ĐỒ án TRUYỀN ĐỘNG điện đề tài thiết kế robot hút bụi sử dụng arduino

Kích thước của Robot hút bụi tự động nhỏ gọn, có thể đi đến tất cả các ngóc ngách như: gầm bàn, gầm giường, ghế sofa, góc tường,… để làm sạch toàn diện.. ❖ Tính mới của đề tài: Robot hút

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

LỜI NÓI ĐẦU

Trong xã hội hiện đại ngày nay, khoa học kỹ thuật đang phát triển rất mạnh

gian dành cho gia đình hơn

Nhóm chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Cô - Đỗ Hoàng Ngân

Mi đã tận tình chỉ bảo, hướng dẫn và giúp đỡ nhóm trong suốt thời gian thực hiện đề tài này

Nội dung đề tài gồm 4 chương:

- Chương Ⅰ : Giới thiệu tổng quan

- Chương Ⅱ : Tìm hiểu linh kiện và thiết bị sử dụng

- Chương Ⅲ : Thiết kế, chế tạo Robot hút bụi

- Chương Ⅳ : Thuật toán, kết quả và chương trình điều khiển

- Chương Ⅴ : Kết luận và hướng phát triển

Đà Nẵng, ngày 25, tháng 3, năm 2022

Nhóm sinh viên thực hiện

Nguyễn Ngọc Dũng

Đinh Thiên Nhật AnhNguyễn Ngọc VĩnhNguyễn Duy PhươngHuỳnh Công Tín

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦ U

CHƯƠNG Ⅰ

GIỚ I THI Ệ U T Ổ NG QUAN

1.1 Thự c tr ạ ng hi ệ n nay

1.2 Nguyên nhân chọn đề tài

1.3 Nghiên cứ u v ề các loại Robot hút bụi trên thị trườ ng

1.3.1 iRobot Roomba S9 Plus

1.3.2 Roborock S6 MaxV

1.4 Đối tượ ng, ph ạm vi, phương pháp nghiên cứ u ch ế t ạ o .

1.4.1Đối tượng nghiên cứ u .

1.4.2Ph ạm vi nghiên cứ u .

1.4.3Phương pháp nghiên cứ 1.5 Cơ sở lý thuyế t .

1.5.1Khái quát về Robot hút bụ 1.5.1.1 Khái niệm .

1.5.1.2 Nhiệm vụ .

1.5.1.3 Phân loại Robot hút bụi .

1.5.2Nguyên lý làm việ c c ủa Robot hút bụ 1.5.2.1 Trạng thái làm việc của Robot tránh vật cản sử dụng cảm biến siêu âm 1.5.2.2 Nguyên lý làm việc của Robot tự động sử dụng cảm biến siêu âm 1.6 Kế t lu ận chương

CHƯƠNG Ⅱ

TÌM HIỂ U LINH KI ỆN VÀ THIẾ T B Ị S Ử D Ụ NG

2.1 Gi ớ i thi ệu chương

2.2 Tổ ng quan v ề Arduino

2.2.1Gi ớ i thi ệ u v ề Arduino

2.2.2 Ph ầ n c ng c ứ ủ a Arduino Uno R3

2.3 Các linh kiện điệ n t ử khác

2.3.1C m bi ả ến siêu âm SRF -04

2.3.2Module điề u khi ển động cơ L298 2.3.3 Động cơ giả m t ố c 12V DC

2.3.3.1 Động cơ giảm tốc V1 DC Motor .

2.3.3.2 Động cơ hút bụi RS - 540SH .

2.3.4 Cell Pin 3.7V 2800mAh .

2.3.5 M ạch điề u khi ể n t ốc độ động cơ DC PWM 10A 400W 2.3.6 M ạ ch gi ảm áp DC -DC LM2596 3A ADJ

CHƯƠNG Ⅲ

THI Ế T K Ế , CH Ế T ẠO ROBOT HÚT BỤ I .

3.1.Ý tưở ng thi t k ế ế

3.2 Sơ đồ kh ố i .

3.2.1 Kh ố i x ử lý

3.2.2 Kh ố i c ả m bi ế n (C ả m bi ến siêu âm)

3.2.3 Kh ố i ch ấp hành

a) Phần chuyển động của Robot .

b) Phần hút bụi .

