33 Bảng 3.1 Bảng tham số động học D-H robot Khâu 𝑑𝑖 𝜃𝑖 𝑎𝑖 𝛼𝑖 1 𝑙1 𝑞1 0 𝜋 2 2 0 𝑞2 𝑙2 0 3 0 𝑞3 𝑙3 0 4 0 𝑞4 𝑙4 0
Các ma trận biến đổi thuần nhất giữa các hệ tọa độ
H10 = [ 𝑐𝑜𝑠q1 0 𝑠𝑖𝑛q1 0 𝑠𝑖𝑛q1 0 −𝑐𝑜𝑠q1 0 0 1 0 l1 0 0 0 1 ] (3.1) H21 = [ 𝑐𝑜𝑠𝑞2 −𝑠𝑖𝑛𝑞2 0 l2𝑐𝑜𝑠𝑞2 𝑠𝑖𝑛𝑞2 𝑐𝑜𝑠𝑞2 0 l2𝑠𝑖𝑛𝑞2 0 0 1 0 0 0 0 1 ] (3.2) H32 = [ 𝑐𝑜𝑠𝑞3 −𝑠𝑖𝑛𝑞3 0 l3𝑐𝑜𝑠𝑞3 𝑠𝑖𝑛𝑞3 𝑐𝑜𝑠𝑞3 0 l3𝑠𝑖𝑛𝑞3 0 0 1 0 0 0 0 1 ] (3.3) H4 3 = [ 𝑐𝑜𝑠𝑞4 −𝑠𝑖𝑛𝑞4 0 l4𝑐𝑜𝑠𝑞4 𝑠𝑖𝑛𝑞4 𝑐𝑜𝑠𝑞4 0 l4𝑠𝑖𝑛𝑞4 0 0 1 0 0 0 0 1 ] (3.4) 𝑫𝟒 𝟎 = 𝑯𝟏𝟎𝑯𝟐𝟏𝑯𝟑𝟐𝑯𝟒 𝟑 = [ 𝑐𝑜𝑠𝑞1cos(𝑞2+ 𝑞3+ 𝑞4) −𝑐𝑜𝑠𝑞1sin(𝑞2+ 𝑞3+ 𝑞4) 𝑠𝑖𝑛q1 A 𝑠𝑖𝑛𝑞1cos(𝑞2+ 𝑞3+ 𝑞4) −𝑠𝑖𝑛𝑞1sin(𝑞2+ 𝑞3+ 𝑞4) −𝑐𝑜𝑠q1 B sin(𝑞2+ 𝑞3+ 𝑞4) cos(𝑞2+ 𝑞3+ 𝑞4) 0 C 0 0 0 1 ] (3.5) Trong đó
A = cos𝑞1[l2𝑐𝑜𝑠𝑞2+ l4cos(𝑞2+ 𝑞3+ 𝑞4) + l3cos(𝑞2+ 𝑞3)] (3.6) B = sin𝑞1[l2𝑐𝑜𝑠𝑞2+ l4cos(𝑞2+ 𝑞3+ 𝑞4) + l3cos(𝑞2+ 𝑞3)] (3.7) C = l1+ l2𝑠𝑖𝑛𝑞2+ l4sin(𝑞2+ 𝑞3+ 𝑞4) + l3sin(𝑞2+ 𝑞3) (3.8)
34 3.1.2 Động học nghịch robot
Bài toán động học thuận gồm việc giải quyết vị trí và hướng của tay gắp (cơ cấu chấp hành cuối khi biết tất cả các biến khớp). Bài toán động học nghịch yêu cầu tìm tập nghiệm của các khớp khi biết vị trí và hướng tay gắp.
