Xe thăm dò các điều kiện môi trường điều khiển qua web

Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Viện Cơ khí Mơn học : Kĩ thuật lập trình Cơ điện tử Giảng viên hướng dẫn : TS.Bùi Đình Bá Thành viên nhóm Nguyễn Xuân Mạnh: 20170819 Trần Xuân Duy: 20184422 Nguyến Tuấn Minh: 20184551 Đề tài nghiên cứu: Xe thăm dò điều kiện môi trường điều khiển qua Web Nội dung nghiên cứu: 1.Mục đích, lý chọn đề tài 1.1 Lý 1.2 Mục đích Cấu tạo 2.1 Phần cứng 2.2 Phần mềm 2.3 Mơ hình động học 3.Kết 3.1 Hình ảnh sản phẩm thực tế 3.2 Video sản phẩm hoạt động 3.3 Kết đo Lý do, mục đích chọn đề tài 1.1 Lý - Thế giới phát triển nhanh chóng, đặc biệt mặt khoa khoa học: Khoa học hàng không-vũ trụ, khoa học y tế, khoa học máy tính… Và đạt vơ số thành cơng: Đưa người lên vũ trụ, tìm hành tinh mới, cơng nghệ y tế mới, tìm hợp chất có ích cho đời sống, thiết kế loại rô-bốt phục vụ đời sống người… - Nhưng bên cạnh thành công có nhiều thất bại: Thảm họa chenobyl xảy vào ngày 26 tháng năm 1986 nhà máy điện nguyên tử Chernobyl Pripyat, Ukraina (khi cịn phần Liên bang Xơ viết) bị nổ, Sự cố nhà máy điện hạt nhân fukushima Nhật Bản năm 2011, phịng thí nghiệm chất nguy hiểm bí cố… tạo nhiều hệ lụy cho sống: Khơng khí nhiễm, trái đất nóng lên, nhiễm nguồn nước, số nới mà người sống nhiễm phóng xạ chưa biết trở lại để sinh sống… 1.2 Mục đích Từ lý trên, nhóm chúng em định chế tạo công cụ giúp người kiểm tra thông số bản( nhiệt độ, áp suất, độ ẩm, ánh sáng, phát khí gas rị rỉ phân biệt loại chất…) nơi mà người khơng thể trực tiếp đo lý an tồn: Nơi có chất phóng xạ, phịng thí nghiệm bị cố, hành tinh mới, hay vùng đất khắc nghiệt… Đó sản phẩm: xe thăm dị điều kiện mơi trường điều khiển điện thoại thơng minh 2.Cấu tạo 2.1 Phần cứng • Khung xe nhựa mica • Động gắn khung nhựa mica xe • Hai bánh xe lớn có trục, gắn vào động • Bánh xe nhỏ gắn khung xe dẫn hướng hai bánh xe lớn -Mạch Arduino Uno gắn lên khung xe, ghép nối với module: • Module điều khiển động L298N • Module Wifi ESP 32 • Cảm biến nhiệt độ độ ẩm DHT 22 Thông số mạch : - Thông số module điều khiển L298 • Điện áp điều khiển: +5 V ~ +35 V • Dịng tối đa cho cầu H: 2A • Điện áp tín hiệu điều khiển: +5 V ~ +7 V • Dịng tín hiệu điều khiển: ~ 36mA • • • • • Thông số cảm biến DHT22 Nguồn sử dụng: 3~5VDC Dòng sử dụng: 2.5mA max (khi truyền liệu) Đo tốt ở độ ẩm 0100%RH với sai số 2-5% Đo tốt nhiệt độ -40 to 80°C sai số ±0.5°C Tần số lấy mẫu tối đa 0.5Hz (2 giây lần) -Thơng số kĩ thuật ESP 32 • CPU: Xtensa Dual-Core 32-bit LX6 với tần số hoạt động 240 MHz • Kết nối WiFi: – Wi-Fi: 802.11 b/g/n/e/i – Bluetooth: BR/EDR phiên v4.2 BLE • Ethernet MAC hỗ trợ chuẩn: DMA IE 1588 • Bus hỗ trợ mang CAN 2.0 • Nhiệt độ hoat động ổn định: -40C đến 85C • Điện áp hoạt động: 2.2-3.6V • Dịng tiêu thụ ổn định: 80mA • Giao tiếp ngoại vi 2.2 Phần mềm - Hệ thống gồm esp32 Arduino uno sử dụng ngôn ngữ C kết nối UART - Xây dựng giao diện điều khiển truyền siêu văn HTML - Nguyên lý hoạt động : + Sử dụng giao thức HTTP chế độ WiFi Station: Khi ESP32 kết nối với mạng mạng internet cấp cho esp32 địa IP ta sử dụng IP cấp để truyền văn gửi liệu esp32 + Mỗi ấn button WEB biến c gán giá trị khác tùy chức hoạt động: • backward c=2 • forward c=1 • right c=4 • left c=3 + Bây ESP chứa biến c , truyền UART cho Arduino + Arduino kết nối modun L298N thực băm xung điều khiển động Tùy vào liệu nhận thực lệnh tiến, lùi hay chuyển hướng 2.3 Mơ hình động học Hình 3: Mơ hình động học xe Hình 4: Mơ hình động học theo trục - Sử dụng cấu vi sai hình + Trục hai bánh lớn nằm đường thẳng Hai bánh xe điều khiển động chiều + Bánh lăn theo chuyển động dẫn hai bánh xe - Di chuyển : + Đi thẳng cần tốc độ quay hai bánh phải + Sự thay đổi hướng xe yêu cầu khác biệt tốc độ hai bánh Tuy nhiên ta sử dụng cấu vi sai nên việc rẽ trái rẽ phải thực cách quay bánh xe tốc độ ngược chiều quay - Điều dựa vào mơ hình động học sau 3 Kết 3.1 Hình ảnh sản phẩm thực - Giao diện web : - Hình ảnh xe 3.2 Video hoạt động sản phẩm 3.3 Kết đo thực tế Xe hoạt động đo dải nhiệt độ (20 - 570) dải độ ẩm (30% - 97%) nhiều địa điểm thời gian khác Địa điểm Trong nhà (Ngày 23/1/2021) Ngoài trời ( ngày23/01/2021 ) Thời gian Nhiệt độ TB(oC) Độ ẩm TB(%) Sáng(7h) 230C Chiều(15h) 250C 83% Tối(21h) 220C 95% Sáng(7h) 210C 86% Chiều(15h) 230C 68% Tối(21h) 190C 88% 92% Cảm ơn thầy cô bạn theo dõi ... phẩm: xe thăm dị điều kiện môi trường điều khiển điện thoại thông minh 2.Cấu tạo 2.1 Phần cứng • Khung xe nhựa mica • Động gắn khung nhựa mica xe • Hai bánh xe lớn có trục, gắn vào động • Bánh xe. .. cần tốc độ quay hai bánh phải + Sự thay đổi hướng xe yêu cầu khác biệt tốc độ hai bánh Tuy nhiên ta sử dụng cấu vi sai nên việc rẽ trái rẽ phải thực cách quay bánh xe tốc độ ngược chiều quay - Điều... • Hai bánh xe lớn có trục, gắn vào động • Bánh xe nhỏ gắn khung xe dẫn hướng hai bánh xe lớn -Mạch Arduino Uno gắn lên khung xe, ghép nối với module: • Module điều khiển động L298N • Module