NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO MÔ HÌNH ROBOT ĐIỀU KHIỂN TỪ XA PHUN THUỐC KHỬ KHUẨN

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỔNG HỢP NGÀNH ĐIỆN TỬ TRUYỀN THÔNG Tên đề tài: NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO MƠ HÌNH ROBOT ĐIỀU KHIỂN TỪ XA PHUN THUỐC KHỬ KHUẨN Sinh viên thực : PHẠM TẤN HẢI : NGUYỄN HOÀNG VŨ Lớp : 17D3 Giáo viên hướng dẫn : ThS TRẦN DUY CHUNG Đà Nẵng, tháng 09 năm 2020 LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan cơng trình nghiên cứu thân hướng dẫn giáo viên ThS Trần Duy Chung, khơng có chép người khác Dề tài, nội dung báo cáo sản phẩm mà em nỗ lực trình học tập trường Em xin chịu hoàn toàn trách nhiệm, kỷ luật mơn nhà trường đề có vấn đề xảy Đà Nẵng, ngày 26 tháng 09 năm 2020 Sinh viên Phạm Tấn Hải Nguyễn Hoàng vũ NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Đà Nẵng, ngày 26 tháng 09 năm 2020 Giáo viên Hướng Dẫn Trần Duy Chung MỤC LỤC CHƯƠNG TỔNG QUAN Tổng quan Tính cấp thiết đề tài Mục tiêu nội dung nghiên cứu đề tài 1.4 Phương thức tiếp cận nghiên cứu CHƯƠNG : GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ Tổng quan Arduino Khái niệm chung Arduino Quá trình phát triển Mơi trường phát triển tích hợp(IDE) ARDUINO NANO Giới thiệu Arduino NANO Các chân lượng Một vài thông số Arduino Nano Cổng kết nối với Arduino Nano Nguyên lý hoạt động Arduino Nano Lập trình cho Arduino Nano 10 11 Vi điều khiển ATMEGA328P-AU 12 2.3 NRF 24L01 13 2.3.1 Giới thiệu NRF 24L01 13 2.3.2 Cấu trúc module NRF 24L01 13 2.3.3 Phương thức làm việc MODULE NRF 24L01 14 ĐỘNG CƠ PLANET VÀ CẦU H BTS 7960 15 2.4.1 Giới thiệu động planet 15 CẦU H BTS 7960 16 MODULE RELAY 17 BƠM DUNG DỊCH 18 MODULE A4988 18 GIỚI THIỆU MODULE A4988 18 THÔNG SỐ KỸ THUẬT 19 ĐỘNG CƠ BƯỚC 19 CẢM BIẾN SIÊU ÂM 19 CHƯƠNG 20 THIẾT KẾ MÔ HÌNH 20 Sơ đồ khối hệ thống 20 Sơ đồ nguyên lý 22 Khối điều khiển động step 25 : Khối nguồn 25 Khối RELAY 26 3.3 MƠ HÌNH 27 Mơ hình sản phẩm hoàn thiện 27 LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN 28 Lưu đồ thuật toán 28 28 29 CHƯƠNG 30 KẾT QUẢ VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 30 Đánh giá kết 30 Hướng phát triển đề tài 31 TÀI LIỆU THAM KHẢO 31 [1] https://www.arduino.cc/ 31 [2] Website http://alldatasheet.com/ 31 [3]http://dulieu.tailieuhoctap.vn/books/khoa-hoc-ky-thuat/dien-dientu/file_goc_779516.pdf 31 [4] Nguyễn Trọng Hiếu, Phạm Quang Huy, Vi điều khiển ứng dụng-arduino dành cho người tự học, NXB Bách khoa Hà Nội, 2015 31 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1: Arduino Nano Hình 2: Sơ đồ chân Arduino Nano Hình 3: Giao diện phần mềm Arduino Nano 11 Hình 4: Vi điều khiển ATmega328P-AU 12 Hình Cấu tạo module RF 13 Hình 6: Sơ đồ nguyên lý muodule RF 14 Hình 7: Sơ đồ chân kết nối mạch nguyên lý 15 Hình 8: Động planet 16 Hình 9: Module bts7960 16 