ĐỒ án tốt NGHIỆP XE tự HÀNH TRÁNH vật cản sử DỤNG cảm BIẾN SIÊU âm SRF05 và có điều KHIỂN từ XA

Mục đích của đề tài Mục đính của đề tài là áp dụng công nghệ thông tin vào công việc “Xâydựng 1 xe tự hành có khả năng tự tránh vật cản, đồng thời có chế độ hoạt độngdưới sự điều khiển t

TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI

Giới thiệu bài toán

- Tên đề tài: Xây dựng xe tự hành tránh vật cản sử dụng cảm biến siêu âm SRF05 để đo khoảng cách và có điều khiển từ xa.

- Giáo viên hướng dẫn: Ths Phạm Trung Minh

Robot tự hành sử dụng cảm biến siêu âm SRF05 để đo khoảng cách

Môi trường làm việc của robot là 1 mặt phẳng, được giới hạn bởi các bức tường, các vật cản được xem là vật cản 2 chiều tĩnh hoàn toàn Trong bài toán robot được trang bị 3 sensor cảm biến siêu âm SRF05, các cảm biến này được đặt lệch nhau 1 góc α ( chọn α%°) để đo khoảng cách từ bánh xe tùy động tới vật cản

B1: 3 sensor cảm biến SRF05 tiến hành đo khoảng cách theo 3 hướng bên trái, bên phải, ở giữa Sau đó gửi kết quả đo đạc về vi điều khiển

- Nguyên lý đo khoảng cách của cảm biến siêu âm SRF05 ã SRF05 sử dụng nguyờn lý phản xạ của súng để đo khoảng cỏch ã Khi muốn đo khoảng cỏch SRF05 sẽ phỏt ra 1 bộ 8 xung với tần số 40KHz sau đó nó sẽ chờ đợi xung phản xạ về Thời gian từ lúc xung đi cho tới khi xung về có thể dễ dàng tính ra khoảng cách từ SRF05 tới vật cản ã Khi phỏt ra xung và chờ xung phản xạ về, chõn Echo của SRF05 được kéo lên mức cao(echo =1) khi có xung phản xạ về chân Echo sẽ được kéo xuống thấp hoặc sau 30us nếu không có xung phản xạ về

9 download by : skknchat@gmail.com

Vi điều khiển căn cứ vào kết quả đo đạc của cảm biến SRF05 để tiến hành xử lý tín hiệu, dựa vào 7 tình huống có thể xảy ra khi cảm biến phát hiện vật cản và áp dụng một cách xử lý riêng cho mỗi tình huống nhằm đảm bảo an toàn và hiệu suất vận hành Sau bước xử lý, vi điều khiển ra quyết định điều khiển động cơ 1 hay động cơ 2 để thực thi hành động phù hợp với tình huống đã xác định.

Giao tiếp giữa PIC 16F877A và cảm biến siêu âm SRF05 được thực hiện bằng cách đo thời gian của tín hiệu Echo ở mức HIGH Để làm điều này, ta dùng Timer1 và ngắt ngoài của PIC nhằm bắt nhanh sự chuyển của chân Echo từ LOW lên HIGH và ngược xuống LOW Khi cần đo khoảng cách, ta kích hoạt Trigger bằng một xung ngắn tối thiểu 10 µs, sau đó đợi Echo lên mức HIGH, kích hoạt Timer1 và ghi nhận thời gian HIGH của Echo để tính khoảng cách theo công thức dựa trên tốc độ âm thanh Quá trình này cho phép đo khoảng cách giữa SRF05 và PIC 16F877A một cách nhanh chóng và chính xác.

Echo xuống mức thấp, khi chân Echo xuống mức thấp dừng timer và tính toán giá trị từ timer để suy ra khoảng cách

Robot hoạt động theo phương pháp điều khiển từ xa bằng sóng RF

Robot điều khiển bằng tần số vô tuyến RF là hệ thống điều khiển từ xa sử dụng nguyên lý tương tự điều khiển bằng tia hồng ngoại, nhưng thay vì phát tín hiệu ánh sáng, nó truyền các lệnh nhị phân qua sóng vô tuyến Bộ phận nhận sóng vô tuyến trên thiết bị nhận tín hiệu từ bộ điều khiển, giải mã tín hiệu để thực thi các lệnh và điều khiển các hoạt động của robot.

Mục đích của đề tài

Mục đích của đề tài là ứng dụng công nghệ thông tin để phát triển một xe tự hành có khả năng tự nhận diện và tự động tránh vật cản, đồng thời có chế độ hoạt động dưới sự điều khiển từ xa khi cần thiết Dự án tập trung xây dựng hệ thống tích hợp cảm biến thông minh, xử lý dữ liệu thời gian thực và thuật toán điều khiển nhằm tối ưu hóa quỹ đạo di chuyển, tăng an toàn và hiệu quả vận hành Việc kết hợp phần mềm và phần cứng cho phép xe tự hành điều chỉnh tốc độ, nhận diện địa hình và duy trì khoảng cách với vật cản một cách chủ động Bên cạnh đó, chế độ điều khiển từ xa được thiết kế để đảm bảo kiểm soát vận hành trong mọi tình huống, đáp ứng yêu cầu ứng dụng thực tế và an toàn Mục tiêu dài hạn là mở rộng ứng dụng công nghệ thông tin trong tự động hóa và robot, từ công nghiệp tới dịch vụ, thông qua phát triển xe tự hành có khả năng thích ứng với môi trường và dễ dàng mở rộng các tính năng.

2 3 Yêu cầu cần thực hiện

 Hoàn chỉnh thiết kế và thi công xe tự hành có cảm biến tự tránh vật cản, có bộ thu RF để nhận sự điều khiển từ người dùng.

 Xây dựng thiết bị có bộ phát RF, điều khiển sự hoạt động của xe.

1.4 Các chức năng cần có trong bài toán

 Robot có khả năng tự tránh vật cản dựa vào 3 sensor cảm biến siêu âm SRF05, cảm nhận môi trường xung quanh robot

 Robot có khả năng hoạt động dưới sự điều khiển từ xa của người dùng thông qua sóng vô tuyến RF

2 5 Các khối chức năng cần có

Từ việc xác định các chức năng cần phải có trong bài toán ta xác định được bài toán cần các khối chức năng sau

 Khối nguồn: chức năng cấp nguồn điện đầu vào +5V cho hệ thống

 Khối điều khiển trung tâm: gồm 3 khối nhỏ ( khối reset, khối tạo xung dao động và khối vi điều khiển)

- Khối reset: chức năng reset hệ thống trở về trạng thái ban đầu

- Khối tạo xung dao động: chức năng tạo xung nhịp với tần số thạch anh 20MHz

- Khối vi điều khiển( PIC 16F877A) : chức năng điều khiển hệ thống hoạt động, xử lý các thông tin từ các sensor báo về sau đó điều khiển hoạt động của động cơ

 Khối điều khiển 2 động cơ ( IC L298): chức năng điều khiển tốc độ và chiều thuận, nghịch của 2 động cơ

Khối cảm biến SRF05 là một module cảm biến siêu âm có chức năng xác định vật cản và trạng thái môi trường bên ngoài bằng cách đo khoảng cách tới vật thể Dữ liệu đo được gửi về bộ xử lý để phân tích và nhận diện các sự kiện bên ngoài Từ đó, hệ thống điều khiển robot sẽ đưa ra các phản ứng điều khiển phù hợp nhằm đối phó với các sự kiện bên ngoài.

