Thiết kế robot định hướng trong chuyển động máy bay, tàu thủy

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI KHOA VẬT LÝ NGÔ THỊ LOAN THIẾT KẾ ROBOT ĐỊNH HƯỚNG TRONG CHUYỂN ĐỘNG MÁY BAY, TÀU THỦY Chuyên ngành: Sư phạm Kĩ thuật KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Người hướng dẫn khoa học: T.S Nguyễn Thế Lâm HÀ NỘI, 2013 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành đề tài luận văn “Thiết kế robot định hướng chuyển động máy bay, tàu thủy” cách hoàn chỉnh, bên cạnh cố gắng nỗ lực thân có hướng dẫn nhiệt tình quý thầy cô, động viên ủng hộ gia đình bạn bè suốt thời gian học tập nghiên cứu thực luận văn Tôi xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn đến toàn thể thầy giáo, cô giáo khoa Vật lý nói riêng thầy cô giáo trường Đại học Sư phạm Hà Nội nói chung, đào tạo, giúp đỡ suốt trình học tập hoàn thành khóa luận Đặc biệt xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành sâu sắc tới thầy giáo Tiến sĩ Nguyễn Thế Lâm_người tận tình định hướng hướng dẫn giúp đỡ suốt trình thực khóa luận Cuối xin gửi lời cảm ơn tới gia đình , bạn bè không ngừng động viên, hỗ trợ tạo điều kiện tốt cho suốt thời gian nghiên cứu thực đề tài cách hoàn chỉnh Hà Nội, tháng 05 năm 2013 Ngô Thị Loan LỜI CAM ĐOAN Kính gửi: Hội đồng bảo vệ khóa luận tốt nghiệp Đại học Khoa Vật lý Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Tên là: Ngô Thị Loan Sinh viên lớp: K35C_Sư phạm Kĩ thuật Khoa: Vật lý Trường: Đại học Sư phạm Hà Nội Tôi xin cam đoan đề tài “Thiết kế robot định hướng chuyển động máy bay, tàu thủy” kết nghiên cứu tìm tòi, tra cứu tài liệu có định hướng TS Nguyễn Thế Lâm Khoa Vật lý Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Đề tài không chép từ tài liệu sẵn có kết nghiên cứu không trùng lặp với tác giả khác Hà Nội, tháng 05 năm 2013 Ngô Thị Loan BẢNG KÍ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT CPU Center Processing Unit Bộ vi xử lý trung tâm DPTR EA EPROM GND Data Point Registor Enable Access Earsirer program mable Ground Thanh ghi trỏ liệu Cho phép truy cập Bộ nhớ lập trình xoá Logic (mát) IC MOS OSC Intergrated circuit Vi mạch tổ hợp Metal Oxide Semiconductor Bán dẫn oxit kim loại Oscllosilator Bộ dao động PCON PSW RAM Port Cotrol Program Status Word Random Acess Memory Điều khiển cổng Thanh ghi từ trạng thái Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên ROM SBUF SCON Read Only Memory Serial Buffer Serial Control Bộ nhớ để đọc Bộ đệm nối tiếp Điều khiển nối tiếp SP TTL Serial Port Transistor-transistor Logic Thanh ghi nối tiếp Mạch logic dùng hai transistor MỞ ĐẦU Lí chọn đề tài Ngày nay, khoa học kĩ thuật ngày phát triển vũ bão Nhiều họ vi điều khiển đời với khả lập trình cao mang lại nhiều ứng dụng rộng rãi sản xuất đời sống Nó có chức điều khiển phương tiện đại hay trình sản xuất Để giúp người công việc khó khăn, nguy hiểm đòi hỏi độ xác cao, robot dần sử dụng nhiều lĩnh vực công nghệ đại Các phương tiện đại máy bay, tàu thủy hay dây chuyền tự động hóa sản xuất ngày đòi hỏi độ xác cao Vì vậy, robot đời với nhiều tính ưu việt Hầu hết ngành nghề theo xu hướng đại hóa, khoa học công nghệ then chốt Vì lí mà định chọn đề tài: Thiết kế robot định hướng chuyển động cho máy bay, tàu thủy Mục đích nghiên cứu Tìm hiểu phần cứng: IC 8051 Mạch điện tử: Mạch vi điều khiển (8051, PIC, AVR) đóng vai trò não robot điều khiển toàn hoạt động robot theo chương trình lập sẵn Mạch sensor đóng vai trò giác quan robot để giúp robot nhận dạng môi trường xung quanh để gửi tín hiệu vi điều khiển Mạch công suất điều khiển động cơ: dùng để điều khiển cấu robot Lập trình: Chương trình robot giống não người, robot hoạt động có chương trình cài đặt sẵn cho Yêu cầu học, khí: Kết cấu khí tốt, bền, đáp ứng cho robot hoạt động tốt Thiết kế khí thường dung phần mềm Solid Work, Autocad Nghiên cứu sản phẩm: robot điều khiển tự động Đối tượng, phạm vi nghiên cứu Mô hình Robot định hướng mặt đất vấn đề liên quan Nhiệm vụ nghiên cứu Nghiên cứu sở lý thuyết thực nghiệm thiết kế robot định hướng chuyển động máy bay,tàu thủy Mô thiết kế phần khí robot Nghiên cứu chế tạo mạch điện cho robot Viết chương trình cho robot Phương pháp nghiên cứu Lý thuyết Thực nghiệm NỘI DUNG Chương GIỚI THIỆU VỀ ROBOT VÀ CÁC MODUL CỦA ROBOT 1.1 Sự hình thành phát triển ngành khoa học chế tạo robot 1.1.1 Sự hình thành phát triển ngành khoa học chế tạo robot giới Thuật ngữ “Robot” xuất phát từ tiếng Sec (Czech) “Robota” có nghĩa công việc tạp dịch kịch Rossum’s Universal Robots Karel Capek, vào năm 1921 Trong kịch này, Rossum trai ông ta chế tạo máy gần giống với người để phục vụ người Có lẽ gợi ý ban đầu cho nhà sáng chế kỹ thuật cấu, máy móc bắt chước hoạt động bắp người Đầu thập kỷ 60, công ty Mỹ AMF (American Machine and Foundry Company) quảng cáo loại máy tự động vạn gọi “Người máy công nghiệp” (Industrial Robot) Ngày người ta đặt tên người máy công nghiệp (hay robot công nghiệp) cho loại thiết bị có dáng dấp với chức nhanh tay người điều khiển tự động để thực số thao tác sản xuất Về mặt kỹ thuật, robot công nghiệp ngày nay, có nguồn gốc từ hai lĩnh vực kỹ thuật đời sớm cấu điều khiển từ xa (Teleoperators) máy công cụ điều khiển số (NC - Numerically Controlled machine tool) Các cấu điều khiển từ xa (hay thiết bị kiểu chủ-tớ) phát triển mạnh chiến tranh giới lần thứ hai nhằm nghiên cứu vật liệu phóng xạ Người thao tác tách biệt khỏi khu vực phóng xạ tường có vài cửa quan sát để nhìn thấy công việc bên Các cấu điều khiển từ xa thay cho cánh tay người thao tác; gồm có kẹp bên (tớ) hai tay cầm bên (chủ) Cả hai, tay cầm kẹp, nối với cấu sáu bậc tự để tạo vị trí hướng tuỳ ý tay cầm kẹp Cơ cấu dùng để điều khiển kẹp theo chuyển động tay cầm Vào khoảng năm 1949, máy công cụ điều khiển số đời, nhằm đáp ứng yêu cầu gia công chi tiết ngành chế tạo máy bay Những robot thực chất nối kết khâu khí cấu điều