Robot dò line điều khiển qua điện thoại

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA VŨNG TÀU VIỆN CNTT - ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: ROBOT DÒ LINE ĐIỀU KHIỂN QUA ĐIỆN THOẠI Họ tên GVHD : ThS Nguyễn L.Thanh Tùng Họ tên SV : Nguyễn Quốc An Chuyên ngành : Điện – Điện tử Lớp : DH13DD Khóa : 2013 - 2017 Trình độ đào tạo : Đại học Vũng Tàu, tháng năm 2017 Đồ Án Tốt Nghiệp Trƣờng ĐH BR - VT TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA-VŨNG CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ TÀU NGHĨA VIỆT NAM KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ Độc lập - Tự - Hạnh phúc o0o - PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Đính kèm Quy định việc tổ chức, quản lý hình thức tốt nghiệp ĐH, CĐ ban hành kèm theo Quyết định số 585/QĐ-ĐHBRVT ngày 16/7/2013 Hiệu trưởng Trường Đại học BR-VT) Họ tên sinh viên: Nguyễn Quốc An MSSV : 13030712 Lớp: DH13DD Trình độ đào tạo : Đại học Hệ đào tạo : Chính quy Ngành : Công nghệ kỹ thuật điện-điện tử Chuyên ngành : Kỹ thuật điện-điện tử Tên đề tài: Robot dò line điều khiển qua điện thoại Giảng viên hƣớng dẫn: Th.S Nguyễn Lƣơng Thanh Tùng Ngày hoàn thành đồ án/ khoá luận tốt nghiệp: 6/2017 Bà Rịa-Vũng Tàu, ngày GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN (Ký ghi rõ họ tên) TRƢỞNG BỘ MÔN (Ký ghi rõ họ tên) SVTH: Nguyễn Quốc An tháng năm 2017 SINH VIÊN THỰC HIỆN (Ký ghi rõ họ tên) TRƢỞNG KHOA (Ký ghi rõ họ tên) Page Đồ Án Tốt Nghiệp Trƣờng ĐH BR - VT LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đồ án tổng quát lại kết trình nghiên cứu Các số liệu, hình ảnh, thông tin đồ án trung thực, tìm hiểu, tham khảo từ nhiều nguồn tƣ liệu Đồ án không chép đồ án có từ trƣớc Nếu phát có gian lận xin hoàn toàn chịu trách nhiệm nội dung đề tài Trƣờng đại học BÀ RỊA-VŨNG TÀU không liên quan đến vi phạm tác quyền, quyền gây trình thực (nếu có) Vũng Tàu, ngày…., tháng …., năm 2017 Ngƣời cam đoan: Nguyễn Quốc An SVTH: Nguyễn Quốc An Page Đồ Án Tốt Nghiệp Trƣờng ĐH BR - VT Nhận xét giáo viên hƣớng dẫn ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Vũng Tàu, ngày … ,tháng 07, năm 2017 Giáo viên hƣớng dẫn Nguyễn Lƣơng Thanh Tùng SVTH: Nguyễn Quốc An Page Đồ Án Tốt Nghiệp Trƣờng ĐH BR - VT Nhận xét giáo viên phản biện ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Vũng Tàu, ngày …, tháng 07, năm 2017 Giáo viên phản biện Phạm Chí Hiếu SVTH: Nguyễn Quốc An Page Đồ Án Tốt Nghiệp Trƣờng ĐH BR - VT LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay, phát triển mạnh mẽ khoa học đời sống, sống ngƣời thay đổi ngày tốt hơn, với trang thiết bị đại phục vụ công công nghiệp hóa, đại hóa Đặc biệt góp phần không nhỏ ngành kĩ thuật điện – điện tử nghiệp xây dựng đất nƣớc Những thiết bị điện, điện tử đƣợc phát triển ứng dụng rộng rãi đời sống ngày Từ thời gian đầu phát triển vi xử lý cho thấy ƣu việt ngày tính ƣu việt ngày đƣợc khẳng định thêm Những thành tựu biến đƣợc tƣởng chừng nhƣ thành có thể, góp phần nâng cao đời sống vật chất tinh thần cho ngƣời Để góp phần làm sáng tỏ hiệu ứng dụng thực tế môn vi xử lý, sau thời gian học tập đƣợc thầy cô khoa giảng dạy kiến thức chuyên ngành, đồng thời đƣợc giúp đỡ nhiệt tình thầy cô khoa Điện-Điện tử, với lỗ lực thân, em “ Thiết kế robot dò line điều khiển qua điện thoại” nhƣng thời gian, kiến thức kinh nghiệm em có hạn nên tránh khỏi sai sót Em mong đƣợc giúp đỡ tham khảo ý kiến thầy cô bạn nhằm đóng góp phát triển thêm đề tài SVTH Nguyễn Quốc An SVTH: Nguyễn Quốc An Page Đồ Án Tốt Nghiệp Trƣờng ĐH BR - VT LỜI CÁM ƠN Lời em xin chân thành cảm ơn đến thầy Nguyễn Lƣơng Thanh Tùng giúp em nhiều trình thực đồ án Trong trình thực đồ án, đƣợc giúp đỡ tận tình thầy Nguyễn Lƣơng Thanh Tùng em thu đƣợc nhiều kiến thức quý báu giúp em nhiều trình học làm việc tƣơng lai: đƣợc tiếp xúc với Arduino, Module Bluetooth, Module L298 thi công mạch in, Trong trình thực đồ án em chƣa có nhiều kinh nghiệm nên không tránh khỏi sai sót Mong nhận đƣợc góp ý thầy để hoàn thiện Một lần em xin chân thành cảm ơn giúp đỡ quý thầy trình thực đồ án để em hoàn thành đồ án SVTH Nguyễn Quốc An SVTH: Nguyễn Quốc An Page Đồ Án Tốt Nghiệp Trƣờng ĐH BR - VT MỤC LỤC Đề mục Trang Nhận xét giáo viên hƣớng dẫn Nhận xét giáo viên phản biện MỤC LỤC Chƣơng 1: 10 MỞ ĐẦU 10 1.1 Giới thiệu đề tài .10 1.2 Mục đích đề tài 10 1.3 Sơ lƣợc bƣớc thực .10 Chƣơng 2: 11 GIỚI THIỆU ARDUINO VÀ CÁC THÀNH PHẦN CỦA MẠCH 11 2.1 Giới thiệu ARDUINO 11 2.1.1 Sơ Lƣợc ARDUINO NANO 11 2.1.2 Một vài thông số Arduino Nano 12 2.1.3 Cổng kết nối với Arduino Nano 13 2.1.4 Lập trình cho Arduino Nano .13 2.2 Các thành phần mạch: LCD 16x2 .15 2.2.1 Hình dáng kích thƣớc 15 2.2.2 Chức chân 16 2.2.3 Sơ đồ khối HD44780 17 2.2.4.Tập lệnh LCD 16x2 22 2.2.5 Giao tiếp LCD MCU 24 2.2.6 Khởi tạo LCD 25 SVTH: Nguyễn Quốc An Page Đồ Án Tốt Nghiệp Trƣờng ĐH BR - VT 2.3 Các thành phần mạch: MODULE L298N .27 2.3.1 Thông số kỹ thuật 27 2.3.2 Nối mạch 31 2.3.1 Sơ đồ chân 32 2.3.2 Giao tiếp với Module Bluetooth HC05 .33 2.3.3 Module bluetooth HC05 35 Chƣơng 3: 36 GIẢI THUẬT VÀ CHƢƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN .36 3.1 Nguyên lý tổng quát .36 3.2 Mạch cảm biến dò line .37 3.2.1 Nguyên Lý 37 3.2.2 Layout: .38 3.2.3 Mạch in 38 3.2.4 Mạch hoàng chỉnh .38 3.3 Sản phẩm sau hoàn thiện: 39 3.4 Giải thuật code 42 Chƣơng 4: 51 KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN 51 4.1 Kết .51 4.2 Hƣớng phát triển 51 TÀI LIỆU THAM KHẢO 52 SVTH: Nguyễn Quốc An Page Đồ Án Tốt Nghiệp Trƣờng ĐH BR - VT Chƣơng 1: MỞ ĐẦU 1.1 Giới thiệu đề tài Ngày nay, robotic đạt đƣợc thành tựu to lớn sản xuất công nghiệp nhƣ đời sống Sản xuất