Hình 10:Module relay 17 Hình 11: Bơm dung dich 18 Hình 12: MODULE A4988 18 Hình 13: Động bước 19 Hình 14: Sơ đồ khối tổng thể hệ thống 20 Hình 15: Sơ đồ mạch nguyên lý trung tâm 22 Hình 16: Mạch nguyên lý PCB 23 Hình 17: Nguyên lý điều khiển động step 25 Hình 18: Nguyên lý khối nguồn 25 Hình 19: Nguyên lý khối RELAY 26 Hình 20: điều khiển 27 Hình 21: robot phun thuốc khử khuẩn 27 LỜI MỞ ĐẦU Ngày khoa học công nghệ ngày phát triển, công nghệ 4.0 không đơn thách thức nhỏ nhân loại Công nghệ 4.0 bao gồm việc kết hợp tất nghiên cứu tiên tiến sinh học, cơng nghệ tự động hóa cơng nghiệp để nâng cao chất lượng sống Có khả tương tác với thiết bị, máy móc, máy cảm biến người có khả kết nối giao tiếp với thông qua Internet of Things (IoT) Internet op People (IoP) Công nghệ có mặt nơi, lĩnh vực Trí tuệ nhân tạo, Robot, in ba chiều, cơng nghệ nano, công nghệ sinh học, khoa học vật liệu, lưu trữ lượng tính tốn lượng tử Cơng nghệ 4.0 ảnh hưởng lớn đến nhân loại, khả ảnh hưởng đến quyền riêng tư, quyền sỡ hữu, cơng việc, nghề nghiệp, kỹ năng… Cơng nghệ 4.0 nâng cao xã hội lên tầm cao Trên sở học , thiết bị điện tử ,chúng em chọn thực đề tài NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO MƠ HÌNH ROBOT ĐIỀU KHIỂN TỪ XA PHUN THUỐC KHỬ KHUẨN với mục đích để làm chủ kiến thức, công nghệ Do kiến thức cịn hạn hẹp ,nên chắn khơng tránh khỏi thiếu xót ,hạn chế chúng em mong giúp đỡ góp ý nhắc nhở từ q thầy để hồn thiện đề tài Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy giáo ThS Trần Duy Chung tồn thể thầy môn giúp đỡ tạo điều kiện cho chúng em nhiều trình tìm hiểu, thiết kế hoàn thành đề tài Sinh viên thực PHẠM TẤN NGUYỄN HẢI HOÀNG VŨ Đồ Án Tốt Nghiệp CHƯƠNG TỔNG QUAN Tổng quan Công nghệ diều khiển từ xa y tế Hiện công nghệ điều khiển giám sát từ xa áp dụng để hổ trợ phục vụ vào việc chăm sóc y tế trọng Cơng nghệ phát triển giúp người thực công việc cách thuận tiện sát, bên cạnh cịn giúp người sử lý cơng việc cần cách ly chống lay nhiểm Tính cấp thiết đề tài Trong ngày cuối năm 2019 tháng đầu năm 2020 đại dịch corona(covid19) bùng phát tồn cầu, Con virus có lay lan nhanh cộng cồng Có đến hang chục triệu người nhiễm hang nghìn người tử vong virus gây tồn giới Nó gây ảnh hưởng đên đời sống, kinh tế , đặt biệt thiếu đội ngủ chăm sóc vật tư ngành y tế Xét thấy đề tài có nhiều ứng dụng cấp thiết tình hình cấp bách Do nhóm chúng em định nghiên cứu thi cơng mơ hình robot điều khiển từ xa phun thuốc khử khuẩn nhằm phục vụ cho việc học tập tạo mơ hình hồn thiện nhằm góp phần vào công việc đẩy lùi dịch bênh cân lại đời sông Mục tiêu nội dung nghiên cứu đề tài - Tạo robot khử khuẩn phịng học, phịng bênh,… nơi có nguy lay nhiểm cao - Giúp cho người tránh tiếp xúc trực tiếp với virus GVHD : ThS.Trần Duy Chung Đồ Án Tốt Nghiệp - Làm chủ công nghệ điều khiển từ xa 1.4 Phương thức tiếp