MỤC LỤCCHƯƠNG I : GIỚI THIỆU CHUNG71.Giới thiệu chung về đề tài72.Các vấn đề đặt ra73.Phương pháp nghiên cứu74.Phạm vi giới hạn nghiên cứu8Chương IITỔNG QUAN VỀ ROBOT DÒ ĐƯỜNG92.1 Lịch sử phát triển của robot92.2. Cấu tạo robot dò đường102.2.1 Hệ thống cơ khí102.2.2.Động cơ DC 1 chiều112.2.3.Nguyên tắc hoạt động.122.2.4 Cơ chế sinh lực quay của động cơ.132.3.Điều khiển tốc độ động cơ bằng phương pháp điều khiển độ rộng xung PWM.132.3.1.Hệ thống cảm biến142.3.2.Dòng E3Z152.3.3.E3Z dùng công nghệ laze162.3.4.Dòng E3F2162.3.5.Dòng E3JK182.3.6.Dòng E3JM182.3.7.Dòng E3X192.4.Hệ thống điều khiển202.5.Lý thuyết điều khiển chung21Chương III : XÂY DỰNG MÔ HÌNH HÓA HỆ THỐNG VÀ THIẾT KẾ223.1. Mô hình cơ khí223.2. Mô hình điều khiển233.3. Thiết kế hệ thống cơ khí233.4. Thiết kế mạch trung tâm233.4.1.Khối nguồn : sử dụng Pic 18F4520253.4.2.Khối nguồn:253.4.3.Một số tính năng chính của LM2576263.4.4.Khối dao động:293.4.5.Khối RESET303.4.6.Khối cảm biến313.4.7.Khối điều khiển động cơ333.4.8.Cấu tạo và ký hiệu.343.4.9. IC đệm dòng UL2083373.5.Nguyên lý hoạt động.393.6. Xây dựng thuật toán điều khiển393.7.Lưu đồ thuật toán điều khiển413.8 Chương trình dò đường42CHƯƠNG IV KẾT QUẢ VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN444.1Kết quả444.2Hướng phát triển44
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Hà Nội, ngày tháng năm 2012 LỜI MỞ ĐẦU Trong thời đại công nghiệp ngày nay, Robot ngày sử dụng phổ biến sản xuất sống người.Robot có vị trí quan trọng khó thay được, giúp thay người làm việc môi trường nguy hiểm, khó khăn, khắc nghiệt Ngoài ra, Robot sử dụng vào lĩnh vực thám hiểm không gian, quân sự, giải trí Từ tình hình thực tế việc xây dựng chương trình hoạt động cho Robot điều thiết yếu đặc biệt Robot di động Bài toán robot dò đường toán thường gặp Robot Đối với sinh viên trường, bước vào sống đồ án điện tử bước nhảy quan trọng Qua chúng em học nhiều điều, tiếp xúc với thực tế sản xuất, tự nghiên cứu chế tạo thứ mà muốn, biết tương quan công nghệ nước nước Đồ án điện tử không chỉ mang lại kinh nghiệm thực tế chuyên môn mà bổ sung kỹ sống giao tiếp , khả làm việc theo nhóm , làm việc độc lập Với đề tài “ Nghiên cứu, thiết kế chế tạo Robot dò đường ”nhóm tìm hiểu, nắm nguyên lý điều khiển, số loại cảm biến quang Đặc biệt đề tài mang lại khả tư tổng quan hệ thống kinh nghiệm thực tế cho sinh viên chuyên ngành điện tử để làm hành trang vững bước vào đời Để hoàn thành tốt đề tài này,chúng em xin chân thành cảm ơn thầy cô môn Cơ Điện Tử, thầy cô khoa khí đặc biệt thầy Khổng Minhđã giúp đỡ chúng em nhiều thời gian làm đề tài Do thời gian có hạn nên tránh sai sót trình làm đề tài Nhóm mong ý kiến đóng góp thầy cô bạn để hoàn thiện đề tài Xin chân thành cảm ơn! MỤC LỤC 1.Giới thiệu chung đề tài .7 2.Các vấn đề đặt 3.Phương pháp nghiên cứu .7 4.Phạm vi giới hạn nghiên cứu Chương II TỔNG QUAN VỀ ROBOT DÒ ĐƯỜNG 2.1 Lịch sử phát triển robot 2.2 Cấu tạo robot dò đường 10 2.2.1 Hệ thống khí .10 2.2.2.