3.2.4 Kh ố i ngu ồ n .

a) Các phương án thiết kế nguồn cho động cơ, Arduino b) Các phương án thiết kế mạch nguồn cho các module trong Robot 3.3.Sơ đồ m ạ ch c ủ a s ả n ph ẩ m

3.3.1 Sơ đồ t ổ ng quan h ệ th ng ố

3.3.2 Sơ đồ nguyên lý hệ th ố 3.3.3 Sơ đồ mô phỏ ng Matlab

CHƯƠNG Ⅳ

THU ẬT TOÁN, KẾ T QU Ả VÀ CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀ U KHI Ể N

4.1.Lưu đồ thu ật toán

4.4.1 Lưu đồ t ổ ng quan c ủ a h ệ th

4.4.2 Lưu đồ quá trình đo khoảng cách 4.2 K ế t qu ả hoàn thiệ n .

4.3.Chương trình điề u khi ể n .

CHƯƠNG Ⅴ

KẾ T LU ẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂ N

5.1 Tổ ng k ế t 46

5.1.1 K ế t qu ả thu đượ c .

5.1.2 Ưu và nhược điể m

5.2 Hướng phát triể n .

5.3 Kế t lu ậ n

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Robot hút bụi và công việc nội trợ gia đình 1

Hình 1.2 Robot hút bụi tự điều hướng tránh vật cản 1

Hình 1.3 iRobot Roomba S9 Plus 3

Hình 1.4 Roborock S6 MaxV 4

Hình 2.1 Cấu tạo của Arduino Uno R3 9

Hình 2.2 Các chân vào/ra của Arduino Uno 11

Hình 2.3 Chức năng của các chân trên Arduino (PinOut) 12

Hình 2.4 Cảm biến siêu âm SRF-04 13

Hình 2.5 Module điều khiển động cơ L298 13

Hình 2.6 Động cơ giảm tốc V1 14

Hình 2.7 Động cơ RS – 540SH 15

Hình 2.8 Pin 3.7V 15

Hình 2.9 Module điều khiển tốc độ động cơ DC PWM 10A 400W 16

Hình 2.10 Mạch giảm áp DC-DC LM2596 3A ADJ 17

Hình 3.1 Sơ đồ khối của hệ thống 18

Hình 3.2 Các chân nguồn của Arduino Uno R3 19

Hình 3.3 các cổng vào/ra trên Arduino Uno R3 20

Hình 3.4 Giao diện lập trình cho Arduino 21

Hình 3.5 Chọn Board Arduino 22

Hình 3.6 Chọn cổng Arduino 22

Hình 3.7 Nguyên lý hoạt động của cảm biến siêu âm 23

Hình 3.8 Kết nối giữa Arduino với cảm biến 24

Hình 3.9 Chip L298D 25

Hình 3.10 Kích thước động cơ giảm tốc DC 26

Hình 3.11 Cấu tạo động cơ giảm tốc DC 27

Hình 3.12 Sơ đồ kết nối phần di chuyển 27

Hình 3.13 Cơ chế hút bụi 28

Hình 3.14 Mạch chống nhiễu 29

Hình 3.15 Sơ đồ nguyên lý Module LM2596 31

Hình 3.16 Sơ đồ tổng quan hệ thống 31

Hình 3.17 Sơ đồ nguyên lý của hệ thống 32

Hình 3.18 Sơ đồ Matlab hệ thống 33

Hình 4.1 Lưu đồ thuật toán tổng quan của hệ thống 34

Hình 4.2 Lưu đồ thuật toán quá trình đo khoảng cách 35

Hình 4.3 Tổng quan bên ngoài Robot 36

Hình 4.4 Tổng quan bên trong Robot 37

CHƯƠNG Ⅰ GIỚI THIỆU TỔNG QUAN 1.1 Thực trạng hiện nay

Hiện nay, công việc nội trợ gia đình dần xem như lạc hậu, làm việc tay chân rất mất thời gian, công sức Chính vì thế, Robot hút bụi thông minh đang dần trở thành

xu thế mới, thay thế các loại máy hút bụi truyền thống để hỗ trợ con người trong việcdọn dẹp nhà cửa Tại Việt Nam, dòng sản phẩm này chỉ vừa mới có mặt trên thị trường và hứa hẹn sẽ trở thành một sản phẩm hot trong thời gian tới Robot hút bụi tựđộng được xem là “Người” giúp việc vô cùng thông minh và hiệu quả cho các gia đình, đặc biệt đối với những người phụ nữ nội trợ phải đi làm suốt cả ngày, không có thời gian chăm sóc nhà cửa

