Báo cáo Robot dò đường quét vật cản

BÁO CÁO THỰC HÀNH Môn: Thiết kế, chế tạo Robot Công Nghiệp Giáo viên môn: Nhóm thực hành: nhóm Đề tài: Thiết kế, chế tạo robot dò đường quét vật cản Danh Sách Thành Viên: MỤC LỤC  LỜI NÓI ĐẦU  Phần I : GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI  Phần II : CẤU TẠO  Phần III: NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG  Phần IV: THỰC NGHIỆM  Phần V: TỔNG KẾT LỜI NÓI ĐẦU Trong thời đại công nghiệp nay, robot ngày sử dụng phổ biến sản suất sống người Robot có vị trí quan trọng thay được, giúp người làm việc điều kiện nguy hiểm khó khăn Ngoài robot dung lĩnh vực thám hiểm không gian, quân sự, giải trí…Lĩnh vực robot di động ngày quan tâm nhà nghin cứu xã hội Đặc biệt robot dò đường vấn đề thiết yếu robot di động Chính ứng dụng rộng rãi phát triển đồng thời để tiếp cận với kiến thức ban đầu robot nên nhóm em lựa chọn đề tài “thiết kế chế tạo robot dò đường tự động quét vật cản sử dụng led cảm biến thu phát hồng ngoại” Đề tài có tham gia tất thành viên nhóm.Tất hợp tác với sản phẩm cuối Mặc dù cố gắng nhiều, chắn báo cáo nhiều thiếu sót lần đầu nhóm em tham gia làm mạch nên có kinh nghiệm Rất mong góp ý thầy Nhóm em xin chân thành cảm ơn thầy! Trong thời gian thiết kế robot, chúng em nhận nhiều giúp đỡ thầy kiến thức bổ ích học kỳ PHẦN I: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI Thật ra, robot quét vật cản biến thể đặc biệt robot hướng sáng Sở dĩ nói chúng có nguyên tắc hoạt động sử dụng cảm biến quang điện ( quang trở diode hồng ngoại) để so sánh cường độ sáng từ điều chỉnh hướng thích hợp quét vật cản gặp.Tuy nhiên, robot quét vật cản, cảm biến bố trí gần mặt đường nguồn sáng để so sánh lúc robot tạo Nhưng đâu lại có sai lệch cường độ sáng Câu trả lời nằm đường vẽ,đường vẽ có tính chất khác với xung quanh, thường có màu đen để hấp thụ ánh sáng Khi robot lệch vào vùng có vạch vẽ, ánh sáng phát từ robot không phản xạ lại bình thường mà bị đường kẻ hấp thụ phần làm sai lệch độ sáng cảm biến Việc lại thiết kế cho robot có hành vi khắc phục sai lệch ta có loại robot theo đường vẽ Đường vạch sẵn với chiều dài mặt cắt ngang xác định Đường đặt có vật liệu khác loại Nếu đường vật liệu phản quang không phản quang ngược lại Ôtô sử dụng LED hồng ngoại chiếu xuống mặt đường nền.Ánh sáng hồng ngoại phản xạ lại gặp vật liệu phản quang Sử dụng thu ánh sáng hồng ngoại phản quang này,ôtô xác định trạng thái mặt đường: lệch trái phải so với mặt đường, không mặt đường,quét vật… từ đưa định điều khiển tương ứng MÔ HÌNH ROBOT QUÉT VẬT CẢN PHẦN II: CẤU TẠO • • • • • • • • • • • x Diot hồng ngoại x Led “hồng ngoại” x LM324 ic có opam x Động x Biến trở 10k x Diot x Tranzito NPN C1815 x Tranzito PNP B772 x Điện trở 56k x Nguồn gồm pin 1.5V x Điện trở 330 ôm PHẦN III: NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG Khi có ánh sáng điện trở diode (diot) hồng ngoại giảm ngược lại, điện trở thay đổi cỡ từ 5k (khi có ánh sáng) đến 100k (không có ánh sáng), ta sử dụng led phát hồng ngoại làm nguồn sáng cho => gặp trắng, ánh sáng phản xạ lên quang trở làm điện trở giảm xuống gặp vạch đen (băng keo đen) ánh sáng khó phản xạ nên quang trở nhận ánh sáng => trở tăng Từ dựa vào quang trở, robot phân biệt vạch đen trắng (dưới hỗ trợ opamp so sánh LM324) LM324 ic có opam so sánh dùng để so sánh điện áp phản hồi từ diot hồng ngoại để so sánh với điện áp đặt để phân biệt trắng vạch đen Nguyên lý so sánh đơn giản opamp lm324 này: Nếu cho vào cổng (+) (cổng 3, 5, 10, 12) điện áp lớn điện áp cổng (-) (cổng 2, 6, 9, 13) cổng (cổng 1, 7, 8, 14) mức dương, ngược lại mức Nhớ cấp nguồn cho Opamp cổng 11.Căn vào hoạt động trên, mạch thiết kế đơn giản sau: Cặp led thu phát 1, làm cảm biến phát vạch đen cho robot di chuyển Cặp led thu phát 3,4 làm cảm biến phát vật cản