Hình 3.3 Hướng và vị trí robot trong không gia Descartes Ta có hệ phương trình
{
𝑃𝑥 = cos𝑞1[l2𝑐𝑜𝑠𝑞2+ l4cos(𝑞2 + 𝑞3+ 𝑞4) + l3cos(𝑞2+ 𝑞3)] 𝑃𝑦 = sin𝑞1[l2𝑐𝑜𝑠𝑞2+ l4cos(𝑞2+ 𝑞3+ 𝑞4) + l3cos(𝑞2+ 𝑞3)] 𝑃𝑧 = l1+ l2𝑠𝑖𝑛𝑞2+ l4sin(𝑞2+ 𝑞3+ 𝑞4) + l3sin (𝑞2+ 𝑞3)
(3.9)
(Với 𝑃𝑥, 𝑃𝑦, 𝑃𝑧 lần lượt là tọa độ của tay gắp)
Giải hệ phương trình tìm tập nghiệm (𝑞1, 𝑞2, 𝑞3, 𝑞4)
Ta sử dụng phương pháp hình học Ta có tan 𝑞1 = 𝑃𝑦 𝑃𝑥 (3.10) Xét Δ𝑂1𝑂2𝑂3 : 𝑂1𝑂32 = 𝑂1𝑂22+ 𝑂2𝑂32− 2. 𝑂1𝑂2. 𝑂2𝑂3. cos(180 − 𝑞3) (3.11) { 𝑂2𝑂3 = 𝑙3 𝑂1𝑂2 = 𝑙2 𝑂3𝑂4 = 𝑙4 cos(180 − 𝑞3) = − cos(𝑞3) (3.12) Suy ra − cos 𝑞3 =𝑙22+𝑙32−𝑂1𝑂32 2𝑙2𝑙3 (3.13)
35 Xét ∆𝑂1𝑂3𝐶 𝑂1𝑂32 = 𝑂1𝐶2+ 𝐶𝑂32 (3.14) { 𝑂1𝐶 = 𝑂𝐴 − 𝐵𝐶 𝑂𝐴 = √𝑃𝑥2+ 𝑃𝑦2 𝐵𝐶 = 𝑙4. cos 𝑞234 ⟹ 𝑂1𝐶 = √𝑃𝑥2+ 𝑃𝑦2− 𝑙4. cos 𝑞234 (3.15) { 𝐶𝑂3 = 𝑂3𝐸 + 𝐸𝐶 𝑂3𝐸 = 𝑙4. sin 𝑞234 𝐸𝐶 = 𝑃𝑧 − 𝑙1 ⇒ 𝐶𝑂3 = 𝑃𝑍 − 𝑙1+ 𝑙4. sin 𝑞234 (3.16)
Tacó sin 𝑞3 = √1 − cos 𝑞32 = √1 − (𝑙2
2+𝑙32−(√𝑃𝑥2+𝑃𝑦2−𝑙4.cos 𝑞234)2+(𝑃𝑍−𝑙1+𝑙4.sin 𝑞234)2 2𝑙2𝑙3 )2 ⇒ tan 𝑞3 = sin 𝑞3 cos 𝑞3 (3.17) ⇒ 𝑞3 = arctan ( √1−(𝑙22+𝑙32−(√𝑃𝑥2+𝑃𝑦2−𝑙4.cos 𝑞234)2+(𝑃𝑍−𝑙1+𝑙4.sin 𝑞234)2 2𝑙2𝑙3 )2 −𝑙22+𝑙32−(√𝑃𝑥2+𝑃𝑦2−𝑙4.cos 𝑞234)2+(𝑃𝑍−𝑙1+𝑙4.sin 𝑞234)2 2𝑙2𝑙3 (3.18) Xét ∆𝑂1𝐹𝑂3 sin 𝛼 = 𝑂3𝐹 𝑂1𝑂3 (3.19) Xét ∆𝑂2𝐹𝑂3 𝑂3𝐹 = 𝑙3. sin 𝑞3 (3.20) Suy ra: sin 𝛼 = 𝑙3. sin 𝑞3 √(√𝑃𝑥2+ 𝑃𝑦2− 𝑙4. cos 𝑞234)2+ (𝑃𝑍 − 𝑙1+ 𝑙4. sin 𝑞234)2 (3.21) ⇒ 𝛼 = 𝑎𝑟𝑐 sin 𝑙3. sin 𝑞3 (√𝑃𝑥2+ 𝑃𝑦2− 𝑙4. cos 𝑞234)2+ (𝑃𝑍 − 𝑙1+ 𝑙4. sin 𝑞234)2 (3.22) Ta có tan 𝛽 =𝑂3𝐶 𝑂1𝐶 = 𝑃𝑍−𝑙1+𝑙4.sin 𝑞234 √𝑃𝑥2+𝑃𝑦2−𝑙4.cos 𝑞234 (3.23) ⇒ 𝛽 = 𝑎𝑟𝑐 tan𝑂3𝐶 𝑂1𝐶 (3.24)
36 𝑞2 = 𝛼 + 𝛽 = 𝑎𝑟𝑐 sin 𝑙3. sin 𝑞3 (√𝑃𝑥2+ 𝑃𝑦2− 𝑙4. cos 𝑞234)2+ (𝑃𝑍 − 𝑙1+ 𝑙4. sin 𝑞234)2 + 𝑎𝑟𝑐𝑡𝑎𝑛 𝑃𝑍 − 𝑙1+ 𝑙4. sin 𝑞234 √𝑃𝑥2+ 𝑃𝑦2− 𝑙4. cos 𝑞234 (3.25) Ta lại có 𝑞4 = 𝑞234 − 𝑞2− 𝑞3 (3.26) 3.1.3 Tính chọn băng tải