Hình 1.1 Robot hút bụi và công việc nội trợ gia đìnhRobot thiết kế thông minh, có thể tự động thực hiện công việc hút bụi, lau dọn nhà mà không cần có sự hướng dẫn của con người Kích thước của Robot hút bụi

tự động nhỏ gọn, có thể đi đến tất cả các ngóc ngách như: gầm bàn, gầm giường, ghế sofa, góc tường,… để làm sạch toàn diện

Hình 1.2 Robot hút bụi tự điều hướng tránh vật cản

1

1.2 Nguyên nhân chọn đề tài

Trong cuộc sống của chúng ta hiện nay, Robot dần thay thế, hoặc trợ giúp con người về vận chuyển hàng hóa, Robot kiểm tra nguy hiểm, Robot phục vụ cho các công việc gia đình rất phổ biến Nhất là các loại Robot có thể tự hoạt động mà không cần người điều khiển giúp giảm công việc cho con người

Cùng với sự phát triển của khoa học, công nghệ thì việc thiết kế ra một Robot

có thể làm việc nhà là điều nên làm

Từ những ý tưởng trên, nhóm chúng em đã chọn đề tài “ Robot hút bụi tự động

sử dụng Arduino” cho đồ án này

❖ Tính mới của đề tài:

Robot hút bụi tự động là Robot di chuyển tự động mà không cần con người phảiđiều khiển, nó sẽ tự động tránh những vật cản từ đó có thể hút bụi được tất cả mọi

vị trí trong nhà Robot tránh vật bằng công nghệ dùng mạch logic đã được ápdụng từ rất sớm và thu được một số thành tựu nhất định, đồng thời cũng xuất hiệnmột số các nhược điểm làm cho Robot khó có thể xác định vật cản và di chuyểntránh vật cản một cách chính xác Để khắc phục nhược điểm này, đồ án đã xâydựng và thiết kế một Robot tránh vật cản, tín hiệu từ cảm biến siêu âm đượcchuyển về cổng điều khiển của vi điều khiển, ở đó tín hiệu được xử lí và đưa ratín hiệu để điều khiển cho các cơ cấu chấp hành như động cơ servo, module điềukhiển động cơ,…Trong đồ án sử dụng các module vi điều khiển, Arduino Uno R3đây là một module rất thông dụng và rất dễ dàng lập trình Ngoài ra phần hút bụi

sử dụng các vật liệu có sẵn là các loại ống nước, các tấm vải, động cơ DC 775,…rất dễ tìm kiếm trên thị trường và rất dễ chế tạo, lắp ráp

1.3 Nghiên cứu về các loại Robot hút bụi trên thị trường

Robot hút bụi - “cơn sốt” mới trong ngành thiết bị gia dụng?

Là một “tân binh” trong ngành gia dụng điện tử ở những năm gần đây, thu hút nhiều

sự quan tâm của người tiêu dùng Lý do nào để người dùng dành sự quan tâm đặc biệt đến mặt hàng này và dự báo xu hướng nổi bật trong tương lai ra sao? Sẽ có 3 lý

do minh chứng cho câu hỏi trên:

- Tích hợp bộ lọc không khí để thúc đẩy thị trường Robot hút bụi

- Sự cạnh tranh từ các thương hiệu và mức giá phù hợp

- Quan tâm đến chính sách bảo hành, hỗ trợ khách hàng

❖ Một số mẫu Robot hút bụi tốt nhất được xướng danh Đáp ứng được những tiêu chuẩn cao nhất gồm: Thương hiệu, Chất lượng hoàn thiện, Khả năng vận hành, Tính năng thông minh,

2

1.3.1 iRobot Roomba S9 Plus

Hình 1.3 iRobot Roomba S9 Plus

➢ Đánh giá tổng thể:

Roomba S9 Plus là một chiếc máy hút bụi thông minh cao cấp được tích hợp tính năng xử lý bụi bẩn tự động Clean Base (Clean Base Automatic Dirt Disposal),công nghệ PerfectEdge và thiết kế vuông ở mặt trước, cho phép nó có thể bám sát vào tường, đồ nội thất và đồ trang trí

