1Giới thiệu tổng quan về đề tài1.1Giới thiệu về robot lau nhà thông minhRobot lau nhà thông minh được chúng tôi thiết kế với những tính năng chính sau•Robot có thể làm sạch sàn nhà (lau khô) lau ướt.•Robot có cảm biến nên không ngã cầu thang, các bậc lên xuống hoặc gặp chướng ngại vật biết quay đầu lại, tránh được hầu hết vật cản trong nhà bằng các thuật toán thông minh.•Robot lau theo hình ziczac đảm bảo lau tối đa diện tích sàn nhà.Với các tính năng như trên, ta có thể thấy robot hoàn toàn có thể đảm bảo được yêu cầu tối thiểu để lau sạch một ngôi nhà mà không thua kém bất cứ một robot nào hiện có mặt trên thị trường. Do vậy, tính khả thi của đề tài này sẽ rất là cao, chúng tôi mong muốn sản phẩm sẽ dần hoàn thiện hơn và sớm đi vào thực tế để góp phần vào việc hổ trợ con người tiết kiệm thời gian và công sức trong cuộc sống hiện đại.1.2Thiết kế cơ khíDo đây mới chỉ là phiên bản thử nghiệm nên chúng tôi đã quyết định chọn ván ép để làm phần cơ khí chính cho Robot, các phần được gắn kết với nhau bằng ốc vít. Robot có hai bánh xe sau điều hướng và một bánh đa hướng ở giữa, với thiết kế này robot có thể di chuyển linh hoạt trên sàn nhà gạch men. Mạch điều khiển hoạt động của Robot sử dụng 2 chip vi điều khiển MSP430G2553 cùng xử lý song song, một chip nhận tín hiệu từ các cảm biến đưa về sau đó tính toán và xử lý đưa về chip điều khiển chính để chip vi điều khiển này điều khiển các hoạt động của Robot qua 2 động cơ DC thông qua mạch điều khiển động cơ.Nguyên lý hoạt động : Robot hoạt động dựa trên các cảm biến chính là cảm biến từ trường, cảm biến siêu âm, công tắc hành trình và encoder . Cảm biến từ trường dùng để định hướng cho robot, xác định hướng đi chính xác và thông minh nhất. Kết hợp cảm biến siêu âm, công tắc hành trình để phát hiện vật cản và những nơi chênh lệch độ cao . Encoder dùng để phát hiện robot dừng do bị trượt bánh hoặc bị mắc do các vật cản. Tất cả các cảm biến này sẽ gửi tín hiệu về hai chip vi xử lý chính MSP430G2553 để xử lý và đưa ra các thuật toán thích hợp. Một chip nhận tín hiệu từ cảm biến siêu âm để xử lý đưa ra mức logic (0 hoặc 1), một chip nhận tín hiệu từ các cảm biến còn lại đồng thời nhận tín hiệu của chíp thứ nhất, từ đó đưa ra các thuật toán điều khiển robot di chuyển và né tránh vật cản một cách thông minh nhất.
Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam Độc lập – Tự – Hạnh phúc =========================== LỜI CAM ĐOAN Kính gởi: - Trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng - Khoa Điện Tử – Viễn Thông Nhóm chúng gồm thành viên: Trần Văn Líc Hiện là sinh viên lớp 09DT1, khoa Điện Tử – Viễn Thông, trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng Nguyễn Bá Tuệ Hiện là sinh viên lớp 09DT3, khoa Điện Tử – Viễn Thông, trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng Chúng xin cam đoan đồ án này là kết quả chúng tự tính toán, thiết kế và nghiên cứu, không chép của ai, được thực hiện dưới sự hướng dẫn của PGS.TS Phạm Văn Tuấn Nếu có bất kì sự vi phạm nào, nhóm xin chịu hoàn toàn trách nhiệm và chịu mọi sự kỉ luật của khoa và nhà trường Xin chân thành cảm ơn Đà Nẵng, tháng 06 năm 2014 Sinh viên Page LỜI CẢM ƠN Đầu tiên xin chân thành cảm ơn quý thầy, cô khoa Điện tử Viễn thông, Đại học Bách Khoa Đà Nẵng đã tận tình truyền đạt kiến thức suốt thời gian học tập tại trường Với vốn kiến thức quý báu được tiếp thu, đã có tảng vững để thực hiện tốt đồ án.Và đặc biệt xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Phạm Văn Tuấn đã tận tình hướng dẫn, đồng thời động viên thời gian nghiên cứu và hoàn thành đồ án này Tôi thầm biết ơn sự ủng hộ của gia đình, bạn bè – người thân yêu là chỗ dựa vững cho Trong thời gian thực hiện đồ án, có nhiều cố gắng chắn đồ án không tránh khỏi thiếu sót Kính mong các thầy tận tình chỉ bảo và góp ý kiến để đồ án được hoàn thiện Cuối cùng, xin kính chúc quý Thầy, Cô và gia đình dồi dào sức khỏe, thành công sự nghiệp cao quý của mình Tôi xin chân thành cảm ơn! Page PHÂN CÔNG NHIỆM VỤ Nhóm thực hiện: Trần Văn Líc Nguyễn Bá Tuệ Trần Văn Líc - Tìm hiểu và lập trình cho cảm biến từ trường GY-273 HMC5883L - Lập trình cho module encoder để phát hiện chuyển động của robot - Lập trình PID điều khiển động để ổn định hướng cho robot - Phát triển các thuật toán di chuyển thông minh, thuật toán tránh vật cản cho Robot Nguyễn Bá Tuệ - Thiết kế và thi công phần khí và mạch điều khiển cho Robot - Tìm hiểu và lập trình cho cảm biến siêu âm SRF-04, công tắc hành trình để phát hiện vật cản cho Robot - Lập trình PWM để điều khiển tốc độ động dùng module mạch cầu H L298 - Phát triển các thuật toán di chuyển thông minh, thuật toán tránh vật cản cho Robot MỤC LỤC Page CÁC TỪ VIẾT TẮT DIR PWM VĐK DC ADC MCU UART I2C SPI RAM RISC IC PID GPS DIRECT PULSE WIDTH MODULATION ĐIỀU HƯỚNG ĐIỀU CHẾ ĐỘ RỘNG XUNG VI ĐIỀU KHIỂN DIRECT CURRENT DÒNG ĐIỆN MỘT CHIỀU ANALOG TO DIGITAL BỘ CHUYỂN ĐỔI TƯƠNG TỰ CONVERTER SANG SỐ MICROCONTROLLER UNIT BỘ VI ĐIỀU KHIỂN UNIVERSAL ASYNCHRONOUS BỘ TRUYỀN NHẬN KHÔNG RECEIVER/TRANSMITTER ĐỒNG BỘ INTER-INTEGRATED CIRCUIT MỘT LOẠI GIAO TIẾP TRUYỀN THÔNG NỐI TIẾP ĐỒNG BỘ SERIAL PERIPHERAL GIAO DIỆN NGOẠI VI NỐI INTERFACE TIẾP RANDOM ACCESS MEMORY BỘ NHỚ TRUY CẬP NGẤU NHIÊN REDUCED INSTRUCTIONS SET MÁY TÍNH VỚI TẬP LỆNH COMPUTER ĐƠN GIẢN HÓA INTEGRATED CIRCUIT MẠCH TÍCH HỢP PROPORTIONAL INTEGRAL BỘ ĐIỀU KHIỂN THEO CƠ CHẾ DERIVATIVE PHẢN HỒI VÒNG GLOBAL POSITIONING HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ TOÀN SYSTEM CẦU LỜI MỞ ĐẦU Trong xã hội hiện đại ngày nay, khoa học kỹ thuật phát triển mạnh mẻ và với đó là sự phát triển các sản phẩm ứng dụng của nó vào thực tế nhiều lĩnh vực như: y tế , giáo dục, nông nghiệp, sản phẩm dân dụng… Do đó, với Page mong muốn áp dụng kiến thức mà mình đã học được bốn năm học ở giảng đường đại học , nhóm chúng đã quyết định làm một sản phẩm mang tính ứng dụng vào đời sống thực tiễn của chúng ta Sản phẩm đó là một chú robot lau nhà thông minh Robot lau nhà thông minh được thiết kế để có thể lau sàn nhà gia đình khăn lau nhà microfiber cao cấp sử dụng sợi hình vòng khép kín độc đáo nhanh chóng lấy sạch mọi bụi bẩn sàn nhà, robot di chuyển theo hình ziczac thông minh dưới sự điều hướng của la bàn điện tử, kết hợp thuật toán điều khiển PID nhằm ổn định hướng cho robot Đảm bảo robot