Bảng 3.3 Các thiết bị có trong mạch điện
Stt Tên Số lượng
1 Arduino UNO R3 1
2 Mạch điều khiển tốc độ động cơ L298 1
3 Động cơ giảm tốc 12v (min 6v) DC365 1
4 Động cơ RC servo MG996R 2 5 Động cơ servo SG90 2 6 Cảm biến vật cản hồng ngoại 1 7 Nguồn tổ ong 12V 5A 1 8 Mạch nguồn giảm áp, hạ áp DC XL4016 200W 8A 2
9 Webcam Mini 720P Mô-đun Camera USB
1.0Megapixel
1
3.2.2.1 Arduino UNO R3
Mạch Arduino Uno là dòng mạch Arduino phổ biến, khi mới bắt đầu làm quen, lập trình với Arduino thì mạch Arduino thường nói tới chính là dòng Arduino UNO. Hiện dòng mạch này đã phát triển tới thế hệ thứ 3 (Mạch Arduino Uno R3).
Bảng 3.4 thông số kỹ thuật Arduino UNO R3
Chip điều khiển chính ATmega328P
Điện áp hoạt động 5V Tốt nhất nên cấp nguồn 5V cho Arduino từ cổng USB.
Số chân Analog 6
Số chân Digital 14 ( 6 chân PWM)
Dòng ra trên chân digital Max 40 mA
Dòng ra trên chân 5V 500 mA
41
Dung lượng bộ nhớ Flash 32 KB (ATmega328P)
SRAM 2 KB (ATmega328P)
EEPROM 1 KB (ATmega328P)
Tốc độ 16 MHz
Trọng lượng 25 gram
Chân PWM (~) 3, 5, 6, 9, 10, và 11
Hình 3.5 vi điều khiển Arduino UNO R3
42
3.2.2.2 Mạch điều khiển tốc độ động cơ L298
Module điều khiển động cơ L298 ( mạch cầu H L298) là một module hưu ích, phổ biến với chức năng thông dụng và giá thành cực kỳ rẻ là lựa chọn của các bạn học sinh, sinh viên. Mạch này có thể điều khiển được 2 động cơ. Ứng dụng rất nhiều vào các đề tài: điều khiển xe robot, điều khiển cánh tay robot (Cánh tay robot 3 bậc tự do phải sử dụng tới 2 mô đun này)
Hình 3.7 Mạch điều khiển tốc độ động cơ L298 Thông số kỹ thuật
- IC chính: L298 - Dual Full Bridge Driver
- Điện áp đầu vào: 5~30VDC
- Công suất tối đa: 25W 1 cầu (lưu ý công suất = dòng điện x điện áp nên áp cấp vào càng cao, dòng càng nhỏ, công suất có định 25W).
- Dòng tối đa cho mỗi cầu H là: 2A
- Mức điện áp logic: Low -0.3V~1.5V, High: 2.3V~Vss
43
Hình 3.8 sơ đồ chân mạch L298 3.2.2.3 Động cơ giảm tốc 12v (min 6v) DC365
Hình 3.9 Động cơ giảm tốc 12v (min 6v) DC365 Thông số kỹ thuật
- Dải điện áp hoạt động: 6V – 12V
- Tốc độ động cơ:
- Tại điện áp 6V, dòng 0,15A : tốc độ 110 vòng/phút
- Tại điện áp 12V có dòng 0,18A tốc độ 240 vòng/phút.
- Đường kính trục động cơ: 4mm
- Độ dài trục động cơ: 8mm
Đường kính hộp giảm tốc: 25mm
- Đường kính phần thân động cơ: 27mm
44
- Trọng lượng động cơ: 106g
3.2.2.4 Động cơ RC servo MG996R
Động Cơ RC Servo MG996R (nâng cấp MG995) có momen xoắn lớn, đây là bản nâng cấp từ Động cơ RC servo MG995 về tốc độ, lực kéo và độ chính xác. Lực kéo ở 6V: 11kg. Phù hợp với máy bay cánh quạt loại 50 – 90 methanol và máy bay cánh cố định xăng 26cc-50cc. So với MG946R, MG996R nhanh hơn, nhưng hơi nhỏ hơn
Hình 3.10 Động cơ RC servo MG996R Thông số kỹ thuật
- Chủng loại: Analog RC Servo
- Điện áp hoạt động: 4.8-6.6VDC - Kích thước: 40mm x 19mm x 43mm - Trọng lượng: 55g - Góc quay 360 độ - Lực kéo: o 9 kg-cm (180.5 ozin) tại 4.8V o 12 kg-cm (208.3 ozin) tại 6V - Tốc độ quay:
o 0.17sec / 60 degrees (4.8V không tải)
45
3.2.2.5 Động cơ servo SG90
Động cơ servo SG90 180 độ có tốc độ phản ứng nhanh, các bánh răng được làm bằng nhựa nên cần lưu ý khi nâng tải nặng vì có thể làm hư bánh răng, động cơ RC Servo 9G có tích hợp sẵn Driver điều khiển động cơ bên trong nên có thể dễ dàng điều khiển góc quay bằng phương pháp điều độ rộng xung PWM.
