Sơ đồ khối
Hình 4.12 Sơ đồ khối hệ thống
Khối pin: Cung cấp nguồn năng lượng cho khối bộ xử lý và khối bộ điều khiển động cơ.
Khối cảm biến góc nghiêng MPU6050: Thu thập về góc nghiêng và đưa thông tin về khối bộ xử lý Arduino Nano.
Khối cảm biến siêu âm HC-SR04: Thu thập về khoảng cách từ robot đến vật cản và đưa thông tin về khối bộ xử lý Arduino Uno.
Khối điều khiển qua app bluetooth: Gồm các thiết bị điều khiển các thông số qua app bluetooth giao tiếp được với module bluetooth HM-10.
Khối bộ xử lý Arduino Nano: Là khối đọc tín hiệu từ khối cảm biến góc nghiêng, giao tiếp với module bluetooth HM-10 và xuất ra tín điều khiển tới bộ điều khiển động cơ bước A4988.
Khối bộ xử lý Arduino Uno: Là khối đọc tín hiệu từ khối cảm biến siêu âm HC-SR04 sau đó xuất ra tín hiệu gửi về khối bộ xử lý Arduino Nano.
Khối module bluetooth HM-10: Làm nhiệm vụ giao tiếp giữa bộ xử lý Arduino Nano và app điều khiển bluetooth.
Khối bộ điều khiển động cơ bước A4988: Xử lý tín hiệu gửi đến từ bộ xử lý Arduino Nano để điều khiển động cơ bước.
Khối động cơ bước: Nhận tín hiệu điều khiển từ bộ điều khiển động cơ bước A4988 và thực hiện nhiệm vụ theo yêu cầu.
Lưu đồ thuật toán
Hình 4.13 Lưu đồ thuật toán hệ thống
Hình 4.14 Lưu đồ thuật toán hệ thống – điều khiển bluetooth
Hình 4.15 Lưu đồ thuật toán hệ thống – bám vật
Hình 4.16 Lưu đồ thuật toán – chương trình ngắt
Mạch điều khiển [5]
Hình 4.17 Sơ đồ kết nối của hệ thống
Các cơ cấu chấp hành, hệ thống cảm biến và hệ thống điều khiển được kết nối với nhau (Hình 4.17). Sử dụng ba nguồn riêng biệt để cấp cho động cơ bước là nguồn 7.4V, bộ điều khiển Arduino Uno R3 là nguồn 7.4V và bộ điều khiển Arduino Nano là nguồn 5V.
Hình 4.18 Sơ đồ kết nối Arduino Nano với module A4988
Sơ đồ đi dây (Hình 4.18) sử dụng để điều khiển động cơ bước thông qua module điều khiển động cơ A4988. Module A4988 được kết nối với bộ xử lý Arduino Nano để nhận các tín hiệu từ cảm biến từ đó điều khiển động cơ bước cho phù hợp.
Bảng 4-1 Bảng kết nối Arduino Nano với module A4988
A4988 Arduino Nano
Enable 8 MS2 10 Dir 2 Step 5 Vcc 5V GND GND MS1 GND MS3 GND
Ngoài ra, trong module A4988 có chân Sleep nối với chân Reset, chân VMOT và chân GND lấy nguồn từ bên ngoài để cấp động cơ và 4 chân 1A, 2A, 1B và 2B kết nối với các chân tương ứng của động cơ bước.
Hình 4.19 Sơ đồ kết nối Arduino Nano với MPU 6050
Cảm biến gia tốc MPU 6050 nhận các tín hiệu từ trạng thái của robot.
Bảng 4-2 Bảng kết nối MPU6050 với Arduino Uno R3
MPU6050 Arduino Nano
VCC 5V
GND GND
SCL A5
SDA A4
Chân VCC là chân nguồn cho cảm biến được cấp từ nguồn 5V trên arduino.
Chân SCL và SDA là hai chân nhận dữ liệu giao tiếp I2C được kết với hai chân tín hiệu tương tự analog trên Arduino.
Hình 4.20 Sơ đồ kết nối Arduino Nano với module bluetooth HM-10
Module Bluetooth HM-10 nhận tín hiệu từ bên ngoài đưa tín hiệu đó vào Arduino để xử lý tín hiệu và đưa ra tín hiệu điều khiển robot.
Bảng 4-3 Bảng kết nối Arduino Nano với module bluetooth HM-10
Bluetooth HM-10 Arduino Nano
VCC 5V
GND GND
TXD RXD
RXD TXD
Hình 4.21 Sơ đồ kết nối Arduino Uno với cảm biến siêu âm
Cảm biến siêu âm HC-SR04 phát hiện khoảng cách từ robot đến vật cản.
Bảng 4-4 Bảng kết nối Arduino Nano với cảm biến siêu âm
Cảm biến siêu âm Arduino Uno
VCC 5V
GND GND
Trig 8
Echo 7