CHỌN BẠC DẪN HƯỚNG VÀ KHỚP NỐI LÒ XO

Chọn bạc dẫn hướng và khớp nối lò xo có kích thước sau:

Hình 3.8- Bạc dẫn hướng LMF8UU

Hình 3.9- Khớp nối mềm 5x8 mm 30

CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN

Trong quá trình tìm hiểu và nghiên cứu, nhóm đồ án đã biết được ưu, nhược của nhiều loại thiết bị khác nhau từ đó đã đưa ra được sự lựa chọn các thiết bị phù hợp nhất cho đồ án này. Dưới đây là các thiết bị đó:

4.1.BỘ ĐIỀU KHIỂN TRUNG TÂM ARDUINO MEGA 2560

Arduino mega 2560 là sản phẩm tiêu biểu cho dòng mạch mega, là dòng mạch có nhiều cải tiến hơn so với Arduino Uno. Đặc biệt bộ nhớ Flash của Mega được tăng lên một cách đáng kể, gấp 4 lần so với những phiên bản cũ của Uno R3. Cùng với việc được trang bị 3 timer và 6 cổng interput khiến cho bo mạch Mega hoàn toàn có thể giải quyết được nhiều bài toán khó, sử dụng nhiều động cơ và có thể xử lý song song nhiều luồng dữ liệu số cũng như tương tự.

Hình 4.1- Arduino Mega 2560

Các tính năng nổi bật của Arduino Mega 2560:

Arduino Mega 2560 là một vi điều khiển hoạt động dựa trên chip ATmega2560. Bao gồm:

4 chân digital (trong đó có 15 chân có thể được sủ dụng như những chân PWM là từ chân số 2 → 13 và chân 44 45 46)

6 ngắt ngoài: chân 2 (interrupt 0), chân 3 (interrupt 1), chân 18 (interrupt 5), chân 19 (interrupt 4), chân 20 (interrupt 3), and chân 21 (interrupt 2)

16 chân vào analog (từ A0 đến A15) 4 cổng Serial giao tiếp với phần cứng:

Cổng Serial Cổng 0 Cổng 1 Cổng 2 Cổng 3

Bảng 4.1 Các cổng Serial của Arduino Mega 2560

1 thạch anh với tần số dao động 16 MHz 1 cổng kết nối USB

1 jack cắm điện 1 đầu ICSP 1 nút reset

Thông số kỹ thuật của Arduino Mega 2560

Chip xử lý

Điện áp hoạt động Điện áp vào ( đề nghị) Điện áp ra (giới hạn)

Cường độ dòng điện trên mỗi 3.3V pin Cường độ dòng điện trên mỗi I/O pin Flash Memory

SRAM 8 KB

EEPROM 4 KB

Clock Speed 16 MHz

Một số lưu ý khi sử dụng Arduino Mega 2560

Khi bắt đầu sử dụng Arduino Mega 2560, bạn nên chú ý lựa chọn lại board. Bằng cách vào Tool → Board → Arduino Mega 2560. Nhằm tránh trước đó bạn đã sử dụng loại Arduino khác cổng vẫn còn nhận là board cũ nên khi build bạn sẽ gặp lỗi.

Khi sử dụng chân RX, TX cuả Arduino, các bạn nên nhớ rút dây cắm tại 2 chân này ra rồi hãy bắt đầu upload. Sau đó hãy cắm lại bình thường và sử dụng để tránh gặp phải lỗi

Không được phép cắm trực tiếp chân GND vào chân nguồn 5V, có thể dẫn tới hỏng mạch.

4.2- MẠCH CẦU H ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ

Hình 4.2- Mạch cầu H dùng IR2184 Đặc tính kỹ thuật:

Driver công suất sử dụng 4 MOSFET IRF540 cho dòng đỉnh tối đa 22A. 33

Điện áp cấp từ +24V.

Sử dụng IC kich FET chuyên dụng IR2184 bảo đảm FET dẫn tốt và chống hiện tượng trùng dẫn.

