Hình 4.7. Sơ đồ nguyên lý khối cảm biến hồng ngoại
Khối cảm biến hồng ngoại gồm :
- Cụm sơ đồ thiết kế chân nối cảm biến hồng ngoại.
- Cụm sơ đồ thiết kế nối chân cảm biến hồng ngoại với nguồn và vi điều khiển.
4.2.9. Thiết kế cảm biến nhiệt độ và la bàn số.
`
Hình 4.8. Mạch nguyên lý của la bàn số và cảm biến nhiệt độ Khối cảm biến la bàn và nhiệt độ gồm :
- Cụm sơ đồthiết kế chân nối với cảm biến nhiệt độ và la bàn số CMPS03. - Cụm sơ đồ thiết kế nối chân cảm biến với nguồn và vi điều khiển.
Hình 4.9. Thiết kế sơ đồ truyền thông với máy tính bằng RS232
Sơ đồ truyền thông với máy tính sử dụng ic biến đổi tín hiệu MAX232 chuyên dụng, phía nối với máy tính hỗ trợ chuẩn RS232, phía nối với PIC hỗ trợ chuẩn UART. Đường truyền thông này hỗ trợ chế độ truyền song công, cổng ghép nối với máy tính được bố trí sơ đồ chân như bảng dưới đây.
Bảng 1: Sơ đồ chân của cổng ghép nối với máy tính.
Tên TT chân Mô tả
TxD 2 Chân truyền bản tin ra ngoài, đưa đến máy tính RxD 3 Chân nhận bản tin từ ngoài, đưa từ máy tính đến
GND 5 Chân nối nguồn
Bảng 8.Sơ đồ chân của cổng ghép nối với máy tính.
4.2.10. Mạch dao động và LCD.
4.2.11. Lập trình cho mạch điều khiển hệ cảm biến.
Trong đề tài này đã sử dụng chương trình viết code CCS 4.1, chương trình cho phép lập trình ngôn ngữ C cho vi điều khiển PIC của Microchip.
Chương trình này có các câu lệnh đơn giản, dễ hiểu, hổ trợ biên dịch với chức năng hiển thị lỗi và cảnh báo chương trình không khả dụng. Ngoài ra nó còn có thể biên dịch từ code C ra file.hex và cả code Assemble.
Đoạn chương trình code viết điều khiển mạch cảm biến gồm 3 cảm biến siêu âm được viết và biên dịch trên phần mềm CCS 4.1, một số đoạn chương trình sẽ được trình bày trong phần phụ lục cuối trang.
4.3. Tích hợp mạch điều khiển hệ cảm biến.
4.3.1.Thiết kế mạch đi dây và tích hợp cho hệ cảm biến trong robot di động.
Hình 4.13. Sơ đồ đi dây trong phần mềm altium 10
Hình 4.14. Mạch cảm biến tích hợp 3D trên Altium 10 (1) - Màn LCD hiển thị kết quả cảm biến đo được.
(2) - Khe cảm biến la bàn. (3) - Cổng RS 232.
(4) - Max 232.
(5) - Cổng kết nối cảm biến siêu âm FRS06. (6) - Vi điều khiển 18F4520.
(7) - Cổng nối cảm biến nhiệt độ. (8) - Cổng cảm biến nhiệt độ. (9) - Cổng cảm biến hồng ngoại. (10) - Nút reset.
(11) - Cổng cảm biến va chạm.
Hình 4.15. Hình ảnh khối nguồn được thiết kế trên altium 10
4.3.3. Hình ảnh mạch hệ cảm biến trên robot di động trên thực tế.
Hình 4.17. Hình ảnh thực tế của mạch hệ cảm biến
4.4. Chạy thử nghiệm
Sau khi hoàn thành việc lắp ráp, tích hợp, chạy vận hành thử nghiệm, em đã cho mạch hoạt động trong những điều kiện giả định để kiểm tra module cảm biến gồm 5 cảm biến siêu âm, 5 cảm biến hồng ngoại, la bàn và mạch xử lý trung tâm. Các kết quả chạy thử nghiệm cho thấy nhìn chung mạch hoạt động theo đúng ý đồ thiết kế. Như vậy có thể kết luận module cảm biến đã thu được tín hiệu môi trường và truyền về cho mạch xử lý trung tâm một cách chính xác. Tuy nhiên do có hạn chế về thiết kế cơ khí và lập trình phần mềm nhúng cho bộ điều khiển nên em còn khó khăn trong cụm cảm biến va chạm và nhiệt độ trong Robot. Hiện em đang nghiên cứu, học hỏi, khắc phục những modul cảm biến chưa hoạt động trên và đồng thời hạn chế xóa bớt những điểm mù cho robot nhằm mục đích tối ưu hệ cảm biến.
Tài liệu tham khảo
[1]. Nguyễn Văn Giáp, Từ Diệp Công Thành, Đoàn Thế Thảo, Nguyễn Văn Trung: Giải bài toán cục bộ tránh vật cản cho robot tự hành.
[2]. Đào Văn Hiệp: Kỹ thuật robot (in lần thứ 3), Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, 2006.
[3]. Kiều Xuân Thực: Vi điều khiển - cấu trúc - lập trình và ứng dụng, Nhà xuất bản giáo dục, 2010.
[4]. Nguyễn Văn Hòa, Bùi Đăng Thảnh, Hoàng Sỹ Hồng: Đo lường điện và Cảm biến đo lườngng, Nhà xuất bản giáo dục, 2005.
[6]. John Holland, "Designing Autonomous Mobile Robots". 2004
[7]. Roland Siegwart and Illah R.Nourbakhsh, "Introduction to Autonomous Mobile Robots". 2004
[8]. B. Siciliano, O. Khatib, “Springer Handbook of Robotics,” Springer-Verlag, Berlin Heidelberg, 2008.
[9]. Farbod Fahimi, “Autonomous Robots, Modeling, Path planning and Control”, Springer Science+Business Media, LLC 2009.
Tài liệu trên internet
[10]. http://www.microchip.com/
[11]. Webside www.tailieu.vn
[12]. Webside www.dientuvietnam.net
[13]. Một số hình ảnh robot lấy trên internet.