Báo cáo công nghệ phần mềm nhúng đề tài thiết kế xe tự hành tránh vật cản

TÍNH CẤP THIẾT  Hiện nay nhu cầu sử dụng robot tự động trên thị trường trong và ngoài nước ngày càng tăng cao, sự nổi lên của các mô hình tự động trong sản xuất thay thế nguồn nhân lực

BÁO CÁO CÔNG NGHỆ PHẦN MỀM NHÚNG

Giảng viên hướng dẫn: ThS Lê Đức Thuận

HỌC VIỆN KỸ THUẬT MẬT MÃ KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

5 3 2

Tính cấp thiết của đề tài và các nội dung nghiên cứu. GIỚI THIỆU

TÍNH CẤP THIẾT

 Hiện nay nhu cầu sử dụng robot tự động trên thị trường trong và ngoài nước ngày càng tăng cao, sự nổi lên của các mô hình tự động trong sản xuất thay thế nguồn nhân lực lao động chân tay là rất lớn

 Chính vì vậy việc đầu tư sang những mô hình tự động hóa là một vấn đề cấp thiết , đặc biệt là dòng

CÁC NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

Tìm hiểu về lý thuyết vi xử lý Arduino

01

Cách kết nối và sử dụng cảm biến siêu âm HCSR04

02

Kết nối các linh kiện và sử dụng phần mềm Arduino

IDE để viết chương trình điều khiển cho xe thực hiện

Chi tiết về các thành phần lắp ráp xe tự

hành tránh vật cản.

CƠ SỞ LÝ THUYẾT

ARDUINO UNO

text slideArduino board có rất nhiều phiên bản Trong số đó, Arduino Uno R3 là một trong những phiên bản được sử dụng rộng rãi nhất bởi chi phí và tính linh động của nó.

Arduino UNO có thể sử dụng 3 vi điều khiển họ 8bit AVR là ATmega8,

ATmega168, ATmega328.

“Bộ não” này có thể xử lí những tác vụ đơn giản như điều khiển đèn LED nhấp nháy, xử lí tín hiệu cho xe điều khiển từ

xa, làm một trạm đo nhiệt độ - độ ẩm và hiển thị lên màn hình LCD hoặc những ứng dụng khác.

ARDUINO UNO R3

Arduino UNO có thể được cấp nguồn 5V thông qua cổng USB hoặc cấp nguồn ngoài với điện áp khuyên dùng là 7-12V DC và giới hạn là 6-20V.

Arduino UNO có 14 chân digital dùng để đọc hoặc xuất tín hiệu Chúng chỉ có 2 mức điện áp là 0V và 5V với dòng vào/ra tối đa trên mỗi chân là 40mA.

Module điều khiển động cơ L298

 Module điều khiển động cơ L298 là một module gồm 2 mạch cầu H tích hợp trong IC L298, nhờ đó module này có thể điều khiển được 2 động cơ riêng biệt.

• Chân A Enable, B Enable là 2 chân điều khiển tốc độ 2 động cơ riêng biệt.

• Input: Là 4 chân điều khiển chiều quay của 2 động cơ.

• Bộ nguồn 12V-GND-5V: Tùy thuộc loại động cơ mà ta chọn 12V hay 5V.

 Output A, Output B: Là 2 đầu ra kết nối với 2 động cơ.

CẢM BIẾN SIÊU

ÂM HCSR-04

Cảm biến HCSR-04 hoạt động dựa trên nguyên tắc phát đi một xung và tính thời gian từ lúc phát xung đến lúc nhận về được xung đó Từ đó tính khoảng cách bằng cách với thời gian vừa đọc được nhân với vận tốc sóng siêu âm.

Động cơ Servo SG90 là loại động servo có kích thước nhỏ, được sử dụng để làm các mô hình nhỏ hoặc các cơ cấu kéo không cần đến lực nặng.

SG90 có tích hợp sẵn Driver điều khiển động cơ bên trong nên có thể dễ dàng điều khiển góc quay bằng phương pháp điều độ rộng xung PWM

Tuy nhiên nó chỉ quay góc từ 0 -180 độ

ĐỘNG CƠ SERVO SG90

Động cơ điện một chiều được sử dụng trong các ứng dụng đặc biệt yêu cầu mô men khởi động cao hoặc yêu cầu tăng tốc êm ở một dải tốc độ rộng Động cơ điện một chiều sử dụng dòng điện một chiều.

