Robot dò đường

Đồ án môn học vi điều khiển...Robot bám theo vạch...Sử dụng vi điều khiển Atmega8

LỜI NÓI ĐẦU Trong thời đại công nghiệp ngày nay, robot ngay càng được sử dụng phổ biến trong sản xuất cũng như trong cuộc sống của con người.Robot đã có một vị trí quan trọng khó có thể thay thế được, nó giúp con người làm việc trong những điều kiện nguy hiểm, khó khăn. Ngoài ra, robot còn được dùng vào lĩnh vực thám hiểm không gian, quân sự, giải trí…Lĩnh vực di động đang ngày càng chiếm được sự quan tâm của các nhà nguyên cứu và xã hội.Từ tình hình thực tế đó,việc xây dựng các chương trình hoạt động cho các robot là điều thiết yếu.Bài toán robot di động bám đường là một bài toán thường gặp. Robot dò đường là một ứng dụng hay của nhiều môn học liên quan đến ngành cơ điện tử.Đặc biệt,là ứng dụng cao của vi điều khiển Atmega vào lập trình và khiển robot. Khái niệm Mechatronics còn xa lạ với nhiều người cũng như sinh viên của trường Đại học Nha Trang.Cuộc thi chế tạo robot dò đường không chỉ phát huy tính sáng tạo của sinh viên tham gia mà còn quảng báo về ngành cơ điện tử. Rất mong cuộc thi này sẽ luôn được tổ chức để mỗi sinh viên phát huy tính sáng tạo của mình. Rất cám ơn thầy Trần Văn Hùng,giảng viên bộ môn Cơ điện tử,khoa Cơ khí,Trường Đại học Nha Trang đã tổ chức cuộc thi này. 1 MỤC LỤC 2 DANH MỤC HÌNH 3 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1 Các thiết bị liên quan 1.1 Động cơ Thực tế có rất nhiều loại động cơ dùng làm robot.Tuy nhiên,loại dùng nhiều nhất là động cơ DC. Hình 1 Nguyên lý động cơ DC Động cơ DC phù hợp là loại có momen lớn và kích thước nhỏ gọn.Động cơ hoạt động trong dải điện áp cho phép 5V- 12V. Hình 2 Động cơ DC cho robot 4 1.2 Hộp giảm tốc Sau phần lựa chọn động cơ phù hợp là khâu chọn hộp giảm tốc.Một khâu quan trọng.Tiêu chí lựa chọn hộp giảm tốc cho robot là 3 cấp,càng ít quán tính càng tốt.Hộp giảm tốc này được lấy từ nhiều loại xe đồ chơi.Đặc biệt,là các loại xe đồ chơi của Trung quốc rất phong phú.Khu vực chuyên bán cái này là ở chợ Đầm. Trong quá trình chỉnh hộp giảm tốc phải hết sức cận thận vì nó dễ gãy bánh răng xem có phù hợp với động cơ của mình lựa chọn không. Hình 3 Hộp giảm tốc cho robot 1.3 Khung robot Khâu này thì mang tính chất cá nhân rất nhiều,vì mỗi người điều có ý tưởng riêng.Tiêu chí để có một khung xe chất lượng là nhẹ,thẫm mỹ,cơ động cao. Khâu này đòi hỏi suy tính cẩn thận về trọng lượng của xe khi có thêm nguồn pin.Xe của mình thiết kế theo mẫu xe đua công thức 1,có thêm phần động lực học tránh sức cản của không khí,…Khung xe thiết kế 2 vực khác nhau như khu đặt nguồn pin,khu riêng giành cho mạch điều khiển. Khung xe có kích thước là 25x10mm. 5 Hình 4 Khung robot Để đáp ứng những tiêu chí trên vật liệu được lựa chọn thích hợp nhất là nhựa mica.Bởi nó không chỉ nhẹ,dễ cắt gọt mà còn dễ kiếm. 1.4 Bánh tự lựa Bánh tự lựa có bán rất nhiều trên thi trường. Bánh tự lựa tự chế như sau: Thứ nhất,chuẩn bị vật liệu gồm một khối nhựa 30x20x40mm,2 ổ bi 10 và 20,bulon đai ốc 20x5mm. Hình 5 Bánh tự lựa 6 Thứ hai,bắt tay vào chế tạo.Cắt khối nhựa theo đường chéo sao cho tạo một góc 15 o , khoảng cách giữa 2 vòng bi là 5mm.Kế tiếp là khoan lỗ để cho vòng bi vào. 1.5 Bánh xe Hình 6 Bánh xe robot 1.6 Luật thi đấu 1.6.1 Robot Set up Mỗi đội có 1 Robot dò đường. Mỗi đội có 1 phút chuẩn bị trước trận đấu. Bất cứ đội nào chưa chuẩn bị xong trong 1 phút thì trận đấu vẫn bắt đầu. 1.6.2 Sân Sân thi đấu có kích thước 3.500 x 2.500mm. Lines màu trắng rộng 30mm được dán trên nền sân màu đen. Sân bao gồm: 2 vị trí Start và 16 vị trí Retry (hình: sân thi đấu). 