có thể lau sạch toàn bộ khu vực nhà và tránh được các vật cản thông thường nhà các cảm biến siêu âm và công tắc hành trình được gắn robot Với việc sử dụng công nghệ hoàn toàn khác là sử dụng các cảm biến giá rẻ vẫn hiệu quả cao, sản phẩm hy vọng có đủ sức cạnh tranh cả mặt giá lẫn chất lượng so với các sản phẩm robot của các hãng khác thị trường Đồ án được chia thành chương : • Chương GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI • Chương GIỚI THIỆU CÁC MODULE SỬ DỤNG TRONG ROBOT • Chương LẬP TRÌNH CHO ROBOT • Chương KẾT QUẢ VÀ ĐÁNH GIÁ HOẠT ĐỘNG CỦA ROBOT Page CHƯƠNG GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI CHƯƠNG GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1 Giới thiệu chương Trong chương này, giới thiệu sơ bộ robot lau nhà thông minh, đó nội dung chính trình bày bao gồm: mô hình, sơ đồ khối và nguyên lý hoạt động của robot 1.2 Tổng quan Robot lau nhà Robot làm sạch cho môi trường công cộng các hộ gia đình cá nhân dường mang lại các bước đột phá mà các nhà thiết kế hệ thống robot phi công nghiệp đã mong đợi từ lâu Khảo sát bài báo A Short History of Cleaning Robots [1] chọn 30 robot làm sạch khác với sản phẩm phát triển vòng 15 năm trở lại và một vài trường hợp ngoại lệ Khảo sát tập trung vào việc làm sạch sàn, đặc biệt là làm sạch sàn nhà Khảo sát mô tả một loạt các loại robot lau và hút bụi được phát triển cho nhiệm vụ này Kết quả là 30 sản phẩm robot nêu vẫn đạt đến trạng thái của sản phẩm thương mại, số lượng của chúng chắn phản ánh kỳ vọng giá trị kinh tế liên quan đến việc tự động hóa các nhiệm vụ làm sạch [1] Ở châu Âu dự toán cho thị trường dịch vụ làm sạch lên tới 100 tỷ USD năm [1] Do đó, không ngạc nhiên các ngành công nghiệp làm sạch và các nhà sản xuất thiết bị vệ sinh tích cực đầu tư vào sản phẩm này Có sản phẩm làm sạch sàn nhà thị trường hiện đó là sản phẩm Robot lau nhà và Robot hút bụi Hình 1.1 minh họa loại sản phẩm làm sạch sàn nhà thị trường Page CHƯƠNG GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI Hình 1.2.1.1.1.1 Robot hút bụi của SAMSUNG và Robot lau nhà của iRobot So với loại Robot hút bụi, Robot lau nhà có đặc điểm là lau nhà được sạch mọi bụi bẩn bám vào khăn lau, Robot hút bụi không được sạch bụi có thể bị khuếch tán xung quanh, ngoài Robot hút bụi khó có thể hút được bụi dính vào sàn nhà lực hút bị hạn chế và gây tiếng ồn lớn động hút gây nên tạo cảm giác khó chịu cho người sử dụng [3] Các loại Robot lau nhà hiện có kỹ thuật dẫn đường cho Robot khác Có hướng chính là sử dụng cảm biến và xử lý ảnh Hướng xử lý ảnh lần được cấp cho nhà sáng chế Eric Richard Bartsch năm 2002 [5], ông sử dụng camera để quét trần nhà xử lý ảnh để tạo bản đồ di chuyển cho Robot Hình 1.2 minh họa phương pháp được trích từ tài liệu tham khảo[5] Hình 1.2.1.1.1.2 Robot sử dụng công nghệ xử lý ảnh để tạo bản đồ cho Robot Tuy nhiên Robot sử dụng công nghệ xử lý ảnh có nhược điểm là hoạt động điều kiện thiếu ánh sáng nên dần dấn được các công ty chuyển Page CHƯƠNG GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI sang sử dụng cảm biến để tạo bản đồ di chuyển cho Robot Sản phẩm của iRobot sử dụng bản quyền