- Sơ đồ thiết kế khí nén:
3.3.1.Khối nguồn
Khối nguồn là khối quan trọng nhất trong tất cả các khối của Robot, khối nguồn quyết định sự hoạt động tốt hay kém của các khối khác. Ví dụ: nếu nguồn nuôi khỏe thì khi robot chạy chíp thường không bị reset, cảm biến bắt vạch tốt, chíp hoạt động tốt, xuất và nhận tín hiệu chuẩn, phần công suất đáp ứng yêu cầu. Nếu nguồn nuôi yếu thì ngược lại.
Hình 3.31: Sơ đồ nguyên lý khối nguồn.
Trên mạch ta dùng 1 diode 5A để tránh cắm nhầm cực. Do phải cấp nguồn cho nhiều khối trong mạch nên 1 IC 7805 thì không đủ dòng cấp nên ta cần đến 3 IC 7805, ngoài ra để tăng thêm dòng thì mắc thêm transistor công suất 2955 (hình bên).
Trong đó:
+ Nguồn Vcc= +5V để nuôi cho khối nạp chương trình và khối hiển thị. + Nguồn Vcc= +5V nuôi cho khối cảm biến, khối lựa chọn chương trình, Encoder.
Hình 3.32 : Cấu tạo của IC 7805
• Tính toán các đại lượng dùng trong khối nguồn:
Điện áp vào: UV =16V
Điện áp ra: Ur=5V
Ta chọn dòng cho Led là 10 mA
RLed=vcc/10=5/10=0.2KΩ=>RLed=220Ω
chọn tụ lọc đầu ra có giá trị điện dung C=0.1µF.Điện áp max là:250V Từ công thức:CL=1/md.W.Kdm.Rt
Md=2 Kdm=0.1 W=2Πf
UR=UNguon-UDiot ~15v
Imax=1A ,UR=15V=>Z=15Ω=RT Do nguồn một chiều từ đó ta tính được:CL=(1/2.Π.100.15.0.1)=1000µF Thông số của diot:
I=1A UNguon=16V
Điện áp ngược đặt lên doit là:UN=KU.√2UNguon=1.8.√2.16=40.6V ID=Ki.I/2=10.1/2=5A
Thông số đặc trưng Kí hiệu Đánh giá Đơn vị
Điện áp colector-base Vcbo -120 V
Điện áp colector- emitor
Vceo -120 V
Điện áp emitor-base Vebo -5 V
Dòng colector Ic -10 A
Dòng base Ib -1 A
Công suất của Colector(T=250C) Pc 80 W Nhiệt độ hoạt động Pj 150 0C Phạm vi nhiệt độ để hoạt động Tstg -55-150 0C Bảng1.2: Bảng thông số của B688
3.3.2.Khối vi điều khiển.
Hình 3.33 : Sơ đồ nguyên lý hoạt động của khối Vi điều khiển
Để Vi điều khiển có thể hoạt động được ta chỉ cần các khối trên là đủ, tuy nhiên mạch Robot không chỉ có vậy nó còn các đầu vào, đầu ra… Để thay đổi chương trình cho Vi điều khiển thực hiện một công việc nào đấy thì ta cần viết chương trình cho chip, và nạp chương trình cho chip thông qua 2 chân giao tiếp nối tiếp P3.0(RXD) và P3.1(TXD).
Tính toán điện trở kéo lên các port của vi điều khiển: VOL=0,45V, I0L=1.6mA ,IIL=0,05mA
=>RPmin=(5-0,45/1,6-0,05)=2,9k VOH=2,4V, I0H=0,8mA ,IIH=0,65mA =>RPmax=(5-2,4/0,8-0,65)=17k
Ta chọn điện trở kéo là:RPmin≤RP ≤RPmax
Mạch reset
Tính toán các thông số của mạch : Ta có:VRST=(VCC+.R2)/R1+R2
=>R1=VCC.R2-VRST.R2/VRST Chọn R2=8,2K , VRST=4,93 =>R1=0,1K
Để reset cho hệ thống cần ít nhất 2 chu kì máy ở mức cao và sau đó trả về mức thấp.Ở đây mỗi chu kì máy mất 1µs. RST ở mức cao trên 2µs cần
R2.C≥2µs=>C≥0.24nf. Ta chọn C=10µF
Hình 3.34 : Mạch RESET