dùng vi điề khiển ATmega 328

Điện tử là một trong những ngành công nghiệp tinh vi của th giới, nó là phương ế tiện gần như không thể ếu trong mthi ọi lĩnh vực như: Viễn thông, y khoa, các phòng thí nghi m, nghiên cệ

MỤC LỤC DANH MỤ C HÌNH NH 3Ả

DANH MỤ C B NG BI U 4Ả Ể

DANH MỤ C VI T T T 5Ế Ắ

PHẦ N M Ở ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 3

1.1 T ỔNG QUAN HỆ THỐNG BĂNG CHUYỀ N 3

1.2 CÁC LOẠI BĂNG CHUYỀN PHÂN LO ẠI SẢ N PH ẨM HIỆN NAY 4

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUY T Ế 6

2.1.GIỚI THI U BO MỆ ẠCH ARDUINO NANO 6

2.1.1 T ng quan vổ ề vi điều khiể n Arduino NANO 6

2.1.2 Đọc tín hiệu ngõ vào 7

2.1.3 Xuất tín hi u ngõ ra 8ệ 2.1.4 Chuẩn giao ti p 8ế 2.1.5 Môi trường lập trình bo mạch 9

2.1.5 Các lo i bo m ch ARDUINO 10ạ ạ 2.2 CÁC THI ẾT BỊ NGOẠ I VI 11

2.2.1 Động cơ DC 11

2.2.2 Động cơ Servo 13

2.2.3 Module điều khiển động cơ 14

2.2.4 C m biả ến tiệ m c n 15ậ CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG 20

3.1 THI ẾT KẾ PHẦN CỨNG 20

3.1.1 Sơ đồ khối hệ thống 20

3.1.2 Sơ đồ nguyên lý hoạt động 21

3.1.3 Thi ết kế mô hình cơ khí 28

3.2 THI ẾT KẾ PHẦN MỀ M 30

3.2.1 Lưu đồ thuật toán 30

 Lưu đồ thuật toán khối hiển thị 32

TÀI LI U THAM KH O Ệ Ả 33

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1: Hệ thống băng chuyền 3

Hình 2.1: Vi điều khiển Arduino NANO 6

Hình 2.2: Giao diện IDE c a Arduino 10ủ Hình 2.3: Động cơ DC 11

Hình 2.4: Động cơ quay theo chiều kim đồng hồ 12

Hình 2.5: Động cơ quay theo chiều ngược kim đồng hồ 12

Hình 2.6: Động cơ servo 13

Hình 2.7: Module điều khiển động cơ 14

Hình 2.8: Cảm bi n ti m c n 16ế ệ ậ Hình 2.9: Sơ đồ nguyên lý cảm biến 17

Hình 2.10: Cảm bi n DC 2 dây 17ế – Hình 2.11: Ảnh hưởng của kích thước vật 19

Hình 3.1: Sơ đồ kh i hệ th ng 20ố ố Hình 3.2: Sơ đồ nguyên lý hoạt đ ng 21ộ Hình 3.3: Sơ đồ nguyên lý kh i ngu n 22ố ồ Hình 3.4: Sơ đồ nguyên lý kh i cảm biến 23ố Hình 3.5: Senser nhận bi t kim loế ại s t thắ ực tế 24

Hình 3.6: Senser nhận bi t kim loế ại đồng th c t 25ự ế Hình 3.7: Sơ đồ nguyên lý kh i gạt sản phẩm 25ố Hình 3.8: Động cơ servo thực tế được sử dụng trong hệ thống 26

Hình 3.9: Khối xử lý 27

Hình 3.10: Vi điều khiển MCU thực tế 27

Hình 3.11: Sơ đồ nguyên lý khối điều khiển băng truyền 28

Hình 3.12: Mạch điều khiển động cơ băng chuyền 28

Hình 3.13: Ảnh mô hình 29

Hình 3.14: Băng chuyền thực t 29ế Hình 3.15: Lưu đồ thuật toán chương trình chính 30 Hình 3.16: Lưu đồ thuật toán khối hi n th 32ể ị

Hình 3.17:Giao di n hi n th thông s ệ ể ị ố đếm sản phẩm Error! Bookmark not defined.

