Giao diện kết nối và điều khiển gồm có các phần:
- Cổng kết nối Arduino: Cổng kết nối giữa Arduino và máy tính. Để có thể truyền và nhận dữ liệu từ máy tính sang vi xử lý cần phải lựa chọn chính xác Port kết nối thơng qua các cổng giao tiếp.
- Điều khiển tự động: Ở chế độ này sản phẩm tự chạy trên băng tải, cảm biến phát hiện và cánh tay tự động gắp sản phẩm. Để hoạt động được chế độ này trước tiên cần phải nhập địa chỉ Port kết nối và băng tải phải ở chế độ chạy (chạy liên tục).
Toàn bộ giao diện giám sát phân loại sản phẩm theo chiều cao như hình 4.10
37
CHƯƠNG 5: THI CƠNG MƠ HÌNH
5.1. Lắp đặt kết nối vào hệ thống:
• Gia cơng hộp đựng bo mạch
Hình 5.1 Giao thức kết nối với mơ hình
• Kết nối Arduino CH340 với chân đế Nano V3
38
• Kết nối mạch giảm áp, Relay 5v
Hình 5.3 Kết nối mạch giảm áp và relay.
• Kết nối giao thức I2C
39
• Kết nối Sevro RC vào các khớp Robot
40
• Kết nối cảm biến, băng tải vào mơ hình
Hình 5.6 Kết nối cảm biến, băng tải vào mơ hình.
• Lắp các khu vực để sản phẩm
41
• Cấp nguồn vào hệ thống
42
5.2. Vận hành mơ hình:
• Kết nối mơ hình với máy tính:
Hình 5.9 Giao thức kết nối với mơ hình
• Lưu ý:
- Trong thời gian kết nối quan sát trên màn hình hiển thị cổng kết nối cổng Port
43
- Nếu khơng kết nối được thì khởi động lại giao thức hoặc kiểm tra lại USB B của
Arduino.
• Giai đoạn 1: Sản Phẩm di chuyển trên băng tải và cánh tay ở vị trí góc chờ
tín hiệu từ cảm biến (hình 5.10).
Hình 5.10 Sản phẩm di chuyển trên băng tải cánh tay ở vị trí góc
• Giai đoạn 2: Cảm biến phát hiện vật. Cánh tay được điều khiển về vị trí gắp
vật trên băng tải và gắp vật (hình 5.11).
44
• Giai đoạn 3: Di chuyển về vị trí chứa sản phẩm và thả sản phẩm, sau đó về
vị trí góc, băng tải hoạt động, hệ thống trở lại chu kỳ làm việc mới.
Hình 5.12 Cánh tay gắp về vị trí chứa sản phẩm
• Giai đoạn 4: Hiển thị kết quả lên màng hình LCD và giao diện giám sát đồng
thời số lượng sản phẩm được cập nhật (hình 5.13).
45
5.3. Hướng dẫn vận hành:
- Cấp nguồn 220v AC vào bộ chuyển nguồn 220v AC / 12v DC. Lúc này màn hình LCD sẽ sáng. Các thơng số hiển thị sản phẩm trên LCD và giao diện giám sát máy tính: cao, thấp, trung bình, lỗi và tổng số lượng sản phẩm ở mức số 0.
- Nhấn nút nhấn nhả Start / Stop: băng tải hoạt động, robot chờ ở vị trí góc chờ gắp - Khi cho vật phẩm chạy trên băng tải (sản phẩm có 4 kích thước: cao - trung bình- thấp - thấp hơn). Lúc này cảm biến phát hiện vật một trong 4 con sẽ hoạt động tương ứng với 4 mẫu sản phẩm. Nếu mẫu phẩm nằm trong 3 kích thước: cao - trung bình – thấp thì băng tải sẽ dừng tại vị trí mặc định và cánh tay robot sẽ được điều khiển về vị trí gắp vật trên băng tải và gắp vật (Cịn nếu mẫu phẩm thuộc kích thước thấp hơn thì băng tải sẽ vẫn chạy và đưa mẫu phẩm rớt xuống)
- Robot di chuyển về vị trí chứa sản phẩm tương thích với mức: cao – trung bình - thấp và thả vật phẩm
- Lúc này sẽ hiển thị kết quả tương thích với mẫu phẩm lên màn hình LCD và giao diện giám sát trên máy tính đồng thời số lượng sản phẩm được cập nhật. Qúa trình cứ tiếp tục lặp lại.
- Trong quá trình hoạt động muốn dừng ta nhấn nút nhấn nhả Start / Stop
- Khi nhấn nút Reset thì kết quả hiển thị trên màn hình LCD và giao diện giám sát trên máy tính sẽ về vị trí số 0. Sau đó ta nhấn nút nhấn nhả Start / Stop bắt đầu quá trình hoạt động đếm sản phẩm lại từ đầu.