 Khối hiển thị LCD: chức năng hiển thị kết quả đo đạc của sensor cảm biến SRF05

 Bộ thu- phát RF: chức năng thu và nhận tín hiệu sóng vô tuyến RF điều khiển hoạt động của robot

Các chức năng cần có trong bài toán

 Robot có khả năng tự tránh vật cản dựa vào 3 sensor cảm biến siêu âm SRF05, cảm nhận môi trường xung quanh robot

 Robot có khả năng hoạt động dưới sự điều khiển từ xa của người dùng thông qua sóng vô tuyến RF

2 5 Các khối chức năng cần có

Từ việc xác định các chức năng cần phải có trong bài toán ta xác định được bài toán cần các khối chức năng sau

 Khối nguồn: chức năng cấp nguồn điện đầu vào +5V cho hệ thống

 Khối điều khiển trung tâm: gồm 3 khối nhỏ ( khối reset, khối tạo xung dao động và khối vi điều khiển)

- Khối reset: chức năng reset hệ thống trở về trạng thái ban đầu

- Khối tạo xung dao động: chức năng tạo xung nhịp với tần số thạch anh 20MHz

Vi điều khiển PIC 16F877A là thành phần cốt lõi của hệ thống, thực hiện chức năng điều khiển hoạt động, xử lý dữ liệu từ các cảm biến báo về và từ đó điều khiển động cơ để điều chỉnh hoạt động của toàn bộ hệ thống.

 Khối điều khiển 2 động cơ ( IC L298): chức năng điều khiển tốc độ và chiều thuận, nghịch của 2 động cơ

 Khối cảm biến (SRF05): chức năng giúp xác định trạng thái môi trường bên ngoài (xác định vật cản) sau đó gửi trạng thái môi trường tới bộ xử lý rồi đưa ra các phản ứng điều khiển robot để đối phó với các sự kiện bên ngoài

 Khối hiển thị LCD: chức năng hiển thị kết quả đo đạc của sensor cảm biến SRF05

 Bộ thu- phát RF: chức năng thu và nhận tín hiệu sóng vô tuyến RF điều khiển hoạt động của robot

Các khối chức năng cần có

+ Modul phát: khi cấp mức logic 0 hoặc 1 vào chân data tương ứng thì modul RF sẽ không phát hoặc phát sóng điện từ

+ Modul thu: bên thu sẽ thu sóng điện từ và khi nhận được sóng chân data sẽ xuất ra mức logic 1, không thu được sẽ xuất ra mức logic 0

GIẢI BÀI TOÁN TÌM ĐƯỜNG TRÁNH VẬT CẢN CỦA XE TỰ HÀNH

Giới thiệu về xe tự hành tránh vật cản

Xe tự hành, hay còn gọi là xe di động, được định nghĩa là một loại xe có khả năng tự di chuyển và tự vận động, có thể được lập trình lại, dưới sự điều khiển tự động để thực hiện thành công các nhiệm vụ được giao.

Theo lý thuyết, môi trường hoạt động của xe tự hành có thể là đất, nước, không khí, không gian vũ trụ hoặc sự kết hợp giữa chúng, và xe cần thích nghi để vận hành an toàn và hiệu quả trong mọi điều kiện Địa hình bề mặt mà xe di chuyển có thể bằng phẳng hoặc thay đổi lồi lõm, đòi hỏi hệ thống cảm biến, định vị và kế hoạch đường đi linh hoạt để xử lý các thách thức của mặt đất gồ ghề hoặc biến động.

Robot tự hành có thể được chia thành hai lớp chuyển động dựa trên cơ chế thực hiện: chuyển động bằng chân và chuyển động bằng bánh Trong đề tài này ta tập trung nghiên cứu xe tự hành chuyển động bằng bánh, vì loại này hoạt động tốt trên hầu hết các địa hình do con người tạo ra và di chuyển bằng bánh có tính ổn định cao, dễ kiểm soát Lớp chuyển động bằng bánh được phân thành ba loại chính: chuyển động bằng bánh xe, chuyển động bằng vòng xích và loại hỗn hợp giữa bánh xe và vòng xích.

Tiềm năng ứng dụng của xe tự hành rất lớn, với các ví dụ tiêu biểu như robot vận hành vật liệu và hàng hóa trong các tòa nhà, nhà máy, cửa hàng, sân bay hay thư viện; đồng thời cũng có các mẫu robot xe lăn phục vụ người khuyết tật, mang lại sự độc lập và cải thiện chất lượng cuộc sống cho người dùng.

Mặc dù nhu cầu ứng dụng của robot tự hành đang tăng lên, các hạn chế chưa được giải quyết vẫn cản trở sự phát triển của công nghệ này Chi phí chế tạo cao và chi phí vận hành tương đối lớn là rào cản chính khiến robot tự hành chưa thể triển khai rộng rãi trong các ngành như logistics, sản xuất và dịch vụ Thêm vào đó, việc tích hợp với hệ thống hiện có, đảm bảo an toàn vận hành và đáp ứng các quy chuẩn pháp lý đang là thách thức khó khăn cho quá trình thương mại hóa Các doanh nghiệp đang tìm kiếm các giải pháp tối ưu hóa chi phí, tăng hiệu suất và cải thiện độ tin cậy của robot tự hành để thúc đẩy chuyển đổi số và duy trì lợi thế cạnh tranh.

Robot tự hành đang được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, mang lại hiệu quả và tự động hóa cho các quy trình làm việc Tuy nhiên, nhược điểm của robot tự hành là thiếu tính linh hoạt và khả năng thích ứng khi làm việc ở những vị trí khác nhau, điều này có thể làm giảm hiệu suất trong môi trường có sự thay đổi liên tục Để tải xuống hoặc nhận thêm thông tin, hãy liên hệ với skknchat@gmail.com.

Mô hình hóa và động học robot

Kết cấu robot lựa chọn gồm 3 bánh trong đó 2 bánh chủ động (phía trước) và 1 bánh tùy động (phía sau) có khả năng tùy ý.

Với kết cấu cơ khí này robot có khả năng di chuyển rất linh hoạt, lùi và quay 1 góc bất kỳ.