khiển từ xa với khả lập trình máy công cụ điềukhiển số Dưới điểm qua số thời điểm lịch sử phát triển người máy công nghiệp Một robot công nghiệp chế tạo robot Versatran công ty AMF, Mỹ Cũng vào khoảng thời gian Mỹ xuất loại robot Unimate -1900 dùng kỹ nghệ ôtô Tiếp theo Mỹ, nước khác bắt đầu sản xuất robot công nghiệp: Anh -1967, Thuỵ Điển Nhật -1968 theo quyền Mỹ; CHLB Đức 1971; Pháp - 1972; Ý - 1973 Tính làm việc robot ngày nâng cao, khả nhận biết xử lý Năm 1967 trường Đại học tổng hợp Stanford (Mỹ) chế tạo mẫu robot hoạt động theo mô hình “mắt-tay”, có khả nhận biết định hướng bàn kẹp theo vị trí vật kẹp nhờ cảm biến Năm 1974 Công ty Mỹ Cincinnati đưa loại robot điều khiển máy vi tính, gọi robot T3 (The Tomorrow Tool : Công cụ tương lai) Robot vật có khối lượng đến 40 KG 1.1.2 Sự hình thành phát triển ngành khoa học chế tạo robot Việt Nam Các nghiên cứu robot nước ta liên quan nhiều đến vấn đề động học, động lực học, thiết kế quỹ đạo, xử lý thông tin cảm biến, cấu chấp hành, điều khiển phát triển trí thông minh Đặc biệt, lĩnh vực điều khiển robot, phương pháp điều khiển truyền thống PID, phương pháp tính mô men, phương pháp điều khiển trượt phương pháp điều khiển thông minh điều khiển sử dụng mạng nơ ron, logic mờ, thuật gen phương pháp điều khiển tự thích nghi đề cập nghiên cứu áp dụng tổ chức Khoa học Công nghệ Cùng với kết thực nghiệm, nhiều công trình nghiên cứu khoa học robot công bố tạp chí khoa học kỹ thuật nước báo cáo Hội nghị khoa học quốc tế robot Tuy nhiên, nói, Việt Nam ngành công nghiệp robot chưa hình thành cách rõ nét Các doanh nghiệp sản xuất kinh doanh robot Việt Nam phát triển mang tính tự phát Thậm chí, kể sách nhà nước chưa đề cập đến việc phát triển ngành công nghiệp robot tương lai Quá trình phát triển công nghệ robot từ hệ đơn giản đến hệ cao cấp Ở thập kỷ năm 60 - 70, giới tập trung sản xuất loại robot công nghiệp, làm công việc cố định nhà máy xí nghiệp Đến thập kỷ năm 80 - 90, nước bắt đầu phát triển loại robot dịch vụ bao gồm robot dịch vụ chuyên dùng phục vụ quốc phòng, an ninh, hay robot chăm sóc sức khỏe; robot dịch vụ gia đình,…Hiện nay, nhà khoa học giới nghiên cứu loại robot dạng người, tức robot cảm nhận, suy nghĩ, nói, hành động giống người Nhật Bản, Mỹ, Hàn Quốc xem nước đầu phát triển robot Ở Việt Nam, mặt lý thuyết, hoàn toàn phát triển loại robot thông minh, sở hạ tầng kỹ thuật hạn chế, ngành công nghiệp hỗ trợ cho công nghiệp robot chưa phát triển, thiết bị kiểm tra, kiểm định chất lượng robot chưa có có chưa đầy đủ quy mô thị trường hạn hẹp, nên không đủ điều điện để phát triển loại robot dạng Vì vậy, xu hướng dừng lại việc phát triển loại robot công nghiệp Chúng ta làm loại robot thông minh Việt Nam có thuận lợi trí tuệ, người Việt Nam thông minh không thua so với nước khu vực giới Một ví dụ điển hình là, thi robocon Châu Á, đội tuyển Việt Nam giành giải thưởng cao, chí Nhật Bản, Hàn Quốc, Thái Lan, Singapore… Các