Bản chải góc mới của nó với năm cánh tay góc cạnh và cảm biến tiên tiếncho phép thiết bị này dễ dàng tiếp cận những không gian chật hẹp Hệ thống làmsạch ba giai đoạn sử dụng bàn chải cao su đa bề mặt kép cho phép điều chỉnh linhhoạt để làm sạch sàn cứng và thảm

➢ Đánh giá tính năng:

- Thùng rác tự đổ

- Công suất mạnh mẽ gấp 40 lần

- Thiết kế theo hình dạng chữ D

- Tính năng Keep Out Zones

- Hiệu suất Pin

➢ Điểm mạnh của Roomba S9 Plus:

- Công nghệ PerfectEdge cho phép làm sạch các góc cạnh

- Trợ thủ quét dọn đắc lực cho những ngôi nhà có nuôi thú cưng

- Tích hợp hệ thống bản đồ nâng cao

- Trang bị thùng rác tự làm đống

3

➢ Nhược điểm của Roomba S9 Plus:

- Giá bán quá cao

- Có thể gặp khó khăn khi quét dọn trên thảm

350x 96,5mm, với thiết kế nhỏ gọn như vậy, giúp thiết bị dễ dàng làm sạch ở các khu vực gầm thấp S6 MaxV được trang bị bình chứa nước lớn, có dung tích 300ml, bình nước trong suốt cho phép bạn có thể dễ dàng nhìn thấy mực nước bêntrong Một trong những thay đổi quan trọng nhất của Roborock S6 MaxV là việc

bổ sung bộ camera kép trên thân máy, đây là một sản phẩm đầu tiên trong dòng máy hút bụi của Roborock có camera kép, giúp thiết bị có kỹ năng điều hướng và tránh vật cản tốt nhất Thông minh giống như các máy hút bụi Roborock trước đây, Roborock S6 MaxV cũng đi kèm với một dock sạc Như vậy, khi pin yếu, nó

sẽ tự động điều hướng về phía cổng sạc và kết nối với dock sạc

➢ Ưu điểm:

- Roborock S6 MaxV sử dụng ReactiveAI, công cụ tránh đối tượng và điều hướng mạnh mẽ nhất hiện có

- Roborock S6 MaxV có thời lượng pin ấn tượng 3 giờ ở chế độ yên tĩnh

- Sạc thông minh giúp tiết kiệm thời gian

4

- Roborock S6 MaxV có một loạt các tùy chọn tùy chỉnh và lên lịch để tối

ưu hóa việc dọn dẹp nhà cửa của bạn

- Bạn có thể thiết lập một số cấp độ với một số Vùng cấm, Vùng cấm lau

- Roborock S6 MaxV có tính năng lau và hút bụi cực kỳ mạnh mẽ

- Tính năng bản đồ đa cấp cho phép người dùng lưu tối đa 4 cấp bản đồ

➢ Nhược điểm:

- Giá thành mắc hơn các sản phẩm khác

- Camera hoạt động không nhìn được trực tiếp trên APP

- Hộp chứa bụi hơi nhỏ

1.4 Đối tượng, phạm vi, phương pháp nghiên cứu chế tạo

- Robot tránh vật cản

- Máy hút bụi

- Hệ thống cảm biến về khoảng cách

- Module điều khiển động cơ L298

- Cách giao tiếp giữa Arduino Uno R3 – hệ thống cảm biến – module điều khiển

động cơ L298 – động cơ DC

Nghiên cứu, thiết kế Robot hút bụi thông minh có khả năng hút bụi và tự

động tránh vật cản sử dụng trong gia đình

1.4.3 Phương pháp nghiên cứu chế tạo

- Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Nghiên cứu các tài liệu liên quan đến

đề tài

- Phương pháp nghiên cứu thực tiễn:

+ Mô phỏng trên Proteus, phần mềm Arduino và Matlab

+ Sử dụng các module có sẳn một cách tối ưu, hợp lý

+ Làm thân Robot theo phương pháp gia công cơ khí

+ Phương pháp viết code bằng phần mềm có sẳn Arduino

cơ, cảm biến và phần hút bụi

5

1.5.1.2 Nhiệm vụ

Robot tự động hút bụi có thể tránh các vật cản trong nhà từ đó có thể

di chuyển xung quanh nhà và hút bụi

1.5.1.3 Phân loại Robot hút bụi

➢ Phân loại Robot hút bụi dựa theo nguyên lý làm việc của đầu cảm biến có:

