Bài tập lớn môn Vi điều khiển: Thiết kế mạch điều khiển cánh tay robot giúp các bạn hiểu hơn về các thiết bị, sơ đồ mạch, chương trình. Hi vọng tài liệu sẽ giúp ích cho các bạn trong quá trình học tập cũng như nghiên cứu của mình. Mời các bạn cùng tham khảo tài liệu để nắm vững nội dung chi tiết.
Bài tập lớn môn vi điều khiển Thiết kế mạch điều khiển cánh tay robot Nhóm Sơ đồ động học số I Các thiết bị Động bước Để tịnh tiến khâu va cấu quay ta lựa chọn sử dụng loại động có dây, với bước 7.5 độ - Cấu tạo: - Động gồm phần: + stator gồm cuộn dây + rotor nam châm vĩnh cửu với cực Các đầu dây chung 1,2 thường nối với dương nguồn, đầu dây a, b nối đất Nguyên lý hoạt động Như hình, dòng điện qua mấu đến đầu a tạo cực Bắc stator cực cịn lại stator cực Nam Nếu điện mấu bị ngắt kích mấu 2, rotor quay 7.5 độ, hay bước Để quay động cách liên tục, cần cấp điện vào hai mấu đông theo dãy sau Mấu 1a 1000100010001000100010001 Mấu 1b 0010001000100010001000100 Mấu 2a 0100010001000100010001000 Mấu 2b 0001000100010001000100010 Mấu 1a Mấu 1b Mấu 2a Mấu 2b 1100110011001100110011001 0011001100110011001100110 0110011001100110011001100 1001100110011001100110011 Động chiều Động chiều máy điện chuyển đổi lượng điện chiều sang lượng Đối với động chiều có loại khơng chổi than (BLDC) động có chổi than BLDC thực chất đồng điện pha không đồng lên điều khiển phuc tạp từ u cầu tốn ta lựa chọn sử dụng động điện có chổi than để làm quay khớp cánh tay robot Cấu tạo: - stator động chiều thường hay nhiều cặp nam châm vĩnh cửu hay nam châm điện, rotor có cuộn dây quấn nối với nguồn điện chiều, phần quan trọng khác động điện chiều phận chỉnh lưu, có nhiệm vụ đổi chiều dịng điện chuyển động quay rotor liên tục Thơng thường phận gồm có cổ góp chổi than tiếp xúc với cổ góp Pha 1: từ trường rotor cực với stator, đẩy tạo chuyển động quay rotor động điện Pha 2: rotor tiếp tục quay Pha 3: phận chỉnh điện đổi cực cho từ trường stator va rotor dấu, trở lại pha Như ta cần cấp dòng điện chiều động quay liên tục IC ULN2830 ULN 2803 vi mạch đệm, chất cấu tạo mảng darlington chịu dòng đện lớn điện áp cao, có chứa cặp transistor NPN ghép darlington cực góp hở với cực phát chung Mỗi kênh ULN 2803 có diode chặn sử dụng trường hợp tải có tính cảm ứng cặp stransistor NPN ghép darlington ULN2803 Thông số kỹ thuật: Điện áp max: 50V (Vce) Điện áo vào max: 30V (Vin) Dòng điện đầu liên tục: Ic = 500mA Dòng điện đầu vào liên tục: IIN = 25mA Công suất tiêu tán cặp darlington: 1W Nhiệt độ làm việc: -55 ~ 150oC ULN 2803 có khả điều khiển kênh riêng biệt, nối trực tiếp với vi điều khiển 5V Bên cạnh đó, kênh ULN 2803 chịu dòng điện lớn khoảng thời gian dài lên tới 500mA với biên độ đỉnh lên tới 600mA - Các chân từ 1-8 cổng vào, 11-18 cổng Nếu đầu vào la -> đầu thả Nếu đầu vào la -> đầu hay nối đất Piston xilanh khí nén Cấu tạo chung piston hình sau Nguyên lý hoạt động: Khi kích thích, khơng khí nén vào thành ống với đầu piston với áp suất cao lượng khí làm piston di chuyển, piston di chuyển sinh công làm thiết bị bên chuyển động Một cố thiết bị khác Linh kiện điện tử: stransistor NPN PNP, trở, điot, Máy biến áp 12v, IC ổn áp 7805, thạch anh 12MHz, tụ… Van điều khiển khí nén 5\2: - Hoạt động van sau: Khi chưa cấp khí vào cửa điều