Driver cách ly tần công suất dùng OPTO xung P900V của SHARP làm cho Driver đáp ứng được với tín hiệu PWM có tần số cao.

Driver có biến trở dùng chỉnh dòng giới hạn qua động cơ giúp bảo vệ thiết bị. Tín hiệu vào điều khiển bao gồm: DIR+, DIR-, PWM+, PWM-. Điều này giúp người dùng dễ dàng tùy chọn tín hiệu điều khiển tác động mức cao hay mức thấp. Board gồm 2 led SMD báo nguồn và báo chiều quay động cơ.

Board được thiết kế nhỏ gọn.

Board mạch 2 lớp, chất lượng cao, phủ màu đỏ ,rất thích hợp cho Robocon.

3.3- MODULE LM 2596

Là module giảm áp có khả năng điều chỉnh được dòng ra đến 3A. LM2596 là IC nguồn tích hợp đầy đủ bên trong. Tức là khi cấp nguồn 9v vào module, sau khi giảm áp ta có thể lấp được nguồn 3A < 9v...như 5V hay 3.3V

Thông số kỹ thuật:

Module nguồn không sử dụng cách ly Nguồn đầu vào từ 4V - 35V.

Nguồn đầu ra: 1V - 30V. Dòng ra Max: 3A

Kích thước mạch: 53mm x 26mm

Hình 4.3- Module LM2596

3.4- BỘ NGUỒN

Nguồn cấp cho động cơ

Với đề tài này, nhóm đồ án sử dụng 2 ác quy 12V nối tiếp với nhau tạo thành bộ nguồn 24V để cấp nguồn cho động cơ trong quá trình hoạt động.

Hình 4.4- Ác quy 12V

Thông số kỹ thuật: Điện thế ra: 12V Dung lượng: 1.2Ah

Sạc vào: 0.1A – 1.2A – 12V Kích thước: 9.5 x 4 x 5 Cm Trọng lượng: 568 gam

Nguồn cấp cho Arduino

Để arduino hoạt động ổn định thì cần bộ nguồn riêng phù hợp với arduino. Nên nhóm đồ án quyết định sử dụng pin Lipo.

Hình 4.5- Pin Lipo

3.5- HỆ THỐNG DÒ ĐƯỜNG

Module dò line được dùng nhiều trong các cuộc thi robot như robocon, đua xe dò line, robo sumo. Sử dụng cho robot tự động hoặc bán tự động. Ngay cả trong công nghiệp cũng dùng tính năng dò line cho các robot tự hành....

Hình 4.6- Cảm biến dò line 8 LED

Bộ sản phẩm dò line gồm có :

Module dò line 8 kênh sử dụng quang trở với công nghệ led đôi 2 hàng đảm bảo cho các bạn dò line trắng cực tốt.

Hình 4.7- Module dò line

Lưu ý: khi sử dụng module cần setup khoảng cách từ mặt quang trở đến mặt sàn là 5mm- 10mm để tối ưu độ chính xác của quang trở.

Module đọc ADC chuyển đổi 8 kênh ADC thành tín hiệu số với tốc độ chuyển đổi nhanh giúp người dùng dễ dàng đọc và xử lí tín hiệu. Trên module có 8 led hiển thị kết quả chuyển đổi adc tương ứng với 8 kênh và nút nhấn điều chỉnh độ nhạy của cảm biến.

Hình 4.8- Module đọc ADC

Hướng dẫn sử dụng:

Set up module:

Đấu Bus bo quang trở và led vào bo main có kí hiệu ADC sensor. Đấu bus bo main có ki hiệu là OUT vđk về bo master.

Cấp nguồn vào thì thấy 8 led đơn chớp 4 lần (dấu hiệu bo tốt).

