Chương 4 : Quy trình thiết kế
4. 2.2 Các linh kiện sử dụng
4. 2. 2. 1 Khối nguồn
4. 2. 2. 1. 1 Pin Lipo 3.7V 1000mAh
Hình 4. 33: Pin Lipo 3.7V 1000mAH (Nguồn Internet) Tính năng
- Pin Lipo Polymer chuyên dụng cho các thiết bị điện tử cầm tay, loa bluetooth, đèn chiếu sáng, tablet, điện thoại, đồ chơi trẻ em. Pin có tuổi thọ cao với 1500 lần sạc xả tương đương với 4 đến 5 năm. Pin nhập khẩu chính hãng mới 100%. Tuỳ thuộc vào nhu cầu sử dụng mà chúng ta nên lựa chọn cho mình một bộ sản phẩm sao cho hợp lý.
Thông Số Kĩ Thuật
- Phân loại: Lipo Polymer - Điện áp định mức: 3.7V - Dung lượng 1000mAh
- Kích thước: 5.2x34x50mm (dày x rộng x dài)
52
4. 2. 2. 1. 2 Mạch sạc
Mạch sạc bảo vệ pin lithium TP4056 1A cổng TYPE-C
Hình 4. 34: Mạch sạc TP4056 (Nguồn Internet) Tính năng
Mạch sạc pin TP4056 1A Type C có bảo vệ dịng điện này là một mô-đun được thiết kế nhỏ gọn, hoạt động ổn định dựa trên IC sạc TP4056 và IC bảo vệ pin DW01, mô-đun này sẽ cung cấp dịng sạc 1A sau đó ngắt khi kết thúc sạc. Với giá thành rẻ cùng với chất lượng ổn định, mạch sạc pin này sẽ là một sự lựa chọn tuyệt vời cho các dự án của bạn.
Thông số kỹ thuật:
- Điện áp đầu vào: 4.35-6VDC(điện áp khuyến nghị 5VDC) - Điện áp ngắt: 4.2 V + / - 1%
- Dòng sạc: 1000 mA
- Pin điện áp bảo vệ quá tải: 4,28 V - Điện áp bảo vệ xả pin: 3.0 V - Điện áp ngưng xả pin: 3.2 V - Pin: bảo vệ q dịng 3
53
Hình 4. 35: Sơ đồ nối dây mạch sạc (Nguồn Internet) 4. 2. 2. 1. 3 Mạch tăng áp
Module nguồn tăng áp DC-DC SX1308 2A
54
Tính năng
SX1308 là một mạch tăng áp được trang bị chíp SX1308,với thiết kế nhỏ gọn, hoạt động ổn định, đầu ra có thể điều chỉnh lên đến 28VDC và dòng điện lên đến 2A. Mạch được sử dụng rộng rãi trong các sản phẩm mạng 3G, sản phẩm kỹ thuật số, điện di động, thiết bị chạy bằng pin.
Thông số kỹ thuật:
- Dải điện áp đầu vào: DC 2V-24V - Dải điện áp đầu ra: DC2V-28V - Tần số chuyển mạch: 1,2MHz - Dòng ra tối đa: 2A
- Tần số dao động 1.2MHz, hiệu suất lên đến 95% - Mạch có bảo vệ ngắn mạch, bảo vệ quá nhiệt
55
4. 2. 2. 2 Tính hiệu vào
Điều khiển mạch bằng máy tính thơng qua phần mềm Arduino IDE
Hình 4. 38: Giao diện phần mềm Arduino IDE
Arduino IDE là một phần mềm mã nguồn mở chủ yếu được sử dụng để viết và biên dịch mã vào module Arduino.
Arduino IDE sử dụng ngơn ngữ lập trình C/C++ để viết chương trình nạp vào Arduino.
Ngồi ra Arduino IDE cịn cho phép giả lập tín hiệu đầu vào Arduino từ đó có thể điều khiển Arduino thơng qua máy tính mà khơng cần lấy tín hiệu từ các chân Analog hoặc Digital của Arduino.
56
4. 2. 2. 3 Khối điều khiển 4. 2. 2. 3. 1 ARDUINO
Arduino Uno R3 ATmega328
Hình 4. 39: Arduino Uno R3 (Nguồn Internet) Tính năng
Arduino Uno R3 - ATmega328 là dịng Arduino thế hệ thứ 3 cũng giống như các phiên bản trước đây giúp người dùng dễ dàng tiếp cận với lập trình để tạo ra phần cứng có những tính năng mong muốn một cách nhanh chóng với chi phí hợp lý.