Động DC chiều 11 2.2.3.Nguyên tắc hoạt động .12 2.2.4 Cơ chế sinh lực quay động 13 2.3.Điều khiển tốc độ động phương pháp điều khiển độ rộng xung PWM 13 2.3.1.Hệ thống cảm biến 14 2.3.2.Dòng E3Z 15 2.3.3.E3Z dùng công nghệ laze 16 2.3.4.Dòng E3F2 .16 2.3.5.Dòng E3JK .18 2.3.6.Dòng E3JM 18 2.3.7.Dòng E3X 19 2.4.Hệ thống điều khiển 20 2.5.Lý thuyết điều khiển chung 21 Chương III : XÂY DỰNG MÔ HÌNH HÓA HỆ THỐNG VÀ THIẾT KẾ .22 3.1 Mô hình khí 22 3.2 Mô hình điều khiển 23 3.3 Thiết kế hệ thống khí 23 3.4 Thiết kế mạch trung tâm 23 3.4.1.Khối nguồn : sử dụng Pic 18F4520 25 3.4.2.Khối nguồn: 25 3.4.3.Một số tính LM2576 26 3.4.4.Khối dao động: 29 3.4.5.Khối RESET 30 3.4.6.Khối cảm biến 31 3.4.7 Khối điều khiển động 33 3.4.8.Cấu tạo ký hiệu 33 3.4.9 IC đệm dòng UL2083 37 3.5.Nguyên lý hoạt động 39 3.6 Xây dựng thuật toán điều khiển 39 3.7.Lưu đồ thuật toán điều khiển 41 3.8 Chương trình dò đường .42 CHƯƠNG IV KẾT QUẢ VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 44 4.1 Kết .44 4.2 Hướng phát triển .44 DANH MỤC HÌNH ẢNH 1.Giới thiệu chung đề tài .7 2.Các vấn đề đặt 3.Phương pháp nghiên cứu .7 4.Phạm vi giới hạn nghiên cứu Chương II TỔNG QUAN VỀ ROBOT DÒ ĐƯỜNG 2.1 Lịch sử phát triển robot 2.2 Cấu tạo robot dò đường 10 2.2.1 Hệ thống khí .10 2.2.2.Động DC chiều 11 2.2.3.Nguyên tắc hoạt động .12 2.2.4 Cơ chế sinh lực quay động 13 2.3.Điều khiển tốc độ động phương pháp điều khiển độ rộng xung PWM 13 2.3.1.Hệ thống cảm biến 14 2.3.2.Dòng E3Z 15 2.3.3.E3Z dùng công nghệ laze 16 2.3.4.Dòng E3F2 .16 2.3.5.Dòng E3JK .18 2.3.6.Dòng E3JM 18 2.3.7.Dòng E3X 19 2.4.Hệ thống điều khiển 20 2.5.Lý thuyết điều khiển chung 21 Chương III : XÂY DỰNG MÔ HÌNH HÓA HỆ THỐNG VÀ THIẾT KẾ .22 3.1 Mô hình khí 22 3.2 Mô hình điều khiển 23 3.3 Thiết kế hệ thống khí 23 3.4 Thiết kế mạch trung tâm 23 3.4.1.Khối nguồn : sử dụng Pic 18F4520 25 3.4.2.Khối nguồn: 25 3.4.3.Một số tính LM2576 26 3.4.4.Khối dao động: 29 3.4.5.Khối RESET 30 3.4.6.Khối cảm biến 31 3.4.7 Khối điều khiển động 33 3.4.8.Cấu tạo ký hiệu 33 3.4.9 IC đệm dòng UL2083 37 3.5.Nguyên lý hoạt động 39 3.6 Xây dựng thuật toán điều khiển 39 3.7.Lưu đồ thuật toán điều khiển 41 3.8 Chương trình dò đường .42 CHƯƠNG IV KẾT QUẢ VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 44 4.1 Kết .44 4.2 Hướng phát triển .44 CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU CHUNG 1.Giới thiệu chung đề tài Cơ điện tử tổng hợp