Do kích thước của phôi là 20x20x20mm và chiều cao đế robot là 85mm nên nhóm lựa chọn băng tải có kích thước là 500x38x90mm loại băng tải sử dụng là băng tải mini PVC thường sử dụng trong phân loại sản phẩm, đảm bảo tốc độ vận chuyển phôi là 210 mm/s. Lựa chọn loại động cơ giảm tốc 12V (min 6v) DC365
3.2. Tính toán, thiết kế thiết bị cho hệ thống điện, điện công suất.
3.2.1 Tính toán lựa chọn động cơ
Bảng 3.2 Bảng so sánh động cơ bước và servo
Động cơ bước Động cơ servo
Mạch driver
Mạch đơn giản
Mạch phức tạp, thường phải mua driver từ nhà sản xuất
Nhiễu và rung động Đáng kể Rất ít
Tốc độ Trung Bình( 2000-4000rpm) Nhanh(3000-5000rpm)
Hiện tượng trượt bước Xảy ra khi tải quá lớn Khó xảy ra
Phương pháp điều
khiển Vòng hở (không có encoder)
Điều khiển vòng kín(có encoder) Độ phân giải Động cơ 2 pha : 1.8° (200 ppr) hoặc 0.9° (400 ppr) Động cơ 5 pha : 0.72° (500 ppr) hoặc 0.36° (1000 ppr)
Phụ thuộc độ phân giải của encoder.
Thông thường vào khoảng 0.36° (1000ppr) – 0.036° (10000ppr)
Mô-men
Ở tốc độ thấp cho mô-men lớn, và ngược lại ở tốc độ cao thì cho mô-men nhỏ
Ở tốc độ thấp thì cho mô- men xoắn nhỏ, ở tốc độ cao thì cho mô-men xoắn lớn
37
Hình 3.4 . Biểu đồ mô-men xoắn của động cơ bước và servo
❖ Ưu, nhược điểm của động cơ servo:
Ưu điểm: Là hệ thống hồi tiếp vòng kín chính vì vậy động cơ servo DC rất dễ điều khiển, dễ sử dụng. Bên cạnh đó động cơ còn giúp kiểm soát tốc độ chính xác, đảm bảo quá trình vận hành được ổn định. Hiện nay giá thành của động cơ Servo DC rẻ hơn so với các loại động cơ khác.
Nhược điểm: Vì cấu tạo có bộ phận chổi than nên điểm hạn chế lớn nhất của loại động cơ này chính là dễ gây ra tiếng ồn, nhiệt độ cao khi vận hành và quán tính cao khi giảm tốc độ. Nếu sử dụng động cơ DC servo không chổi than thì sẽ khiến động cơ chạy êm và vận hành tốt hơn.