thi robot thu hút đông học sinh, sinh viên tham gia điều có nghĩa đội ngũ người đam mê, yêu thích ngành công nghệ lớn Từ chỗ có vài đội tham gia năm 2002, đến có hàng trăm đội hàng trăm trường đại học, cao đẳng nước tham gia với niềm đam mê tâm cao Người Việt Nam thiết kế phần mềm điều khiển robot, chế tạo bo mạch điện tử… nghĩa phần “hồn” cho robot, phần “xác” cho robot gặp nhiều khó khăn mà nguyên nhân chính, ngành công nghiệp hỗ trợ Việt Nam chưa phát triển, chưa đáp ứng nhu cầu Để phát triển ngành công nghiệp trước hết phải có thị trường, có đầu tư Nhà nước sở hạ tầng kỹ thuật, sách khung pháp lý nhiều phải hình thành vài doanh nghiệp sản xuất kinh doanh robot chủ lực có quy mô sản xuất lớn Tất yếu tố đến Việt Nam mờ nhạt Vấn đề phát triển công nghiệp robot Việt Nam chưa quan tâm mức chuyển biến nhận thức chưa rõ nét Nhiều kiến nghị hội thảo quốc gia lĩnh vực này, không hồi âm cần thiết, đó, có đề xuất cụ thể nội dung triển khai “chiến lược phát triển robot” Việt Nam Giới khoa học thiếu liên kết, mạnh làm, dẫn tới trùng lặp thực tế tư giới khoa học giới doanh nghiệp chưa gặp nhau, giới khoa học chưa tạo lòng tin doanh nghiệp Việt Nam chưa có nhà máy với đầy đủ trang thiết bị sản xuất, kiểm định chất lượng sản phẩm robot công nghiệp Để sản xuất robot công nghiệp cần thiết phải có nhóm trang thiết bị điện, điện tử khí phục vụ cho hoạt động nghiên cứu, thí nghiệm sửa chữa; nhóm trang thiết bị phục vụ hoạt động kiểm định; nhóm trang thiết bị phục vụ lắp ráp (interrupt priority register) địa B8H Cả hai ghi định địa bit 2.6 Các cải tiến 8052 Các vi mạch 8052 (và phiên CMOS) có hai cải tiến so với 8051 Một có thêm 128 byte RAM chip từ địa 80H-FFH Điều không xung đột với ghi chức đặc biệt (có địa chỉ) 128 byte Ram thêm vào truy xuất cách dùng kiểu định địa gián tiếp Ex: MOV A,#100 MOV R0,#0F0H ( Trùng với địa ghi B ) MOV A,@R0 Cải tiến thứ hai có thêm định thời 16 bit Timer 2.7 Hoạt động Reset 8051 reset cách giữ chân RST mức cao tối thiểu chu kỳ máy sau chuyển mức thấp RST tác động tay đựơc tác động cấp nguồn cách dùng mạch RC Bảng 2.3 Trạng thái ghi sau reset Thanh ghi Nội dung Bộ đếm chương trình 0000H Thanh chứa A 00H Thanh ghi B 00H PSW 00H SP 07H DPTR 0000H Port 0-3 FFH IP xxx00000B IE 0xx00000B Các ghi định thời 00H 22 SCON 00H SBUF 00H PCON (HMOS) 0xxxxxxxB PCON (CMOS) 0xxx0000B 2.8 Cấu trúc lệnh 2.8.1 Câu lệnh rẽ nhánh - if: Cấu trúc 1: if(dieu_kien) { // Đoạn chương trình } Giải thích: dieu_kien xử lí câu lệnh bên sai nhảy qua Cấu trúc 2: if(dieu_kien) { // Đoạn chương trình } else { // Đoạn chương trình } Giải thích: dieu_kien xử lí “Đoạn chương trình 1” bên sai xử lý “Đoạn chương trình 2” 2.8.2 Vòng lặp xác định - For: Cấu trúc: for( x=n ; điều_kiện ; phép_toán ) { // câu lệnh xử lí } 23 Giải thích: x biến, n giá trị xác định Trước tiên vòng lặp gán giá trị ban đầu cho biến: x=n, kiểm tra điều_kiện thực câu lệnh xử lý, sau thực Phép_toán