nhiều lĩnh vực khí, điện điều khiển Các lĩnh vực kết hợp lại với tạo thành hệ thống điện tử cao tự động hóa toàn bộquá trình sản xuất Ngành công nghiệp điện tử ngày có vai trò quan trọng hết sức cần thiết để đáp ứng mục tiêu phát triển kinh tế, tiến trình công nghiệp hóa - đại hóa nhanh Nó đòi hỏi nguồn nhân lực có trình độ cao để vận hành Trên giới có nhiều loại robot: Quy mô lớn như: Những cánh tay máy dây chuyền sản xuất, hệthống sản xuất tự động Nhỏ robot có khả di chuyển, làm công việc nguy hiểm thay người, robot giúp người già, robot bán hàng…v.v Trong đồ án lần em thực làm robot dò line, so với robot chỉ robot nhỏ, đơn giản.Robot dò đường sử dụng nhiều thi robocon 2.Các vấn đề đặt Robot dò đường hệ thống điện tử nên phải có phối hợp hài hòa hợp lý phần: khí, điện điều khiển Tìm hiểu nguyên lý dò đường Xây dựng mô hình hóa hệ thống Đánh giá chất lượng mô hình 3.Phương pháp nghiên cứu Robot dò đường sản phẩm nghiên cứu giới ứng dụng nhiều thi robocon sản phẩm điện tử, nên trình làm đồ án, nhóm áp dụng phương pháp nghiên cứu sau : Nghiên cứu mô hình robto dò đường có sẵn giới thi robocon, tham khảo lý thuyết chuyển động robot dò đường Từ áp dụng để thiết kế giới hạn đề tài Tính toán thiết kế mô hình hóa mô đánh giá chất lượng hệ thống loại trừ lỗi thiết kế 4.Phạm vi giới hạn nghiên cứu Do điều kiện làm việc thời gian ngắn khả kiến thức có hạn nên đề tài giới hạn điều kiện sau : Nghiên cứu loại robot dò đường sử dụng động công suất nhỏ Sử dụng cảm biến quang encoder Cho phép hoạt động phòng thí nghiệm Mục tiêu đề tài tập trung toán nguyên lý dò đường điểu khiển dịch chuyển quay trái, phải góc 90 bắt ngã tư thông qua đường line sân Chương II TỔNG QUAN VỀ ROBOT DÒ ĐƯỜNG 2.1 Lịch sử phát triển robot Những robot xuất lần New York vào ngày 09/10/1922 kịch “ Rossum’s Universal Robot ” nhà soạn kịch người Tiệp Khắc Karen Chapek, từ Robot cách gọi khác từ Robota ( theo tiếng Tiệp Khắc có nghĩa công việc lao dịch ) Khi đó, Karen Chapek cho Robot người máy có khả suy nghĩ Hình 2.1 Con robot Trước năm 1970, người ta chỉ tập trung vào việc phát triển robot tay máy hoạt động nhà máy công nghiệp Sau xuất khái niệm robot thông minh nghiên cứu bắt đầu tập trung vào robot di động Một chuyên gia đầu nghành robot di động Hans P.Moravec ( bắt đầu nghiên cứu từ năm 1964 ) chuyên nghiên cứu robot di động Sebastien Thruns Các robot di động có người điều khiển dùng cho mục đích quân sự, nhiệm vụ nguy hiểm phá mìn, thăm dò đáy đại dương, hầm mỏ, kiểm tra đường ống ngầm, hay thăm dò Hỏa, Mặt Trăng Hình 2.2 Robot thăm dò hỏa Sản phẩm robot di động sản xuất đại trà đưa vào thị trường lần robot hút bụi Roomba Trilobite hãng Electrolux năm 2003 Hình 