CHƯƠNG 4 : THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN
4.2- MẠCH CẦU H ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ
Hình 4.2- Mạch cầu H dùng IR2184
Đặc tính kỹ thuật:
Driver cơng suất sử dụng 4 MOSFET IRF540 cho dịng đỉnh tối đa 22A. 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 dịng 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.
34
3.3- MODULE LM 2596
Là module giảm áp có khả năng điều chỉnh được dịng 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. Dịng 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.
35
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.
36
Hình 4.5- Pin Lipo
3.5- HỆ THỐNG DỊ ĐƯỜNG
Module dị 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 cơng nghiệp cũng dùng tính năng dị line cho các robot tự hành....
37
Hình 4.6- Cảm biến dị line 8 LED
Bộ sản phẩm dị line gồm có :
Module dị 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 dị 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.
38
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 thơng 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 ngồi 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 (khơng phải vạch trắng) để chụp lại nút khác, rồi lại thử đưa vào vạch trắng để xem kết quả có ok khơng, nếu ok rồi thì nhấn nút mode để thốt 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 cịn 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 khơng 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. Dịng 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)
41
CHƯƠNG 5: ĐỀ XUẤT MƠ 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 q trình làm việc. Vì vậy nhóm đề xuất sử dụng cụm bánh động lực như sau:
Hình 5.1- Cụm bánh động lực STTTÊN CHI HÌNH ẢNH VẬT PHƯƠNG PHÁP GIA 42
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 tồn trong q 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 mơ hình cụm module nâng hàng như sau:
43
Hình 5.2- Cụm nâng
ST TÊN
T CHI
TIẾT
44
1 Mặt nâng 2 Nhơm định hình 45
3 Trục dẫn hướn g 4 Kẹp trục 46
5 Bạc trượt
6 Vit
me
47
7 Tấm nâng Thép tấm CT3 Cắt lazer 5.3- KH UN G VÀ VỎ MƠ HÌ NH AG V - K h u n g x
e y ê u c ầ u p h ả i c ó k h ả n ă n g c h ị u
- Kích thước phù hợp với chức năng và không gian làm việc.
- Đảm bảo được sự an tồn của hàng hóa trong q trình di chuyển.
- Có được sự bền chắc và có tính thẩm mỹ. Nhóm để xuất mơ hình vỏ AGV như sau:
48
TIEU LUAN MOI download :
Hình 5.3- Khung và mơ hình AGV 5.4. CỤM ĐẨY HÀNG ST TÊN T CHI TIẾT 49
1 Trục vit me 2 Bạc trượt 3 Tấm giá bạc 50
4 5 Kẹp trục chữ T Trục dẫn hướn g Nhô Đúc m Thép CT3 51
TIEU LUAN MOI downlo ad : skknch at123 @gmai l.com moi nhat
6 Gá động cơ 7 Tay gạt 52
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 cơng
nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước, ngày càng phát triển với sự cạnh tranh khơng ngừng từ các nước trên thế giới. Địi 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 mơ hình mày gieo hạt trong nơng nghiệp, từ tính tốn thiết kế hệ thống cơ khí đến lập trình điều khiển hoạt động. Cơng việc hồn 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 mơ hình 3D bằng Solidworks
- Tính tốn các thơng số cơ khí
- Tìm hiểu ngun 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.
53
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 nơng nghiệp.Tuy nhiên, ngồi 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 nơng nghiệp nước nhà nói riêng vì vậy chúng em rất vui mừng và mong muốn q thầy cơ và các bạn đóng góp ý kiến để đề tài này hoàn thiện hơn nữa.
Chúng em xin chân thành cảm ơn!
54
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 tốn, 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.
55