cận nghiên cứu Nhóm thực đề tài sử dụng phương pháp để nghiên cứu đề tài sau: - Nghiên cứu tìm hiểu thơng qua mạng internet - Kết hợp lý thuyết học trường để thực nghiệm vào đề tài - Nghiên cứu mạch điện tử điều khiển thiết bị - Thi công, tạo robot dựa điều kiện CHƯƠNG : GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ Tổng quan Arduino Khái niệm chung Arduino Arduino board mạch vi xử lý, nhằm xây dựng ứng dụng tương tác với với môi trường thuận lợi Phần cứng bao gồm board mạch nguồn mở thiết kế tảng AVR Atmel bit ARM Atmel 32 bit Những model trang bị gồm cổng giao tiếp USB, chân đầu vào analog, 14 chân I/O kỹ thuật số tương thích với nhiều board mở rộng khác Được giới thiệu vào năm 2005, nhà thiết kế Arduino cố gắng mang đến phương thức dễ dàng, khơng tốn cho người u thích, sinh viên giới chuyên nghiệp để tạo thiết bị có khả tương tác với mơi trường thông qua cảm biến cấu chấp hành Những ví dụ phổ biến cho người yêu thích bắt đầu bao gồm robot đơn giản, điều khiển nhiệt độ phát chuyển động, với mơi trường phát triển tích hợp (IDE) chạy máy tính cá nhân thơng thường cho phép người dùng viết chương trình cho Arduino ngôn ngữ C C++ GVHD : ThS.Trần Duy Chung Đồ Án Tốt Nghiệp Quá trình phát triển • Lịch sử phát triển Arduino dự án dành cho sinh viên Interaction Design Insitute Ivrea Ivrea, italya.Vào thời điểm sinh viên sử dụng tem có giá khoảng $100 Masimo Banzimột nhà sáng lập giảng dạy Ivrea Cái tên “Arduino” đến từ quán bar Ivrea, nơi vài nhà sáng lập dự án thường xuyên gặp mặt Lý thuyết phần cứng đóng góp sinh viên người Coloumbia tên Hermando Barragan Sau tảng Wiring hoàn thành, nhà nghiên cứu đãlàm việc với để giúp nhẹ hơn, rẻ khả dụng mã nguồn mở Trường cuối bị đóng cửa, nhà nghiên cứu số David Cuarlielles phổ biến ý tưởng • Đặc điểm Một Board mạch Arduino đời đầu gồm cổng giao tiếp RS232 chip xử lý Atmel ATmega8 , 14 chân I/O số nằm phía chân analog đầu vào Một mạch Arduino bao gồm vi điều khiển AVR với nhiều linh kiện bổ sung giúp dễ dàng lập trình mở rộng mạch khác Một khía cạnh quan trọng Arduino kết nối tiêu chuẩn cho phép người dùng kết nối với CPU board với module thêm vào dễ dàng chuyển đổi gọi shield Vài shield truyền thông với board Arduino trực tiếp thông qua chân khác nhau, nhiều shield định địa thông qua serial bus I2C, nhiều shield xếp chồng sử dụng dạng song song Arduino thức thường sử dụng dịng chip megaAVR, đặc biệt ATmega8, ATmega168, ATmega328, ATmega1280, ATmega2560 Một vài xử lí khác sử dụng vi xử lý mạch Aquino tương thích Hầu hết mạch gồm điều chỉnh tuyến tính 5V thạch anh dao động 16MHz( cộng hưởng ceramic vài biến thế) Một vi điều khiển Arduino lập trình sẵn bootloader GVHD : ThS.Trần Duy Chung Đồ Án Tốt Nghiệp 3.4.1.2 Lưu đồ thuật toán robot \ BẮT ĐẦU Giá trị nút nhấn Giá trị khoảng cách Đ Led loa hoạt động Giá trị khoảng cách