Hình 2.1: Mô hình và động học robot Gọi s1, s2 là đoạn dịch chuyển từ bánh xe tùy động tới 2 bánh chủ động

Với 1, 2, r lần lượt là lượng dịch chuyển quay và bán kính của 2 bánh chủ động.

T là khoảnh cách giữa 2 bánh, và là bán kính và góc dịch chuyển của robot trong mặt phẳng nằm ngang Khi đó

Ta xét 2 trường hợp sau của chuyển động:

TH1: robot đi theo quỹ đạo là đường thẳng (tiến hoặc lùi)

TH2: robot quay qua trái, qua phải

Lượng dịch chuyển theo 2 phương của hệ tọa độ gắn với robot

Vị trí của robot được xác định bởi tọa độ gốc của D ( ), góc định hướng tọa độ tại thời điểm thứ (i) được xác định như sau:

Giải bài toán tìm đường cho robot tự hành

Dò đường là một khoa học dẫn đường cho robot tự hành, giúp nó di chuyển trong không gian làm việc của mình, bao gồm đất, nước và không khí Trong lĩnh vực dò đường, bài toán được quan tâm nhiều nhất là tìm đường về đích mà không chạm vật cản trên hành trình.

Có 2 loại bài toán tìm đường trên đường đi cho robot: bài toán cục bộ, và bài toán toàn cục. ã Trong bài toỏn cục bộ, mụi trường làm việc của robot hoàn toàn khụng được biết trước hoặc nếu có chỉ là 1 phần, robot hoàn toàn phải nhờ vào sự cảm nhận môi trường thông qua cảm biến gán trên nó để dò đường.

 Lợi thế: yêu cầu tính toán, dung lượng nhớ thấp, tính linh hoạt cao (tránh được vật cản ngay cả khi vật đó di chuyển).

Trong điều khiển robot, có sự khác biệt giữa tìm đường cục bộ và lập kế hoạch đường đi toàn cục Hạn chế của tìm đường cục bộ là robot chỉ có thể tiếp cận thông tin xung quanh qua cảm biến môi trường gắn trên nó, nên có thể không hoàn thành việc tới đích khi môi trường ngoài tầm quan sát hoặc thay đổi bất ngờ Trong khi đó, ở bài toán lập kế hoạch đường đi toàn cục, bản đồ môi trường làm việc của robot được biết trước hoàn toàn và nhiệm vụ là tìm đường đi cho robot trước khi nó xuất phát, nhằm đảm bảo lộ trình tối ưu và an toàn trước khi bắt đầu di chuyển.

 Lợi thế: ta đã biết trước có đường đi tối ưu tới đích hay không trước khi robot khởi hành.

Hạn chế của hệ thống là yêu cầu nhiều lệnh tính toán và bộ nhớ, khiến hiệu suất có thể bị ảnh hưởng trong những tình huống phức tạp Nếu bản đồ môi trường làm việc không được khai báo chính xác, hệ thống có nguy cơ hoạt động sai lệch, và việc yêu cầu biết trước hoàn toàn môi trường hoạt động cũng được xem là một nhược điểm lớn.

Trong tiểu luận này, em tập trung vào giải bài toán tìm đường cục bộ ở mức độ đơn giản, nhằm xác định một đường đi hợp lý từ điểm xuất phát đến điểm đích trên một mặt phẳng hai chiều Môi trường làm việc của robot được mô tả như một mặt phẳng 2D với các vật cản và mục tiêu có vị trí xác định, giúp áp dụng các phương pháp tìm đường cục bộ một cách dễ tiếp cận Để giữ cho bài toán ở mức độ đơn giản, các giả định được đặt ở mức tối thiểu, như không xét đến biến động động học phức tạp hay thay đổi điều kiện môi trường trong lúc di chuyển Bài viết phân tích các yếu tố căn bản của đường đi, tối ưu hóa quãng đường và thời gian tính toán đồng thời đảm bảo an toàn bằng cách tránh va chạm với vật cản và tuân thủ giới hạn của môi trường 2D Các thuật toán tham khảo có thể bao gồm các chiến lược trên đồ thị hoặc tiếp cận không gian liên tục, với mục tiêu tìm đường cục bộ nhanh và hiệu quả Kết quả mong muốn là một khung giải quyết bài toán tìm đường cục bộ cho robot di động trên mặt phẳng, đồng thời gợi ý những hướng mở rộng cho các tình huống phức tạp hơn như môi trường 3D hoặc có động lực, phục vụ cho ứng dụng thực tế và nghiên cứu thêm.

Trong bài toán robot di động, môi trường bị giới hạn bởi các bức tường và các vật cản được xem là vật cản hai chiều, tĩnh cố định Robot được trang bị cảm biến để xác định khoảng cách từ các bánh xe động tới vật cản, từ đó hỗ trợ quá trình điều hướng và tránh va chạm một cách hiệu quả.

2.3.1 Bài toán tìm đường cục bộ

Một cách tìm đường cục bộ khá hoàn hảo là phương pháp bản đồ neuron cực của Michail G Lagoudakis (1998), dùng 16-32 cảm biến gắn trên con robot Normad để tạo trường cảm biến bao phủ quanh robot; thuật toán sử dụng là một dạng ánh xạ neuron tương đối phức tạp Do giới hạn của tiểu luận, phương pháp này không đề cập đến chi tiết.

Phương pháp được giới thiệu ở đây sử dụng ba cảm biến dò đường để xác định khoảng cách từ bánh xe tùy động tới vật cản Nhờ đo khoảng cách từ mỗi cảm biến, hệ thống có thể nhận diện vị trí của vật cản và tính toán phương hướng di chuyển phù hợp cho robot tự động Việc căn cứ vào dữ liệu từ ba cảm biến cho phép điều khiển robot điều chỉnh tốc độ và hướng đi nhằm tránh va chạm và tối ưu quỹ đạo di chuyển trong môi trường thực tế.

Hình 2.2: Cách đặt ba cảm biến của robot Các cảm biến được đặt lệch 1 góc α ( chọn α%°) khoảng cách lớn nhất tính từ D mà các cảm biến có thể nhận diện được vật cản là dmax, dmax và α phải đảm bảo sao cho cảm biến có vùng kiểm tra đủ rộng để khi tiến thẳng robot có thể nhận diện được vật cản.

Hình 2.3: Không gian làm việc của robot trong mặt phẳng 2 chiều

Các ứng xử của robot khi sensor phát hiện vật cản.

Có 7 tình huống khác nhau khi sensor phát hiện vật cản, mỗi tình huống cần có cách ứng xử riêng.