DANH MỤC B NG BI U Ả ỂBảng 2.1: Các thông s cố ủa Arduino NANO 7Bảng 2.2: Đặc trưng cơ bản của cảm biến 18

DANH MỤC VI T T T Ế Ắ

DC Dòng điện một chiều MCU Vi điều khi n ể

DSP Digital motion processorADC Anolog to digital converter IDE Môi trường phát tri n tích h p ể ợPWM Phương pháp điều xung

PHẦ N M ĐẦU Ở

Xã h i ngày càng phát tri n, nhu c u v t ch t và tinh th n cộ ể ầ ậ ấ ầ ủa con người ngày càng cao, vì th bài toán v cung cế ề – ầu đang được các nhà s n xu t tìm cách ả ấgiải quy t Tế ự động hóa trong dây chuy n s n xu t là mề ả ấ ột phương án tối ưu, nó đòi hỏi s nhanh chóng, chính xác và gi m thiự ả ểu được nhân công lao động Quá trình sản xuất ngày càng được tự động hóa cao càng nâng cao năng suất sản xuất giảm chi phí nhằm tăng tính cạnh tranh cho các doanh nghi p Vì vệ ậy đề tài này được nghiên c u và th c hi n nh m góp m t ph n nh vào mứ ự ệ ằ ộ ầ ỏ ục đích nêu trên, đồng thời giúp cho h c sinh, sinh viên thọ ấy được m i liên h gi a nh ng ki n thố ệ ữ ữ ế ức đã họ ởc trường v i những ứng dụng bên ngoài thực tế ớ

Đề tài mà em thực hiện có nhiều ứng dụng quan trọng trong nhiều lĩnh vực như vận chuyển sản phẩm, phân loại sản phẩm và đếm sản phẩm Với hệ thống tự động hóa này chúng ta có thể giảm thiểu nhân công đi kèm với giảm chi phí sản xuất

Phân lo i s n ph m là mạ ả ẩ ột bài toán đã và đang được ứng d ng r t nhiụ ấ ều trong th c t hi n nay Dùng sự ế ệ ức người công việc này đòi hỏ ự ậi s t p trung cao và tính l p l i, nên các công nhân khó có thặ ạ ể đảm bảo được s chính xác trong công ựviệc Chưa kể đến có những phân loại dựa trên các chi tiết kỹ thuật rất nhỏ mà mắt thường có thể nhận ra Điều đó sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm và

uy tín c a nhà s n xu t Vì v y, hủ ả ấ ậ ệ thống tự động nh n d ng và phân lo i s n phậ ạ ạ ả ẩm

ra đời là một sự phát triể ấn t t yếu nhằm đáp ứng nhu cầu cuộc sống

Nhận th y th c tiấ ự ễn đó, nay trong luận văn này, em sẽ làm m t mô hình rộ ất nhỏ nhưng có chức năng gần như tương tự ngoài thực tế Đó là: Tạo ra một băng chuyền để vận chuyển sản phẩm, phân biệt sản phẩm,phân loại sản phẩm theo kích thước đã đư c đặt trước ợ

Hiện nay đất nước ta trong quá trình Công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước Chính vì v y có r t nhi u khu công nghiậ ấ ề ệp đã và đang được hình thành v i nhiớ ều dây chuy n và thi t b hoề ế ị ạt động hiện đại cùng v i sớ ự đầu tư và góp ốn đế ừ các v n tnước khác trên thế giới