2.3 robot quân Việt Nam 2.2 Cấu tạo robot dò đường Các thành phần robot dò đường : Hệ thống khí truyền động Hệ thống cảm biến Hệ thống điều khiển 2.2.1 Hệ thống khí Hệ thống khí đóng vai trò khung xương robot, nơi đỡ hệ thống phận khác robot, tạo nên hình dáng bên robot Vật liệu để tạo nên hệ thống khí đa dạng: gỗ, nhôm, sắt, plastic,…Nhưng để đảm bảo độ bền dễ thao tác trình vận hành, Nhôm thường lựa chọn nhiều Hiện giới có nhiều loại động khác từ kích thước nguyên lý hoạt động Có loại động to nhà, có động phải đo đạc kích thước micro mét, đa số động thông dụng biến đổi điện thành thông qua lực từ trường, có động lại dùng nhiệt năng, sức gió, phản ứng hoá học, phản ứng kích thước nguyên 10 C1 GND X1 4Mhz XTAL2 C3 Hình 3.10 Sơ đồ nguyên lý khối dao động 3.4.5.Khối RESET VCC R1 10k RESET SW1 C2 10uF GND Hình 3.11 Sơ đồ nguyên lý khối RESET 30 3.4.6.Khối cảm biến VR1 GND 10K VCC DO1 10K VR3 GND 10K 10K VR5 GND 10K 10K DO6 GND Hình 3.12 IC5B SENSOR7 GND VCC DO8 IC5A 10K VR8 SENSOR6 VCC DO7 GND IC4B 10K SENSOR5 GND VCC VR7 IC4A VR6 DO5 SENSOR4 VCC GND IC3B SENSOR3 GND VCC DO4 IC3A VR4 DO3 SENSOR2 VCC GND IC2B SENSOR1 GND VCC DO2 IC2A VR2 GND SENSOR8 Sơ đồ nguyên lý khối cảm biến Khối cảm biến cặp LED thu phát hồng ngoại, mỗi cặp LED phát tia hồng ngoại LED thu tia hồng ngoại Hình 3.12 cảm biến nhận diện vạch Nguyên tắc hoạt động: Cặp LED thu-phát đặt xát nhau, chân LED thu nối với IC LM358 với mục đích so sánh với điện áp tham chiếu IC từ đưa tín hiệu IC LM358 có nhiệm vụ khuếch đại tín hiệu vào tín hiệu ban đầu nhỏ, vi điều khiển nhận biết Điện áp tham chiếu điều chỉnh biến trở Khi robot chạy, gặp vùng có màu trắng (hay bề mặt phản chiếu tia hồng ngoại) mắt thu hồng ngoại bắt cho giá trị đầu IC LM358 31 Khi gặp vùng có màu tối (hay bề mặt hấp thụ tia hồng ngoại) mắt thu không bắt tín hiệu nên đầu LM358 cho giá trị LM 358 khuếch đại thuật toán kép ( gồm opamp bên ) có chân đầu vào đảo, hai chân đầu vào không đảo hai chân đầu - Sử dụng nguồn đơn từ 3V-32V nguồn đối xứng từ +/- 1,5V đến +/- 16V - Hoạt động nhiệt độ từ - 70 độ Hình 3.14 Sơ đồ chân hình LM358 32 3.4.7 Khối điều khiển động 24VDL 24VDL PWMU1 RL9 R39 D G S Hình 3.15 HD7 Q1 IRF840 UROLE2 24VDL OUT6 R40 12VDL OUT5 12VDL 24VDL OUT8 UROLE1 OUT7 12VDL D23 D21 12VDL R42 PWMU2 R41 RL10 D G HD8 Q2 IRF840 S 3 Sơ đồ nguyên lý khối điều khiển động Mosfet Transistor hiệu ứng trường ( MetalOxide Semiconductor Field Effect Transistor ) Transistor đặc biệt có cấu tạo hoạt động khác với Transistor thông thường mà ta biết, Mosfet có nguyên tắc hoạt động dựa hiệu ứng từ trường để tạo dòng điện, linh kiện có trở kháng đầu vào lớn thích hợn cho khuyếch đại nguồn tín hiệu yếu, Mosfet sử