Hình 3.11 Động cơ servo SG90 Thông số kỹ thuật
- Khối lượng : 9g
- Kích thước: 22.2x11.8.32 mm - Momen xoắn: 1.8kgcm
- Tốc độ hoạt động: 60 độ trong 0.1 giây - Điện áp hoạt động: 4.8V(~5V)
- Nhiệt độ hoạt động: 0 ºC – 55 ºC - Kích thước : 22.2 x 11.8 x 32 mm
3.2.2.6 Cảm Biến Vật Cản Hồng Ngoại E18-D80NK
Cảm biến vật cản hồng ngoại E18-D80NK xác định khoảng cách đến vật cản bằng hồng ngoại cho phản hồi nhanh chóng, chính xác và ít bị nhiễu do sử dụng mắt nhận và phát tia hồng ngoại theo tần số riêng biệt.Cảm biến có thể chỉnh khoảng cách hoạt động thông qua biến trở ở phần cuối thân cảm biến. Ngõ ra cảm biến ở dạng cực thu hở nên cần thêm 1 trở kéo lên nguồn ở chân Tín hiệu khi sử dụng
46
Hình 3.12 cảm biến vật cản hồng ngoại
Thông số kỹ thuật cảm biến vật cản hồng ngoại:
- Nguồn điện cung cấp: 5VDC.
- Khoảng cách phát hiện: 3 ~ 80cm.
- Có thể điều chỉnh khoảng cách qua biến trở.
- Dòng kích ngõ ra: 300mA.
- Ngõ ra dạng NPN cực thu hở giúp tùy biến được điện áp ngõ ra, trở treo lên áp bao nhiêu sẽ tạo thành điện áp ngõ ra bấy nhiêu.
- Chất liệu sản phẩm: nhựa.
- Có led hiển thị ngõ ra màu đỏ.
- Kích thước: 1.8cm (D) x 7.0cm (L)
47
3.2.2.7 Nguồn tổ ong 12V 5A
• Điện áp đầu vào: 180V-240V
• Tần số hoạt động: 47 ~ 63HZ
• Công suất: 60W
• Điện áp đầu ra: 12V
• Dòng điện tối đa: 5A
• Điện áp điều chỉnh: ± 10%
• Hiệu suất ≥ 85%
• Điều chỉnh điện áp (Đầy tải) ≤ 0.3%
• Bảo vệ quá tải 105% —- 150% công suất định mức, phục hồi tự động
• Chức năng bảo vệ ngắn mạch tự động
• Bảo vệ quá áp 105% —- 150% điện áp định mức
• Nhiệt độ làm việc: -20 ℃ ~ 60 ℃ • Nhiệt độ bảo quản -40 ℃ ~ 85 ℃
• Kích thước: 110 * 78 * H36 (mm)
48
3.2.2.8 Mạch Giảm Áp DC-DC Buck LM2596 3A
Mạch giảm áp DC-DC Buck LM2596 3A có kích thước nhỏ gọn có khả năng giảm áp từ 30VDC xuống 1.5VDC mà vẫn đạt hiệu suất cao (92%), thích hợp cho các ứng dụng chia nguồn, hạ áp, cấp cho các thiết bị như camera, robot,...
Thông số kỹ thuật:
Điện áp đầu vào: Từ 3V đến 30V.
Điện áp đầu ra: Điều chỉnh được trong khoảng 1.5V đến 30V. Dòng đáp ứng tối đa là 3A.
Hiệu suất : 92% Công suất : 15W
Kích thước: 45 (dài) * 20 (rộng) * 14 (cao) mm
Hình 3.15 Mạch Giảm Áp DC-DC Buck LM2596 3A
Hình 3.16 sơ đồ nguyên lý mạch Giảm Áp DC-DC Buck LM2596 3A
3.2.2.9 Webcam Mini 720P Mô-đun Camera USB 1.0Megapixel
49
Độ phân giải cao: 720P(HD) Megapixel: 1MP
Thẻ TF: không có Nguồn điện (V):DC 5V
Số Model: WDR-720USBMB Góc nhìn: 90
Giao thức USB: USB2.0 Tối đa độ phân giải: 1280x720 Cảm biến: CMOS
Kích thước (D x R x D)(mm):38x38mm
50
Hình 3.18 mạch điện hoàn thiện
Hình 3.19 sơ đồ nối dây phần cứng