Sau khi gắn vào robot thì tiến hành canh chỉnh lấy thông số trên sân như sau: Đưa phần bo quang trở tới vùng sáng nhất trên sân thường là mầu

đỏ hoặc xanh lá (không phải các vạch trắng) vùng nền trên sân . b. Nhấn nút mode thì thấy 8 led đơn chạy từ ngoài vào trong.

c. Bạn có thể nhấn nút 0 cho tới nút 6 , các nút này cho ta các độ nhạy khác nhau, nút 0 là nhạy nhất và nút 6 là ít nhạy nhất.

d. Sau khi nhân nút xong thì đưa vào vạch trắng trên sân để quan sát, nếu 39

chưa tốt thì đưa ra nền sân (không phải vạch trắng) để chụp lại nút khác, rồi lại thử đưa vào vạch trắng để xem kết quả có ok không, nếu ok rồi thì nhấn nút mode để thoát khỏi chương trình setup và lưu kết quả lại vào eeprom thì thấy 8 led đơn sẽ chạy từ trong ra ngoài.

Ngoài ra nếu các chế độ trên vẫn còn nhạy các bạn có thể tổ hợp nút mode + nút 0 hoặc nút mode + nút 1 để vào chế độ setup thì độ nhạy của modul được giảm bớt đi, sau đó các bước thao tác cũng như trên, dấu hiệu phân biệt giữa 3 chế độ là :

mode là khi nhấn xong không có led sáng

mode + nút 0 khi nhấn tổ hợp thì có led 0 sáng. mode + nút 1 khi nhấn tổ hợp thì có led 1 sáng Tín hiệu trả về MCU:

Các chân tín hiệu từ 0 -> 7 trên module chuyển đổi tương ứng với các kênh từ 0 -> 7 trên module dò line. Khi các kênh không phát hiện line trắng chân tương ứng sẽ ở mức 1 (5V). Ngược lại khi bất kỳ kênh nào phát hiện line trắng thì chân tương ứng với kênh đó sẽ kéo xuống mức 0 (0V).

4.6- HỆ THỐNG TRÁNH VẬT CẢN

Hình 4.9- Cảm biến vật cản hồng ngoại DS30c4 40

Thông số kỹ thuật:

Nguồn điện cung cấp: 6 ~ 36VDC. Khoảng cách phát hiện: 5 ~ 30cm.

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)

CHƯƠNG 5: ĐỀ XUẤT MÔ HÌNH XE AGV

5.1. CỤM BÁNH ĐỘNG LỰC

Yêu cầu đặt ra là bánh động lực cần phải chịu tải tốt, ma sát giữa bánh với mặt nền xưởng phải thật lớn để tránh bị trượt khi di chuyển, gây ra sự không ổn định của xe trong quá trình làm việc. Vì vậy nhóm đề xuất sử dụng cụm bánh động lực như sau:

Hình 5.1- Cụm bánh động lực

STT TÊN HÌNH ẢNH VẬT PHƯƠNG

CHI LIỆU PHÁP GIA

TIẾT 1 Tấm gá động cơ 2 Động cơ 5.2. CỤM NÂNG

-Yêu cầu module phải nâng, hạ được một khối lượng hàng hóa nhất định, tối đa là 50 kg. -Đảm bảo được sự vững chắc để hàng hóa an toàn trong quá trình vận chuyển.

-Khả năng nâng hạ trơn chu để thuận tiện cho điều khiển lấy hàng. -Phù hợp với kích thước của khung xe

Nhóm đề xuất mô hình cụm module nâng hàng như sau:

Hình 5.2- Cụm nângST TÊN ST TÊN T CHI TIẾT 44 download by : skknchat@gmail.com

1 Mặt nâng 2 Nhô Nhô Cắt m m định hình 45 download by : skknchat@gmail.com

3 Trục dẫn hướn g 4 Kẹp trục 5 Bạc trượt 46 download by : skknchat@gmail.com

6 Vit me

7 Tấm

nâng

CT3

5.3- KHUNG VÀ VỎ MÔ HÌNH AGV

- Khung xe yêu cầu phải có khả năng chịu tải trọng cao, dễ dàng lắp ráp với các module bánh, cảm biến, module mạch, hệ thống nút điều khiển của xe.