 Tình huống 1: cả 3 cảm biến đều phát hiện vật cản

- Nếu dl>dr thì robot quay sang trái: = ( Ox)

- Nếu dl khoang_cach_phai)

Lenh= lenh_lui_phai; // lùi qua phải Dieu_khien(); // đưa lệnh tới động cơ ;

If (Lenh_tam != lenh_lui_phai) Delay_ms(time );

If ( khoang_cach_trai < khoang_cach_phai )

{ lenh= lenh_lui_trai; // lùi qua trái

Dieu_khien(); // đưa lệnh tới động cơ

If (Lenh_tam !=lenh_lui_trai) Delay_ms(time );

If( khoang_cach_phai < khoang_cach_max || khoang_cach_trai < khoang_cach_max )

If( khoang_cach_phai < khoang_cach_trai )

// đưa lệnh tới động cơ }

If( khoang_cach_trai < khoang_cach_phai)

// đưa lệnh tới động cơ

If ( (khoang_cach_trai > khoang_cach_max) && (khoang_cach_phai > khoang_cach_max ))

{ lenh = lenh_tien; // điều khiển xe tiến

Dieu_khien (); // đưa lệnh tới động cơ Return ;

CẤU TẠO PHẦN CỨNG VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN TRONG ROBOT TỰ HÀNH TRÁNH VẬT CẢN

Khối nguồn

Hình 3.3: Mạch nguồn kết nối với VDK

3.1.1 Thông số chính của mạch Đây là mạch dùng để tạo nguồn điện áp chuẩn +5V dùng IC 7805

- Hoạt động: đầu vào là nguồn điện 7.4V đưa vào bộ Diod cầu để cho ra dòng điện 1 chiều.

Mạch ổn áp là yếu tố thiết essential cho vi điều khiển, đảm bảo nguồn cấp ổn định và sự tin cậy cho toàn hệ thống Nếu nguồn cấp cho vi điều khiển không ổn định, vi điều khiển sẽ bị treo, ngừng hoạt động hoặc reset liên tục và có thể dẫn đến hỏng hóc nghiêm trọng Vì vậy, thiết kế và lựa chọn mạch ổn áp phù hợp giúp bảo vệ vi điều khiển, tăng tuổi thọ thiết bị và tối ưu hóa hiệu suất hệ thống.

+ Điện áp đầu vào: 7.4V (Lấy từ 2 cục pin Li-ion ) điện áp 3.7V có dung lượng khoảng 840mAh mắc nối tiếp với nhau.

3.1.2 Linh kiện cần có trong mạch

+ Tụ điện không phân cực C2 = 100nF

+ Led báo nguồn và điện trở Led

Để tạo mạch dao động với xung f = 1,5 Hz, ta sử dụng một điện trở R = 1 kΩ và nguồn nuôi 12 V cho phần tải LED Các LED có mức ngưỡng khoảng 2 V và cần dòng làm việc 10 mA để đủ sáng Áp dụng định luật Ohm, dòng qua một nhánh LED khi cấp nguồn sẽ là I = (12 − 2)/1kΩ = 10 mA, đảm bảo LED sáng ổn định trong mỗi chu kỳ xung Như vậy, cấu hình này cho phép mạch dao động điều khiển LED sáng với tần số 1,5 Hz, đồng thời giới hạn dòng và điện áp ở mức an toàn cho nguồn nuôi 12 V.

R= =1K áp dụng công thức ta tính được C1 = 100uF).

3.1.3 Nguyên tắc hoạt động của mạch

Việc xây dựng mạch ổn áp 5V sử dụng IC 7805 là một cách làm đơn giản và phổ biến để ổn định nguồn cho các hệ thống điện tử Mạch này được ứng dụng rộng rãi trong các mạch điều khiển và cấp nguồn cho các mạch tín hiệu nhờ khả năng duy trì điện áp đầu ra ổn định bất chấp biến thiên nhỏ của nguồn vào Chức năng chính của mạch là ổn định điện áp, bởi hiệu suất và đặc điểm nội tại của IC 7805 quyết định hoạt động của toàn bộ hệ thống Vì vậy, mạch ổn áp 5V dựa trên 7805 luôn được xem là giải pháp tối ưu cho thiết kế nguồn cấp cho các linh kiện nhạy cảm với điện áp.

Hình : Hình ảnh Pin Li-ion 3.7V dòng 840mAh

Tìm hiểu chi tiết: ã Linh kiện ổn ỏp 7805

- 7805 là loại IC dùng để ổn định điện áp dương đầu ra với điều kiện đầu vào luôn luôn > đầu ra 3V – 5V

 7805 gồm 3 chân: Chân 1: Input là chân nguồn đầu vào.

Chân 2: GND chân nối đất.

Chân 3: Output chân nguồn đầu ra.

Chân 1 (chân điện áp đầu vào): đây là chân cấp nguồn điện đầu vào cho 7805 hoạt động.

Chân 3 (chân điện áp đầu ra): chân này cho chúng ta lấy điện áp đầu ra ổn định 5V, đảm bảo đầu ra ổn định luôn nằm trong giải từ 4.75V – 5.25V.

Để cấp nguồn cho mạch ổn áp 7805, điện áp đầu vào phải luôn nằm trong khoảng 8V đến 40V; khi vào dưới 8V, mạch ổn áp sẽ không hoạt động và đầu ra không ổn định Thông thường người ta không cấp trực tiếp 8V cho 7805 mà cấp nguồn cao hơn, tối thiểu gấp đôi điện áp đầu ra để tránh hiện tượng sụt áp vào đầu vào gây biến động ngắn hạn của đầu ra Trong thiết kế còn có thành phần lọc nguồn và lọc nhiễu nhằm ổn định nguồn cấp và giảm nhiễu cho mạch.

Như chúng ta đã biết tụ C1 là tụ hóa dùng để lọc điện áp Vì đây là điện áp

1 chiều nhưng chưa được phẳng vẫn còn gợn nhấp nhô nên tụ này có tác dụng lọc nguồn cho thành điện áp 1 chiều phẳng

Để lọc nguồn đầu vào cho IC 7805, tụ C1 là tụ điện hóa có điện dung đủ lớn nhằm làm phẳng nguồn và giảm ripple trước khi cấp cho 7805 Điện áp chịu đựng của tụ, hay điện áp định danh, phải lớn hơn điện áp đầu vào để đảm bảo an toàn và độ bền của mạch Việc chọn đúng giá trị điện dung và điện áp cho C1 giúp ổn định đầu ra của 7805 và cải thiện hiệu suất nguồn cấp.

Đối với nguồn cấp cho IC 7805, tụ C2 là tụ lọc nhiễu tần số cao và phải là tụ không phân cực để lọc các thành phần sóng nhấp nhô, nhiễu bên ngoài ở đầu ra, giúp mạch hoạt động ổn định Phần đèn LED sử dụng điện trở hạn dòng R = 1 kΩ vì LED có điện áp ngỏ ~2V và cần dòng làm việc khoảng 10 mA để sáng đủ Với nguồn nuôi 12V, áp dụng định luật Ohm ta có I ≈ (12V − 2V)/1 kΩ ≈ 10 mA, do đó LED sẽ sáng và điện trở sẽ chịu đúng mức rơi điện áp cần thiết.