khiển 14, tác dụng lực lị xo van hoạt động vị trí bên phải, lúc cửa số thơng với cửa số cửa thông với cửa 5, cửa số bị chặn Khi ta cấp khí vào cửa điều khiển 14 van 5/2 đảo trạng thái làm cửa thông với cửa 4, cửa thông với cửa cửa bị chặn II Sơ đồ Mạch KHỐI ĐIÊU Động - Khối nguồn Khối nguồn bao gồm: máy biến áp với đầu 12v qua cầu điot để chỉnh lưu thành dòng chiều Dòng điện chiều tụ san phẳng lọc nhiễu cấp nguồn nuôi động van điều khiển khí nén đầu qua IC 7805 để cấp nguồn cho vi điêu khiển Khối điều khiển Khối sử lý trung tâm dung vi điều khiển AT89c51 Chức khối điều khiển động piston theo chương trình đặt sẵn cách đưa xung điện áp tương ứng - Chức chân điều khiển sau: + Từ chân P1.0 – P1.2 chân nối với công tắc P1.0 nối với công tắc Start, P1.1 P1.2 nối với cơng tắc hành trình + P0.0 – P0.7 chân nối với khối công suất để điều khiển động bước: P0.0 – P0.3 điều khiển động đẩy cánh tay P0.4 – P0.7 điều khiển động quay đầu gắp vật + P2.0 – P2.3 điều khiển động chiều + P0.4, P0.5 điều khiển van piston khí nén Khối cơng suất Khuếch đại tín hiệu điều khiển từ khối điều khiển đưa tới động Chương trình III BẮT ĐẦU Lưu đồ thuật toán chung Thu cánh tay P1 = 0FFH Quay tay gắp R7 = P1.0 = P1.2 = Đúng P1.1 = Quay thuận Đẩy cánh tay Sai Đúng Đẩy cánh tay Nhả vật R7 = Sai Đúng Gắp vật Chương trình Sai Quay nghịch org 0000h mov P1,#0FFH; mov P0,#00H mov P2,#00H mov R7,#6 main: Lcall khoidong lcall gapvat lcall thucanhtay lcall quaytaygap ; quay tay gap vat 180 lcall quaynghich lcall daycanhtay lcall nhavat ljmp quaythuan ret khoidong: JB P1.0,Quaythuan sjmp kiemtra quaythuan: JB P1.1,Daycanhtay mov P2,#00001001B sjmp quaythuan Daycanhtay: clr A mov DPTR,#CODE1 B2: mov R6,#8 B1: movc A,@A+DPTR mov P0,A acall delay INC DPTR DJNZ R6,B1 DJNZ R7,B2 ret gapvat: mov P2,#00010000B acall delay2s ret nhavat: mov P2,#00100000B acall delay2s thucanhtay: clr A mov DPTR,#CODE2 LAP2: mov R6,#8 LAP1: movc A,@A+DPTR mov P0,A acall delay INC DPTR DJNZ R6,LAP1 DJNZ R7,LAP2 ret quaytaygap: clr A mov R4,#3 mov DPTR,#CODE3 A1: mov R6,#8 A2: movc A,@A+DPTR mov P0,A acall delay INC DPTR DJNZ R6,A2 DJNZ R4,A1 ret quaynghich: JB P1.2,daycanhtay mov P2,#00000110B sjmp quaynghich delay2s: mov tmod,#02H mov R5,#40 lap: mov TH0,#HIGH(-50000) mov TL0,#LOW(-50000) setb TR0 ; khoi dong timer0 jnb TF0,$ ; co bo dinh thoi = 0,nhay tai cho clr TR0 ; dung bo timer clr TF0 ; xoa co bo dinh thoi Djnz R5,lap ret delay: mov r0,#0f m1: mov r1,#0f m2: djnz r1,m2 djnz r0,m1 ret CODE1: DB 0F1H,0F2H,0F4H,0F8H,0F1H,0F2H,0F4H,0F8H CODE2: DB 0F8H,0F4H,0F2H,0F1H,0F8H,0F4H,0F2H,0F1H CODE3: DB 01FH,02FH,04FH,08FH,01FH,02FH,04FH,08FH END ... khối công suất để điều khiển động bước: P0.0 – P0.3 điều khiển động đẩy cánh tay P0.4 – P0.7 điều khiển động quay đầu gắp vật + P2.0 – P2.3 điều khiển động chiều + P0.4, P0.5 điều khiển van piston... cho vi điêu khiển Khối điều khiển Khối sử lý trung tâm dung vi điều khiển AT89c51 Chức khối điều khiển động piston theo chương trình đặt sẵn cách đưa xung điện áp tương ứng - Chức chân điều khiển. .. tín hiệu điều khiển từ khối điều khiển đưa tới động Chương trình III BẮT ĐẦU Lưu đồ thuật toán chung Thu cánh tay P1 = 0FFH Quay tay gắp R7 = P1.0 = P1.2 = Đúng P1.1 = Quay thuận Đẩy cánh tay Sai