• Robot tránh vật cản sử dụng cảm biến hồng ngoại: Robot chủ yếu phát hiện

ra vật cản nhờ sóng hồng ngoại

• Robot tránh vật cản sử dụng cảm biến siêu âm: Robot này chủ yếu

phát hiện ra vật cản nhờ sóng siêu âm

• Robot tránh vật cản sử dụng cảm biến laser: Robot này chủ yếu phát hiện

ra vật cản nhờ laser

• Robot tránh vật cản sử dụng nhiều loại cảm biến: là hệ thống làm việcdựa trên nguyên lí của nhiều loại cảm biến như: cảm biến hồng ngoại và cảmbiến siêu âm, cảm biến siêu âm và cảm biến laser Robot này chủ yếu pháthiện ra vật cản trong những môi trường khác nhau

➢ Phân loại Robot hút bụi theo bộ phận thực hiện chuyển động ta có thể chia Robot tự hành thành 2 lớp: chuyển động bằng chân hoặc bằng bánh xe

• Robot chuyển động bằng chân là Robot di chuyển mô phỏng theo di

chuyển của con người Tuy nhiên nó rất phức tạp và chỉ có thể di chuyển ở một

số địa hình nhất định

• Robot chuyển động bằng bánh xe làm việc tốt trong hầu hết các địa hình docon người tạo ra Điều khiển di chuyển bằng bánh xe cũng đơn giản hơn nhiều,gần như luôn đảm bảo tính ổn định Lớp chuyển động bằng bánh xe có thể chia ra làm 3 loại: loại chuyển động bằng bánh xe, loại chuyển động bằng vòng xích và loại hỗn hợp bánh xe vòng xích

1.5.2 Nguyên lý làm việc của Robot hút bụi sử dụng cảm biến siêu âm

1.5.2.1 Trạng thái làm việc của Robot tránh vật cản sử dụng cảm biến siêu âm

• Trạng thái thường trực (khi không có vật cản): Robot sẽ đưa ra khoảng cách an toàn đồng thời cảm biến siêu âm bắt đầu đo khoảng cách

• Trạng thái di chuyển: Robot sẽ luôn đi thẳng đến khi gặp vật cản

• Trạng thái có vật cản: Robot sẽ tiến hành đo khoảng cách hai bên từ đó sẽxác định hướng di chuyển hợp lí

6

1.5.2.2 Nguyên lý làm việc của Robot tự động sử dụng cảm biến siêu âm

- Bình thường Robot hoạt động ở chế độ thường trực Ở chế độ này Robot luôn có tín hiệu kiểm tra sự làm việc đến các thiết bị trong Robot như cảm biến, các

module,…từ đó các cảm biến cũng như các module này cũng có tín hiệu hồi đáp về trung tâm Trong Robot luôn có dòng điện 0 chạy qua.

- Khi có vật cản ( tường, bàn, ghế, ) sẽ tác động lên cảm biến Khi các yếu

tố này đạt tới ngưỡng làm việc thì sẽ tạo ra tín hiệu truyền về trung tâm Tại trung tâm điều khiển diễn ra các hoạt động xử lí tín hiệu truyền về Đồng thời trung tâm điều khiển sẽ điều khiển module động cơ làm cho động cơ hoạt động

- Trong học phần đồ án này, nhóm sẽ thiết kế Robot hút bụi đơn giản với chi phí thấp, phù hợp với điều kiện của sinh viên cũng như yêu cầu của đồ án đặt ra

7

CHƯƠNG Ⅱ TÌM HIỂU LINH KIỆN VÀ THIẾT BỊ SỬ DỤNG

2.1 Giới thiệu chương

Trong chương này, nhóm xin giới thiệu sơ bộ về Arduino Uno R3 cũng như các linh kiện khác được sử dụng để thiết kế chế tạo thành Robot hút bụi tự động, trong đónội dung chính trình bày bao gồm: tên linh kiện, thông số kỹ thuật và hình ảnh minh họa