R= =1K Ä Hỏi: Vì sao trong mạch cần sử dụng IC ổn áp 3 chân 7805? Ä Trả lời: Để có mức áp DC 5V có độ ổn định tốt, trong mạch ta nên dùng

Trong mạch ổn áp 3 chân 7805, tụ C1 (tụ hóa) có tác dụng dập dao động tự kích để mạch không phát sinh hiện tượng dao động và tránh mạch điện bên trong IC, còn tụ C2 (tụ giấy không phân cực) được dùng làm tụ lọc nhiễu ở tầng số cao ở ngõ ra, nhằm cải thiện chất lượng tín hiệu và sự ổn định của hệ thống.

Khối điều khiển trung tâm

Khối điều khiển trung tâm bao gồm 3 khối nhỏ: khối reset, khối tạo xung dao động và khối vi điều khiển

- Chức năng reset hệ thống trở về trạng thái ban đầu.

Hoạt động của khối reset trên vi điều khiển diễn ra khi nút reset được cấp +5V từ nguồn và kích hoạt để đường reset được nối về đất, khiến điện áp tại chân reset giảm đột ngột về 0V và vi điều khiển nhận diện sự thay đổi này để khởi động lại trạng thái ban đầu của chip Vai trò của tụ C3 trên khối reset là chống nhiễu cho chân MCLR, giúp tín hiệu reset ổn định và ngăn nhiễu gây reset nhầm.

3.2.2 Khối tạo xung dao động

Hình 3.5: Khối tạo xung dao động

Chức năng của bộ dao động thạch anh là tạo xung nhịp với tần số thạch anh 20MHz, hai đầu của thạch anh được nối vào hai chân OSC1 và OSC2 của vi điều khiển Hỏi: vì sao trên thạch anh C1 = C2 = 33pF? Trả lời: trên chân OSC1 và OSC2 gắn thạch anh định tần cho mạch dao động trong IC lập trình; thông thường người ta dùng thạch anh 20MHz gắn các tụ có C = 33pF để tăng hệ số ổn định tần số của thạch anh, công dụng ổn tần.

Hình 3.6: Khối vi điều khiển PIC ( Programable Intelligent Computer ) tạm dịch là “ máy tính thông minh khả trình”.

- RD0- RD7 ( trừ chân RD3) gửi tín hiệu đến khối hiển thị LCD.Ba chân từ RD0 – RD2 nối với 3 chân điều khiển của LCD Bốn chân từ RD4 – RD7 nối với

4 bít cao của các chân nhận dữ liệu của LCD.

- Khối dao động được nối vào chân 13,14(OSC1, OSC2)

- Khối reset được nối vào chân 1 ( MCLR)

- Khối nguồn được nối vào chân 12,31

- Chức năng: điều khiển hệ thống hoạt động Xử lý các thông tin từ các sensor báo về sau đó điều khiển hoạt động của động cơ

Khối điều khiển động cơ

Hình 3.7: Khối điều khiển động cơ

- Mạch công suất sử dụng IC L298 cầu H, với 2 kênh A và B, mỗi kênh với điện áp định mức 50V và dòng định mức cho tải là 2A khi đấu song song 2 kênh ta được dòng cấp cho tải lên tới 4A, điện áp điều khiển 5V.

- Cầu diode dùng để chống dòng điện ngược, do tải động cơ có tính chất cảm kháng Nguồn cấp cho động cơ 7.4V.

- Sử dụng IC cầu H không những có tác dụng trong việc đảo chiều động cơ mà còn điều khiển tốc độ động cơ bằng phương pháp băm xung PWM.

3.3.1 Sử dụng IC L298 a) Đặc tính của IC

 Với điện áp làm tăng công suất đầu ra từ 5V- 47V, dòng lên đến 4A, L298 rất thích hợp trong những ứng dụng công suất nhỏ như động cơ DC loại vừa.

 Tích hợp trong IC là 2 mạch cầu H do đó có khả năng điều khiển 2 chiều 2 động cơ DC.

Chức năng các chân của L298

 4 chân Input: IN1, IN2, IN3, IN4 được nối lần lượt với các chân 5, 7, 10,

12 của L298 Đây là các chân nhận tín hiệu điều khiển.

 4 chân Output: OUT1, OUT2, OUT3, OUT4 được nối với các chân 2, 3,

13, 14 của L298 Các chân này sẽ được nối với động cơ.

 Hai chân ENA, ENB dùng để điều khiển các mạch cầu H trong L298 Nếu ở mức logic 1 (nối với nguồn 5V) thì cho phép mạch cầu H hoạt động, nếu ở mức logic 0 thì mạch cầu H không hoạt động.

Với bài toán ta chỉ cần lưu ý đến cách điều khiển chiều quay của L298 ã Khi ENA = 0: động cơ khụng quay với mọi đầu vào ã Khi ENA = 1:

IN1 = 1, IN2 =0 động cơ quay thuận IN1 = 0, IN2 = 1 động cơ quay nghịch IN1 = IN2 động cơ dừng ngay lập tức (tương tự với chân ENB , IN3, IN4)

 Khả năng điều khiển dễ dàng (4 chân điều khiển 2 động cơ)

 Không xảy ra hiện tượng ngắn mạch trong mạch cầu H như trong các mạch cầu thông thường.

3.3.2 Điều khiển 2 động cơ bằng phương pháp điều xung PWM Để điều khiển tốc độ của động cơ DC người ta thường dùng nhiều phương pháp khác nhau trong đó có 1 phương pháp hết sức quan trọng và thông dụng là phương pháp điều chế độ rộng xung kích PWM.

Phương pháp điều xung PWM là gì?

- Phương pháp điều xung PWM là phương pháp thay đổi duty cycle

( khoảng thời gian tín hiệu ở mức cao) trong 1 chu kỳ cố định, qua đó làm thay đổi điện áp trung bình cấp ra tải

- Trong động cơ 1 chiều PWM được sử dụng để điều khiển động cơ hoạt động nhanh, chậm và ổn định tốc độ cho nó. b) Nguyên lý hoạt động của PWM

PWM là phương pháp được thực hiện theo nguyên tắc đóng ngắt nguồn của tải 1 cách có chu kỳ theo luật điều chỉnh thời gian đóng cắt, phần tử thực hiện nhiệm vụ đó trong mạch là các van bán dẫn.