công nghệ NorthStar® Navigation tạo lập bản đồ cho Robot [3] Công nghệ này dựa hệ thống định vị GPS kết hợp cảm biến gyroscopes để dẫn đường cho Robot [6] Và đơn giản là sản phẩm Robot LTM-T290 của hãng XRobot chỉ di chuyển theo phương pháp ngẫu nhiên Hình 1.2.1.1.1.3 Hình ảnh iRobot và Robot LTM-T290 Trên thị trường hiện có nhiều sản phẩm của các hãng lơn LG, SAMSUNG, PHILIPS, Tuy nhiên lại hướng đến sản phẩm Robot hút bụi Theo trang 10TopTenREVIEWS so sánh và xếp hạng sản phẩm tốt năm 2014, sản phẩm của hãng iRobot là sản phẩm thị trường hiện phát triển theo hướng Robot lau nhà và đã được xếp hạng thứ (Rankings #2) với các sản phẩm khác [2] iRobot sử dụng bản quyền công nghệ NorthStar® Navigation tạo lập bản đồ để di chuyển [3], có một phương pháp là di chuyển ngẫu nhiên thì hiệu quả không cao bị trùng lặp đường và bỏ sót nhiều phần chưa được lau Phương pháp này chỉ áp dụng cho các sản phẩm giá rẻ thị trương hiện Hình 1.4 thể hiện sự đánh giá của phương pháp tạo bản đồ và di chuyển ngẫu nhiên [7] Page CHƯƠNG GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI Hình 1.2.1.1.1.4 So sánh tính hiệu quả phương pháp di chuyển của Robot [7] Về kỹ thuật tránh vật cản, các Robot hoạt động theo nguyên tắc chung là sử dụng cảm biến siêu âm cảm biến hồng ngoại để đo khoảng cách từ Robot tới vật cản, qua đó tính toán xử lý và đưa thuật toán né tránh thích hợp Qua quá trình khảo sát và đánh giá các loại Robot có thị trường trên, Chúng thấy rằng, có tính bật vậy, Robot lau nhà của iRobot hay hãng khác vẫn chưa được sử dụng phổ biến giá thành của nó có thể nói là quá đắt (tầm 910 triệu VND), đặc biệt là nước có thu nhập thấp Việt Nam Vì vậy với mong muốn đưa sản phẩm Robot lau nhà phổ biến đến mọi gia đình, phù hợp với túi tiền người dân Việt Nam Chúng đã sử dụng cảm biến giá rẻ kết hợp với thuật toán lập trình thông minh cho Robot để có được tính tương đương với sản phẩm của iRobot và thêm một vài cải tiến nhỏ khác, điều đó được thể hiện qua Bảng 1.1 Các tính Điều hướng cho Robot Sản phẩm iRobot Sử dụng bản quyền công nghệ sử dụng GPS NorthStar® Navigation ( Giá 1.000.000 VND) Page Sản phẩm Robot của đề tài Sử dụng Cảm biến từ trường GY-273 HMC5883L ( Giá 120.000 VND) CHƯƠNG GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI Tránh vật cản + phát Sử dụng cảm biến hồng Cảm biến siêu âm ( SRF-04) hiện bậc thang ngoại ( Giá 65.000 VND) ( Giá 290.000 VND) Chống kẹt Robot Không có Sử dụng encoder để phát hiện Robot bị kẹt ( Giá 35.000 VND) Bảng 1.1 So sánh công nghệ sử dụng sản phẩm Robot lau nhà Có thể thấy một đặc điểm quan trọng của đề tài nhằm giảm giá thành cao cho Robot là chúng tối sử dụng cảm biến từ trường GY-273 HMC5883L để xác định hướng đi, lập bản đồ cho Robot thay vì sử dụng công nghệ NorthStar® Navigation, hay xử lý ảnh đắt tiền 1.3 Đề xuất thiết kế mô hình Robot lau nhà thông minh Robot lau nhà thông minh được chúng thiết kế với tính chính sau • Robot có thể làm sạch sàn nhà (lau khô) & lau ướt • Robot có cảm biến nên không ngã cầu thang, các bậc lên xuống gặp chướng ngại vật biết quay đầu lại, tránh được hầu hết vật cản nhà các thuật toán thông minh • Robot