- Trang Trang Trang Trang
3.3. MẠCH ĐIỀU KHIỂN VÀ TRUYỀN THƠNG
Vì cánh tay robot khơng thể truyền thơng trực tiếp với máy tính qua phần mềm Matlab nên sẽ chọn thêm một Vi Điều Khiển(VĐK) nữa để làm trung gian giao tiếp. Vi điều khiển sẽ truyền thơng nối tiếp với máy tính thơng qua Matlab (làm nhiệm vụ xử lý ảnh) rồi từđĩ Out tín hiệu ra mạch cơng suất đưa vào các đầu vào ra của cánh tay robot để giao tiếp. Nhiệm vụ của VĐK lúc này khá đơn giản, do đĩ nhĩm chọn VĐK ATMega32 để là VĐK trung gian.
Phần giao tiếp trung gian này gồm những khối chính sau:
a. Khối nguồn nuơi
Hình 3.25:Khối nguồn nuơi.
Nguồn cung cấp 24VDC từ cánh tay robot qua diode và hai IC ổn áp 7812 và 7805 tạo điện áp 5V chuẩn để nuơi tồn bộ mạch điều khiển. Các tụ lọc nhằm giúp san phẳng các điện áp cịn nhấp nhơ. Cĩ LED báo nguồn để chúng ta biết được cĩ nguồn hay khơng.
- TrangTrangTrangTrang 82828282 -
b. Khối Vi Điều Khiển chính
Hình 3.26:Sơ đồ nguyên lý chân của VĐK ATmega32.
Vi điều khiển ATMega32 thuộc họ AVR là họ Vi điều khiển 8 bits theo cơng nghệ mới, với những tính năng rất mạnh được tích hợp trong chip của hãng Atmel theo cơng nghệ RISC (viết tắt của Reduced Instructions Set Computer - Máy tính với tập lệnh đơn giản hĩa), nĩ mạnh ngang hàng với các họ Vi điều khiển 8 bits khác như PIC, Picsoc. Do ra đời muộn hơn nên họ Vi điều khiển AVR cĩ nhiều tính năng mới đáp ứng tối đa nhu cầu của người sử dụng. So với họ 8051, 89xx thì nĩ cĩ độ ổn định, khả năng tích hợp, sự mềm dẻo trong việc lập trình và tiện lợi hơn rất nhiều.
Một số đặc tính của ATmega32:
+ Bộ nhớ 32K (flash).
- TrangTrang 83TrangTrang 838383 -
+ Bộ nhớ 2K (SRAM).
+ Đĩng vỏ 40 chân, trong đĩ cĩ 32 chân vào ra dữ liệu chia làm 4 PORT A,B,C,D. Các chân này đều cĩ chếđộđiện trở treo (pull_up resistors). + Các đường dẫn vào/ra (I/O) lập trình được.
+ Giao tiếp SPI. + Giao tiếp I2C.
+ Cĩ 8 kênh ADC 10 bits. + Một bộ so sánh analog. + Ba kênh băm xung PWM.
+ Hai bộ timer/counter 8 bit, 1 bộ timer/counter1 16 bit . + Một bộđịnh thời Watchdog.
+ Một bộ truyền nhận UART lập trình được.
+ Giao thức SPI đồng bộ. + Một bộ so sánh analog.
+ Các chếđộ tiết kiệm năng lượng như sleep, stand by..vv. + Điện áp hoạt động từ 2,7 – 5,5 V.
c. Khối IC giao tiếp UART với máy tính
Đểđồng bộ hĩa mức logic giữa máy tính và VĐK , nhĩm sử dụng IC chuyên dụng PL2303 là IC chuyển từ giao tiếp USB sang giao tiếp nối tiếp(USB to Serial). IC này khi được cài driver sẽ tạo ra một cổng nối tiếp ảo trên máy tính, kết nối với VĐK bằng 3 dây: Rx, Tx, Mass(0V). Rất thuận tiện trong sử dụng, chuyển đổi linh hoạt giữa các boar VĐK với nhau.
- TrangTrang 84TrangTrang 848484 -
Hình 3.27:Sơ đồ nguyên lý mạch chuyển từ USB2COM. Mạch in và lắp linh kiện PL2303(sử dụng IC dán nhỏ gọn):
Hình 3.28:Mạch PL2303 đã thi cơng. d. Khối cơng suất
Phần cơng suất khá đơn giản, làm nhiệm vụđưa các mức logic điện áp đến các module đầu vào của cánh tay robot nên nhĩm sử dụng Opto PC817 để cách ly phần VĐK và phần cơng suất. Sử dụng các Tranzitor NPN để kích các cuộn dây của Relay. Phần Relay một chân đấu sẵn nguồn, một chân đưa đến các đầu vào của cánh tay robot. Cĩ sử dụng thêm các LED để báo hiệu Relay nào đang hoạt động.
- TrangTrangTrangTrang 85858585 -
Hình 3.29:Sơ đồ nguyên lý của phần mạch cơng suất.
- TrangTrang 86TrangTrang 868686 -
Hình 3.30: Mạch giao tiếp trung gian chế tạo hồn thiện.