Xét hoạt động đóng cắt của 1 van bán dẫn, dùng van đóng cắt bằng

Hình 3.8: Sơ đồ đóng ngắt nguồn với tải

Trong khoảng thời gian từ 0 đến t_a, van G được mở hoàn toàn, điện áp nguồn được đưa tới tải Trong khoảng thời gian từ t_a đến T, van G đóng lại và ngắt nguồn cấp cho tải Nhờ sự biến đổi tín hiệu từ 0 đến T, ta có thể cung cấp cho tải toàn bộ, một phần hoặc cắt hoàn toàn điện áp cung cấp.

Đồ thị trình bày dạng xung điều chế trong một chu kỳ, cho thấy thời gian xung ở sườn dương có thể dãn dài hoặc co lại Độ rộng xung được xác định bằng công thức Độ rộng = (t1 / T) × 100%, trong đó t1 là thời gian xung ở sườn dương và T là chu kỳ của tín hiệu Việc tính độ rộng xung theo công thức này giúp phân tích và thiết kế tín hiệu xung điều chế, đồng thời xác định tỷ lệ duty cycle của tín hiệu.

T: thời gian của cả sườn âm và dương Ta có: giá trị trung bình của điện áp ra tải hay * D

38 download by : skknchat@gmail.com và : điện áp nguồn cung cấp cho tải.

Như vậy theo đồ thị ta có:

Trong đề tài điều khiển tốc độ của động cơ DC, em dùng phương pháp điều chế độ rộng xung PWM để thay đổi điện áp cấp cho động cơ, từ đó điều chỉnh tốc độ quay ở mức nhanh hoặc chậm PWM điều chỉnh điện áp trung bình bằng cách thay đổi tỷ lệ duty cycle của tín hiệu xung, giúp kiểm soát chính xác tốc độ động cơ mà vẫn tối ưu về hiệu suất Việc chọn tần số PWM phù hợp và thiết kế mạch driver có vai trò quan trọng để đáp ứng nhanh, giảm nhiễu và nâng cao hiệu suất Tổng thể, việc ứng dụng PWM cho điều khiển tốc độ động cơ DC mang lại sự điều khiển mượt mà, ổn định và phù hợp với các hệ thống tự động hóa.

Điều khiển tốc độ của động cơ DC được thực hiện bằng cách cấp nguồn DC cho động cơ và thay đổi vận tốc dựa trên mức điện áp hay duty cycle của tín hiệu Đối với PIC 16F877A, để áp dụng phương pháp này ta có thể dùng bộ điều chế độ rộng xung PWM tích hợp sẵn bên trong PIC Nhờ PWM, ta có thể điều khiển tốc độ của hai động cơ một cách chính xác và mượt mà bằng cách điều chỉnh duty cycle của tín hiệu PWM từ vi xử lý.

PIC 16F877A tích hợp hai ngõ PWM tại CCP1 và CCP2, tương ứng với chân CCP1 ở số 17 và chân CCP2 ở số 16 trên board Khi hoạt động, hai chân này phát ra chuỗi xung vuông PWM có độ rộng xung (duty cycle) có thể điều chỉnh dễ dàng để kiểm soát tải như động cơ hoặc hệ thống điều khiển Cách thiết lập chế độ PWM cho PIC 16F877A bao gồm cấu hình CCP1CON và CCP2CON ở chế độ PWM, thiết lập Timer2 với PR2 để xác định tần số PWM, và lập trình duty cycle cho CCPR1L/ CCP1CON hoặc CCPR2L/ CCP2CON, nhằm điều chỉnh độ rộng xung và tần số PWM cho tải Bài viết này trình bày các bước chi tiết từ khởi tạo thanh ghi đến tối ưu hóa độ rộng xung, bảo đảm hoạt động ổn định của hệ thống PWM trên PIC 16F877A.

Khi hoạt động ở chế độ PWM tín hiệu sau khi điều chế sẽ được đưa ra các pin của khối CCP ( cần ấn định các pin này là output) Để sử dụng chức năng điều chế này trước tiên ta cần tiến hành các bước cài đặt sau:

B1: Thiết lập thời gian của 1 chu kỳ của xung điều chế cho PWM bằng cách đưa giá trị thích hợp vào thanh ghi PR2( thanh ghi 8 bit thuộc Timer 2 có khả năng đọc và viết).

B2: Thiết lập độ rộng xung cần điều chế ( duty cycle) bằng cách đưa giá trị vào thanh ghi CCPRxL và các bit CCP1CON.

B3: Điều khiển các pin của CCP là output bằng cách clear các bit tương ứng trong thanh ghi TRISC.

B4: Thiết lập giá trị bộ chia tần số prescaler của Timer 2 và cho phép Timer 2 hoạt động bằng cách đưa giá trị thích hợp vào thanh ghi T2CON.

B5: Cho phép CCP hoạt động ở chế độ PWM. Điều chế độ rộng xung PWM

Để dùng PIC 16F877A điều khiển động cơ quay thuận nghịch và thay đổi tốc độ, ta tận dụng bộ điều chế xung PWM tích hợp sẵn trên PIC PWM cho phép điều chỉnh tốc độ động cơ thông qua duty cycle tín hiệu cấp cho mạch driver (ví dụ H-bridge), giúp thay đổi điện áp hiệu dụng cấp cho motor một cách mượt mà Để quay thuận nghịch, ta điều khiển hai ngõ PWM và các transistor/mạch driver sao cho chiều dòng qua động cơ có thể đảo ngược, bằng cách thay đổi trạng thái điều khiển hai nhánh cầu Việc cấu hình PWM với tần số phù hợp, cùng với thiết lập timer và các thanh ghi PWM của PIC 16F877A, cho phép điều chỉnh nhanh và ổn định speed, đồng thời kết hợp với mạch nguồn và bảo vệ nhằm đảm bảo an toàn cho cả MCU và động cơ Nhờ đó, hệ thống có thể điều khiển động cơ quay thuận nghịch và thay đổi tốc độ một cách linh hoạt cho các ứng dụng tự động và điều khiển bằng vi xử lý.

2 ngõ ra xung tại 2 chân CCP1 và CCP2

 Tại các chân này khi hoạt động sẽ xuất chuỗi xung vuông, độ rộng điều chỉnh được dễ dàng xung ra này dùng để tạo tín hiệu đóng ngắt transistor trong mạch động lực với độ rộng xác định sẽ tạo ra 1 điện áp trung bình xác định Thay đổi độ rộng xung sẽ thay đổi điện áp trung bình và do đó thay đổi tốc độ động cơ

- Để có thể sử dụng được bộ PWM trước hết nó phải được khởi tạo chế độ PWM bằng lệnh

Setup_CCP1(CCP_PWM) Setup_CCP2(CCP_PWM)

Bộ PWM hoạt động phải có sự hỗ trợ của Timer 2, đây là timer 8-bit có bộ chia trước Ngõ vào xung clock (fosc/4) có thể chọn hệ số chia trước là 1:4, 1:8 hoặc 1:16, được lựa chọn bằng các bit điều khiển T2CKPS1:T2CKPS2.