5.4. Video vận hành mô hình:
46
CHƯƠNG 6: ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ, KẾT LUẬN
6.1. Đánh giá kết quả giao diện điều khiển và giám sát hệ thống trên VS
Giao diện điều khiển và giám sát hệ thống thực hiện được một số nội dung sau:
− Đếm số lượng sản phẩm theo kích thước của vật.
− Kết nối điều khiển giao tiếp UART giữa máy tính với vi xử lý Arduino qua cổng
USB.
− Hiển thị trạng thái hoạt động của băng tải và cánh tay Robot.
Hình 6.1 Giao diện điều khiển và giám sát hệ thống
6.2. Kết luận đề tài
Đề tài đồ án đã đạt được mục tiêu ban đầu đề ra là phân loại chiều cao về vị trí với các điểm đáng chú ý. Tuy nhiên bên cạnh ưu điểm vẫn còn tồn tại nhiều hạn chế.
Kết quả đã đạt được:
+ Phân loại được sản phẩm, đáp ứng được yêu cầu của đề tài + Có sử dụng ngơn ngữ C# và phần mềm Visual Studio + Mơ hình đơn giản và hiệu quả
47
Mơ hình đề tài đã được hồn thiện và thực hiện được các yêu cầu đề ra là phân loại sản phẩm theo chiều cao và chuyển sản phẩm đến vị trí đã cài đặt. Sau khi mơ hình được khởi động, cánh tay di chuyển về vị trí gốc, chờ có tín hiệu cảm biến phát hiện vật. Khi có tín hiệu từ cảm biến, cánh tay di chuyển xuống vị trí chờ gắp vật, điều khiển gắp vật có kích thước đã nhận biết đến vị trí lưu trữ đã cài đặt theo kích thước. Kết thúc một chu trình, cánh tay di chuyển về vị trí gốc và chờ tín hiệu từ cảm biến cho những lần tiếp theo. Dưới đây là một số hình ảnh kết quả mơ hình hồn thiện của đề tài.
6.4. Hạn chế
− Cánh tay chỉ gắp được những sản phẩm có khối lượng nhỏ (dưới 500 gram).
− Đơi khi vẫn cịn xảy ra lỗi khi gắp sản phẩm do động cơ RC Servo khơng có tín
hiệu hồi tiếp.
− Cánh tay robot phân loại sản phẩm chưa được nhanh, mất hơi nhiều thời gian.
− Mơ hình cánh tay cịn nhỏ nên chỉ gắp được những sản phẩm có hình dạng nhỏ
gọn (hình trụ, hình hộp đều,...).
6.5. Hướng phát triển đề tài
Nhìn chung mơ hình đã thực hiện được các yêu cầu cơ bản đề ra. Tuy nhiên để mơ hình hoạt động chính xác và mang tính ứng dụng, mơ hình cần khắc phục những nhược điểm sau: cánh tay hay bị rung lắc qn tính do động cơ RC Servo khơng có tín hiệu hồi tiếp, mơ hình cánh tay cịn nhỏ nên chỉ gắp được những sản phẩm có hình dạng nhỏ gọn (hình trụ, hình hộp đều,...).
48
Nhóm có một số lưu ý sau khắc phục như sau:
− Cánh tay chỉ gắp được những sản phẩm có khối lượng nhỏ: Sử dụng động cơ
Servo có cơng suất lớn, tính tốn thiết kế lại cánh tay Robot.
− Dùng các động cơ có tín hiệu hồi tiếp cũng như Encoder, từ đó dùng các bộ điều
khiển PID, LQR,… để điều khiển hồi tiếp vịng kín.
− Áp dụng cho các dây chuyển sản xuất nhỏ, hệ thống phân loại trái cây, hàng hóa,
vv…
− Thay đổi cảm biến để tạo ra dây chuyền phân loại dựa trên các tiêu chí khác nhau
49
TÀI LIỆU THAM KHẢO
− [1] Thư viện EmguCV
− http://www.emgu.com/wiki/index.php/Main_Page
− [2] Sử dụng C# giao tiếp với Arduino
− https://msdn.microsoft.com/enus/library/system.io.ports.serialport(v=vs.110
).aspx
− [3] Cách sử dụng cảm biến hồng ngoại với Arduino
− http://arduino.vn/bai-viet/288-infrared-remote-control-dieu-khien-bang-
hong-ngoai-voi-arduino
− [4] Cách sử dụng động cơ Servo với Arduino
− http://arduino.vn/tutorial/1423-avr-dieu-khien-dong-co-servo-sieu-chuan- voi-bien-do-goc-cuc-nho − [5] Website http://codientu.org/ − [6] Website http://webdien.com/ − [7] Website http://www.tailieu.vn/ − [8] Website http://wikipedia.com/