lau theo hình ziczac đảm bảo lau tối đa diện tích sàn nhà Với các tính trên, ta có thể thấy robot hoàn toàn có thể đảm bảo được yêu cầu tối thiểu để lau sạch một nhà mà không thua kém bất cứ một robot nào hiện có mặt thị trường Do vậy, tính khả thi của đề tài này là cao, chúng mong muốn sản phẩm dần hoàn thiện và sớm vào thực tế để góp phần vào việc hổ trợ người tiết kiệm thời gian và công sức cuộc sống hiện đại 1.3.1 Mô hình robot Page 10 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ ĐÁNH GIÁ HOẠT ĐỘNG CỦA ROBOT định Qua thử nghiệm thực tế thì robot có thể hoạt động ổn định giờ liên tục Bảng 4.5 mô tả thời gian hoạt động ổn định của robot qua các lần nạp xả Acquy Số lần nạp, xả acquy Thời gian hoạt động bình thườngcủa Robot 15 3h 610 3h 1115 2,95h 1620 2,9h 2125 2,9h Bảng 4.5 Thời gian hoạt động ổn định của robot qua các lần nạp xả Acquy 4.3.2 Tính hiệu quả Hoạt động tương đối hiệu quả môi trường ít vật cản Tùy vào khu vực có ít hay nhiều vật cản mà diện tích sàn được lau khác nhau, kết quả được ghi lại qua 30 lần chạy thử nghiệm ở các khu vực nhà cụ thể được mô tả ở Bảng 4.3 Khu vực lau Diện tích sàn được lau sạch Hành lang 90% Nhà Bếp 70% Phòng khách 80% Phòng ngủ 85% Bảng 4.3 Diện tích sàn nhà được lau ở các khu vực gia đình 4.3.3 Giá thành của Robot Với việc thiết kế robot lau nhà thông minh này, điều kiện thiếu để thành công là tính thương mại của nó Giá thành để chế tạo robot này được chúng liệt kê ở bảng sau So với robot lau nhà khác thị trường với giá từ triệu đến 10 triệu với tính tương đương có thể thấy được sản phẩm thị trường có được sự cạnh tranh cao Linh kiện Số lượng Page 43 Giá(VN D) CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ ĐÁNH GIÁ HOẠT ĐỘNG CỦA ROBOT Động 80.000 Bánh xe sau 70.000 Bánh xe đa hướng trước 5.000 Acquy 240.000 Ốc vít 20.000 Khăn lau nhà 40.000 Chip Msp430g2553 50.000 Dây bus 20.000 Ván ép m2 20.000 IC lm7805+dây+tụ 10.000 Động có encoder 40.000 Cảm biến từ trường 300.000 Cảm biến siêu âm SRF04 210.000 Module DCL298N1 140.000 Tổng cộng 1.142.00 Bảng 4.4 Chi phí làm robot 4.4 Kết luận chương Qua kết quả và đánh giá trên, chúng ta đã thấy được phần nào sự thành công của đề tài, đề tài đã đạt được kết quả yêu cầu đặt Tuy nhiên qua việc đánh giá chúng cần có khắc phục nhược điểm và phát triển sản phẩm ngày một hoàn thiện Page 44 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI Trong đề tài này chúng đã thiết kế và chế tạo được sản phẩm robot lau nhà thông minh, qua thử nghiệm thực tế chúng đã có sửa chữa để ngày càng hoàn thiện sản phẩm, sản phẩm đã trải qua phiên bản thử nghiệm trước đó Chúng tin nếu được sản xuất với số lượng lớn, sản phẩm được thiết kế đẹp hơn, ổn định hơn, đủ sức cạnh tranh với các sản phẩm của nước ngoài Hơn thế một sản phẩm mang thương hiệu “made in Viet Nam” là một niềm tự hào lớn cho chúng ta Hướng phát triển đề tài tương lai là phát triển ứng dụng sản phẩm rộng tăng kích thước của robot để ứng dụng việc lau nơi có diện tích rộng lớn nhà hàng, siêu thị, khách sạn…, thiết kế chống nước để có thể sử dụng để lau chùi môi trường có nước bể bơi, hồ cá… Page 45 TÀI LIỆU THAM KHẢO TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Erwin Prassler, Arno Ritter, Christoph Schaeffer, Paolo Fiorini, “A Short History of Cleaning Robots”, 2000-12-01 [2] Robot Vacuum Review and Comparisons 2014 Best, http://robot-vacuumreview.toptenreviews.com/ [3] The Best Robot Floor Cleaners, http://gizmodo.com/5853095/which-robotmaid-will-clean-your-floors-the-best [4] iRobot Braava™ Floor Mopping Robot, http://www.irobot.com [5] Eric Richard Bartsch, The Procter & Gamble Company, “Home cleaning robot”, 2002-10-01 [6] Robotics, Automation and Mechatronics (RAM), 2011 IEEE Conference on [7] Automatic Robot Vacuum Neato XV-25, http://www.generationrobots.com/en/400928-automatic-robot-vacuum-neato-xv25.html [8] PID controller, http://en.wikipedia.org/wiki/PID_controller [9] Texas Instruments (2010) TI Educational Products - MSP-EXP430G2 LaunchPad Tài liệu tham khảo [10] John H Davies (September 4, 2008 ) MSP430 Microcontroller Basics [11] Michael Margolis (Oct 23, 2012), Make an Arduino-Controlled Robot, http://makezine.com/2012/10/23/arduino-controlled-Robots-webcast-with-authormichael-margolis/webcast-with-author-michael-margolis/ [12] Texas Instruments, “MSP430x2xx Family User’s Guide”, January 2010 [13] SRF04 Technical Documentation - Robot Electronics, http://www.Robotelectronics.co.uk/htm/srf04tech.htm Page 46 TÀI LIỆU THAM KHẢO [14] Applications of magnetic position sensors - Honeywell, http://aerospace.honeywell.com/~/media/UWSAero/common/documents/Applicatio ns-of-Magnetic-Position-Sensors.pdf Page 47 PHỤ LỤC PHỤ LỤC Chương trình cho MSP430G2553 Hàm main.c //********************************************************************* // // FINAL PROJECT // Description: // Project Name : Smart cleaner Robot // Note : // Neu error heading_new > heading_old // Neu error >=0 > heading_new < heading_old // la ban so quay ve ben phia banh trai > tang heading > error giam heading > error >0 // Created day : 28/02/2014 // Last fixed : 23/04/2014 By : VAN LIC+ BA TUE By : VAN LIC+ BA TUE //********************************************************************* // Define #include "msp430g2553.h" #include "I2C.h" #include "UART.h" #include "compass.h" #include "PID.h" #include "math.h" #include "GLCD.h" #include "PWM.h" #include "SRF05.h" #define L_speed 5000 #define R_speed 5000 Page 48 PHỤ LỤC #define xoay 8000 #define lui 8000 //****************************************************************** // Varible int current_value=0,setpoint=0,heading_error=0,bak=0,set=0; int temp=1; double hold=0; int dir=1; int i=0; int offset=0; char sensor1=0; int sensor2=0; unsigned int stop=1,dem=1,dem1=0; int SCL1=BIT2; int SDA1=BIT3; void stop_enable(void) { if(stop==0) { PWM_LEFT(lui,0); PWM_RIGHT(lui,0); delay_cycles(4000000); stop=1; } } void stop_enable_1(void) Page 49 PHỤ LỤC { if(stop==0) { PWM_LEFT(0,0); PWM_RIGHT(lui,0); delay_cycles(1500000); PWM_LEFT(lui,1); PWM_RIGHT(0,0); delay_cycles(1500000); stop=1; } } //****************************************************************** main() { WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD; BCSCTL1 = CALBC1_16MHZ; DCOCTL = CALDCO_16MHZ; BCSCTL3 |= LFXT1S_2; // Set P2.6 P2.7 in_output P2SEL &=~(BIT6+BIT7); P2SEL2 &=~(BIT6+BIT7); //====================== P1DIR &=~(BIT0+BIT1); // Set input SRF04 trai, phai trai->P1.0,phai >P1.1 P1OUT |= (BIT0+BIT1); // P1DIR &=~BIT4 ; // set input cho encoder Page 50 PHỤ LỤC P2DIR &=~(BIT6+BIT7); // Set input SRF04 giua va cong tac hanh trinh SRF04 giua > P2.6, cong tac hanh trinh P2.7 P2OUT |= (BIT6+BIT7); // set pullup resistor P2REN |= BIT6; // Set internal pullup/pulldown resistor P2IE |= BIT6+BIT7; // Interrupt Enable in P2.6 P2IES |= BIT6+BIT7 ; // P2.6 Interrupt flag high-to-low transition P2IFG &= ~(BIT6+BIT7); // P2.6 IFG cleared //********************************* Configure ******************** P1DIR &=~BIT5 ; // set input cho encoder P1IE |= BIT5; // Interrupt Enable in P1.0 ( cau hinh cho encoder ) P1IES |= BIT5 ; // P1.0 Interrupt flag high-to-low transition P1IFG &= ~BIT5; // P1.0 IFG cleared //****************************************************************** configPWM() ; GLCD_Congfig(); // Khoi tao GLCD // xac dinh goc bak compass_init(); // khoi tao la ban so bak=(int)compass_heading(); // doi chan I2C SCL1=BIT6; SDA1=BIT7; // xac dinh goc setpoint compass_init(); // khoi tao la ban so Page 51 PHỤ LỤC set=(int)compass_heading(); // dat goc ban dau display_setpoint(set) ; // hien thi setpoint display_bak(bak); // hien thi goc se comeback // Set toc ban dau PWM_LEFT(L_speed,1) ; PWM_RIGHT(R_speed,1) ; // delay_cycles(32000000); TA0CCTL0 = CCIE; // CCR0 interrupt enabled TA0CCR0 = 10000; TA0CTL = TASSEL_1 + MC_1+ TACLR ; // ACLK f= 12kHz enable_interrupt(); // enable all interrupts //================================================ while(1) { //**************************PID *********************** current_value=(int)compass_heading(); // xet goc hien tai heading_error=PID_output(); // tinh PID if(heading_error0) {PWM_RIGHT(R_speed+heading_error,1);PWM_LEFT(L_speed,1) ; } //=============================================== ========================== display_crt((int)(compass_heading())); // hien thi goc hien tai Page 52 PHỤ LỤC if(sensor1) // neu dap cong tac hanh trinh { // Quay huong ben trai if(temp==1) { setpoint=bak; display_setpoint(setpoint) ; // hien thi setpoint PWM_LEFT(xoay,0); PWM_RIGHT(0,0); if(sensor2==1) //delay cho SRF04 giua { delay_cycles(15000000); sensor2=0; } else // delay cho cong tac hanh trinh delay_cycles(8000000); if((P1IN&BIT0)!=0) // ko co vat can ben trai { while(!(abs(current_value-setpoint)[...]... được lau Tuy nhiên cần phải có được thuật toán PID tốt để robot có thể di chuyển theo hướng ổn định nhất Ở lần lau đi robot có thể bỏ sót ở 1 bên của vật cản, nhưng ở lần lau về thì nó sẽ được robot lau Vì vậy vẫn đảm bảo được diện tích được lau cao Page 34 CHƯƠNG 3 LẬP TRÌNH CHO ROBOT 3.4.2 Sơ đồ thuật toán Hình 3.4.2.1.1.1 Sơ đồ thuật toán di chuyển của robot Page... phiên bản 3 của robot 1.3.2 Sơ đồ khối của mạch điều khiển Robot Hình 1.3.2.1.1.1 Sơ đồ khối của mạch điều khiển Robot 1.4 Nguyên lý hoạt động của Robot Robot hoạt động dựa trên các cảm biến chính là cảm biến từ trường, cảm biến siêu âm, công tắc