robot nghành công nghiệp trị giá hàng tỉ USD ngày phát triển mạnh, họ robot không nhắc tới mobile robot với đặc thù riêng mà loại robot khác Mobile robot di chuyển cách linh hoạt, tạo nên không gian hoạt động lớn dần khẳng định vai trò quan trọng thiếu nhiều lĩnh vực, thu hút đƣợc nhiều đầu tƣ nghiên cứu Mobile robot đƣợc chia làm nhiều loại: robot học đƣờng đi, robot dò đƣờng line, robot tránh vật cản, robot tìm đƣờng cho mê cung,…trong số robot dò đƣờng line, tránh vật cản dễ dàng ứng dụng nhiều sống Việc phát triển loại robot phục vụ đắc lực cho ngƣời 1.2 Mục đích đề tài Robot dò line vừa có nhiều ứng dụng thực tế vừa dễ dàng để sinh viên vận dụng kiến thức tiếp thu đƣợc giảng đƣờng vào Với kết cấu khí đơn giản nhƣng lại kết hợp đƣợc với nhiều thành phần điện tử (encoder, sensor xác định đƣờng line, sensor đo khoảng cách…) nên Robot phù hợp để sinh viên học tập nghiên cứu thêm ngành Tự động hóa cách cụ thể 1.3 Sơ lƣợc bƣớc thực - Trƣớc tiên ta phải chế tạo đƣợc khung xe robot Khung xe phải đảm bảo bền đạt độ xác định việc bố trí bánh xe động thông qua việc vẽ phần mềm cắt CNC -Và cuối công đoạn lập trình dựa kiến thức học đƣợc SVTH: Nguyễn Quốc An Page 10 Đồ Án Tốt Nghiệp Trƣờng ĐH BR - VT 3.2.2 Layout: 3.2.3 Mạch in 3.2.4 Mạch hoàng chỉnh SVTH: Nguyễn Quốc An Page 38 Đồ Án Tốt Nghiệp Trƣờng ĐH BR - VT 3.3 Sản phẩm sau hoàn thiện: Mặt dƣới robot dò line SVTH: Nguyễn Quốc An Page 39 Đồ Án Tốt Nghiệp Trƣờng ĐH BR - VT Mặt robot dò line SVTH: Nguyễn Quốc An Page 40 Đồ Án Tốt Nghiệp Lƣu đồ giải thuật Trƣờng ĐH BR - VT Begin Khởi tạo hệ thống Dò đƣờng Tự động =0 Tự động =1 ĐK tay Chế độ dò line Chọn a Chạy tới Chọn b Đang lấy mẫu Lấy mẫu trung bình Chạy lùi Chọn c Xử lý Rẽ trái Chọn d Rẽ Phải Chọn e Dừng SVTH: Nguyễn Quốc An Page 41 Đồ Án Tốt Nghiệp Trƣờng ĐH BR - VT 3.4 Chƣơng trình điều khiển byte inpinA=3; byte inpinA1=2; byte inpinB=5; byte inpinB1=4; byte PWMA=10; byte PWMB=9; #define cb_1 A0 #define cb_2 A1 #define cb_3 A2 #define cb_4 A3 #define cb_5 A4 int i=0,n=0,j=0; int max_cb[6]={0,0,0,0,0,0}; int min_cb[6]={1023,1023,1023,1023,1023,1023}; int tb_cb[6]; int nut_nhan=53; int val_cb[6]; int val_th[6]; int truong_hop; SVTH: Nguyễn Quốc An Page 42 Đồ Án Tốt Nghiệp Trƣờng ĐH BR - VT int tocdo=100; int vach_ngang=0; int value=0,tudong=0; void setup(){ Serial.begin(9600); pinMode(12,INPUT); pinMode(inpinA,OUTPUT); pinMode(inpinA1,OUTPUT); pinMode(inpinB,OUTPUT); pinMode(inpinB1,OUTPUT); pinMode(PWMA,OUTPUT); pinMode(PWMB,OUTPUT); pinMode(nut_nhan,INPUT_PULLUP); void lay_mau(){ Serial.println("dang lay mau"); val_cb[0] = analogRead(A0); val_cb[1] = analogRead(A1); val_cb[2] = analogRead(A2); val_cb[3] = analogRead(A3); val_cb[4] = analogRead(A4); SVTH: Nguyễn Quốc An Page 43 Đồ Án Tốt Nghiệp Trƣờng ĐH BR - VT val_cb[5] = analogRead(A5); for(i=0; i