Thiết kế và chế tạo bộ ổn định nguồn 5VDC cho bộ vi điều khiển robot di động

Robots

Khi điều khiển ER bằng bộ điều khiển có dây, chiều dài cáp là không giới hạn. Tuy nhiên, hãy cẩn thận không để dây cáp quấn vào các cấu kiện và đối tượng trên khu vực Sân đấu. Tổng trọng lượng của hai robot, bộ điều khiển, bộ pin chính được sử dụng trong khi thi đấu không được vượt quá 50 kg.

Bất kỳ thiết bị nào khác mà đội mang theo cho mục đích thiết lập, công cụ, bình chứa khí và pin dự phòng (cùng loại. với loại ban đầu được lắp đặt trong Robot) đều không tính vào trọng lượng robot. Robot không đáp ứng được các yêu cầu trên không được tham gia cuộc thi.

Điều khoản khác

Các robot di động kiểu bánh xe được trang bị các phần tử chấp hành, các cảm biến, một máy tính on-board, … để nó có khả năng di chuyển tự động thông minh mà không cần sự tác động từ con người. Bài toán truyền thông là bài toán thiết lập kênh giao tiếp giữa robot di động này với Robot di động khác hoặc giữa robot di động với các thiết bị khác trong môi trường hoạt động. Trong bài toán này, bộ điều khiển cần tìm ra một quỹ đạo tối ưu để robot di động đi từ điểm xuất phát đến điểm đích mà không có va chạm với bất kỳ vật cản nào.

Hơn nữa, khi một robot di động chạy theo các quỹ đạo được xây dựng từ trước một cách lặp đi lặp lại, tìm kiếm quỹ đạo phù hợp nhất cũng ảnh hưởng tới tính hiệu quả và chi phí năng lượng của nó, đặc biệt là các xe nông nghiệp. Bởi vậy, thiết kế quỹ đạo có thể được xem như một dạng của bài toán tối ưu trong điều kiện có các ràng buộc nhất định như tránh vật cản. Trong thiết kế quỹ đạo toàn cục, toàn bộ thông tin về môi trường hoạt động của robot di động đều được biết, bởi vậy quỹ đạo được thiết kế tĩnh từ trước và môi trường không có sự thay đổi theo thời gian.

Trong khi đó, trong thiết kế quỹ đạo cục bộ, chỉ một phần thông tin về môi trường được biết hoặc không có chút thông tin nào về môi trường. Trong phương pháp thiết kế quỹ đạo cục bộ, quỹ đạo luôn được thiết kế động dựa theo thông tin cảm biến về các vật cản được thu thập online. Bởi vậy, phương pháp thiết kế quỹ đạo cục bộ là phù hợp hơn và có ý nghĩa thực tiễn hơn phương pháp toàn cục, bởi vì môi trường thường thay đổi theo thời gian và rất khó để được mô tả chính xác từ trước.

Sau khi quỹ đạo được thiết kế, bài toán điều khiển chuyển động được chú ý đến để làm sao cho robot phải bám theo quỹ đạo vừa được thiết kế. Bài toán điều khiển chuyển động cực kỳ quan trọng trong lĩnh vực robot di động, bởi vì hiệu năng của các luật điều khiển ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả của các ứng dụng rô bốt di động trong sản xuất và đời sống. Nhận thấy xu hướng phát triển ngày càng mạnh của robot di động, với nhiều ứng dụng trong thực tiễn và việc nghiên cứu phát triển robot di động trở nên rất phổ biến.

Đối với robot di động cần phải giải quyết nhiều bài toán và bài toán điều khiển chuyển động cho robot di động có ý nghĩa cả trong thực tiễn ứng dụng lẫn trong lý thuyết điều khiển học. Mục tiêu chuyên đề là điều khiển cơ cấu robot di chuyển đến vị trí đích bằng các phương pháp điều khiển được thiết kế như điều khiển phản hồi tuyến tính, điều khiển logic mờ, điều khiển PID và điều khiển thích nghi. Sau đó, áp dụng vào mô hình thực tế là robot di động, bảo đảm robot di động có thể di chuyển chính xác và đáng tin cậy đến vị trí đích.