-Kích thước phù hợp với chức năng và không gian làm việc. -Đảm bảo được sự an toàn của hàng hóa trong quá trình di chuyển. -Có được sự bền chắc và có tính thẩm mỹ.

Nhóm để xuất mô hình vỏ AGV như sau:

Hình 5.3- Khung và mô hình AGV

5.4. CỤM ĐẨY HÀNG

ST TÊN HÌNH ẢNH VẬT PHƯƠN

T CHI LIỆU G PHÁP

TIẾT GIA CÔNG 1 Trục Thép Cán vit CT3 me 2 Bạc trượt 3 Tấm giá bạc 49 download by : skknchat@gmail.com

4 Kẹp trục chữ T 5 Trục dẫn hướn g 6 Gá động cơ 50 download by : skknchat@gmail.com

7 Tay gạt

LỜI KẾT

Trên đây là bản báo cáo đồ án môn học Thiết kế robot tự hành vận chuyển hàng hóa của chúng em. Đây là một đề tài có tính thực tế cao, trong thời đại công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước, ngày càng phát triển với sự cạnh tranh không ngừng từ các nước trên thế giới. Đòi hỏi năng suất và chất lượng phải được cải thiện nhờ dây chuyền máy móc hiện đại thay thế lao động thủ công của con người.

Như vậy trong đồ án môn học chúng em đã được tìm hiểu được cách xây dựng một mô hình mày gieo hạt trong nông nghiệp, từ tính toán thiết kế hệ thống cơ khí đến lập trình điều khiển hoạt động. Công việc hoàn thành bao gồm:

- Tổng quan về máy gieo hạt trong nông nghiệp, phương pháp gieo hạt theo luống.

- Xây dựng kết cấu 2D cho xe tự hành bằng phần mềm AutoCad. - Dựng mô hình 3D bằng Solidworks

- Tính toán các thông số cơ khí

- Tìm hiểu nguyên lí hoạt động và vận dụng một số linh kiện điện tử - Xây dựng sơ đồ khối và sơ đồ nguyên lí mạch điều khiển

- Lập trình điều khiển xe tự hành hoạt động

Qua đề tài trên em đã biết cách vận dụng những kiến thức chuyên môn được đào tạo ở trường Đại học Bách Khoa Hà Nội trong thời gian qua vào với thực tế cuộc sống nhất là với công nghiệp. Không chỉ vậy qua đồ án này chúng em cũng học được rất nhiều như kĩ năng làm việc nhóm, giải quyết vấn đề, tìm tài liệu, viết báo cáo... rất có ích cho sau này. Một lần nữa chúng em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của thầy …. cùng các thầy cô trong bộ môn Cơ Điện Tử đã giúp chúng em hoàn thành đề tài này.

Do giới hạn về thời gian cũng như kiến thức trong đồ án này, chúng em mới đã giải quyết một số vấn đề cơ bản trong việc thiết kế một máy gieo hạt trong nông nghiệp.Tuy nhiên, ngoài ra còn rất nhiều vấn đề cần phải giải quyết và khắc phục để có thể trở thành một sản phẩm hoàn thiện và áp dụng tốt, phục vụ tốt trong cuộc sống nói chung và ngành nông nghiệp nước nhà nói riêng vì vậy chúng em rất vui mừng và mong muốn quý thầy cô và các bạn đóng góp ý kiến để đề tài này hoàn thiện hơn nữa.

Chúng em xin chân thành cảm ơn!

TÀI LIỆU THAM KHẢO Sách giáo trình, bài giảng

1. Nguyễn Trọng Hiệp, “Chi tiết máy”. Nhà xuất bản giáo dục, 2006.

2. Trịnh Chất, Lê Văn Uyển. “Tính toán, thiết kế hệ thống dẫn động cơ

khí”. Nhà xuất bản giáo dục Việt Nam. 3. Agricultủal Machinery. Nguồn Internet. 1. Continuous track. Nguồn Internet.