nhằm tác động đến điều kiện Sau lại kiểm tra lại điều_kiện, thực tiếp, sai thoát khỏi vòng lặp Các thành phần vòng for không cần khai báo,for bỏ qua phần đó, phải có đủ dấu “;” 2.8.3 Vòng lặp không xác định - while: Cấu trúc: while(dieu_kien) { // câu lệnh } Giải thích: Trước tiên chương trình kiểm tra điều_kiện, thực câu lệnh, sau quay lại kiểm tra điều_kiện Còn điều_kiện sai thoát khỏi vòng lặp 2.8.4 Vòng lặp không xác định - while: Cấu trúc: While { // câu lệnh } while(dieu_kien); Giải thích: Trước tiên đoạn chương trình thực câu lệnh sau kiểm tra điều_kiện lặp lại thực câu lệnh tiếp, sai thoát khỏi vòng lặp 24 Chương THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO ROBOT 3.1 Thiết kế phần khí Đối với robot mặt đế vô quan trọng việc làm phát triển khả hoạt động ổn định robot Vì yêu cầu cho phần đế robot độ cứng vững đồng phẳng “tương đối” địa hình di chuyển Tất nhiên địa hình di chuyển giống nhiều yếu tố độ phẳng, độ ma sát bánh xe Đối với robot định hướng sử dụng khung đế đơn giản gỗ Phần thân robot bảng gỗ mỏng, nhẹ với kích thước 22x15cm Phía đuôi robot lắp hai bánh xe có đường kính 5,4cm tiện nhựa, màu xám, vòng cao su mềm màu đen Phía đầu robot lắp bánh xe dẫn hướng có đường kính 2,4cm sắt, vòng cao su cứng Bánh xe dẫn hướng quay tròn quanh trục Cả ba bánh xe lắp cho robot cân đối đảm bảo độ cân vững Phía mặt đầu robot gắn kim la bàn sắt, phía hai bên kim la bàn hai nhôm hình trụ Kim la bàn nối với mạch điện dụng cụ cảm biến, có tác dụng nhận biết đường robot thẳng, lệch trái hay lệch phải sau đưa tín hiệu lập trình định hướng chuyển động cho robot Bao quanh kim la bàn ống trụ nhôm có tác dụng ngăn từ trường tác dụng lên kim la bàn Nhờ có ống trụ mà hạn chế từ trường gây ảnh hưởng đến hoạt động kim la bàn giúp cho kim la bàn hoạt động xác 25 Động sử dụng cho robot hai động hộp số chiều loại 5V, giá gắn bánh xe gắn động hộp số Hai động hộp số tốc độ nguồn sử dụng để đảm bảo đồng tốc robot hoạt động Hình 3.1: Bản vẽ khí robot 3.2 Thiết kế mạch điện cho robot 3.2.1 Mạch nguồn Sử dụng điện áp chiều từ 9-15V, lấy từ Pin, Acquy IC7805 –IC ổn áp có chức tạo điện áp 5V ổn định 26 Hình 3.2: Sơ đồ mạch nguồn 3.2.2 Mạch dao động - Sử dụng dao động thạch anh tần số 12Mhz - Mạch dao động nối hình vẽ Hình 3.3: Sơ đồ mạch dao động 3.2.3 Mạch xuất tín hiệu điều khiển rơle: - Cổng P0.2, P0.3 có chức kích mở Transistor: TIP41 C2353 cấp điện cho cuộn dây rơ le 27 Hình 3.4: Sơ đồ mạch xuất tín hiệu điều khiển rơle 3.2.4 Mạch nhận tín hiệu lệch trái lệch phải từ la bàn: - Sử dụng điện trở treo toàn cổng P0 - Khi có tín hiệu lệch trái, lệch phải tín hiệu đưa cổng P0.0 P0.1 mức điện áp thấp Hình 3.5: Sơ đồ mạch nhận tín hiệu từ la bàn 3.2.5 Cơ cấu chấp hành - Sử dụng động 5V 28 - Các động DC1 DC2 kết nối với tiếp điểm rơ le K1, K2 ( hình vẽ 3.6 ) Hình 3.6: Sơ đồ cấu chấp hành 29 3.2.6 Mạch điện tổng quát Hình 3.7: Sơ đồ mạch điện tổng quát 3.3 Lập trình cho hoạt