Khâu 1 Khâu 2 Khâu 3 Khâu 4 Sản phẩm
Chiều dài L1=50mm L2=120mm L3=100mm L4=60mm 20x20x20mm
Khối lượng 600g 80g 60g 50g 10g
Khối lượng khâu 2: 135(g) Khối lượng khâu 3: 115(g) Khối lượng khâu 4: 105(g)
38
𝑃𝑣 = 0,01.9,8 = 0,098(𝑁) (3.27) 𝑃2 = 0,135.9,8 = 1,323(𝑁) (3.28) 𝑃3 = 0,115.9,8 = 1,127(𝑁) (3.29) 𝑃4 = 0,105.9,8 = 1,029(𝑁) (3.30)
Tổng momen tĩnh do trọng lực gây ra lên trục 𝑂1
𝑚𝑡2 = 𝑃2. 0,06 + 𝑃3. 0,17 + 𝑃4. 0,25 + 𝑃5. 0,28 = 0,531(𝑁𝑚) (3.31)
Ngoài ra khi làm việc từ trạng thái ban đầu đứng yên, lực quán tính sinh ra kết hợp với tải tĩnh sẽ gây ra lực cản lớn nhất lên khớp 2. Ở đây ta bỏ qua ma sát.
Tính momen cản do quán tính của các bộ phận chuyển động( xem thanh thẳng dồng chất, trục quay ở 1 đầu quay).
𝐼 = 1 3𝑚𝑙
2 (3.32)
Momen quán tính của Khâu 2:
𝐼2 =1
3. 0,135. 0,12
2 = 6,48. 10−4(𝑁𝑚2) (3.33)
Momen quán tính của Khâu 3:
𝐼3=1
3. 0,115. 0,1
2 = 3,83. 10−4(𝑁𝑚2) (3.34)
Momen quán tính của Khâu 3 so với trục 𝑂1:
𝐼30 = 𝐼3+ 𝑚3𝑑2 = 3,83. 10−4+ 0,06. 0,172 = 2,117. 10−3(𝑁𝑚2) (3.35) Tương tự ta có: 𝐼4 =1 3. 0,105. 0,06 2 = 1,26. 10−4(𝑁𝑚2) (3.36) 𝐼40 = 𝐼4+ 𝑚4𝑑2 = 1,26. 10−4+ 0,05. 0,252 = 3,251. 10−3(𝑁𝑚2) (3.37)
Momen quán tính của vật nặng
𝐼𝑣 = 𝑚𝑣𝑙2 = 0,1. 0,282 = 7,84. 10−4(𝑁𝑚2) (3.38)
Với yêu cầu động cơ tăng tốc từ 0 lên 60o/0,2s trong 0,5s ta tính được gia tốc góc yêu cầu:
𝜀𝑑𝑐 =100.2𝜋
1.60 = 10,47 ( 𝑟𝑎𝑑
𝑠 ) (3.39)
Momen lực sinh ra do quán tính
𝑀𝑞𝑡2 = (𝐼2+ 𝐼30+ 𝐼40+ 𝐼𝑣). 𝜀𝑑𝑐 = 0,0512 𝑁𝑚 (3.40)
39
𝑀𝑐2 = 𝑚𝑡2+ 𝑀𝑞𝑡2 = 0,513 + 0,0512 = 0,5642 𝑁𝑚 (3.41)
Suy ra momen yêu cầu trên trục động cơ là:
𝑀 > 𝐾𝑡. 𝑀𝑐2 = 1,3.0,5642 = 0,7335 𝑁𝑚 = 7,479 𝐾𝑔𝑐𝑚 (3.42)
Suy ra chon servo MG996R cho khâu 2.