2.2 Tổng quan về Arduino

Arduino là một nền tảng nguyên mẫu (mã nguồn mở) dựa trên nền phần mềm vàphần cứng dễ sử dụng Nó bao gồm một bo mạch - thứ mà có thể được lập trình (đang đề cập đến vi điều khiển) và một phần mềm hỗ trợ gọi là Arduino IDE (Môi trường phát triển tích hợp cho Arduino), được sử dụng để viết và nạp từ mã máy tính sang bo mạch vật lý

Những tính năng chính như:

➢ Các bo mạch Arduino có khả năng đọc các tín hiệu tương tự

(analog) hoặc tín hiệu số (digital) làm đầu vào từ các cảm biến khác nhau và chuyển nó thành đầu ra như kích hoạt mô-tơ quay, bật/tắt đèn LED, kế nối mạng Internet hoặc nhiều hoạt động khác nữa

➢ Bạn có thể điều khiển các chức năng của bo mạch của mình bằng cách nạp các tập lệnh đến vi điều khiển trên bo mạch Thông qua phần mềm

hỗ trợ là

Arduino IDE

➢ Không giống như bo mạch có khả năng lập trình trước kia,

Arduino chỉ cần bạn sử dụng cáp USB để nạp mã vào trong bo mạch

➢ Hơn nữa, phần mềm Arduino IDE sử dụng phiên bản giản thể của C++, làm

việc học lập trình nó trở nên dễ dàng hơn rất nhiều

Phần này nói về phần cứng của Arduino Uno R3, một bo mạch thông dụng hiệnnay Nếu cần những kiến thức chuyên sâu hơn thì có thể tham khảo tại website chínhthức của Arduino: “arduino.cc”

8

Hình 2.1 Cấu tạo của Arduino Uno R3

➢ 1 Cáp USB: Đây là dây cáp thường được bán kèm theo bo, dây cáp

dùng để cắm vào máy tính để nạp chương trình cho bo và dây đồng thời cũng lấy nguồn từ nguồn USB của máy tính để cho bo hoạt động Ngoài ra cáp USBcòn được dùng để truyền dữ liệu từ bo Arduino lên máy tính Dây cáp có 2 đầu, đầu 1a được dùng để cắm vào cổng USB trên bo Arduino, đầu 1b dùng để cắm vào cổng USB trên máy tính

➢ 2 IC Atmega 16U2: IC này được lập trình như một bộ chuyển

đổi USB - to-Serial dùng để giao tiếp với máy tính thông qua giao thứcSerial (dùng cổng COM)

bên ngoài như pin, bình Acquy hay các Adapter cho bo Arduino hoạt động

Nguồn điện cấp vào cổng này là nguồn DC có hiệu điện thế từ 6V đến 20V, tuy nhiên hiệu điện thế tốt nhất mà nhà sản xuất khuyên dùng là từ 7 đến 12V

➢ 4 Cổng USB: Cổng USB trên bo Arduino dùng để kết nối với cáp

USB

➢ 5 Nút Reset: Nút reset được sử dụng để reset lại chương trình

đang chạy Đôi khi chương trình chạy gặp lỗi, người dùng có thể reset lại chương trình

➢ 6 ICSP của ATmega 16U2: ICSP là chữ viết tắt của In-Circuit

Serial

Programming Đây là các chân giao tiếp SPI của chip Atmega 16U2 Các chânnày thường ít được sử trong các dự án về Arduino

9

➢ 7 Chân xuất tín hiệu ra: Có tất cả 14 chân xuất tín hiệu ra

trong Arduino Uno, những chân có dấu ~ là những chân có thể băm xung(PWM), tức có thể điều khiển tốc độ động cơ hoặc độ sáng của đèn

➢ 8 IC ATmega 328: IC Atmega 328 là linh hồn của bo mạch

Arduino Uno,

IC này được sử dụng trong việc thu thập dữ liệu từ cảm biến, xử lý dữ

liệu, xuất tín hiệu ra,

được

sử dụng cho các giao tiếp SPI (Serial Peripheral Interface), một số ứng dụngcủa Arduino có sử dụng chân này, ví dụ như sử dụng module RFID RC522 với Arduino hay Ethernet Shield với Arduino

➢ 10 Chân lấy tín hiệu Analog: Các chân này lấy tín hiệu Analog

(tín hiệu tương tự) từ cảm biến để IC Atmega 328 xử lý Có tất cả 6 chân lấy tín hiệu Analog, từ A0 đến A5

