Tài liệu chương 3: Thiết kế hệ Pan-Tilt ppt

chương 3: Thiết kế hệ Pan-Tilt 3.1. Yêu cầu: - Đề tài yêu cầu thiết kế 1 hệ Pan-Tilt có thể quay quanh 2 trục Ox – Tilting, và Oy – Panning. - Trên hệ Pan-Tilt ta gá cảm biến siêu âm SRF04, hệ Pan-Tilt quay mang theo c ảm biến và yêu cầu vẽ được biên dạng 2D của vật đặt trước cảm biến. 3.2. Thiết kế: - Dựa theo yêu cầu đề tài, xem cấu trúc của 1 hệ Pan-Tilt và tham kh ảo 1 số mẫu Pan-Tilt trên mạng, chúng em đã thiết kế được 1 hệ Pan-Tilt cơ bản, đáp ứng được yêu cầu mang SRF04 quay quanh 2 trục Ox, Oz dễ dàng. O Z Y X - Hai động cơ được sử dụng để thiết kế là 2 động cơ RC Servo của hãng Futaba (các thông số như trình bày ở phần động cơ servo), momen của chúng là 3.2 kg.cm đáp ứng đủ yêu cầu mang sensor SRF04 quay mà không s ợ bị quá tải. - Cảm biến siêu âm SRF04 được gá trên top của hệ Pan-Tilt. - Góc quay t ối đa của mỗi servo là 120 0 (cả 2 phía), góc mở của bộ phát của SRF04 là 30 0 ; như vậy khi hệ Pan-Tilt quay,cảm biến có thể quét được hầu hết toàn bộ biên dạng của vật thể nằm trong tầm quét của nó (phụ thuộc cách đặt, vị trí tương đối hệ Pan- Tilt – v ật). C. Kết quả đạt được: I. Phần cứng: 1. Vật mẫu: 3 vật mẫu: hình tròn, chữ nhật và nón cụt 2. Phần cứng toàn bộ của đề tài: II. Phần điện tử: 2.1. Thiết kế board điều khiển dùng AT Mega32: a. Nguyên lý: . b. Mạch hoàn thành: 2.2. Board nguồn cung cấp cho 2 động cơ Servo: Board dùng IC LM 2576 Adj, có khả năng điều chỉnh điện áp ngõ ra (mắc biến trở) và cho dòng ra lớn (lên đến 3A). Lý do chính để chọn IC này làm mạch nguồn cho servo là nhằm đáp ứng đủ dòng tiêu thụ cho 2 động cơ servo, vì khi chạy dòng I tiêu thụ của mỗi servo khoảng > 1A, 2 servo phải mất trên 2A và các loại IC nguồn thường dùng (7805, MC34063…) không đáp ứng đủ. a. Nguyên lý mạch b. Mạch hoàn thành: III. Chương trình điều khiển: 1.Vi điều khiển – AT Mega32: 1.1. Chương trình chính: a. Gi ải thuật chương trình chính: Bắt đầu reset Xác đònh Xmax, Xmin,Ymax,Ymin Truyền lên máy tính Đưa cảm biến về Xmin, Ymax Quét và gởi tọa độ lên máy tính b. Source Code: viết bằng phần mềm CodeVision. reset_servoX(); // vi tri "0" reset_servoY(); //*******xác định Ymin,Ymax; Xmin,Xmas*************** axes = top(); // lấy giá trị Ymax - điểm cao nhất trên cùng c ủa vật itoa(axes,Ymax); axes = bottom(); // l ấy giá trị Ymin -điểm thấp nhất dưới cùng của vật itoa(axes,Ymin); axes = left(); // l ấy giá trị Xmin - điểm ngoài cùng bên trái c ủa vật itoa(axes,Xmin); axes = right(); itoa(axes,Xmax); // l ấy giá trị Xmax -điểm ngoài cùng bên ph ải của vật //**xử lý chuỗi và gởi lên máy tính các giá trị biên*********** strcatf(str," ");// them ky tu ' ' strcat(str,Ymax); strcatf(str," ");// them ky tu ' ' strcat(str,Ymin); strcatf(str," ");// them ky tu ' ' strcat(str,Xmax); strcatf(str," ");// them ky tu ' ' strcat(str,Xmin); puts(str); // g ởi lên máy tính chuỗi data dạng: Ymax Ymin Xmas Xmin lcd_clear(); // xóa LCD lcd_puts(str); servoX = iXmin; // đưa servo đến vị trí "top left"chuẩn bị quét servoY = iYmax; delay_ms(1000); //***********thực hiện quét vật thể*********** for (y=j2;y>=j1;y ) { for (x=i1;x<=i2;x++) { servoX += 4; if (has_obj()) { itoa(x,axis_OX); itoa(y,axis_OY); strcatf(axis_OX," "); strcat(axis_OX,axis_OY); puts(axis_OX); delay_ms(100); } } delay_ms(300); servoX = iXmin; servoY += 4; delay_ms(300); } 1.2. Chương trình con xác định X(min,max); Y(min,max): a. Giải thuật chương trình con xác định Ymax: c. Source Code: //***********hàm xác định “top” - mép trên cùng của vật int top(void) { unsigned char tang=1; reset_servoX(); reset_servoY(); Ytang: servoY -= 4; //Y tang Bắt đầu Y tăng Ymax Có vật Đ Tăng ==1 S S Đ Thoát X tăng Đ X max KT KT Reset servoX Tăng :=0 X giảm S S Đ Xmin Thoát Đ S Return Y Kết thúc [...]... kiemtra; } } thoat: iYmax = servoY; return j2; //return giá trị top = Ymax } //********************end********************* * Các chương trình con xác định Ymin, Xmax, Xmin tương tự 1.3 Chương trình ngắt đo khoảng cách từ SRF04 đến vật-có vật hay không? a Giải thuật: Bắt đầu Thiết lập INT2 ngắt cạnh lên, khởi tạo timer0 Xuất 1 xung 10us từ chân PD.7 kích CB Khi ngắt cạnh lên, cho timer chạy, INT2 chuyển... kích CB Khi ngắt cạnh lên, cho timer chạy, INT2 chuyển qua dò cạnh xuống Khi ngắt cạnh xuống cho timer dừng, đo khoảng time t từ lúc có cạnh lên đến lúc có cạnh xuống S Không có vật t # timeout Đ Có vật Kết thúc b Source Code: interrupt [EXT_INT2] void ext_int2_isr(void) { #asm("sei") if (MCUCSR==0x40) { MCUCSR=0x00; TCNT0 = 0; count=0; lcd_clear(); //ngat canh xuong // tang 1 khi timer0 tran } else { . chương 3: Thiết kế hệ Pan-Tilt 3.1. Yêu cầu: - Đề tài yêu cầu thiết kế 1 hệ Pan-Tilt có thể quay quanh 2 trục Ox. Thiết kế: - Dựa theo yêu cầu đề tài, xem cấu trúc của 1 hệ Pan-Tilt và tham kh ảo 1 số mẫu Pan-Tilt trên mạng, chúng em đã thiết kế được 1 hệ Pan-Tilt