Thiết kế và thi công ROBOT vận chuyển hàng

Robot được nghiên cứu và sản xuất chế tạo theo từng ứng dụng khác nhau mà hình dáng kích thước của robot vì thế mà khác nhau. Thông thừơng Robot được chế tạo để thay thế sức lao động của con người . Từ những công việc nhỏ như dọn dẹp nhà cửa trông coi nhà cho tới những công việc nghiên cứu thám hiểm vũ trụ…vv Từ những yêu cầu thực tế, những đòi hỏi ngày càng cao của cuộc sống, cộng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật nên chúng em đã chọn đề tài Thiết kế thi công robot vận chuyển hàng để đáp ứng được yêu cầu công việc ngày càng cao của con người và góp phần vào sự tiến bộ, văn minh, hiện đại của đất nước. Đồ án được thực hiện gồm 3 phần: PHẦN A: GIỚI THIỆU, giới thiệu một cách khái quát về đề tài. PHẦN B: NỘI DUNG, gồm 4 chương. Chương 1: Tổng quan về đề tài, nêu lên những vấn đề hiện nay có liên quan đến đề tài, tầm quan trọng của vấn đề và hướng giải quyết vấn đề đó. Cơ sở lý luận, trình bày tổng quát đề cương đồ án, các phương pháp, cách thức thực hiện và kế hoạch để thực hiện đề tài. Chương 2: Giới thiệu tổng quát về vi điều khiển AT89C51, khảo sát sơ đồ chân, tổ chức bộ nhớ, hoạt động Timer, hoạt động port nối tiếp, ngắt,… và các linh kiện sử dụng trong đề tài. Chương 3: Giới thiệu tổng quát, thiết kế, tính toán và thi công đồ án: “Thiết kế thi công robot vận chuyển hàng”, nhiệm vụ thiết kế, sơ đồ khối của robot, nguyên lý hoạt động, chức năng và tính chọn sử dụng linh kiện trong các khối. Chương 4: Thiết kế chương trình cho robot và giao tiếp với máy tính. Kết luận và hướng phát triển của đề tài.

LỜI CẢM ƠN Với giúp đỡ tận tình thầy cô khoa Điện tử Viễn thôngTrường Đại học Bách Khoa- Đại học Đà Nẵng với người thân, gia đình bạn bè, em hoàn thành đồ án theo thời gian quy định Để đạt thành công này, em xin chân thành cảm ơn thầy giáo – ThS Nguyễn Duy Nhật Viễn, người bảo tận tình cho em suốt thời gian thực đề tài Bên cạnh đó, em xin chân thành cảm ơn đến thầy cô giáo khoa Điện tử Viễn thông tận tình dạy dỗ em hai năm học vừa qua Cuối cùng, em xin gởi lời cảm ơn chân thành đến gia đình, bạn bè giúp đỡ em hoàn thành đồ án Em xin chân thành cảm ơn Đà Nẵng, ngày 24, tháng 05 năm 2012 Sinh viên thực Võ Văn Tài MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT MỞ ĐẦU ALE Address Latch Enable BCD Binary Coded Decimal (ATM) CAD/CAM Computer/Aided Design/Computer-Aided Manufacture CMOS Complementary Metal-Oxide-Semiconductor DC Direct Current EA External Acces EEPROM Flash Programmable and erasable read only memory IE Interrupt Enable I/O Input/Output PC Personal Computer or Printed Circuit PLC Programmable Logic Controller PSEN Program store enable RAM Random Access Memory ROM Read Only Memory RST Reset TCON Timer Control Register TMOD Timer Mode Register TTL Transistor–Transistor Logic UART Universal Asynchronous Receiver Transmitter THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG ROBOT VẬN CHUYỂN HÀNG Chương 1: Tổng Quan đề tài Robot nghiên cứu sản xuất chế tạo theo ứng dụng khác mà hình dáng kích thước robot mà khác Thông thừơng Robot chế tạo để thay sức lao động người Từ công việc nhỏ dọn dẹp nhà cửa trông coi nhà công việc nghiên cứu thám hiểm vũ trụ…vv Từ yêu cầu thực tế, đòi hỏi ngày cao sống, cộng với phát triển khoa học kỹ thuật nên chúng em chọn đề tài " Thiết kế & thi công robot vận chuyển hàng " để đáp ứng yêu cầu công việc ngày cao người góp phần vào tiến bộ, văn minh, đại