động robot Chương trình điều khiển: #include ; Thư viện cho chip 89c51 Khoidong: MOV P0,#0FFH ;Khởi tạo cổng P0 ; DI DUONG -DI: JNB P0.0,Lechtrai;Nếu lệch hướng sang trái nhảy JNB P0.1,Lechphai ;Nếu lệch hướng sang phải nhảy LCALL DITHANG ;Không lệch thẳng 30 SJMP DI ;Nhảy nhãn DI để kiểm tra chế độ hoạt động lechphai:LCALL RETRAI ;Gọi chương trình rẽ trái lệch phải SJMP DI ;Nhảy nhãn DI để kiểm tra chế độ hoạt động Lechtrai:LCALL REPHAI ;Gọi chương trình rẽ phải lệch trái SJMP DI; -RETRAI: SETB P0.2 ;Chương trình rẽ trái CLR P0.3 RET REPHAI: CLR P0.2 ;Chương trình rẽ phải SETB P0.3 RET DITHANG:CLR P0.2 ;Chương trình thẳng CLR P0.3 RET END ; kết thúc 31 KẾT LUẬN Sau trình tìm hiểu nghiên cứu thực tế mô hình rút số kết luận sau: - Thiết kế chế tạo cấu khí cho ro bot như: Thân, bánh xe, hộp số, bánh dẫn hướng, la bàn xác định phương hướng, vỏ chống nhiễu Các cấu hoạt động tốt, đạt yêu cầu đề - Thiết kế chế tạo mạch điện cho robot như: mạch nguồn, mạch điều khiển rơle, mạch vi điều khiển… Các mạch điện hoạt động tốt theo yêu cầu đặt - Viết chương trình điều khiển Assembly nạp chương trình điều khiển cho robot Robot hoạt động theo chương trình đề Sau thời gian nghiên cứu, làm việc khẩn trương, nghiêm túc nỗ lực hết mình, luận văn hoàn thành Với phát triển vũ bão ngành khoa học, công nghệ chế tạo robot thay đổi theo ngày, vậy, mong nhận nhiều ý kiến đóng góp từ quý thầy cô bạn để luận văn có nhiều cải tiến Hà Nội, tháng 05 năm 2013 Sinh viên Ngô Thị Loan 32 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Automation.net.vn (2011), “Xu phát triển robot giới tình hình nghiên cứu robot Việt Nam nay”, [2] Doc.edu.vn, “ Đồ án Thiết kế robot tham gia Robocon 2010 đội TĐH – K4”, [3] Đỗ Xuân Tiến (2001), Kĩ thuật vi xử lý lập trình Assembly cho hệ vi xử lý, NXB Khoa học Kĩ thuật [4] Nguyễn Mạnh Trường (2002), Giáo trình Robocon, Đại học Bách khoa Hà Nội [5] Nguyễn Bá Hội, Vi điều khiển 8051, Đại học Bách khoa_Đại học Đà Nẵng [6] Tiasang.com.vn, “Công nghệ Robot Việt Nam dạng tiềm năng”, [7] Titans.com.vn, “ Kinh nghiệm làm Robocon”, [8] Tống Văn On – Hoàng Đức Hải (2008), Họ vi điều khiển 8051, NXB Lao động – Xã hội [9] Văn Thế Minh ( 1997 ), Kĩ thuật vi xử lý, NXB Giáo dục, Hà Nội [10] WWW.lhu.edu.vn, “Công nghệ dò đường ADC cho robocon 2013”, 33 MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Lí chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Đối tượng, phạm vi nghiên cứu Nhiệm vụ nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu NỘI DUNG Chương GIỚI THIỆU VỀ ROBOT VÀ CÁC MODUL CỦA ROBOT 1.1 Sự hình thành phát triển ngành khoa học chế tạo robot 1.1.1 Sự hình thành phát triển ngành khoa học chế tạo robot giới 1.1.2 Sự hình thành phát triển ngành khoa học chế tạo robot Việt Nam 1.2 Các phần robot 1.2.1 Phần khí 1.2.2 Phần mạch điện 1.2.3 Phần chương trình điều khiển Chương HỌ VI ĐIỀU KHIỂN 8051 11 2.1 Sự đời họ vi điều khiển 8051 11 2.2 Sơ đồ khối chip 8051 12 2.3 Sơ đồ chức chân chip 8051: 12 2.3.1 PORT 13 2.3.2 PORT 14 2.3.3 PORT 14 2.3.4 PORT 14 2.3.5 /PSEN 15 2.3.6 ALE 15 2.3.7 /EA 16 2.3.8 RESET (RST) 16 2.3.9 XTAL1, XTAL2 16 2.4 Tổ chức nhớ: 16 2.5 Các ghi chức đặc biệt (SFR): 19 2.5.1 Từ trạng thái chương trình PSW (program status word): 19 2.5.2 Thanh ghi B 20 2.5.3 Con trỏ Stack 20 2.5.4 Con trỏ liệu DPTR 20 2.5.5 Các ghi Port 21 2.5.6 Các ghi định thời 21 2.5.7 Các ghi port nối tiếp 21 2.5.8 Các ghi ngắt 21 2.6 Các cải tiến 8052 22 2.7 Hoạt động Reset 22 2.8 Cấu trúc lệnh 23 2.8.1 Câu lệnh rẽ nhánh - if: 23 2.8.2 Vòng lặp xác định - For: 23 2.8.3 Vòng lặp không xác định - while: 24 2.8.4 Vòng lặp không xác định - while: 24 Chương THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO ROBOT 25 3.1 Thiết kế phần khí 25 3.2 Thiết kế mạch điện cho robot 26 3.2.1 Mạch nguồn 26 3.2.2 Mạch dao động 27 3.2.3 Mạch xuất tín hiệu điều khiển rơle: 27 3.2.4 Mạch nhận tín hiệu lệch trái lệch phải từ la bàn: 28 3.2.5 Cơ cấu chấp hành 28 3.2.6 Mạch điện tổng quát 30 3.3 Lập trình cho hoạt động robot 30 KẾT LUẬN 32 TÀI LIỆU THAM KHẢO 33 [...]... 3 THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO ROBOT 3.1 Thiết kế phần cơ khí Đối với một robot mặt đế là vô cùng quan trọng trong việc làm phát triển khả năng hoạt động ổn định của robot Vì vậy yêu cầu cơ bản nhất cho phần đế của robot đó là độ cứng vững và đồng phẳng “tương đối” trên địa hình di chuyển Tất nhiên không phải địa hình di chuyển nào cũng giống nhau về nhiều yếu tố như độ phẳng, độ ma sát của bánh xe Đối với robot. .. gây ảnh hưởng đến hoạt động của kim la bàn giúp cho kim la bàn hoạt động được chính xác hơn 25 Động cơ được sử dụng cho robot là hai động cơ hộp số một chiều loại 5V, trên mỗi giá gắn bánh xe gắn một động cơ hộp số Hai động cơ hộp số này là như nhau cả về tốc độ và nguồn sử dụng để đảm bảo sự đồng tốc khi robot hoạt động Hình 3.1: Bản vẽ cơ khí của robot 3.2 Thiết kế mạch điện cho robot 3.2.1 Mạch nguồn... một kết cấu cơ khí tốt sẽ giúp cho robot hoạt động đạt hiệu quả hơn Do đó, khi thiết kế cơ khí cần xem xét kĩ lưỡng để đưa ra phương án tối ưu nhất Để thiết kế phần cơ khí, các bạn có thể sử dụng các phần mềm chuyên dụng như Solid work, Autocad… 1.2.2 Phần mạch điện Mạch điện tử trong robot đóng vai trò như những mạch máu của cơ thể người Nó đóng vai trò kết nối toàn bộ các bộ phận khác trong robot. .. P0.3 RET END ; kết thúc 31 KẾT LUẬN Sau quá trình tìm hiểu và nghiên cứu thực tế trên mô hình tôi có thể rút ra được một số kết luận như sau: - Thiết kế và chế tạo được các cơ cấu cơ khí cho ro bot như: Thân, bánh xe, hộp số, bánh dẫn hướng, la bàn xác định phương hướng, vỏ chống nhiễu Các cơ cấu hoạt động tốt, đạt được những yêu cầu đề ra - Thiết kế và chế tạo được các mạch điện cho robot như: mạch... một thể thống nhất Trong robot này, phần chính của mạch điện tử là mạch vi điều khiển 8051 đóng vai trò như bộ não điều khiển toàn hoạt động của robot theo một chương trình lập sẵn 1.2.3 Phần chương trình điều khiển Chương trình trong robot giống như bộ não của cơ thể nguời Robot chỉ hoạt động được khi có chương trình cài đặt sẵn cho nó Các hoạt động của robot do người lập trình quyết định Hai ngôn ngữ...