1.6.3 Tiến trình và nhiệm vụ thi đấu Hết thời gian chuẩn bị, khi có hiệu lệnh bắt đầu của trọng tài người điều khiển cho robot xuất phát và bắt đầu tính thời gian. Mỗi trận đấu sẻ có thời gian là 3 phút, trong thời gian 3 phút nếu robot của đội nào chạm được robot hoặc những vật dụng liên quan đến robot của đối phương theo quy định thì sẽ thắng và trận đấu sẽ dừng lại. Kết thúc 3 phút mà chưa robot nào chạm được robot đối thủ thì đội thắng sẽ quyết định bởi số điểm theo quy định. 7 1.6.4 Vùng retry Trong trường hợp có vấn đề về cơ khí, hoặc chương trình điều khiển làm robot vượt ra line, robot được retry, và khi retry thì robot phải mang về vùng retry theo quy định. Khi retry thì đầu robot không được đặt vượt quá vị trí retry đó. Nếu đặt không đúng luật thì bắt buộc retry lại cho đến khi nào đúng luật. Số lần retry tối đa trong một trận đấu là 3 lần. 1.6.5 Thời gian thi đấu Mỗi trận đấu kéo dài 3 phút. Trường hợp sau đây, trận đấu sẽ kết thúc ngay lập tức (kể cả trước 3 phút). Khi “WIN đạt được: Số lần retry vượt quá 3 lần. Truất quyền thi đấu được thông báo. Khi trọng tài quyết định trận đấu không thể tiếp tục. 1.6.6 Qiới hạn chung Sau khi khởi động người khởi động không được chạm vào robot, nếu chạm vào robot thì tính đó là một lần retry. Khi dùng nguồn ngoài thì phần dây điện giữa robot và tay không được căng, nếu dây điện căng mà bị trọng tài nhắc nhở 2 lần thì robot đó thua. Robot không được nhận tín hiệu điều kiển từ xa từ con người. 1.6.7 Quyết định đội chiến thắng Đội chạm đầu vào rô bốt đối phương trước 3 phút sẽ chiến thắng tuyệt đối. Đội chiến thắng khi đối phương bỏ cuộc thi. Nếu không có chiến thắng tuyệt đối trong vòng 3 phút đội chiến thắng sẽ được quyết định như sau: Đội có khoảng cách đến đối phương ngắn hơn. Nếu khoảng cách bằng nhau thì xét tới số lần retry. Nếu số lần retry bằng nhau thì thi đấu lại theo chiều ngược lại. Nếu 2 lần thi đấu không phân định thắng thua thì bốc thăm quyết định đội thắng. Các vi phạm: Đội nào vi phạm năm lỗi sẽ bị truất quyền thi đấu. Khi có vi phạm xảy ra, đội chơi phải mang robot vi phạm về vùng do trọng tài chỉ định. Các lỗi vi phạm được phân loại như sau: Bất kể tác động cơ học nào từ đội chơi tác động vào rô bốt khi đang thi đấu Bất kể phần nào của robot hay vật được giữ bởi robot nhằm gây trở ngại hoặc cản trở đối phương. Các hành động khác vi phạm các quy tắc không được nhắc đến trong mục “Truất Quyền Thi Đấu” thì được đề cập đến trong mục “Vi phạm” Truất Quyền Thi Đấu Một đội bị truất quyền thi đấu nếu một trong những hành động sau đây được xác nhận: Đội chơi thực hiện các hành vi đi ngược lại tinh thần fair play 8 Đội chơi không tuân thủ các hướng dẫn và cảnh báo được đưa ra bởi trọng tài. Các Robot tự động được điều khiển