Tổng momen tĩnh do trọng lực gây ra lên trục 𝑂2
𝑚𝑡3 = 𝑃3. 0,05 + 𝑃4. 0,13 + 𝑃𝑣. 0,16 = 0,2058(𝑁𝑚) (3.43)
Momen lực sinh ra do quán tính:
𝑀𝑞𝑡3 = (𝐼3+ 𝐼40+ 𝐼𝑣). 𝜀𝑑𝑐 = (𝐼3+ 1,26. 10−4+ 0,05. 0,132+ 0,01. 0,162). 𝜀𝑑𝑐
= 0,0168 𝑁𝑚 (3.44)
Momen cản trên trục:
𝑀𝑐3= 𝑚𝑡3+ 𝑀𝑞𝑡3 = 0,2058 + 0,0168 = 0,2226 𝑁𝑚 (3.45)
Suy ra momen yêu cầu trên trục động cơ là:
𝑀 > 𝐾𝑡. 𝑀𝑐3= 1,3.0,2226 = 0,28938 𝑁𝑚 = 2,951 𝐾𝑔𝑐𝑚 (3.46)
Suy ra chọn Servo MG996R cho khâu 3.
Tổng momen tĩnh do trọng lực gây ra lên trục 𝑂3
𝑚𝑡4 = 𝑃4. 0,03 + 𝑃𝑣. 0,06 = 0,03675(𝑁𝑚) (3.47)
Với yêu cầu servo thay đổi vận tốc từ 0- 0,16s/ 60o trong vòng 1s ta có:
𝜀𝑠𝑣 = 60.2𝜋
360.0,16= 6,54 ( 𝑟𝑎𝑑
𝑠 ) (3.48)
Momen lực sinh ra do quán tính
𝑀𝑞𝑡4 = (𝐼4+ 𝐼𝑣). 𝜀𝑑𝑐 = (𝐼4+ 0,01. 0,062). 𝜀𝑠𝑣 = 1,06. 10−3 𝑁𝑚 (3.49)
Momen cản trên trục:
𝑀𝑐4 = 𝑚𝑡4+ 𝑀𝑞𝑡4 = 0,03675 + 1,06. 10−3 = 0,0378𝑁𝑚 (3.50)
Suy ra momen yêu cầu trên trục động cơ là:
𝑀 > 𝐾𝑡. 𝑀𝑐4= 1,3.0,0378 = 0,049 𝑁𝑚 = 0,499 𝐾𝑔𝑐𝑚 (3.51)
Suy ra chọn servo SG90 cho khâu 4
Đối với khâu 1 chỉ cần xét sao cho thắng được momen quán tính gây ra trên trục và do khoảng cách khâu 1 tới khâu 2 và các khâu còn lại như nhau.
Momen lực sinh ra do quán tính:
𝑀𝑞𝑡1 = 𝑀𝑞𝑡2+ 𝐼1 = 𝑀𝑞𝑡2+1 2𝑚. 𝑟
2 = 0,0521 + 0,5.0,6. 0,052 = 0,0529 𝑁𝑚 (3.52)
40
𝑀 > 𝐾𝑡. 𝑀𝑞𝑡1 = 1,3.0,0529 = 0,06877𝑁𝑚 = 0,701 𝐾𝑔𝑐𝑚 (3.53)
Suy ra chọn servo MR996R cho khâu 1.
3.2.2 Thiết kế mạch điện
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
51 3.3.1 Lưu đồ thuật toán
3.3.1.1 Lưu đồ thuật toán cho xử lý ảnh
52 3.3.2 Lưu đồ thuật toán cho toàn hệ thống
Hình 3.21 lưu đồ giải thuật cho toàn hệ thống
3.3.3 Xử lý tín hiệu
3.3.3.1 Xử lý ảnh chụp từ camera def main_fcn(self):
#show anh tại thời gian thực self.show_time()
#đọc ảnh vừa show lưu vào biến frame _, frame = self.capture.read()
#cắt ảnh theo theo tọa độ điểm trên 0:158 điểm dưới 480:438 belt = frame[0:480,158:438]
53
gray_belt = cv2.cvtColor(belt, cv2.COLOR_BGR2GRAY) #lọc nhiễu ảnh