đất nước Đồ án thực gồm phần: PHẦN A: GIỚI THIỆU, giới thiệu cách khái quát đề tài PHẦN B: NỘI DUNG, gồm chương Chương 1: Tổng quan đề tài, nêu lên vấn đề có liên quan đến đề tài, tầm quan trọng vấn đề hướng giải vấn đề Cơ sở lý luận, trình bày tổng quát đề cương đồ án, phương pháp, cách thức thực kế hoạch để thực đề tài Chương 2: Giới thiệu tổng quát vi điều khiển AT89C51, khảo sát sơ đồ chân, tổ chức nhớ, hoạt động Timer, hoạt động port nối tiếp, ngắt,… linh kiện sử dụng đề tài Chương 3: Giới thiệu tổng quát, thiết kế, tính toán thi công đồ án: “Thiết kế & thi công robot vận chuyển hàng”, nhiệm vụ thiết kế, sơ đồ khối robot, nguyên lý hoạt động, chức tính chọn sử dụng linh kiện khối Chương 4: Thiết kế chương trình cho robot giao tiếp với máy tính Kết luận hướng phát triển đề tài PHẦN C: PHỤ LỤC Chương 2: Khảo sát vi điều khiển AT89C51 linh kiện mạch AT89C51 AT89C51 vi điều khiển Bit, chế tạo theo công nghệ CMOS chất lượng cao, với KB EEPROM (Flash Programmable and erasable read only memory) Thiết bị chế tạo cách sử dụng nhớ không bốc mật độ cao ATMEL tương thích với chuẩn công nghiệp MCS – 51 tập lệnh chân AT89C51 vi điều khiển mạnh (có công suất lớn) mà cung cấp linh động cao giải pháp giá nhiều ứng dụng điều khiển Đặc điểm AT89C51: - KB nhớ lập trình lại nhanh - Tần số hoạt động từ: 0Hz đến 24 MHz - Timer/counter 16 Bit - 128 Byte RAM nội - Port xuất/ nhập I/O bít - Giao tiếp nối tiếp - 64 KB vùng nhớ mã - 64 KB vùng nhớ liệu - Xử lý Boolean (hoạt động bit đơn) - 210 vị trí nhớ định vị bit AT89C51 có tất 40 chân có chức đường xuất nhập Trong có 24 chân có tác dụng kép (có nghĩa chân có chức năng), đường hoạt động đường xuất nhập đường điều khiển thành phần bus liệu bus địa Port 0: port có chức chân 32 – 39 89C51 Trong thiết kế cỡ nhỡ không dùng hộ nhớ mở rộng có chức đường I/O Đối với thiết kế cỡ lớn có nhớ mở rộng, kết hợp bus địa bus liệu Port 1: port I/O chân – Các chân ký hiệu P1.0, P1.2, dùng cho giao tiếp với thiết bị cần Port chức khác, chúng dùng cho giao tiếp với thiết bị bên Port 2: port có tác dùng kép chân 21 – 28 dùng đường xuất nhập byte cao bus địa thiết bị dùng nhớ mở rộng Port 3: Port port có tác dụng kép chân 10-17 Các chân port có nhiều chức năng, công dụng chuyển đổi có liên hệ với đặc tính đặc biệt 89C51 Các linh kiện khác sử dụng đề tài Max 232 IC hãng Maxim dùng để chuyển đổi tín hiệu từ chuẩn RS-232 sang TTL ngược lại Các thông số kĩ thuật MAX232: - Nguồn cung cấp: +5V - Đặc trưng: tốc độ chuyển đổi cao hơn, đỉnh nhỏ - Giá trị thông thường tụ là: 1µF - Data rate : 200kbps IC74LS47 loại IC giải mã BCD sang led đoạn, IC 74LS47 loại IC tác động mức thấp có ngõ cực thu để hở khả nhận dòng đủ cao để thúc trực tiếp đèn led đoạn loại anod chung Một số thông số làm việc IC 74ls47 - Điện áp cung cấp cực đại : Điện áp ngõ vào max : 7v 7v - Nhiệt độ làm việc tốt : - Khoảng nhiệt độ dao động cho phép : -65 C => 150 C C => 70 C Opto loại linh kiện tích hợp có cấu tạo gồm led photo diode hay photo transitor.