dụng nhiều mạch nguồn Monitor, nguồn máy tính VDSS = 500 V ID = 8.5 A Hình 3.16 IRF840 VDSS = 500 V, ID = 8.5 A, RDS(ON) ≤ 0.85 Ω 3.4.8.Cấu tạo ký hiệu Ký hiệu 33 Hình 3.17 Ký hiệu sơ đồ chân tương đương Mosfet Transistor Cấu tạo Hình 3.18 Cấu tạo mosfet G : Gate gọi cực cổng S : Source gọi cực nguồn 34 D : Drain gọi cực máng Mosfet kện N có hai miếng bán dẫn loại P đặt bán dẫn N, hai lớp P-N cách điện lớp SiO2 hai miếng bán dẫn P nối thành cực D cực S, bán dẫn N nối với lớp màng mỏng sau dấu thành cực G Mosfet có điện trở cực G với cực S cực G với cực D vô lớn , điện trở cực D cực S phụ thuộc vào điện áp chênh lệch cực G cực S ( UGS ) Khi điện áp UGS = điện trở RDS lớn, điện áp UGS > => hiệu ứng từ trường làm cho điện trở RDS giảm, điện áp UGS lớn điện trở RDS nhỏ Nguyên tắc hoạt động mosfet Mô hình thí nghiệm Hình 3.19 Mạch thí nghiệm hoạt động Mosfet Thí nghiệm : Cấp nguồn chiều UD qua bóng đèn D vào hai cực D S Mosfet Q (Phân cực thuận cho Mosfet ngược) ta thấy bóng đèn không sáng nghĩa dòng điện qua cực DS chân G không cấp điện Khi công tắc K1 đóng, nguồn UG cấp vào hai cực GS làm điện áp UGS > 0V => đèn Q1 dẫn bóng đèn D sáng Khi công tắc K1 ngắt, điện áp tích tụ C1 (tụ gốm) trì cho đèn Q dẫn chứng tỏ dòng điện qua cực GS Khi công tắc K2 đóng, điện áp tích tụ C1 giảm => UGS= 0V => đèn tắt 35 Từ thực nghiệm ta thấy : điện áp đặt vào chân G không tạo dòng GS Transistor thông thường mà điện áp chỉ tạo từ trường Làm cho điện trở RDS giảm xuống Ứng dụng thực tế Mosfet nguồn xung Monitor Hình 3.20 Mosfet sử dụng làm đèn công xuất nguồn Monito Trong nguồn xung Monitor máy vi tính, người ta thường dùng cặp linh kiện IC tạo dao động đèn Mosfet, dao động tạo từ IC có dạng xung vuông đưa đến chân G Mosfet, thời điểm xung có điện áp > 0V => đèn Mosfet dẫn, xung dao động = 0V Mosfet ngắt => vậy dao động tạo điều khiển cho Mosfet liên tục đóng ngắt tạo thành dòng điện biến thiên liên tục chạy qua cuộn sơ cấp => sinh từ trường biến thiên cảm ứng lên cuộn thứ cấp => cho ta điện áp 36 3.4.9 IC đệm dòng UL2083 Giới thiệu ULN 2803 vi mạch đệm, chất cấu tạo mảng darlington chịu đượcdòng điện lớn điện áp cao có chứa cặp darlington cực góp hở với cực phátchung Mỗi kênh số kênh chịu dòng điện lớn khoảng thời gian dài lên tới 500 mA với biên độ đỉnh lên tới 600 mA Mỗi kênh có diodechặn- diode sử dụng trường hợp tải có tính cảm ứng, ví dụ rơle… Ứng dụng ULN2803 sử dụng mạch đệm điều khiển động chiều ,động bước, khối hiển thị ma trận led… 37 Chức chân: - Chân 9: nối GND - Chân 10: nối Vcc - Chân ÷ 8: gồm ngõ vào I1 ÷I8 - Chân 11 ÷ 18: gồm ngõ O1 ÷ O7 Sơ đồ ta thấy với mỗi đệm có diode kết nối theo kiểu anod kết nối với ngõ catod nối chung