Trong nh ng th p niên gữ ậ ần đây, các thiế ị điệ ử được ứt b n t ng d ng r ng rãi ụ ộtrên kh p th gi i Sắ ế ớ ự đa dạng và phát tri n c a các ngành không ngể ủ ừng thay đổi Điện tử là một trong những ngành công nghiệp tinh vi của th giới, nó là phương ế

tiện gần như không thể ếu trong mthi ọi lĩnh vực như: Viễn thông, y khoa, các phòng thí nghi m, nghiên cệ ứu… nó đảm b o hi u su t trong công viả ệ ấ ệc cũng như độ tin cậy thỏa mãn cho người sử dụng Sự kết hợp giữa ngành Điện – điện tử và ngành cơ khí

là một bước ti n quan tr ng trong s phát tri n c a tế ọ ự ể ủ ự động hóa trong công nghi p ệTrong các nhà máy, các s n phả ẩm được s n xuả ất ra trước khi được xuất xưởng thì phải tr i qua nhiả ều giai đoạn ki m tra s n ph m Tùy theo các s n phể ả ẩ ả ẩm được sản xuất ra mà nó phải được ki m tra qua các khâu khác nhau, ch ng hể ẳ ạn như kiểm tra

về chất lượng, kích thước, hình dạng, hoặc trọng lượng… Trong đề tài này, em dùng phương pháp nghiên cứu “dùng vi điều khiển ATmega 328”

Ngày nay, việc tập trung hóa - t ng hóa công tác quự độ ản lý, giám sát và điều khiển các hệ thống tự động nh m nâng cao hi u qu s n xu t, tránh rằ ệ ả ả ấ ủi ro, ti t kiế ệm chi phí h n chạ ế công nhân là xu hướng t t y u c a quá trình s n xu t Cùng v i s ấ ế ủ ả ấ ớ ựphát tri n nhanh chóng c a kể ủ ỹ thuật vi điệ ử ỹn t , k thu t truy n thông và công ngh ậ ề ệphần m m trong thề ời gian qua, điều khi n tể ự động đã ra đời và phát tri n ngày càng ể

đa dạng đáp ứng các yêu cầu, đòi hỏi quá trình tự động trong các lĩnh vực công nghiệp Chính vì v y ph i l a chậ ả ự ọn quá trình điều khi n nào cho phù h p v i yêu ể ợ ớcầu thực tế, điều khiển cơ sở ậ v t ch t cho phép, ti t ki m chi phí v n hành, nâng cao ấ ế ệ ậhiệu qu s n xu t, d dàng b o trì hả ả ấ ễ ả ệ thống, s a ch a khi có s c Th c tiữ ữ ự ố ự ễn đó đã đặt ra vấn đ là làm sao để quản lý các nhà sản xuất hiệu quả nhất, tiết kiệm nhất và ề

an toàn nhất

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

Ngày nay cùng v i s phát tri n c a các ngành khoa h c kớ ự ể ủ ọ ỹ thuật, kỹ thuật điện tử mà trong đó điều khiển tự động đóng vai trò hết sức quan trọng trong mọi lĩnh vực khoa học kỹ thuật, quản lí, công nghiệp tự động hóa, cung cấp thông tin…

do đó chúng ta phải nắm bắt và vận dụng nó một cách có hiệu quả nhằm góp phần vào s phát tri n n n khoa h c kự ể ề ọ ỹ thuật th gi i nói chung và trong s phát tri n k ế ớ ự ể ỹthuật điều khiển tự động nói riêng Xuất phát từ những đợt đi thực tập tốt nghiệp tại nhà máy, các khu công nghi p và tham quan các doanh nghi p s n xu t, chúng em ệ ệ ả ấ

đã được thấy nhiều khâu được tự động hóa trong quá trình s n xu t M t trong ả ấ ộnhững khâu tự động trong dây chuy n s n xu t tề ả ấ ự động hóa đó là số lượng sản phẩm s n xuả ất ra đượ các băng tả ậc i v n chuy n và s d ng hể ử ụ ệ thống nâng c p phân ấloại s n phả ẩm Tuy nhiên đố ới v i nh ng doanh nghi p v a và nh thì vi c tữ ệ ừ ỏ ệ ự động hóa hoàn toàn chưa được áp dụng trong những khâu phân loại, đóng bao bì mà vẫn còn s d ng nhân công, chính vì v y nhiử ụ ậ ều khi cho ra năng suất thấp chưa đạt hiệu quả cao

Hình 1.1: Hệ thống băng chuyền

T nhừ ững điều nhìn th y trong th c tấ ự ế cuộc s ng và nh ng ki n th c mà em ố ữ ế ứ