➢ 11 Chân cấp nguồn cho cảm biến: Các chân này dùng để cấp

nguồn cho các thiết bị bên ngoài như role, cảm biến, RC servo, trên khu vực này có sẵn các chân GND (chân nối đất, chân âm), chân 5V, chân

3.3V như được thể hiện ở hình 2 Nhờ những chân này mà người sử dụng không cần thiết bị biến đổi điện khi cấp nguồn cho cảm biến, role, rc

servo, Ngoài ra trên khu vực này còn có chân Vin và chân reset, chân IOREF Tuy nhiên các chân này thường ít được sử dụng

➢ 12 Các linh kiện khác trên board Arduino Uno: Ngoài các

linh kiện đã liệt kê bên trên, Arduino Uno còn 1 số linh kiện đáng chú ý khác Trên bo có tất cả 4 đèn Led, bao gồm 1 Led nguồn ( Led ON nhằm cho biết bo đã được cấp nguồn), 2 Led Tx và Rx, 1 Led L Các Led Tx và

Rx sẽ nhấp nháy khi có dữ liệu truyền từ board lên máy tính hoặc ngược lại thông qua cổng USB Led L được được kết nối với chân số 13 Led này được gọi là Led on board (tức Led trên bo), Led này giúp người dùng có thểthực hành các bài đơn giản mà không cần dùng thêm Led ngoài

Trong 14 chân ra của bo còn có 2 chân 0 và 1 có thể truyền nhận dữ liệu nốitiếp TTL Có một số ứng dụng cần dùng đến tính năng này, ví dụ như ứng dụng điềukhiển mạch Arduino Uno qua điện thoại sử dụng bluetooth HC05

Thêm vào đó, chân 2 và chân 3 cũng được sử dụng cho lập trình ngắt (interrupt), đồng thời còn 1 vài chân khác có thể được sử dụng cho các chức năng khác, như được thể hiện ở hình 3

10

Hình 2.2 Các chân vào/ra của Arduino Uno

• Điện áp đặt vào khuyên dùng

• Điện áp vào giới hạn

• Số chân Digital I/O

: Khoảng 30mA: 7-12VDC: 6-20VDC: 14 (6 chân Hardware PWM): 6 (độ phân giải 10bit)

: 30mA: 500mA: 50mA

: 32KB (Atmega328) với 0.5KB dùng bởi Bootloader

: 2KB (Atmega328): 1KB (Atmega328): 68.6 mm

: 53.4 mm

Hình 2.3 Chức năng của các chân trên Arduino (PinOut)

2.3 Các linh kiện điện tử khác

: < 15°

: 2cm – 300cm: 0.3 cm

: 40 KHz: Echo, Trigger

: 43mm×20mm×17mm

12

Hình 2.4 Cảm biến siêu âm SRF-04

Thông số kỹ thuật:

• Driver

• Điện áp điều khiển

• Dòng tối đa cho mỗi cầu H

• Điện áp của tín hiệu điều

khiển

• Dòng của tín hiệu điều

khiển

• Công suất hao phí

• Nhiệt độ bảo quản

: L298N tích hợp 2 mạch cầu H: +5V ~ +12V

: 2A (=> 2A cho mỗi motor): +5V ~ +7V

2.3.3 Động cơ giảm tốc 12V DC

2.3.3.1 Động cơ giảm tốc V1 DC Motor

Thông số kỹ thuật:

• Điện áp hoạt động

tiêu thụ

• Tỉ số truyền1:48

: 3 – 9VDC: 110 – 140mA: 125 vòng/ 1 phút tại 3VDC: 208 vòng/ 1 phút tại 5VDC: Moment 0.5Kg.cm

Hình 2.6 Động cơ giảm tốc V1

2.3.3.2 Động cơ hút bụi RS - 540SH

Thông số kỹ thuật:

• Điện áp hoạt động

• Tốc độ

• Công suất

• Đường kính động cơ

• Đường kính trục quay

• Chiều dài động cơ

: 9 - 12VDC: 1300 - 16600 vòng/phút: 15 – 90W

: 35.6 mm: 3.1 mm: 50.2 mm

2.3.5 Mạch điều khiển tốc độ động cơ DC PWM 10A 400W

: 20mA: 60 x 75 x 28 mm: Bằng biến trở:400W

: 1.5 – 35VDC: 3A

: IC LM2596 ADJ

16

17