thông qua các tín hiệu từ xa. Đội chơi vi phạm 5 lỗi kĩ thuật. Đội chơi có xu hướng hay cố tính phá hỏng sân thi đấu, vật tư, các thiết bị cũng như robot của đội bạn. 1.6.8 Đặc điểm kỹ thuật của Robot. Mỗi đội phải có 1 con robot tự động. Robot trong cuộc thi phải được làm bởi các thành viên trong cùng 1 đội. Nguồn Mỗi đội phải tự chuẩn bị nguồn cho đội mình. Điện áp nguồn giới hạn là 24VDC. Ban tổ chức có quyền tuyên bố và ngăn chặn bất cứ nguồn gây nguy hiểm nào. Tổng khối lượng robot không được vượt quá 2kg. Tổng khối lượng đó bao gồm: động cơ, bánh xe, thân xe, mạch điều khiển và nguồn. Các đồ vật không tính vào 2kg quy định bao gồm: những đồ thay thế: pin cùng loại, khối lượng và điện tích; động cơ và mạch cùng loai, vật nhỏ như ốc vít. Robot Robot phải làm nhiệm vụ một cách tự động sau khi khởi động Robot phải có kích thước không vượt quá 300x300x200mm. Được phép tăng chiều dài sau khi khởi động nhưng không vượt quá 500mm. Robot phải là 1 khối liền. Một số chú ý: Người chơi không được phép điều khiển Robot bằng tay, bằng cơ học trừ việc giữ dây nguồn nếu dùng nguồn trực tiếp. Nếu cố ý điều khiển bằng tay lần thứ 1 là nhắt nhở, lần thứ 2 thì bị truất quyền thi đấu Số lần Retry không được vượt quá 3 lần. 1.6.9 Nguyên tắc an toàn và tính an toàn của Robot. Các đội phải hợp tác với ban tổ chức để đảm bảo an toàn cho mọi người. Tất cả robot phải được thiết kế, chế tạo không nguy hiểm cho những người xung quanh. Tất cả robot phải được thiết kế, chế tạo không gây hại đến robot đội khác hay sân thi đấu. Động cơ đốt, nổ, áp suất cao, hóa học đều bị cấm. Trong robot không được chứa vật nhọn, nguy hiểm đến người điều khiển. Robot phải có cấu trúc dễ dàng kiểm tra tính an toàn cho giám khảo kiểm tra qua video hoặc chạy thử. Các đội không đảm bảo những điều kiện trên sẽ không được phép tham gia cuộc thi. 9 1.6.10 An toàn cho người điều khiển Đối với những người ngoài sân cần cách sân 1000mm để cho người điều khiển dễ dàng di chuyển xử lý robot khi có sự cố. Người điều khiển phải mang dụng cụ bảo hộ an toàn theo quy định của cuộc thi Các đội không đảm bảo an toàn sẽ không được tham gia cuộc thi. 1.6.11 Điều quy định khác Bất cứ hành động khác chưa được đề cập trong luật sẽ thuộc quyền quyết định của trọng tài. Kích thước sân thi đấu, khối lượng… thông số của các trang thiết bị được sử dụng trong cuộc thi được phép sai số trong khoảng+ / - 5% so với luật thi đề ra. Kích thước lớn nhất của robot phải chính xác đúng theo luật thi đề ra. Kích thước lớn hơn sẽ không được chấp nhận. Tất cả các câu hỏi xin gửi về địa chỉ chính thức của lớp 51 Cơ Điện Tử: 51ckcd@gmail.com Thông tin hỏi- đáp sẽ được thông báo trên email của lớp. Thông báo và chỉnh sửa mới về luật thi sẽ được cập nhật trên email Trọng tài có trách nhiệm giải đáp những thắc mắc về sự an toàn trong cuộc thi. 1.7 Sân thi đấu 10 . lỗ để cho vòng bi vào. 1. 5 Bánh xe Hình 6 Bánh xe robot 1. 6 Luật thi đấu 1. 6 .1 Robot Set up Mỗi đội có 1 Robot dò đường. Mỗi đội có 1 phút chuẩn bị trước. thân,mạch dò đường thiết kế đặt phía trước. Hình 10 Mặt trước của phương án 1 Hình 11 Mặt bên của phương án 1 13 Ưu điểm: robot nhỏ gọn,linh hoạt,phần cơ