đã học được học muốn tạo ra hiệu suất lao động lên gấp nhiều lần, đồng thời vẫn

đảm bảo được độ chính xác cao về kích thướ Nên em đã quyết địc nh thiết kế và thi công m t mô hình s dộ ử ụng băng chuyền để phân lo i s n ph m vì nó r t gạ ả ẩ ấ ần gũi với thực t , vì trong th c t có nhi u s n phế ự ế ề ả ẩm được s n xuả ất ra đòi hỏi ph i có kích ảthước tương đối chính xác và nó thật sự rất có ý nghĩa đối với chúng em, góp phần làm cho xã h i ngày càng phát tri n mộ ể ạnh hơn, để ứ x ng t m v i s phát tri n cầ ớ ự ể ủa thế giới

Cấu tạo đơn giản, bền, có khả năng vận chuyển rời và đơn chiếc theo các hướng n m ngang, n m nghiêng ho c k t h p giằ ằ ặ ế ợ ữa nằm ngang v i n m nghiêng ớ ằVốn đầu tư không lớn lắm, có thể tự động được, vận hành đơn giản, bảo dưởng d dàng, làm vi c tin cễ ệ ậy, năng suất cao và tiêu hao năng lượng so với máy v n chuy n khác không l n lậ ể ớ ắm

- Phân lo i s n ph m là mạ ả ẩ ột bài toán đã và đang đượ ức ng d ng r t nhiụ ấ ều trong th c t hi n nay Dùng sự ế ệ ức người, công việc này đòi hỏ ự ậi s t p trung cao và

có tính l p lặ ại, nên các công nhân khó đảm bảo được s chính xác trong công vi c ự ệChưa kể đến có những phân loại dựa trên các chi tiết kỹ thuật rất nhỏ mà mắt thường khó có thể nhận ra Điều đó sẽ ảnh hưởng trực tiếp t i ớ chất lượng sản phẩm

và uy tín của nhà sản xuất

- Vì v y, hậ ệ thống tự động nh n d ng và phân lo i s n phậ ạ ạ ả ẩm ra đời là m t s ộ ựphát tri n t t y u nhể ấ ế ằm đáp ứng nhu c u c p bách này Tùy vào mầ ấ ức độ ph c tứ ạp trong yêu c u phân lo i, các hầ ạ ệ thống phân lo i tạ ự động có nh ng quy mô l n, nh ữ ớ ỏkhác nhau Tuy nhiên có một đặc điểm chung là chi phí cho các hệ thống này khá lớn, đặc biệt đối với điều kiện của Việt Nam Vì vậy hiện nay đa số các hệ thống phân lo i tạ ự động đa phần m i chớ ỉ được áp d ng trong các hụ ệ thống có yêu cầu phân lo i ph c t p, còn mạ ứ ạ ột lượng r t l n các doanh nghi p Vi t Nam v n s dấ ớ ệ ệ ẫ ử ụng trực tiếp sứ ực con người để làm việ c l c

- Bên cạnh các băng chuyền để ậ v n chuy n s n ph m thì m t yêu c u cao ể ả ẩ ộ ầhơn được đặt ra đó là phải có hệ thống phân loạ ải s n phẩm Còn rất nhiều dạng phân

loại s n ph m tùy theo yêu c u c a nhà s n xuả ẩ ầ ủ ả ất như: Phân loạ ải s n ph m theo kích ẩthước Phân loại sản phẩm theo màu sắc Phân loại sản phẩm theo khối lượng Phân loại s n ph m theo mã vả ẩ ạch Phân lo i s n ph m theo hình nh Phân lo i theo vạ ả ẩ ả ạ ật liệu v.v… Vì có nhiều phương pháp phân loại khác nhau nên có nhiều thuật toán, hướng giải quyết khác nhau cho từng sản phẩm, đồng thời các thuật toán này có thể đan xen, hỗ trợ lẫn nhau Ví dụ như muốn phân loại vải thì cần phân loại về kích thước và màu sắc, về nư c uớ ống (như bia, nước ngọt) cần phân loại theo chiều cao, khối lượng, phân lo i xe theo chi u dài, phân loạ ề ại gạch granite theo hình ảnh v.v…