để điều khiển robot dùng lại gạt vật cản RV1 biến trở phân áp điều chỉnh điện áp đặt vào chân so sánh “-“ (chân 2,6 opam lm324) điều chỉnh độ nhạy cảm biến dò vạch đen RV2 biến trở điều chỉnh độ nhạy cảm biến phát vật cản R3,R5,R8,R11 điện trở 330 ôm dùng để hạn dòng cho led phát hồng ngoại R2,R4,R7,R10 điện trở 56k ôm với diode hồng ngoại (led thu) tạo cầu phân áp lấy điện áp đưa opam so sánh R1,R6,R9,R12 điện trở 330 ôm hạn dòng điều khiển từ opam điều khiển đóng mở transistor đóng cắt điện cung cấp cho động bánh xe động gạt vật cản Q1,Q2 transistor nghịch C1815 để đóng cắt điện áp V- cấp cho động bánh xe Được điều khiển cảm biến dò đường thông qua opam lm324 Q3 transistor thuận B772 để đóng cắt điện áp V+ cấp cho động bánh xe, điều khiển cảm biến phát vật cản thông qua opam lm324 Q4 transistor nghịch C1815 để đóng cắt điện cấp cho động gạt vật cản robot, điều khiển cảm biến phát vật cản thông qua opam lm324 D1,D2 diode bảo vệ transistor Q1,Q2 Nguồn cấp cho mạch pin AA ( tổng 4,5V ) Khi mắt cảm biến robot trắng (vạch đen nằm mắt) ánh sáng hồng ngoại phản xạ LED THU làm điện trở LED THU giảm mạnh dẫn đến điện áp chân so sánh “+” lm324 tăng lên => đầu opam lên 4,5V => kích mở transistor nghịch Q1,Q2 mở => động quay => robot thẳng Khi mắt vào vạch đen Ánh sáng hồng ngoại bị hấp thụ ko phản xạ lại điện trở LED THU (hoặc LED THU 4) tăng lên => điện áp chân so sánh “+” giảm xuống => đầu (hoặc 7) opam giảm xuống 0V => đóng transistor nghịch Q1,Q2 lại => động dừng => robot rẽ bên cảm biến vào vạch đen Khi trước mặt robot vật cản cảm biến trước mặt ánh sáng hồng ngoại phản xạ LED THU 3,4 làm điện trở LED THU 3,4 tăng lên điện áp chân so sánh “+” giảm xuống => đầu 14 opam giảm xuống 0V => đóng transistor nghịch Q4 lại đồng thời mở transistor thuận Q3 => động phá vật cản dừng, đồng thời cấp điện cho động bánh xe Khi trước mặt robot có vật cản cảm biến trước mặt sáng hồng ngoại phản xạ LED THU 3,4 làm điện trở LED THU 3,4 giảm xuống điện áp chân so sánh “+” giảm xuống => đầu 14 opam tăng lên 4,5V => mở transistor nghịch Q4 lại đồng thời đóng transistor thuận Q3 => ngắt điện cho động bánh xe, đồng thời động phá vật cản hoạt động PHẦN IV: THỰC NGHIỆM  Tính robot * Robot di chuyển theo vạch kẻ đường * Robot phát vật cản phía trước quét vật cản khỏi đường trước di chuyển tiếp  Công việc thực * Nghiên cứu cấu trúc nguyên lý hoạt động robot * Thiết kế chế tạo mô hình robot vạch kẻ đường  Hạn chế * Bộ phận cảm biến chưa hiệu thay đổi môi trường ánh sáng khác * Phần khí chưa đạt độ xác yêu cầu * Tốc độ chưa cao * Dễ bị trượt khỏi đường chạy vận tốc cao, bẻ cua PHẦN V: TỔNG KẾT Sau hoàn thành mạch này, em nắm số kĩ thuật phương pháp thiết kế mạch điện tử phần proteus giúp chúng em hiểu sâu rõ cấu tạo vi xử lý ATmega32 cách xử lý câu lệnh AVR Giúp chúng em có nhiều kinh nghiệm th ực t ế thú v ị Nh hướng dẫn thầy giáo bọn em có kết đ ịnh v ề thiết kế cách làm robot đơn giản nạp code cho vi xử lý Với cố gắng nhóm với giúp đỡ nhiệt tình thầy, chúng em hoàn thành đề tài đáp ứng đủ yêu c ầu thời hạn Tuy nhiên không tránh khỏi vài thiếu sót chúng em mong nhận bổ xung góp ý từ thầy bạn để đề tài hoàn thiện thêm Em xin chân thành cảm ơn ... bánh xe, đồng thời động phá vật cản hoạt động PHẦN IV: THỰC NGHIỆM  Tính robot * Robot di chuyển theo vạch kẻ đường * Robot phát vật cản phía trước quét vật cản khỏi đường trước di chuyển tiếp... thích hợp quét vật cản gặp.Tuy nhiên, robot quét vật cản, cảm biến bố trí gần mặt đường nguồn sáng để so sánh lúc robot tạo Nhưng đâu lại có sai lệch cường độ sáng Câu trả lời nằm đường vẽ ,đường. .. chế tạo robot dò đường tự động quét vật cản sử dụng led cảm biến thu phát hồng ngoại” Đề tài có tham gia tất thành viên nhóm.Tất hợp tác với sản phẩm cuối Mặc dù cố gắng nhiều, chắn báo cáo nhiều