Được sử dụng để cách ly khối chênh lệch điện hay công suất khối công suất nhỏ (dòng nhỏ,điện áp 5V) với khối điện áp lớn dòng lớn áp lớn Led đoạn xem led đơn ghép lại , có đầu nối chung đầu để hở đưa để phân cực cho led Đây lọai đèn dùng hiển thị số từ đến 9, đèn gồm đọan a, b, c, d, e, f, g, bên đọan led (đèn nhỏ) nhóm led mắc song song (đèn lớn) Chương 3: Thiết kế, tính toán thi công Hình Sơ đồ khối tổng quát Nguyên lý họat động toàn mạch Robot: Đầu tiên giá trị tọa độ nhập từ chương trình giao tiếp máy tính sau tọa độ truyền xuống khối xử lý trung tâm qua thu phát Dmi32 Bộ phát Dmi32 có tác dụng mã hóa tín hiệu truyền từ máy tính xuống qua giao tiếp RS232 sau phát đi, Dmin32 thu có tác dụng giải mã tín hiệu thu truyền xuống xử lý Khối xử lý trung tâm mà vi điều khiển AT89C51 tính toán tọa độ, xác định hướng di chuyển sau cho robot di chuyển đến tọa độ cách điều khiển khối công suất Ở tọa độ sau di chuyển hiển thị led đoạn Việc biết robot chạy đến tọa độ hay chưa dựa vào tín hiệu đuợc lấy từ encoder để tính toán đuợc quãng đường di chuyển Sau di chuyển đến vị trí robot gắp hàng Sau tiếp tục nhập tọa độ để robot vận chuyển hàng hóa đến vị trí Ngoài việc robot di chuyển theo nhiều hướng khác cách điều khiển nút tới, lùi, rẽ phải, rẽ trái giao diện Thiết kế, tính toán thi công khối: + Thiết kế, tính toán thi công khối nguồn + Thiết kế, tính toán thi công khối công suất + Thiết kế, tính toán thi công khối xử lý trung tâm + Thiết kế, tính toán thi công khối D-mi32 + Thiết kế, tính toán thi công khối cảm biến (encoder công tắc hành trình) + Thiết kế, tính toán thi công khối hiển thị + Thiết kế, tính toán thi công khối giao tiếp máy tính Chương 4: Thiết kế chương trình cho Robot giao tiếp máy tính Khối khởi tạo Vòng lặp chương trình Các chương trình xử lý hoạt động Các chương trình phục vụ ngắt Hình Sơ đồ khối chương trình cho robot Hình Giao diện chương trình giao tiếp CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI Robot loại máy lập trình điều khiển tự động máy tính (máy tính hiểu vi điều khiển máy tính PC) để thực di chuyển, cầm nắm vật, hoàn thành công việc tác động môi trường Thường robot sử dụng để thực công việc lặp lặp lại, công việc dễ gây nhàm chán, cho kết xác, nhanh hơn, rẻ thực người 1.1 Lịch sử đời phát triển Thuật ngữ Robot lần xuất năm 1921 Tiệp Khắc tác phẩm R.U.R (Rossum’s Universal Robot) nhà soạn kịch Karel Capek mang ý nghĩa người làm tạp dịch Kể từ thuật ngữ sử dụng rộng rãi Khái niệm máy tự động xuất từ lâu với viễn tưởng người máy sống Ngay sau chiến tranh giới lần thứ hai, nhiều công trình bắt đầu phòng thí nghiệm OakRidge Argome để phát triển máy khí điều khiển từ xa nhằm phục vụ phòng thí nghiệm vật liệu phóng xạ Các cánh tay thiết kết mô cách xác chuyển động bàn tay cánh tay người Trong năm 1950, bên cạnh cánh tay khí xuất cánh tay thuỷ lực điện từ Cũng năm này, George C.Devol thiết kế thiết bị có tên thiết bị vận chuyền có khớp nối lập trình (programmed artculated transfer device) Đây cánh tay máy mà hoạt động lập trình thực chuỗi bước chuyển động xác định câu lệnh chương trình Phát triển xa ý tưởng trên, Devol Joseph F.Engelberger dẫn đường cho robot công nghiệp giới thiệu năm 1959 công ty Unimation Thiết bị sử dụng máy tính liên kết với tay máy nhằm dạy cho thực công việc khác cách tự động Khi robot lập trình tạo kỳ lạ tạo sức mạnh sản xuất, vào năm 1960 tất yếu, linh hoạt hệ thống robot nâng cao đáng kể thông qua hệ thống phản hồi từ sensor Tiếp H.A.Ernst công bố đời phát triển bàn tay khí điều khiển máy tính sử dụng sensor xúc giác Đây xuất robot có khả thích ứng với môi trường Vào cuối năm 1960, Mc Carthy bạn đồng nghiệp công bố phát triển máy tính với camera vô tuyến microphone Năm 1968 Pieper nghiên cứu vấn đề động học điều khiền robot máy tính, năm 1971 Kanh Roth phân tích động lực học giới hạn điều khiển tay máy Trong suốt năm 1970, số lượng lớn công trình