.THIẾT KẾ

1 Tổng quan

b) Bộ điều khiển:

Vi điều khiển Arduino Uno R3 Breadboard

III THIẾT KẾ

2 Thông số chi tiết

STT Tên linh kiện Hình ảnh minh họa Thông số kỹ thuật

1 Arduino UNO R3 Vi điều khiển: ATmega328 8 bit

Điện áp hoạt động: 5V DC (chỉ được cấp qua cổng USB)

Tần số hoạt động: 16 MHz

Số chân Digital I/O: 14 (6 chân hardware PWM)

Số chân Analog: 6 (độ phân giải 10bit)

Bộ nhớ flash: 32 KB (ATmega328) với 0.5KB dùng bởi bootloader

Kích thước: 21x12x22mm Tốc độ: 0.12 sec/ 60 deg (4.8VDC) Lực kéo: 1.6 Kg.cm

Trọng lượng: 9g

Dòng hoạt động: < 2mA Mức cao: 5V

Mức thấp: 0V Khoảng cách: 2cm – 450cm (4.5m)

Độ chính xác: 3mm

III THIẾT KẾ

14

3 Sơ đồ mạch

III THIẾT KẾ

4 Điều khiển cơ cấu chấp hành, cảm biến

• Lập trình điều khiển mạch điều khiển

Arduino bằng phần mềm Arduino IDE:

b) Lập trình điều khiển:

IV VẬN HÀNH & KIỂM TRA

16

Video chạy kiểm tra:

V Tài liệu tham khảo

 Bài giảng Kỹ thuật lập trình trong Hệ cơ điện tử (TS Trương Công Tuấn)

 Tham khảo mô hình sản phẩm:

1 Cảm biến siêu âm HC-SR04 https://www.youtube.com/watch?

v=TjFHamrWKkA

2 Đọc nhiệt độ cảnh báo và điều khiển thiết bị kết nối giữa Arduino và

Visual studio https://www.youtube.com/watch?v=yvruvR4NyZA