với catot diode lại Ngõ vimạch cực góp hở, tải nối nguồn nuôi ngõ vi mạch đệm Nguồn n u ô i l n g uồ n đ i ện p d n g bấ t kỳ n hỏ h n V , c h ẳ n g hạ n t ả i l đ ộ n g b c t h ì nguồn nuôi 12V, tải hệ thống hiển thị ma trận led nguồn nuôi 5V…dòng quatải phải tính toán cho 38 dòng chảy lâu dài nhỏ 500 mA dòng đỉnh nhỏ 600 mA tính mỗi mạch Bên ULN 2803 có mắc thêm Diode tránh dòng ngược điều khiển cácthiết bị có cuộn dây (ví dụ: rơle …) 3.5.Nguyên lý hoạt động - Nếu chân đầu vào I1 ÷ I8 mức ngõ thả - Nếu chân đầu vào I1 ÷ I8 mức ngõ mức Lý lựa chọn - Được bán rộng rãi thị trường với giá tương đối rẻ - ULN 2803 đệm đường riêng biệt (nối trược tiếp với châncủa vi điều khiển 5V) - Dòng tới 500 mA/ 50V đủ để kích Rơ le 3.6 Xây dựng thuật toán điều khiển Nguyên tắc điều khiển đơn giản robot lệch phía bên ta điều khiển cho robot "bẻ lái" hướng ngược lại gọi điều khiển ON-OFF Cách điều khiển đơn giản robot chạy lắc lư Như vậy ta cần cách điều khiển tốt hơn,cải tiến cách trên, ta cần phải xem xét thêm robot lệch nhiều hay để ta "bẻ lái" nhiều hay Đây gọi phương pháp điều khiển tỷ lệ 39 Ví dụ ta có cảm biến robot :4 trái (A1 A2 A3 A4), phải (A5 A6 A7 A8) Ta có độ lệch tương ứng +3; +2 ; +1 ; 0; ; -1 ; -2; -3 tương ứng với A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 Vậy cảm biến A2 có tín hiệu ta có độ lệch +1, A6 tích cực ta có độ lệch -2 Như vậy giá trị điều khiển động tỷ lệ theo độ lệch này: Vd: PWM =PWM0 +/- K*độ lệch (K hệ số tỷ lệ PWM giá trị điều xung cho động cơ, PWM0 tốc độ trung bình Bánh trái cộng, PWM bánh phải trừ Dĩ nhiên lý thuyết, thực tế Việt Nam, chất lượng động sai số thiết kế khí lớn hai động không nhau, thực tế không dùng công thức để tính PWM hai bánh xe, mà thường "mò" thông số cho tốc độ khác xem ứng với độ lệch K PWM hai bánh Vậy cách thực nào?Đầu tiên tìm PWM0 bánh cách thử cho PWM hai bánh cho robot chạy thẳng Ví dụ tìm PWM0 bánh trái 100, bánh phải 120 (giả sử ta muốn robot dò đường với vận tốc ~ 100/255 vận tốc cực đại động cơ) Sau ta cho: Ứng với k=0, PWM bánh trái 100, PWM bánh phải 120 Ứng với k=+1, PWM bánh trái 100+20, bánh phải giữ nguyên 120 Ứng với k=-1 thi bánh trái giữ nguyên, bánh phải 120+20 Tương tự ta tính cho k=+2,-2,+3,-3 Sau ta thử xem robot dò đường có tốt không, robot dò đường bị dao động lớn,nghĩa ta cần giảm bớt giá trị cộng vào trừ Nếu robot dò đường không bám sát vạch tốt mà hay bị lạng ngoài, nghĩa giá trị cộng vào trừ nhỏ, không đủ để đưa robot vào quỹ đạo đường Tất giá trị phải mỏ tay, tùy theo động cơ, kết cấu, trọng lượng robot Sử dụng nhiều mắt dò (hay tăng độ phân giải) điều khiển xác robot đường điều có nghĩa tăng trường hợp sảy robot, yêu cầu sử lý tăng lên Lựa