nghiên cứu tập trung vào việc sử dụng sensor ngoại để tăng tiện lợi linh hoạt cho robot Vào thời gian công ty máy tính IBM chế tạo loại robot có sensor xúc giác sensor lực để lắp ráp máy in gồm 20 cụm chi tiết Một lĩnh vực nhiều phòng thí nghiệm quan tâm robot tự hành, robot di động Nhiều công trình nghiên cứu thiết kế, xây dựng tạo robot tự hành bắt chước chân người súc vật Trong thập kỷ 80 - 90 phát triển mạnh mẽ khoa học kỹ thuật, đặc biệt lĩnh vực kỹ thuật vi xử lý công nghệ thông tin, số lượng robot gia tăng, giá thành giảm rõ rệt, tính có nhiều bước tiến vượt bậc 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… Sản phẩm robot di động sản xuất đại trà đưa vào thị trường lần robot hút bụi Roomba Trilobite hãng Electrolux năm 2003 Ngày nay, chuyên ngành khoa học robot (robotics) trở thành lĩnh vực rộng khoa học, bao gồm việc giải vấn đề cấu trúc cấu động học, động lực học, lập trình quỹ đạo, cảm biến tín hiệu, điều khiển chuyển động.v.v 1.2 Các hệ robot Kể từ khái niệm robot đời, việc thiết kế chế tạo robot trải qua nhiều giai đoạn với nhiều hệ khác Có hệ robot đời kể từ năm 1960 Thế hệ thứ nhất: Bao gồm loại robot hoạt động lặp lại theo chu trình không thay đổi Chương trình điều khiển có hai dạng: - Chương trình “cứng”, nghĩa không thay đổi không sửa trừ thay đổi phần cứng - Chương trình thay đổi thông qua panel điều khiển thông qua máy tính Các robot hệ sử dụng cấu điều khiển servo vòng hở (open-loop nonservo controlled system ) Đây hệ thống không sử dụng thông tin phản hồi từ môi trường để điều khiển robot Thế hệ thứ hai: Robot trang bị sensor cho phép robot giao tiếp với môi trường bên Các thiết bị thực chất biến đổi lượng Nó chuyển đại lượng không điện thành đại lượng điện mà qua điều khiển robot biết trạng thái môi trường xung quanh Nhờ sensor robot chọn phương án khác cách linh hoạt nhằm thích nghi với môi trường bên Dạng robot với trình độ điều khiển gọi robot điều khiển thích nghi cấp thấp Đây gọi cấu điều khiển servo vòng kín (closed-loop servo controller system) Thế hệ thứ ba: điều khiển logic khả trình PLC (Programmable Logic Controller) sử dụng robot với nhiều chức chuyên biệt Thế hệ thứ tư: Khác với PLC bị giới hạn chương trình chúng, hệ robot sử dụng máy tính trang bị ngôn ngữ lập trình đặc biệt ngôn ngữ chuẩn Basic, C, C++ , để tạo nhiều ứng dụng CAD/CAM CIM chương trình không trực tuyến Thế hệ thứ năm: Các điều khiển robot sử dụng trí tuệ nhân tạo (artificial intelligence) Robot trang bị kỹ thuật nhận dạng tiếng nói, hình ảnh, xác định khoảng cách, cảm nhận đối tượng tiếp xúc (da nhân tạo) để xử lý, định hợp lý Ngoài robot trang bị mạng Neuron giúp có khả tự học, tự xây dựng kiến thức 1.3 Những xu hướng phát triển robot đại Các robot đại có xu hướng tăng tương lai giúp người tạo sản phẩm mới, bảo vệ sở hạ tầng giới, phục vụ quân sự, chăm sóc nhà cửa, giải trí, mua bán… 10 xác định xác số vòng quay đồng thời đếm tránh rơi vào vòng đếm vô hạn Đoạn đường mà bánh xe chuyển động xác định qua công thức: Trong đó: Đ1, Đ2 tương ứng đếm vòng đếm định vị P chu vi bánh xe N số rãnh vòng 3.5.7.3 Công tắc hành trình Công tắt hành trình trước tiên công tắc tức làm chức đóng mở mạch điện, đặt đường hoạt động cấu cho cấu đến vị trí tác động lên công tắc Hành trình tịnh tiến quay Khi công tắc hành trình tác động làm đóng ngắt mạch điện ngắt khởi động cho thiết bị khác Người ta dùng công tắc hành trình vào mục đích như: - Giới hạn hành trình ( cấu đến