hành trình và encoder Cảm biến từ trường dùng để định hướng cho robot, xác định hướng đi chính xác và thông minh nhất Kết... hiệu của chíp thứ nhất, từ đó đưa ra các thuật toán điều khiển robot di chuyển và né tránh vật cản một cách thông minh nhất 1.5 Kết luận chương Như vậy, trong chương này tôi đã giới thiệu một cách tổng quan về robot Qua đó ta có thể hiểu một cách sơ bộ nhất về cấu tạo cũng như nguyên lý hoạt động của robot Trong chương tiếp theo tôi sẽ tiếp tục giới thiệu rõ hơn về... TRÌNH CHO ROBOT 3.3.2 Áp dụng thuật toán PID để ổn định hướng đi cho robot Việc áp dụng thuật toán PID để ổn định hướng đi cho robot được mô tả ở Hình 3.3 và Hình 3.4 Chúng ta có thể thấy với việc sử dụng thuật toán PID thì hướng đi của robot sẽ được ổn định hơn, bám sát với hướng cần đi hơn so với việc không dùng thuật toán PID Hình 3.3.2.1.1.1 Đường đi robot khi... huống vật cản của robot được tốt hơn Page 33 CHƯƠNG 3 LẬP TRÌNH CHO ROBOT 3.3.5 Kết luận Nhờ có thuật toán PID nên robot đã di chuyển theo hướng ổn định hơn rất nhiều vì vậy việc di chuyển theo hình zizac để quét toàn bộ sàn nhà được chính xác hơn 3.4 Thuật toán di chuyển 3.4.1 Giới thiệu về thuật toán Hình 3.4.1.1.1.1 Sơ đồ di chuyển cua robot khi lau nhà Có nhiều thuật... của chip MSP430G2553 2.2.3 Đánh giá hoạt động KIT launchpad MSP430G2553 hoạt động rất ổn định và chắc chắn Đảm bảo được hoàn toàn các chức năng yêu cầu sử dụng cho Robot 2.2.4 Kết luận Page 15 CHƯƠNG 2 GIỚI THIỆU VỀ CÁC MODULE SỬ DỤNG TRONG ROBOT Việc sử dụng KIT launchpad MSP430G2553 vào đề tài giúp cho việc phát triển robot được dễ dàng hơn Nhờ có các header nối từ... VỀ CÁC MODULE SỬ DỤNG TRONG ROBOT 2.7.4 Kết luận Dựa vào các đặc điểm thuận lợi, nhóm đã quyết định sử dụng công tắc hành trình để phát hiện vật cản khi đặt nó trước mũi robot Công tắc hoạt động hiệu quả và có độ chính xác cao 2.8 Sơ đồ ghép nối các khối module Các module cảm biến từ các vị trí của Robot được nối về 2 chip VĐK để xử lý thông qua các bus nối được... khối module 2.9 Kết luận chương Qua những phần giới thiệu về các module sử dụng trong Robot chúng ta đã có thể hiểu cơ bản về nguyên lý và cách thức hoạt động của các module được sử dụng trong Robot Qua đó tạo tiền đề cho việc lập trình, sử dụng các module này một cách hiểu quả và chính xác nhất Page 27 CHƯƠNG 2 GIỚI THIỆU VỀ CÁC MODULE SỬ DỤNG TRONG ROBOT Page 28 CHƯƠNG... các module này một cách hiểu quả và chính xác nhất Page 27 CHƯƠNG 2 GIỚI THIỆU VỀ CÁC MODULE SỬ DỤNG TRONG ROBOT Page 28 CHƯƠNG 3 LẬP TRÌNH CHO ROBOT CHƯƠNG 3 LẬP TRÌNH CHO ROBOT 3.1 Giới thiệu chương Bất cứ một thiết bị điện tử thông minh nào thì lập trình cho chíp VĐK trung tâm là phần rất quan trọng Vì điều đó sẽ quyết định đến độ ổn định cũng như khả năng xử lí các... lý hoạt động của chúng Page 13 CHƯƠNG 2 GIỚI THIỆU VỀ CÁC MODULE SỬ DỤNG TRONG ROBOT CHƯƠNG 2 GIỚI THIỆU VỀ CÁC MODULE SỬ DỤNG TRONG ROBOT 2.1 Giới thiệu chương Chương này sẽ giới thiệu về cấu tạo, nguyên lý hoạt động của các module được sử dụng trong robot Các module được giới thiệu bao gồm: KIT launchpad Msp430G2553, cảm biến từ trường GY-273 HMC5883L, cảm biến siêu âm SRF04,