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ CHẾ TẠO BỘ ỔN ĐỊNH NGUỒN 5VDC CHO BỘ VI ĐIỀU KHIỂN ROBOT

Nó cũng được sử dụng bởi nhiều người đam mê điện tử và thợ mày mò do giá rẻ, dễ sử dụng và không cần nhiều linh kiê ¢n bên ngoài. IC có nhiều tính năng tích hợp lý tưởng để sử dụng trong nhiều ứng dụng điện tử như dòng điện đầu ra 1.5A, chức năng bảo vệ quá tải, bảo vệ quá nhiệt, dòng điện tĩnh thấp. Trong mạch ta sử dụng ic 7805 cùng các linh kiện khác để chuyển từ 12vdc xuống 5vdc như diode d1 để chống ngược dòng, tụ để lọc và sử dụng led để hiển thị điện áp ra.

IC 7805 sử dụng rộng rãi trong các thiết bị thương mại và giáo dục như là một thiết bị tốt để cung cấp năng lượng cho họ mạch tích hợp kỹ thuật số TTL. Nó cũng được sử dụng bởi nhiều người đam mê điện tử và thợ do giá rẻ, dễ sử dụng và không cần nhiều linh kiê ¢n bên ngoài. IC có nhiều tính năng tích hợp lý tưởng để sử dụng trong nhiều ứng dụng điện tử như dòng điện đầu ra 1.5A, chức năng bảo vệ quá tải, bảo vệ quá nhiệt, dòng điện tĩnh thấp, v.v.

Chân số 5 của IC là công tắc khởi động, nếu cấp nguồn dúng cực thì chân 5 sẽ nhận tín hiệu âm của nguồn. >> IC được khởi động,nếu cấp nguồn ngược cho IC chân 5 của IC sẽ kích hoạt tín hiệu dương IC sẽ không hoạt động, đo đó dòng điện sẽ không làm hỏng mạch và bảo vệ được nguồn ra. Đường màu xanh biểu thị điện áp đầu ra của cuộn cảm L Đường màu đỏ hiển thị điện áp đầu vào của cuộn cảm L.

Do điện áp âm của cuộn cảm quá lớn dẫn điến làm hỏng IC điều chế xung nên mạch sẽ sử dụng diore D1 để làm giảm điện áp âm của cuộn cảm vào IC đo mạch hoạt động ở tần số cao nên diode đươc sử dụng trong mạch là diode schottky. IC có thể nhận điện áp đầu vào từ 4,5V đến 40V và chuyển đổi thành nguồn điện áp thay đổi với dòng điện liên tục lên tới 3A. LM2596 hoạt động ở tần số chuyển mạch 150 kHz do đó cho phép các thành phần bộ lọc có kích thước nhỏ hơn những gì cần thiết so với bộ điều chỉnh chuyển mạch tần số thấp hơn;chế độ chờ công xuất thấp khoảng 80uA.

Ổn định điện áp đầu ra 5V với dòng 1.5A để ổn định lâu dài thì dòng phù hợp là 1A, có chức năng bảo vệ quá tải, bảo vệ quá nhiệt, dòng điện tĩnh thấp, v.v. Nhu cầu thực tế là cấp nguồn cho mạch vi điều khiển arduino mega 2560 nên tùy mỗi loại phương án có những ưu nhược điểm riêng. Arduino mega cũng sử dụng IC tương tự LM7805 để ổn định điện áp nên việc sử dụng mạch là không cần thiết Mạch buck dùng IC LM2596.

IC có thể nhận điện áp đầu vào từ 4,5v đến 40v và chuyển đổi thành nguồn điện áp tháy đổi với dòng điện liên tục lên tới 3A. Mạch trên thị trường có thích hợp thêm led hiển thị điện áp nên khi sử dụng không cần phải dùng vôn kế để đo điện áp đầu vào và đầu ra.