chọn LED ứng với mắt dò ( hay độ phân giải 8bit ) lựa chọn phù hợp với trình độ yêu cầu đồ án đưa 40 3.7.Lưu đồ thuật toán điều khiển START Đi thẳng Cập nhập trạng thái đưa khối điều khiển Quyết định tốc độ động Cụt đường STOP 41 3.8 Chương trình dò đường 42 Cua góc 90° 43 CHƯƠNG IV KẾT QUẢ VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 4.1 Kết Với mục tiêu đề trình thực đề tài, qua trình làm việc nhóm đạt số kết sau: Nghiên cứu lý thuyết, mô hình hóa mô hệ thống: Đã có nghiên cứu nắm bắt cách tổng thể nguyên lý lý thuyết tổng quan robot dò đường Về phần thiết kế mô hình: Phần khí nhóm thiết kế hoàn chỉnh phần mềm solidworks, đảm bảo độ xác, độ bền tối ưu khối lượng Mô hình đảm bảo tính kỹ thuật thẩm mỹ Phần mạch điều khiển: Nhóm thiết kế mạch phần mềm chuyên dụng Altium deisgner, mô tính toán Mạch có khả mở rộng kết nối thêm nhiều modul khác Về phần điều khiển: + Nhóm tìm hiểu nguyên lý dò đường từ xây dựng thuật toán điều khiển + Nhóm tìm hiểu cảm biến, xử lý cảm biến, lấy liệu xử lý liệu phục vụ cho việc điều khiển robot dò đường 4.2 Hướng phát triển Sẽ hoàn thiện mô hình thực tế, robot chạy sân có line sẵn Có thể tích hợp thêm camera, la bàn điện tử để robot ổn định hoạt động nhiều môi trường khác Phát triển đề tài với ứng dụng quân sự, mang thiết bị quân 44 [...]... Dò đường theo vạch 21 Chương III : XÂY DỰNG MÔ HÌNH HÓA HỆ THỐNG VÀ THIẾT KẾ 3.1 Mô hình cơ khí Mô hình thiết kế bằng phần mềm solidwork: Hình 3.1 Mô hình trên solidwork Phần quan trọng nhất khi thiết kế, chế tạo cơ khí là phần khung giữa động cơ và bánh Đây là phần chịu lực chủ yếu của robot nên yêu cầu được tính toán và thiết kế tốt, đảm bảo tính thẩm mỹ của sản phẩm mà vẫn chạy tốt và ổn định Robot. .. điều chỉnh được từ 1.25V đến 37V Với điện áp đầu vào là lớn nhất Dòng đầu ra định mức là 3A Điện áp đầu vào định mức là 40V có thể lớn 60V tùy từng dòng Serial Chỉ giao tiếp với 5 chân đầu vào ra Tần số đóng cắt chuẩn 52Khz Hiệu suất cao Bảo vệ quá dòng và quá nhiệt 26 Sơ đồ cấu tạo của LM2576 Hình 3.7 Sơ đồ cấu tạo LM2576 Ở trên là sơ đồ cấu tạo bên trong của LM2576 Nguyên tắc dựa theo nguồn... định Robot có kết cấu hình vuông sử dụng 2 bánh truyền độc lập và 2 bánh đa hướng được bố trí cân đối giúp robot có thể chuyển động theo vòng tròn và xoay tròn quanh tâm Yêu cầu chung của thiết bị là phải đảm bảo chịu lực, dễ gia công và giá thành hợp lý, nên chúng em chọn vật liệu của khung robot là vật liệu nhôm định hình 22 3.2 Mô hình điều khiển Hình 3.2 Mô hình điều khiển 3.3 Thiết kế hệ thống... Microchip phát triển và sản xuất với sản phẩm đầu tiên là CP1600 Vi điều khiển này sau đó được nghiên cứu và phát triển thêm từ đó hình thành nên dòng PIC