vị trí dới hạn tác động vào công tắc làm ngắt nguồn cung cấp cho cấu -> vượt qua vị trí giới hạn) - Hành trình tự động: Kết hợp với role, PLC hay VDK để cấu đến vị trí định trước tác động cho cấu khác hoạt động (hoặc cấu đó) 3.5.7.4 Tính toán chọn linh kiện : Để xác định quãng đường dịch chuyển cần dùng encoder, từ tính toán xung để điều khiển động chạy Dùng công tắc hành trình để xác định giới hạn chuyển động robot trục nâng, hạ Trong đề tài em sử dụng công tắc hành trình 3.5.7.5 Nguyên lý hoạt động encoder, LED lỗ: Nguyên lý encoder, đĩa tròn xoay, quay quanh trục Trên đĩa có lỗ (rãnh) Người ta dùng đèn led để chiếu lên mặt đĩa Khi đĩa quay, chỗ lỗ (rãnh), đèn led không chiếu xuyên qua được, chỗ có lỗ (rãnh), đèn led chiếu xuyên qua Khi đó, phía mặt bên đĩa, người ta đặt mắt thu Với tín hiệu có, ánh sáng chiếu qua, người ta ghi nhận đèn led có chiếu qua lỗ hay không 53 Khi trục quay, giả sử đĩa có lỗ nhất, lần mắt thu nhận tín hiệu đèn led, có nghĩa đĩa quay vòng 3.5.7.6 Sơ đồ nguyên lý KHOI CAM BIEN J10 EN C O D ER _1 +5V J11 D LED H EAD ER 10 +5V J12 EN C O D ER _2 +5V C 10 104 H EAD ER 12 H EAD ER 11 C TH T1 +5V +5V D D LED LED J12 J12 C TH T3 H EAD ER 14 C 10 104 C TH T2 H EAD ER 13 C 10 104 Hình 3.10 Sơ đồ nguyên lý khối cảm biến 3.6 Thi công mạch Trong trình thi công phần cứng, nhóm em sử sử phần mềm thông dụng lĩnh vực thiết kế board mạch điện tử Đó phần mềm Orcad Phần mềm phần mềm thiết kế mạnh để phục vụ việc thiết kế Nó đáp ứng tốt kỹ thuật cần thiết để làm board mạch điện tử hoàn chỉnh 3.6.1 Khối hiển thị 54 Hình 3.11 Sơ đồ mạch in khối hiển thị 3.6.2 Khối giao tiếp máy tính 55 Hình 3.12 Sơ đồ mạch in khối giao tiếp máy tính 3.6.3 Khối Encoder công tắc hành trình Hình 3.13 Sơ đồ encoder công tắc hành trình 56 3.6.4 Khối công suất Hình 3.14 Sơ đồ mạch in khối công suất 3.6.5 Khối xử lý trung tâm khối nguồn Hình 3.15 Sơ đồ mạch in khối vi điều khiển nguồn 3.7 Kết luận chương Chương nêu rõ nguyên lý hoạt động, chức năng, nhiệm vụ robot, tính toán thiết kế khối robot cách chi tiết Khi tính toán để chọn linh 57 kiện cho khối ta vẽ sơ đồ nguyên lý, sơ đồ mạch in phần mềm Orcad Sau ta tiến hành ủi mạch, hàn linh kiện, dùng dây bus để cấp nguồn cho khối mạch, kết nối khối với Khi kết nối xong khối mạch với ta cho Robot chạy thử, Robot chạy theo yêu cầu ta tiếp tục thực yêu cầu khác Nếu Robot chưa hoạt động theo yêu cầu hay khối mạch có mạch không hoạt động linh kiện bị hư hỏng ta kiểm tra lại mạch, thay linh kiện, test mạch để Robot hoạt động theo yêu cầu đề tài Khi phần cứng hoàn chỉnh ta tiếp tục hoàn chỉnh phần mềm, chương trình giao tiếp chương để điều khiển Robot hoạt động hoàn chỉnh 58 CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ CHƯƠNG TRÌNH CHO ROBOT VÀ GIAO TIẾP MÁY TÍNH 4.1 Giới thiệu chương Chương giới thiệu việc xây dựng chương trình cho robot tự động di chuyển theo toa đô, thuật toán chương trình điều khiển,phần mền giao diện bao gồm: - Sơ đồ khối chương trình - Lưu đồ thuật toán chương trình chương trình - Thiết kế giao diện giao tiếp máy tính robot 4.2 Sơ đồ khối chương trình: Robot muốn hoạt động ổn định phụ thuộc vào thiết kế khí mà chương trình cho robot phải thực ổn định dựa ổn định mạch điều khiển Các chương trình cho Robot phải mềm dẻo, dễ quản lý người lập trình thay đồi cho robot hoạt động cách linh hoạt Để làm vậy, chương trình phải quản lý theo cách từ lớn đến nhỏ, từ tổng quát đến cụ thể Trước lập trình người lập trình