- Lệnh khởi tạo timer 2 và cũng là lệnh tạo xung cho PWM là

Hệ thống cảm biến

Hình 3.11: Kết nối giữa khối điều khiển trung tâm với sensor SRF05 Một trong những phần quan trọng nhất trong robot chính là hệ thống cảm biến.

Cảm biến được định nghĩa như hệ thống giác quan của robot, cho phép nhận diện và xác định trạng thái môi trường bên ngoài bằng cách nhận diện các vật cản, màu sắc và đặc tính của vật thể Dữ liệu từ cảm biến được gửi đến bộ xử lý để phân tích tình huống, từ đó hệ thống điều khiển robot đưa ra các phản ứng điều khiển nhằm đối phó với các sự kiện bên ngoài.

3.4.1 Cảm biến siêu âm SRF05

Cảm biến siêu âm SRF05

Nguyên lý đo khoảng cách của cảm biến siêu âm SRF05 dựa trên hiện tượng phản xạ của sóng âm Khi muốn đo khoảng cách, SRF05 phát ra một chu kỳ gồm 8 xung với tần số 40 kHz, sau đó nó chờ nhận lại xung phản xạ Thời gian từ lúc xung phát đi cho tới khi nhận được xung phản xạ có thể dùng để tính khoảng cách từ SRF05 tới vật cản Trong quá trình phát xung và chờ phản xạ về, chân Echo của SRF05 được kéo lên mức cao (Echo = 1); khi có phản xạ về, chân Echo sẽ được kéo xuống mức thấp hoặc sau khoảng 30 µs nếu không có phản xạ về.

- Giao tiếp giữa PIC 16F877A với SRF05 ã Đo hoảng cỏch với SRF05 chớnh là đo thời gian chõn Echo ở mức cao ã Để đo thời gian chõn Echo ở mức cao ta sử dụng Timer1 và ngắt ngoài của

PIC ã Khi muốn đo khoảng cỏch ta sẽ kớch hoạt chõn Trigger, 1 xung tối thiểu 10ms sau đó đợi chân echo lên mức cao Kích hoạt timer và đợi chân Echo xuống mức thấp, khi chân Echo xuống mức thấp dừng timer và tính toán giá trị từ timer để suy ra khoảng cách

Khối hiển thị

Hình 3.12: Kết nối Khối điều khiển TT với LCD 1602C ở chế độ 4 bit

Mạch hiển thị này sử dụng màn hình LCD giao tiếp với vi điều khiển PIC thông qua Port RD theo giao thức 4 bit, tối ưu hóa kết nối và tốc độ truyền dữ liệu trong hệ thống nhúng Việc kết nối bằng giao thức 4 bit giảm số dây nối so với 8 bit, tiết kiệm không gian trên board mà vẫn đảm bảo hiển thị rõ ràng Biến trở điều chỉnh độ sáng của LCD cho phép người dùng tùy chỉnh mức sáng phù hợp với điều kiện ánh sáng và giảm mỏi mắt khi làm việc lâu Tổng thể, thiết kế mạch hiển thị dựa trên PIC này mang lại khả năng hiển thị rõ ràng và điều khiển linh hoạt cho các ứng dụng nhúng.

RD0–RD7 (trừ chân RD3) gửi tín hiệu đến khối hiển thị LCD Ba chân từ RD0–RD2 nối với 3 chân điều khiển của LCD (RS, RW và EN), trong khi bốn chân từ RD4–RD7 nối với các chân dữ liệu của LCD ở chế độ 4-bit (D4–D7) Việc loại bỏ RD3 và sử dụng RD4–RD7 cho dữ liệu giúp tối ưu hóa số chân GPIO và giảm độ phức tạp của mạch điều khiển LCD.

4 bít cao của các chân nhận dữ liệu của LCD. Ä Hỏi: ưu và nhược điểm của phương pháp hiển thị bằng LCD 16x2? Ä Trả lời: LCD hiển thị được tất cả các ký tự trong bảng mã ASCI trong khi led 7 thanh chỉ hiện thị được 1 số các ký tự.

Nhưng LCD lại có nhược điểm là giá thành cao và khoảng cách nhìn gần.

Hiển thị kết quả đo được từ việc sử dụng cảm biến SRF05 lên màn hình LCD:

Lcd_ int(); // khởi tạo LCD

Lcd_gotoxy(1,1); // đưa LCD về dòng 1 cột 1

Printf( Lcd_putc, “%3Ld cm - %3Ld cm”, khoang_cach_trai, khoang_cach_phai ); // hiển thị khoảng cách lên LCD

Sơ đồ thuật toán điều khiển xe tự hành tránh vật cản

Hình 3.13: Sơ đồ thuật toán điều khiển xe tự hành tránh vật cản

Sơ đồ nguyên lý mạch

Hình 3.14: Sơ đồ nguyên lý mạch

3.8 Chuẩn bị linh kiện thi công

Hình 3.16: Linh kiện chuẩn bị cho mô hình

CHƯƠNG 4 – PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN TỪ XA BẰNG

Điều khiển từ xa bằng sóng vô tuyến RF

Điều khiển từ xa bằng sóng vô tuyến RF là loại điều khiển từ xa xuất hiện đầu tiên và cho tới nay vẫn giữ vai trò quan trọng và phổ biến trong đời sống Công nghệ RF được ứng dụng rộng rãi cho nhiều thiết bị ngoài trời và trong nhà, từ các hệ thống mở cửa gara xe, hệ thống báo hiệu và điều khiển cho các loại đồ chơi điện tử từ xa, hệ thống điều khiển từ xa cho robot cho tới sự tích hợp với điện thoại thông minh để điều khiển từ xa.

Sóng RF, hay còn gọi là tần số sóng Radio, đang được ứng dụng rộng rãi trong các thiết bị điều khiển từ xa Nhờ khả năng truyền nhận tín hiệu ổn định và xuyên qua nhiều môi trường khác nhau, RF đảm bảo hiệu suất cao cho các hệ thống điều khiển từ xa Việc thi công và triển khai công nghệ sóng RF rất dễ dàng, giúp tiết kiệm thời gian và chi phí cho dự án RF là lựa chọn hàng đầu cho các ứng dụng điều khiển từ xa và truyền thông trong nhiều lĩnh vực công nghiệp và dân dụng.