- Phân lo i s n ph m to nh s d ng c m bi n quang: S n ph m ch y trên ạ ả ẩ ỏ ử ụ ả ế ả ẩ ạbăng chuyền ngang qua cảm biến quang thứ nhất nhưng chưa kích cảm biển thứ hai thì được phân loại vật thấp nhất, khi sản phẩm qua 2 cảm biến đồng thời thì được phân loại v t cao nh t ậ ấ

- Phân lo i s n ph m d a vào màu s c c a s n ph m: S d ng nh ng cạ ả ẩ ự ắ ủ ả ẩ ử ụ ữ ảm biến phân lo i màu s c sạ ắ ẽ được đặt trên băng chuyền, khi s n phả ẩm đi ngang qua nếu c m bi n nào nh n biả ế ậ ết được s n ph m thu c màu nào sả ẩ ộ ẽ được c a phân lo i t ử ạ ự

động m sản phở để ẩm đó đựợc phân loại đúng Phát hiện màu sắc bằng cách sử dụng các y u t là tế ố ỷ l ph n chiệ ả ếu của m t màu chính (ví dộ ụ như đỏ, xanh lá cây hoặc xanh trời) đượ phảc n x bạ ởi các màu khác nhau theo các thuộc tính màu của đối tượng Bằng cách sử dụng công nghệ lọc phân cực đa lớp gọi là FAO (góc quang t do), c m biự ả ến E3MC phát ra màu đỏ, xanh lá cây và màu xanh sáng trên một tr c quang hụ ọc đơn E3MC sẽ thu ánh sáng ph n chi u cả ế ủa các đối tượng thông qua các c m bi n nh n và x lý t lả ế ậ ử ỷ ệ các màu xanh lá cây, đỏ, xanh lam c a ánh ủsáng để phân biệt màu sắc của v t cần cảm nh n Phân loại s n ph m dùng webcam: ậ ậ ả ẩ

Sử d ng 1 camera ch p l i s n ph m khi chụ ụ ạ ả ẩ ạy qua và đưa ảnh v so sánh về ới ảnh gốc Nếu gi ng thì cho s n phố ả ẩm đi qua, còn nếu không thì loại sản phẩm đó

- Phân lo i s n phạ ả ẩm dựa vào vậ ệt li u có th ể thực hiện theo các cách sau: Chọn c m biả ến có độ nhạy khác nhau b trí cùng kho ng cách t i s n phố ả ớ ả ẩm

Chọn c m biả ến có cùng độ nhạy, nhưng bố trí nh ng kho ng cách khác nhau tở ữ ả ới sản phẩm

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ : LÝ THUYẾT

2.1.1 T ng quan vổ ề vi điều khiể n Arduino NANO

Hình 2.1: Vi điều khi n Arduino NANO ể Arduino thật ra là một bo mạch vi xử lý được dùng để lập trình tương tác với các thiết bị phần cứng như cảm biến, động cơ, đèn hoặc các thiết bị khác Đặc điểm nổi bật của Arduino là môi trường phát triển ứng dụng cực kỳ dễ sử dụng, với một ngôn ngữ lập trình có thể học một cách nhanh chóng ngay cả với người ít am hiểu

về điện tử và lập trình Và điều làm nên hiện tượng Arduino chính là mức giá rất thấp và tính chất nguồn mở từ phần cứng tới phần mềm

Arduino chính thức được đưa ra giới thiệu vào năm 2005 như là một công cụ khiêm tốn dành cho các sinh viên của giáo sư Massimo Banzi, là một trong những người phát triển Arduino, tại trường Interaction Design Instistute Ivrea (IDII) Mặc

dù hầu như không được tiếp thị gì cả, tin tức về Arduino vẫn lan truyền với tốc độ chóng mặt nhờ những lời truyền miệng tốt đẹp của những người dùng đầu tiên Hiện nay Arduino nổi tiếng tới nỗi có người tìm đến thị trấn Ivrea chỉ để tham quan nơi đã sản sinh ra Arduino

Dưới đây là bảng chỉ ra các thông số cơ bản trên Arduino NANO:

Số chân đầu vào và ra tín hi u s ệ ố 14

Cường độ dòng điện ở mỗi chân vào ra 40mA

Bộ nhớ flash 32KB (ATmega328), trong đó 0.5KB

được cho b nạp khộ ởi động

Bảng 2.1:Các thông số của Arduino NANO

 Khả năng của Arduino:

Bo m ch Arduino s d ng dòng vi x lý 8-bit megaAVR c a Atmel v i hai

chip ph bi n nh t là ATmega328 và ATmega2560 Các dòng vi x lý này cho ổ ế ấ ửphép l p trình các ng dậ ứ ụng điều khi n ph c tể ứ ạp do được trang b c u hình m nh ị ấ ạvới các lo i b nhạ ộ ớ ROM, RAM và Flash, các ngõ vào ra digital I/O trong đó có nhiều ngõ có khả năng xuất tín hiệu PWM, các ngõ đọc tín hi u analog và các ệchuẩn giao tiếp đa dạng như UART, SPI, TWI (I2C)

 Sức mạnh x ử lí :

 Xung nhịp: 16MHz

 EEPROM: 1KB (ATmega328) và 4KB (ATmega2560)

 SRAM: 2KB (Atmega328) và 8KB (Atmega2560)

 Flash: 32KB (Atmega328) và 256KB (Atmega2560)

2.1.2 Đọc tín hi u ngõ vào ệ

 Digital:

Các bo mạch Arduino đều có các c ng digital có th c u hình làm ngõ vào ổ ể ấhoặc ngõ ra b ng ph n mằ ầ ềm Do đó người dùng có thể linh hoạt quyết định số

lượng ngõ vào và ngõ ra Tổng số lượng cổng digital trên các mạch dùng Atmega328 là 14, và trên Atmega2560 là 54

 Analog:

Các bo mạch Arduino đều có trang b các ngõ vào analog vị ới độ phân giải 10-bit (1024 phân mức, ví d vụ ới điện áp chuẩn là 5V thì độ phân gi i kho ng ả ả0.5mV) Số lượng cổng vào analog là 6 đối với Atmega328, và 16 đối với Atmega2560 Với tính năng đọc analog, người dùng có thể đọc nhi u lo i c m bi n ề ạ ả ếnhư nhiệt độ, áp suất, độ ẩm, ánh sáng, gyro, accelerometer…

2.1.3 Xuất tín hi u ngõ ra ệ

 Digital output:

Tương tự như các cổng vào digital, người dùng có thể cấu hình trên phần mềm để quyết định dùng ngõ digital nào là ngõ ra Tổng số lượng cổng digital trên các m ch dùng Atmega328 là 14, và trên Atmega2560 là 54 ạ

 PWM output:

Trong s các cố ổng digital, người dùng có thể chọn m t s cộ ố ổng dùng để xuất tín hiệu điều chế xung PWM Độ phân gi i c a các tín hi u PWM này là 8-bit S ả ủ ệ ốlượng cổng PWM đối với các bo dùng Atmega328 là 6, và đối với các bo dùng Atmega2560 là 14 PWM có nhi u ng d ng trong vi n thông, x lý âm thanh hoề ứ ụ ễ ử ặc điều khiển động cơ mà phổ ến nhất là động cơ servos trong các máy bay mô hình bi

2.1.4 Chuẩn giao ti p ế

 Serial:

Đây là chuẩn giao tiếp nối tiếp được dùng rất phổ biến trên các bo mạch Arduino Mỗi bo có trang b m t s c ng Serial c ng (vi c giao ti p do ph n c ng ị ộ ố ổ ứ ệ ế ầ ứtrong chip th c hi n) Bên cự ệ ạnh đó, tấ ảt c các c ng digital còn lổ ại đều có thể thực hiện giao ti p nế ối tiếp b ng ph n mằ ầ ềm (có thư viện chuẩn, người dùng không cần phải vi t code) M c tín hi u c a các cế ứ ệ ủ ổng này là TTL 5V Lưu ý cổng n i ti p RS-ố ế