điều chỉnh Đó là chưa kể, robot công nghiệp sau khi sản xuất xong phải trải qua quy trình kiểm định về độ chính xác vị trí, độ chính xác lặp lại theo một phương duy nhất, độ chính xác thực hiện dịch chuyển và lặp lại dịch chuyển, độ sai lệch góc, thời gian ổn định đến vị trí định vị… Nhưng những yếu tố cần thiết để kiểm định các thông số này đối với các robot được chế tạo tại Việt Nam đều... cứu chuyên về robot và đặc biệt là phải hình thành nên một số doanh nghiệp sản xuất kinh doanh robot đầu đàn, tạo nền tảng để phát triển ngành công nghiệp robot Robot đã được khẳng định về khả năng đem lại rất nhiều lợi ích trong phạm vi rộng các ứng dụng khác nhau Các chuyên gia của Hiệp hội robot quốc tế đã đưa ra 10 lợi ích phổ biến nhất theo ý kiến từ những người đã sử dụng robot trong các lĩnh... port đều được định địa chỉ từng bit nhằm cung cấp các khả năng giao tiếp mạnh 2.5.6 Các thanh ghi định thời 8051 có hai bộ đếm /định thời (timer/counter) 16 bit để định các khoảng thời gian hoặc để đếm các sự kiện Bộ định thời 0 có địa chỉ 8AH (TL0, byte thấp) và 8CH (TH0, byte cao), bộ định thời 1 có địa chỉ 8BH (TL1, byte thấp) và 8DH (TH1, byte cao) Họat động của bộ định thời được thiết lập bởi thanh... tụ do nhà sản xuất quy định (30p-40p) 2.4 Tổ chức bộ nhớ: Các chip vi điều được dùng làm thành phần trung tâm trong các thiết kế hướng điều khiển, trong đó bộ nhớ có dung lượng giới hạn, không có ổ đĩa và hệ điều hành Chương trình điều khiển phải thường trú trong ROM nên 8051 có không gian bộ nhớ riêng cho chương trình và dữ liệu, cả hai bộ nhớ chương trình và dữ liệu đều đặt trong chip, tuy nhiên ta... được lắp sao cho robot được cân đối và đảm bảo độ cân bằng và vững Phía mặt trên đầu của robot được gắn một kim la bàn bằng sắt, phía hai bên của kim la bàn là hai thanh nhôm hình trụ Kim la bàn được nối với mạch điện chính là một dụng cụ cảm biến, có tác dụng nhận biết đường đi của robot là đi thẳng, lệch trái hay lệch phải sau đó đưa tín hiệu về lập trình và định hướng chuyển động cho robot Bao quanh ... sở lý thuyết thực nghiệm thiết kế robot định hướng chuyển động máy bay ,tàu thủy Mô thiết kế phần khí robot Nghiên cứu chế tạo mạch điện cho robot Viết chương trình cho robot Phương pháp nghiên... học Sư phạm Hà Nội Tôi xin cam đoan đề tài Thiết kế robot định hướng chuyển động máy bay, tàu thủy kết nghiên cứu tìm tòi, tra cứu tài liệu có định hướng TS Nguyễn Thế Lâm Khoa Vật lý Trường... việt Hầu hết ngành nghề theo xu hướng đại hóa, khoa học công nghệ then chốt Vì lí mà định chọn đề tài: Thiết kế robot định hướng chuyển động cho máy bay, tàu thủy Mục đích nghiên cứu Tìm hiểu