phải viết khung chương trình chính, sau phát triển chương trình dựa chương trình Trên thực tế, việc viết chương trình kiểm tra hoạt động chương trình con, sau ghép nối lại nhiều thời gian Các chương trình thường dùng để điều khiển hoạt động robot nên phải kiểm tra thực tế Khối khởi tạo Vòng lặp chương trình Các chương trình xử lý hoạt động Các chương trình phục vụ ngắt Hình 4.1 Sơ đồ khối chương trình cho robot 59 Một chương trình cho robot bao gồm khối : -Khối khởi tạo Khối có nhiệm vụ thiết lập giá trị ban đầu cho ghi, biến, ô nhớ, khởi tạo ngắt Ngoài khối có chương trình quét phím, quét led từ chương trình cho phép robot hoạt động lựa chọn lộ trình cho robot - Vòng lặp chính: + Nhận liệu từ máy tính +Tính tọa độ - Khối chương trình xử lý hoạt động Khối chứa chương trình quản lý hoạt động, thao tác robot - Các chương trình phục vụ ngắt hỗ trợ việc chống nhiễu cho robot, hoạt động xác Các chương phục vụ ngắt dùng ngắt ngoài, ngắt timer 4.3 Lưu đồ thuật toán chương trình 4.3.1 Lưu đồ thuật toán chương trình Bắt Đầu Khởi tạo ban đầu, Khai Báo Biến Nhận liệu Hiển thị Điều khiển ROBOT Kết thúc Hình 4.2 Sơ đồ khối chương trình 60 4.3.2 Lưu đồ thuật toán nhận liệu từ PC Bắt Đầu Khai báo biến, hằng, định thời, mode làm việc, tốc độ baud SET bit TR1 RI = Biến F Thực công việc khác Start T Lưu tọa độ Và thực Biến Kết thúc Hình 4.3 Sơ đồ khối chương trình nhận liệu từ PC 61 4.3.3 Lưu đồ thuật toán di chuyển đến tọa độ nhập Bắt Đầu x = x_ss Xác định hướng, chỉnh hướng di chuyển theo x Biến y = y_ss Xác định hướng, chỉnh hướng di chuyển theo y Biến Dừng robot Kết thúc Hình 4.4 Sơ đồ khối chương trình di chuyển theo tọa độ 4.3.4 Lưu đồ việc điều khiển robot Bắt Đầu TỚI F Biến LÙI F Biến T PHẢI F Robot di chuyển tới Robot di chuyển Lùi F T Robot rẻ phải STOP Biến Biến Biến T TRÁI T Robot rẻ trái T Robot dừng Kết thúc Hình 4.5 Sơ đồ khối chương trình điều khiển robot 62 4.4 Chương trình giao tiếp 4.4.1 Thiết kế giao diện Hình 4.6 Giao diện chương trình giao tiếp 4.4.2 Chức năng: - X,Y: Nhập tọa độ x, y để điều khiển robot - Nút SETTING: thiết đặt cổng Com, tốc độ baud… - Nút OPEN : để tắt, mở cổng Com - Nút CLEAR : để xóa giá trị sau nhập - Nút START : điều khiển robot chạy theo tọa độ nhập - Nút SEND : để hiển thị tọa độ robot Led đoạn - Nút GAP HANG : điều khiển robot gắp hàng theo yêu cầu - Nút NHA HANG : điều khiển robot nhả hàng theo yêu cầu - Nút TOI : di chuyển robot chạy thẳng 63 - Nút LUI: di chuyển robot chạy lùi - Nút TRAI : di chuyển robot qua trái - Nút PHAI : di chuyển robot qua phải - Nút STOP : dừng robot - Nút EXIT để thoát khỏi chương trình 4.5 Kết luận chương Chương giới thiệu cách tổng quát chương trình cho robot, thuật toán để xây dựng chương trình cho robot từ viết code để điều khiển robot hoạt động phần mền giao diện để điều khiển robot từ xa Sau nạp chương trình vào chip chạy chương trình giao diện robot hoạt động cách ổn định 64 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI  Kết luận Qua thời gian nghiên cứu, tính toán thi công đồ án hoàn thành Bằng nỗ lực cố gắng thân cá nhân phân chia, phối hợp công việc hợp lí, chặt chẽ, nhịp nhàng thành viên nhóm, bên cạnh hướng dẫn nhiệt tình, tận tâm thầy Nguyễn Duy Nhật Viễn, đồ án hoàn thành thời gian định đạt yêu cầu đặt theo yêu cầu “ Thiết kế thi công Robot vận chuyển hàng ” Trong trình thực đề tài, chúng em thu kết định sau: - Mạch điện với module nhỏ Robot thiết kế, thi công hoàn chỉnh thử nghiệm