hiện nay Tổ chức phần cứng của PIC được thiết kế theo kiến trúc Havard Điểm khác biệt giữa kiến trúc Havard và kiến trúc Von - Neuman là cấu trúc bộ nhớ dữ liệu và bộ nhớ chương trình Đối với kiến trúc Von - Neuman, bộ nhớ dữ liệu và bộ nhớ chương... thuyết điều khiển chung Điều khiển robot dò đường thực chất là điều khiển robot dữ một trạng thái nào đó trong suốt quá trình vận hành Trong thực tế do nhiều nguyên nhân mà robot không thể duy trì trạng thái ổn định vì vậy bằng việc điều khiển tốc độ động cơ để lấy lại trạng thái ban đầu cho robot Việc nhận biết trạng thái của robot sẽ do khối cảm biến phụ trách Tùy vài từng trạng thái mà ta sẽ cho... riêng biệt gọi là NGUỒN ĐIỀU KHIỂN và NGUỒN CÔNG SUẤT Nguồn điều khiển là nguồn cấp điện cho bộ điều khiển, khối dò line thông thường có mức điện áp khoảng 5V Trong khi đó nguồn công suất là nguồn cấp cho Driver, các động cơ, điện áp của nguồn 25 này phụ thuộc vào điện áp của động cơ hoạt động Thiết kế một bộ nguồn tốt cũng là một thành công trong việc làm robot dò đường LM2576 là một IC nguồn tích... 2.3.4.Dòng E3F2 E3F2 dòng lớn thứ hai trong các loại cảm biến quang Omron E3F2 và E3Z đều có độ tin cậy rất cao và dải khoảng cách phát hiện rộng do sử dụng chung khối cảm biến trong Dòng này có đủ các model với mọi chế độ hoạt động: Thu phát, phản xạ gương, phản xạ khuếch tán và BGS (khoảng cách cố định) Nhiều khách hàng ưa sử dụng E3F2 do loại này dạng trụ cỡ M18 dễ lắp đặt 16 Hình 2.13 Cảm biến dòng... E3T-SR4[ ]: phản xạ gương đồng trục, khả năng định vị chính xác và không bị vùng chết khi phát hiện băng keo phản xạ 17 2.3.5.Dòng E3JK E3JK có sẵn nguồn, sử dụng điện áp 24-240 VAC và đầu ra rơle Kích thước 50x50mm của dòng này rất phổ biến trên thị trường và có nhiều nhà sản xuất áp dụng cỡ này Tính năng E3JK: Hình 2.15 Cảm biến dòng E3JK Có các loại thu phát, phản xạ gương, phản xạ khuếch tán... ở một giá trị cố định Trong sơ đồ cấu tạo thì LM2576 gồm khối : So sánh, tạo dao động, công suất, quá dòng + Chân 1 (Vin) : Chân nguồn đầu vào + Chân 2 (Vout) : Chân điện áp đầu ra Tùy thuộc dòng LM2576 mà chân này có điện áp ra ổn định khác nhau + Chân 3 (GND) : Chân nguồn chung + Chân 4 (Feedback) : Chân đưa tín hiệu phản hồi từ đầu ra về đầu vào Đưa vào bộ so sánh để điều chỉnh ổn định điện... 0.85 Ω 3.4.8.Cấu tạo và ký hiệu Ký hiệu 33 Hình 3.17 Ký hiệu và sơ đồ chân tương đương giữa Mosfet và Transistor Cấu tạo Hình 3.18 Cấu tạo mosfet G : Gate gọi là cực cổng S : Source gọi là cực nguồn 34 D : Drain gọi là cực máng Mosfet kện N có hai miếng bán dẫn loại P đặt trên nền bán dẫn N, giữa hai lớp P-N được cách điện bởi lớp SiO2 hai miếng bán dẫn P được nối ra thành cực D và cực S, nền bán