Nó là một bo mạch vi điều khiển dựa trên ATmega328, có 14 chân đầu vào / đầu ra kỹ thuật số (trong đó 6 chân có thể được sử dụng làm đầu ra PWM), 6 đầu vào analog, bộ cộng hưởng 16 MHz, kết nối USB, giắc cắm nguồn, đầu cắm ICSP và nút reset. Mạch chứa mọi thứ cần thiết để hỗ trợ vi điều khiển, chỉ cần kết nối thiết bị với máy tính bằng cáp USB hoặc cấp nguồn từ 7 đến 12VDC để bắt đầu.
Thông số kỹ thuật:
- Vi điều khiển chính: ATmega328 - Điện áp hoạt động:5VDC
57 - Điện áp vào giới hạn: 6~20VDC - Số chân Digital: 14 (6 chân PWM) - Số chân vào Analog: 6
- Dòng DC trên mỗi chân: 40mA - Dòng DC trên chân 3.3V: 50mA
- Bộ nhớ Flash: 32 KB (0.5KB dùng cho bootloader) - SRAM: 2 KB
- EEPROM: 1KB
- Tần số xung clock: 16 MHz
58
4. 2. 2. 3. 2 Driver điều khiển động cơ
L293D Mạch Điều Khiển Động Cơ 1.2A Arduino
Hình 4. 41: Shield motor driver L293D (Nguồn Internet) Tính năng
L293D Mạch Điều Khiển Động Cơ 1.2A Arduino có lẽ là một trong những loại linh hoạt nhất trên thị trường và có 2 đầu nối servo và 4 động cơ cho động cơ DC hoặc động cơ bước. Điều đó làm cho nó trở thành một mạch tuyệt vời cho bất kỳ dự án robot nào.
Shield sử dụng 2 IC cầu H L293D và 1 IC logic 74HC595 điều khiển. Shield có thể điều khiển nhiều loại motor (servo, stepper, dc motor) khác nhau với mức áp đến 36V, dòng tối đa 600mA mỗi kênh điều khiển.
59
Thơng số kỹ thuật:
Số lượng motor có thể điều khiển: - 2 động cơ RC Servo
- 4 động cơ DC - 2 động cơ Step
- Có nút Reset để khởi động lại Arduino Các chân được kết nối với Shield như sau:
- Servo: 2 chân số 9 và 10
- Động cơ DC: lần lượt nối với các chân 11, 3, 5, 6
- Động cơ bước: Các chân 4, 7, 8, 12 điều khiển thông qua IC 74HC595 Trên Shield có 1 jumper màu vàng PWR được sử dụng kết nối nguồn ngoài cho board Arduino thơng qua jack DC (dùng pin 9V chẳng hạn) thì nguồn nuôi motor được lấy luôn từ jack này, không cần nối nguồn với EXT_PWR. Nếu ngắt jumper, bạn cần nối 1 nguồn riêng vào terminal EXT_PWR để nuôi motor.
60
Hình 4. 43: Sơ đồ nối dây Shield motor driver L293D (Nguồn Internet) 4. 2. 2. 4 Khối chấp hành
4. 2. 2. 4. 1 Động cơ Servo
Servo MG90s
61
Tính năng
Động cơ Servo 180 độ MG90S là phiên bản nâng cấp của động cơ RC Servo 9G với các bánh răng được làm bằng kim loại cho lực kéo mạnh và độ chính xác cao hơn các loại làm bằng nhựa. Servo có thể xoay 180 độ, 90 độ mỗi hướng và nó có thể được điều khiển với bất kỳ mã / thư viện servo 180 độ tiêu chuẩn nào.
Động cơ MG90S thường được sử dụng trong các mơ hình nhỏ hoặc các cơ cấu kéo không cần đến lực nặng, động cơ 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. Thông số kỹ thuật: - Model: MG90S servo - Điện áp hoạt động: 4.8 ~ 6VDC - Lực kéo: 1.8kg/cm(4.8V ),2.2kg/cm(6V) - Tốc độ: 0.1sec/60degree(4.8v), 0.08sec/60degree(6v) - Bánh răng: Kim loại.
- Độ dài dây nối: 175mm - Trọng lượng: 13.4g
- Kích thước: 22.8 x 12.2 x 28.5mm
62
4. 2. 2. 4. 2 Động cơ Step
Sử dụng động cơ Step trong ổ đĩa CD
Hình 4. 46: Động cơ Step trong ổ đĩa CD (Nguồn Internet)
- Là sản phẩm thuộc dòng động cơ bước ổ đĩa quang tốc độ cao.
- Ứng dụng cho chế tạo các sản phẩm máy móc, các khung truyền động vít me.
Tính năng :
- Chế tạo máy CNC Mini
- Chế tạo các bộ truyền vít me độ chính xác cao.
Thơng số Kỹ thuật:
- Điện áp sử dụng 5V - Loại động cơ 2 giai đoạn - Kích thước :
o Đường kính: 15mm o Trục dài: 50mm - Bước 1.8
63