ĐỘNG CƠ MOTOR DC

Sử dụng các linh kiện và chạy thực tế sản phẩm cùng với

chương trình viết trên Arduino IDE

MÔ HÌNH THỰC NGHIỆM

Sơ đồ khối

Biểu đồ usecas e

Biểu đồ tuần tự

Mô hình xe tự

hành

SƠ ĐỒ CẤP

NGUỒN

NGUYÊN LÝ

HOẠT ĐỘNG

Khi cấp nguồn cho mạch xe tự khởi động chế độ chạy tránh vật cản Khi đó arduino nhận tín hiệu từ cảm biến siêu âm để xử lý điều khiển module điều khiển động cơ cho xe chạy một cách hợp lý Khi không có vật cản ở phía trước xe sẽ chạy thẳng Nếu gặp vật cản xe sẽ dừng lại Servo hoạt động quay 180 độ bắt đầu từ trái qua phải để tìm đường di chuyển Xe sẽ rẽ

về hướng không có vật cản Quá trình tiếp diễn như vậy đến khi tắt nguồn

MÔ HÌNH THỰC TẾ

TIẾN HÀNH CHẠY

dàng cho mọi người tìm

hiểu nghiên cứu.

THỰC NGHIỆM

 Triển khai tại nhà và

đã thu được kết quả như mong đợi, đánh giá một cách thực tế nhất về sản phẩm.

 Mô hình thực tế cho thấy có thể phát triển thành mô hình to hơn trong tương lai.

HCSR-04 chỉ đo được khoảng cách những vật ở phía trước và phải có cùng độ cao nên có một

số điểm mù Mức độ sóng âm hồi tiếp phụ thuộc vào cấu tạo của đối tượng và góc phản xạ của nó

Phát triển xe tự hành có gắn thêm một vài

thiết bị và thực nghiệm thực tế.

MỞ RỘNG ĐỀ TÀI

 Do xe tự hành tránh vật cản trong quá trình di chuyển vẫn còn hạn chế nhất định liên quan đến thiết bị

1 Lý do mở rộng đề tài

 Tình trạng dịch bệnh hiện tại của nước ta vẫn

chưa ổn định nên nhóm em cũng đã tìm hiểu và tiếp tục phát triển đề tài bằng cách thêm các thiết

bị kết hợp với xe mong muốn cho ra một giải

pháp chạy an toàn, hiệu quả, tiết kiệm chi phí

 Có thể áp dụng trực tiếp vào đời sống như giao hàng cho người dân vẫn tuân thủ đảm bảo

khoảng cách giữa người với người là lớn hơn 2m,

…

Thiết kế nhỏ gọn, tiện dụng và dễ dàng kết

nối với vi điều khiển để điều khiển các thiết

bị từ xa qua hồng ngoại

Remote IR1838 và Module thu hồng ngoại

Trên remote có 1 hoặc nhiều LEDs hồng ngoại được sử dụng để truyền tín hiệu hồng ngoại Tín hiệu này sẽ được nhận bởi 1 bộ thu hồng ngoại đặc biệt và chuyển thành dạng xung điện,sau đó các xung điện này được chuyển đổi

thành dữ liệu được sử dụng cho các thiết bị điện tử

2 Các linh kiện sử dụng

Portfolio Presentation

You can simply impress your audience and add a unique zing

and appeal to your Presentations Easy to change colors, photos

and Text Get a modern PowerPoint Presentation that is

beautifully designed You can simply impress your audience and

add a unique zing and appeal to your Presentations Easy to

change colors, photos and Text Get a modern PowerPoint

Presentation that is beautifully designed

3 Kết quả sau khi mở rộng

 Đã khắc phục được vấn đề điểm mù của xe khi có vật cản nằm dưới độ cao của cảm biến.

 Xe tự hành sau khi mở rộng với thiết bị Remote IR18238 và Module thu hồng ngoại đã giải quyết được một số hạn chế của xe ban đầu như:

CẢM ƠN!

H Y V Ọ N G C H Ú N G TA S Ớ M RA T R Ư Ờ N G

C Ù N G N H A U

M Ọ I T H Ô N G T I N T H Ắ C M Ắ C X I N L I Ê N H Ệ Đ Ế N N H Ó M