232 trên các thi t b ho c PC có m c tín hiế ị ặ ứ ệu là UART 12V Để giao tiếp được giữa hai m c tín hi u, c n ph i có b chuy n m c, ví dứ ệ ầ ả ộ ể ứ ụ như chip MAX232 Số lượng

cổng Serial c ng c a Atmega328 là 1 và c a Atmega2560 là 4 Vứ ủ ủ ới tính năng giao tiếp n i ti p, các bo Arduino có th giao tiố ế ể ếp được v i r t nhi u thi t bớ ấ ề ế ị như PC, touchscreen, các game console…

 USB:

Các bo Arduino tiêu chuẩn đều có trang b m t cị ộ ổng USB để thực hi n kệ ết nối v i máy tính dùng cho viớ ệc tải chương trình Tuy nhiên các chip AVR không có cổng USB, do đó các bo Ardunino phải trang bị thêm phần chuyển đổi từ USB thành tín hiệu UART Do đó máy tính nhận di n c ng USB này là c ng COM ch ệ ổ ổ ứkhông phải là cổng USB tiêu chu n ẩ

 SPI:

Đây là một chuẩn giao tiếp nối tiếp đồng bộ có bus gồm có 4 dây Với tính năng này các bo Arduino có thể kết nối với các thiết bị như LCD, bộ điều khiển video game, bộ điều khi n c m bi n các lo i, ể ả ế ạ đọc thẻ nhớ SD và MMC…

 TWI (I2C):

Đây là một chuẩn giao tiếp đồng bộ khác nhưng bus chỉ có hai dây Với tính năng này, các bo Arduino có thể giao tiếp với một số loại cảm biến như thermostat của CPU, tốc độ qu t, m t sạ ộ ố màn hình OLED/LCD, đọc real-time clock, ch nh âm ỉlượng cho một số loại loa…

2.1.5 Môi trường lậ p trình bo m ạch

Các thi t b d a trên n n tế ị ự ề ảng Arduino đượ ậc l p trình b ng ngôn ng riêng ằ ữNgôn ng này d a trên ngôn ngữ ự ữ Wiring được vi t cho ph n c ng nói Và Wiring ế ầ ứlại là một bi n th c a C/C++ Mế ể ủ ột số người gọi nó là Wiring, một s khác thì gố ọi là

C hay C/C++ Đội ngũ phát triển Arduino cũng gọi ngôn ngữ này là “ngôn ngữArduino” Ngôn ngữ Arduino bắt nguồn t C/C++ phổ biến hiừ ện nay do đó rất dễ học, dễ hiểu

Môi trường lập trình Arduino IDE có thể chạy trên ba nền tảng phổ biến nhất hiện nay là Windows, Macintosh OSX và Linux Do có tính ch t ngu n m nên môi ấ ồ ởtrường lập trình này hoàn toàn miễn phí và có thể m rộng thêm bở ởi người dùng có kinh nghiệm

Hình 2.2:Giao diện IDE c a Arduino ủNgôn ng l p trình có thữ ậ ể được m rở ộng thông qua các thư viện C++ Và do ngôn ng l p trình này d a trên n n t ng ngôn ng C cữ ậ ự ề ả ữ ủa AVR nên người dùng hoàn toàn có th nhúng thêm code viể ết bằng AVR C vào chương trình nếu mu n ố

2.1.5 Các lo i bo m ch ạ ạ ARDUINO

Về m t chặ ức năng, các bo mạch Arduino được chia thành hai lo i: lo i bo ạ ạmạch chính có chip Atmega và lo i m r ng thêm chạ ở ộ ức năng cho bo mạch chính (thường được gọi là shield) Các bo mạch chính về cơ bản là giống nhau về chức năng, tuy nhiên về mặt cấu hình như số lượng I/O, dung lượng bộ nhớ, hay kích thước có sự khác nhau Một s bo có trang b thêm các tính năng kếố ị t nối như Ethernet và Bluetooth Các bo mở r ng ch y u m r ng thêm m t sộ ủ ế ở ộ ộ ố tính năng cho

bo m ch chính ví dạ ụ như tính năng kết nối Ethernet, Wireless, điều khiển động cơ v.v…