nhiều lần động ổn định thực tế - Thiết kế thi công mô hình Robot để ứng dụng điều khiển vận chuyển hàng Trong đồ án này, em trình bày đầy đủ chức năng, cấu trúc khối module nhỏ board mạch điện tích hợp Như vậy, giúp người đọc nắm bắt, hiểu chức module cách dễ dàng Bên cạnh đó, nội dung đề tài trình bày chi tiết rõ ràng cách sử dụng từ ngữ thông dụng, hình ảnh kèm giúp người đọc dễ hiểu thực cách tương tự, đạt hiệu thời gian ngắn  Tính ứng dụng đề tài - Robot vận chuyển hàng theo ý muốn người điều khiển - Do có khả giao tiếp máy tính nên người quản lý không cần trực tiếp di chuyển mà cần phòng điều khiển để di chuyển robot theo ý muốn - Robot điều khiển sóng RF nên khoảng cách điều khiển xa, lên đến 100m  Hạn chế đề tài - Đề tài khảo sát điều kiện cho phép - Tính ổn định chưa cao 65 - Mạch thực với nhiều khối khác nên trình điều khiển xảy lỗi Cuối cùng, theo nhận định chủ quan nhóm em đồ án hoàn thành thời gian cho phép trình bày đầy đủ mảng kiến thức liên quan, vấn đề liên qua tới đề tài  Hướng phát triển đề tài Do thời gian thực đề tài có hạn lượng kiến thức cá nhân thành viên nhóm định nên đề tài thực xong đáp ứng phần nhỏ hệ thống hoàn chỉnh Vì vậy, để đề tài thêm phong phú hơn, mang nhiều tính thực tế nữa, có khả ứng dụng cao đề tài cần đưa thêm vào yêu cầu sau: - Ngoài việc điều khiển robot sóng RF, ta điều khiển Robot sóng Wifi, 3G - Sử dụng camera gắn Robot để gửi hình ảnh máy tính, ứng dụng nơi mà người không tới được, sử dụng quân sự, giải trí… - Sử dụng thêm nhiều loại cảm biến khác, chẳng hạn cảm biến nhiệt độ để đo nhiệt độ nơi người không đến được, cảm biến định vị để xác định xác vị trí robot, cảm biến siêu âm, cảm biến sensor… để ứng dụng vào đề tài - Đề tài áp dụng cho việc vận chuyển hàng hóa mà nên mở rộng áp dụng ứng dụng khác như: robot tự động tránh vật cản, điều khiển giám sát robot camera, ứng dụng quân sự, sống Hy vọng với hướng phát triển nêu với ý tưởng khác bạn, người đọc- người sau - phát triển đề tài này, khắc phục hạn chế, tồn đề tài, làm cho đề tài trở nên phong phú hơn, mang tính ứng dụng cao vào thực tế sống, phục vụ cho lợi ích người tương lai 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Bạch Hoàng Giang, “Xây dựng robot di động tránh vật cản dựa sensor siêu âm sensor địa bàn”, Đại học Công nghệ Hà Nội – Hà Nội 2005 [2] Phạm Đăng Phước, “ Giáo trình robot công nghiệp” , Đại học Bách khoa Đà Nẵng [3] Nguyễn Mạnh Trường, “Giáo trình robocon”, http://www dks.com.vn [4] Đoàn Nam Thái – Nguyễn Vũ Quang, “Thiết kế robot tự hành”, Hà Nội 2005 [5] http://www.dientuvietnam.net/ [6]http://www.robot-electronics.co.uk/ [7] http://roboticsy.blogspot.com/2008/01/building-rf-remote-control.html [8] http://www.8051projects.info/content/projects/48-rf-based-remote-control-robot.html 67 [...]... chọn đề tài " Thi t kế & thi cơng robot vận chuyển hàng " để đáp ứng được u cầu cơng việc ngày càng cao của con người và góp phần vào sự tiến bộ, văn minh, hiện đại của đất nước 1.4.2 Mục đích và phương pháp nghiên cứu Đồ án được nghiên cứu, khảo sát và thực hiện với mục đích áp dụng những kiến thức đã được học trong nhà trường để Thi t kế & thi cơng Robot vận chuyển hàng 11 hóa dựa vào phương pháp... trong đề tài Chương 3: Giới thi u tổng qt, thi t kế, tính tốn và thi cơng đồ án: Thi t kế & thi cơng robot vận chuyển hàng , nhiệm vụ thi t kế, sơ đồ khối của robot, ngun lý hoạt động, chức năng và tính chọn sử dụng linh kiện trong các khối Chương 