- Vấn đề quan trọng nhất trong truyền và nhận dữ liệu qua RF đó là chống nhiễu Nhiễu ở đây là nhiễu từ môi trường xung quanh modul phát và thu như: sóng điện từ, điện tích, nguồn nhiễu,…do đó dữ liệu bên thu nhận về sẽ không còn nguyên vẹn và có thể bị sai

Biện pháp khắc phục: Mã hóa/ giải mã dữ liệu cần truyền

Nguyên lý hoạt động tương tự điều khiển bằng tia hồng ngoại, nhưng thay vì phát tín hiệu ánh sáng, hệ thống truyền sóng vô tuyến mang các lệnh nhị phân tới thiết bị Lệnh nhị phân được mã hóa thành tín hiệu RF và gửi đi để điều khiển thiết bị từ xa Bộ phận thu sóng vô tuyến trên thiết bị nhận tín hiệu, giải mã tín hiệu và chuyển đổi thành lệnh thực thi.

Truyền xa với khoảng cách 30m- 100m

Bị nhiễu sóng do bên ngoài có rất nhiều các thiết bị máy móc sử dụng các tần số khác nhau

Tìm hiểu về 2 IC trong điều khiển từ xa PT 2262 và PT2272

PT2262 sử dụng mỗi bit gồm 3 trạng thái 0,1 và f Mỗi trạng thái sẽ có

1 kiểu mã hóa bit code khác nhau Mỗi bit code mã hóa chứa trong 32 chu kì tần số mã hóa của OSC thuộc vào trị của điện trở gắn trên chân OSC1 và OSC2, sau đó khi xung nhịp có chu kì là α, ta tạo các xung khác nhau để chỉ trạng thái các bit 0,1 và f

- bít 0 được mã hóa bằng chuỗi 10001000

- bit 1 được mã hóa bằng chuỗi 11101110

- bit f được mã hóa bằng chuỗi 10001110

Sync bit được thay thế bằng chuỗi 10000000|10000000|00000000|00000000

Hình vẽ cho thấy các hàng chân địa chỉ A0 A5 và chân dữ liệu từ D0 D5 bên IC phát và IC thu giống nhau Vậy nếu ta cho chân nào nối masse thì chân đó được định là bit 0, nếu cho nối trên đường nguồn thì chân đó được định là bit 1 và nếu chân đó bỏ trống thì xem như là bit f Chỉ khi mã lệnh của bên phát và bên thu được đặt giống nhau và tần số xung nhịp phù hợp lúc đó cặp IC này mới hiểu nhau và có tác dụng trong điều khiển Nếu có khác nhau thì bên thu sẽ không nhận ra bên phát và sẽ không phát lệnh điều khiển theo lệnh của bên phát

Trong hình 4.1 về mã hóa hoàn chỉnh bằng IC PT2262, thiết bị sẽ ghép 8 bit dữ liệu và 4 bit địa chỉ để tạo ra một code word tương ứng Khi phía phát phát ra nhóm mã lệnh này và phía thu nhận nhận đúng nhóm mã, quá trình so sánh trong mạch logic số sẽ nhận diện sự trùng khớp mã và PT2262 sẽ kích hoạt lệnh điều khiển trên chân VT.

Quy ước mã hóa địa chỉ:

PT2262/2272 dùng các bit địa chỉ ở 3 trạng thái 0, 1 và f, nên địa chỉ được biểu diễn ở hệ cơ số 3 Với 8 bit địa chỉ, có 3^8 địa chỉ được mã hóa, tức 6561 địa chỉ khác nhau Để đơn giản hóa việc sử dụng các bit 3 trạng thái này, người ta chuyển sang biểu diễn thập phân với 8 chữ số, mỗi chữ số tương ứng biểu diễn một bit 3 trạng thái theo một quy ước nhất định.

Hình 4.2: cấu trúc của IC PT2272

Khi xung mã từ IC PT2262 được phát ra, nhóm xung này được gửi sang IC PT2272 để giải mã Quá trình giải mã biến đổi tín hiệu thành các xung điều khiển, cho phép điều khiển các thiết bị liên kết trong hệ thống dựa trên mã đã được PT2262 phát ra.

Hoạt động của IC PT2272:

Chân OSC1 và OSC2 được dùng để gắn thạch anh định tần cho xung nhịp; các chân địa chỉ A0–A5 và chân địa chỉ/dữ liệu A6–D5 đến A11–D0 xác lập trạng thái bit để tạo mã lệnh dùng cho dò mã lệnh từ phía phát Chân ngõ vào DIN sẽ nhận tín hiệu khi mã lệnh của phía phát khớp với mã lệnh đã được xác lập trong IC; sau hai tầng khuếch đại và đảo tín hiệu, mã lệnh được đưa vào mạch computer logic để dò qua mạch output logic chờ xuất ra Khi mạch dò xung đồng bộ Synchro detect xác nhận tín hiệu đầu vào là chính xác, nó sẽ phát lệnh điều khiển lên chân VT.

Thiết kế mạch

Hình 4.3: Sơ đồ khối của hệ thống điều khiển từ xa

Chức Năng và nhiệm vụ của từng khối

( Xem trên phần robot tự hành)

Gồm 2 khối nhỏ: khối tạo xung dao động và khối vi điều khiển ( xem trên phần robot tự hành)

Hình 4.5: Khối điều khiển trung tâm

khối nhỏ: khối tạo xung dao động và khối vi điều khiển ( xem trên phần robot tự hành)

Khối phát

Khối phát tín hiệu để cung cấp cho khối thu Khối phát dùng IC PT2262 tạo mã hóa và sử dụng modul phát RF 315MHz để truyền đi

Hình 4.6: Sơ đồ khối phát

Khối thu

Khối dùng để thu tín hiệu từ khối phát, sau đó đưa về PT2272 để giải mã và đưa đến khối điều khiển để điều khiển động cơ

Hình 4.7: Sơ đồ khối thu

Nguyên lý hoạt động của mạch

PT2272 M4 là bộ giải mã điều khiển từ xa dùng chung với PT2262, hoạt động dựa trên công nghệ CMOS Mạch có 8 địa chỉ mã hóa và 4 địa chỉ dữ liệu, giúp có nhiều cách ghép chân (3^8 cách) để tránh trùng mã khi sản xuất hàng loạt Vì vậy có thể sản xuất nhiều thiết bị mà không sợ trùng mã Ở mạch thu PT2272, cách gán chân (chân 1–8) như thế nào thì ở mạch phát PT2262 (chân 1–8) cũng phải được gán tương tự.

Tiêu đề	Đồ án tốt nghiệp xe tự hành tránh vật cản sử dụng cảm biến siêu âm SRF05 và có điều khiển từ xa
Tác giả	Khổng Thị Phương Thảo
Người hướng dẫn	Ths. Phạm Trung Minh
Trường học	Trường Đại Học Hàng Hải Việt Nam
Chuyên ngành	Công Nghệ Thông Tin
Thể loại	Đồ án tốt nghiệp
Năm xuất bản	2014
Thành phố	Hải Phòng

Định dạng
Số trang	65
Dung lượng	2,34 MB