Bao g m v máy, c c t chính, c c t ph , dây qu n ph n c m g m các bồ ỏ ự ừ ự ừ ụ ấ ầ ả ồ ối dây đặt trong rãnh của lõi sắt Số lượng cực từ chính phụ thuộc vào tốc độ quay

Đố ới v i động cơ công suất nh ỏ người ta kích từ bằng nam châm vĩnh cửu

b) Rotor (phầ ứn ng):

Bao g m các lá thép k thuồ ỹ ật điện ghép lại có rãnh để đặt các ph n t cầ ử ủa dây qu n ph n ấ ầ ứng Điện áp m t chiộ ều được đưa vào phầ ứn ng qua hệ thống chổi than-vành góp K t c u cế ấ ủa giá đỡ chổi than có khả năng điều ch nh áp l c ti p xúc ỉ ự ế

và tự động duy trì áp lực tuỳ theo độ mòn c a chủ ổi than

Hình 2.4: Động cơ quay theo chiều kim đồng hồ Như hình trên ta thấy rằng khi cho dòng diện một chiều (tuyệt đối ko dùng điện xoay chiều) đi qua motor sẽ khiến cho motor quay như trên hình

Hình 2.5: Động cơ quay theo chiều ngược kim đồng hồ Khi ta đảo hai cực của dòng điện thì ta sẽ sẽ đuợc hiện tượ g như hình trên, n

đó là động cơ sẽ quay theo chiều hoàn toàn ngược lại so với hình truớc đó Qua đó

ta có thể rút đuợc kết luận như sau:

- Động cơ DC cho dòng diện một chiều chạy qua và làm quay phần Roto dẫn đến motor quay, nếu ta đổi chiều dòng điện thì motor s quay theo chiẽ ều ngượ ạc l i Do

đó ta có thể điều chỉnh được hướng quay của DC Motor Đặc tính kĩ thuật của hầu

hết động cơ DC là tốc độ quay (vòng/phút) cao và moment ngẫu lực th p ấ

Chú ý: Điện áp V và dòng I không nên vượt quá giá trị được ghi trên motor, nếu không motor s b h ng Tuy nhiên nẽ ị ỏ ếu ta đặt một điện áp thấp hơn V hoặc một dòng điện thấp hơn I, thì tốc độ và độ chịu tải của motor sẽ giảm theo

2.2.2 Động cơ Servo

Có rất nhiều loại động cơ có khả năng đảm bảo yêu cầu được đưa ra trong h ệthống gạt sản phẩm trên băng chuyền của đề tài Sau khi ki m nghi m thì tôi ch n ể ệ ọđộng cơ servo MG90S

Loại động cơ này có kích thước nhỏ gọn d s d ng và phù h p v i yêu c u cễ ử ụ ợ ớ ầ ủa đềtài Động cơ hoạt động được trong khoản 4.8VDC 6.0VDC Trong m ch tôi dùng – ạ5VDC để điều khiển

Hình 2.6:Động cơ servo Với tính năng hoạt động quay vòng theo góc tọa độ định mức, cộng với sự

hổ trợ của các bánh răng để tăng thêm lực momen xo n cắ ủa động cơ

Động cơ đạt momen xoắn lên đến 2kg/cm

- Được điều chế ở tín hi u analog ệ

- Kích nhỏ g n 2.8×12.2×28.5mm ọ

 Nguyên lý ho ạt động :

Trục của động cơ servo được định v nh vào ký thu t gị ờ ậ ọi là điều biến độrộng xung (PWM) Trong hệ thống này, servo đáp ứng một dãy các xung số ổn

định Cụ thể hơn, mạch đièu khiển đáp ứng của một tín hiệu số có các xung biến đổi

từ 1-2 ms Các xung này được gởi đi 50lần/giây Chú ý r ng không ph i sằ ả ố xung trong một giây điều khi n servo mà là chi u dài cể ề ủa các xung Servo đòi hỏi kho ng ả30-60 xung /giây N u s này qua thế ố ấp, độ chính xác và công suất để duy trì servo

sẽ giảm