4: Thi t kế chương trình cho robot và giao tiếp với máy tính Kết luận và hướng phát triển của đề tài PHẦN C: PHỤ LỤC 1.4.4 Phương pháp thực hiện Trong đề tài... độ Robot được thi t kế làm các cơng việc như: di chuyển theo tọa độ để gắp hàng, nâng hàng, nhả hàng, đi tới, lùi, quay trái, quay phải Gía trị tọa độ của robot được nhập từ chương trình giao tiếp trên máy tính sau đó tín hiệu được mã hóa để truyền đi bằng sóng RF và giải mã bằng bộ Dmi32 và giá trị tọa độ được hiển thị trên led 7 đoạn, mạch giao tiếp với máy tính theo chuẩn RS485 Robot còn được thi t. .. dựa vào sách giáo khoa và những kiến thức được trang bị trong q trình học tập cùng với sự trợ giúp của máy tính và những thơng tin trên mạng Internet Ngồi ra, còn có những thi t bị trợ giúp trong q trình thi t kế mạch do nhóm em tự trang bị 1.5 Kết luận chương Chương này đã giới thi u về lịch sử ra đời, sự phát triển và những xu hướng phát triển của các thế hệ robot Giới thi u về đề tài, mục đích và. .. đề và hướng giải quyết vấn đề đó Cơ sở lý luận, trình bày tổng qt đề cương đồ án, các phương pháp, cách thức thực hiện và kế hoạch để thực hiện đề tài Chương 2: Giới thi u tổng qt về vi điều khiển AT89C51, khảo sát sơ đồ chân, tổ chức bộ nhớ, hoạt động Timer, hoạt động port nối tiếp, ngắt,… và các linh kiện sử dụng trong đề tài Chương 3: Giới thi u tổng qt, thi t kế, tính tốn và thi cơng đồ án: Thi t. .. của các bus dữ liệu và bus địa chỉ Port 0: là port có 2 chức năng ở các chân 32 – 39 của 89C51 Trong các thi t kế cỡ nhỡ khơng dùng hộ nhớ mở rộng nó có chức năng như các đường I/O Đối với các thi t kế cỡ lớn có bộ nhớ mở rộng, nó được kết hợp giữa bus địa chỉ và bus dữ liệu Port 1: là port I/O trên các chân 1 – 8 Các chân được ký hiệu P1.0, P1.2, có thể dùng cho giao tiếp với các thi t bị ngồi nếu... hiệu RST (Reset): Ngõ vào RST ở chân 9 là ngõ vào Reser của 89C51 Khi ngõ vào tín hiệu này đưa lên cao ít nhất là 2 chu kỳ máy, các thanh ghi bên trong được nập những giá trị thích hợp để khởi động hệ thống Khi cấp điện mạch tự động Reset - Các ngõ vào bộ giao động X1, X2: Bộ dao động được tích hợp bên trong 89C51, khi sử dụng 89C51 người thi t kế chỉ cần kết nối thêm thạch anh và các tụ như hình vẽ... mạch giao tiếp với máy tính theo chuẩn RS485 Robot còn được thi t kế bộ phận cảm biến để giúp nó di chuyển và thực hiện chính xác cơng việc Các bộ cảm biến cơng tắc hành trình được gắn trên robot để Robot gắp hang, nhả hang, nâng lên và hạ xuống chính xác 1.4.3 Đề cương chi tiết Đồ án được thực hiện gồm 3 phần: PHẦN A: GIỚI THI U, giới thi u một cách khái qt về đề tài PHẦN B: NỘI DUNG, gồm 4 chương Chương... trọng trong nghiên cứu và phát triển robot là phát triển các hệ thống máy vi cơ điện tử (MEMS) có kích thước nhỏ từ vài cm tới mm thậm chí nhỏ hơn µm Các robot rất nhỏ này có thể di chuyển vào trong mạch máu để phân phối thuốc hoặc làm vệ sinh mạch máu; chúng có thể di chuyển trong một máy tính lớn để chuẩn đốn các vấn đề xảy ra với máy tính 1.4 Tổng quan về đề tài 1.4.1 Giới thi u đề tài Ngày nay cùng... phải biết nắm bắt và vận dụng nó một cách có hiệu quả nhằm góp phần vào sự phát triển nền khoa học kỹ thuật thế giới nói chung và trong sự phát triển kỹ thuật điện tử nói riêng Bên cạnh đó còn là sự thúc đẩy sự phát triển của nền kinh tế nước nhà Robot được nghiên cứu và sản xuất chế tạo theo từng ứng dụng khác nhau mà hình dáng kích thước của robot vì thế mà khác nhau Thơng thừơng Robot được chế tạo