Đồ án môn học thiết kế hệ thống nhúng đề tài nghiên cứu băng tải dây chuyền phân loại sản phẩm theo chiều cao

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC KHOA ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓAĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG NHÚNG ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU: BĂNG TẢI DÂY CHUYỀN PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO CHIỀU CAO Giảng

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC KHOA ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA

ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ HỆ THỐNG NHÚNG

ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU: BĂNG TẢI DÂY CHUYỀN PHÂN LOẠI SẢN PHẨM

THEO CHIỀU CAO

Giảng viên hướng dẫn : TS Đoàn Thị Hương GiangSinh viên thực hiện:

Ngô Viết Cảnh :19810000203Phạm Anh Dũng : 19810000350Nguyễn Trọng Ban : 19810000266Phạm Quang Tùng : 19810000002 Lớp D14 THDK&TDH:

Hà Nội, tháng 6 năm 2023

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 5

LỜI CẢM ƠN 6

CHƯƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐỀ VÀ NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN 7

1.1 Đặt vấn đề 7

1.2 Khái niệm hệ thống phân loại sản phẩm 7

1.3 Ý nghĩa hệ thống phân loại sản phẩm 8

1.5 Mục tiêu của đề tài 8

1.6 Phạm vi nghiên cứu 8

CHƯƠNG II: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ BỘ ĐIỀU KHIỂN VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ 10

2.1Tổng quan về arduino uno 10

2.1.1: Lịch sử 10

2.1.2: Arduino uno r3 10

2.1.3 Năng lượng 12

2.1.4 Các chân năng lượng 12

2.1.5 Bộ nhớ 13

2.1.6 Lập trình cho Arduino 16

2.2 Tìm hiểu về LCD 16

2.2.1 Tổng quan 16

2.2.2 Chức năng của các chân: 17

2.3 Tìm hiểu về L298N 18

2.3.1 Tổng quan 18

2.3.2 Cấu tạo 19

2.4 Tìm hiểu về cảm biến hồng ngoại 20

2.4.1 Tổng quan: 20

2.4.2 Thông số kỹ thuật: 20

2.5 Băng tải mini 21

2

2.5.1 Cấu tạo băng tải mini: 21

2.5.2 Động cơ băng tải 22

2.5.3 Ưu điểm băng tải mini 23

2.5.4 Động cơ servo MG90S 24

CHƯƠNG III: THIẾT KẾ PHẦN CỨNG 25

3.1 Sơ đồ khối hệ thống 25

3.1.1 Nguyên lý sơ đồ khối 25

3.1.2 Nguyên lý hoạt động – quy trình công nghệ 26

3.2 Thiết kế chi tiết từng khối 26

3.2.1 Khối hiển thị thông báo trạng thái 26

3.2.3 Khối điêu khiển ARDUINO UNO 26

3.2.4 Khối cảm biến 27

3.2.5 Khối phím bấm 27

3.3 Thiết kế chi tiết toàn bộ hệ thống 28

3.4 Hình vẽ minh họa hệ thống hoàn chỉnh 29

CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ PHẦN MỀM 30

4.1 Lưu đồ thuật toán 30

4.2.Lưu đồ thuật toán điều khiển thiết bị bằng cảm biến: 31

4.3 Chương trình 31

KẾT LUẬN 34

TÀI LIỆU THAM KHẢO 35

3

MỤC LỤC HÌNH ẢNH VÀ BẢNG BIỂU

Bảng 2.1: Thông số các chân arduino………11

Bảng 2.2: Chức năng các chân………

………18

Hình 2.1Arduino uno……….10

Hình 2.2: Vi điều khiển Atmega328……… 14

Hình 2.3: Các cổng vào ra ARD……….15

Hình 2.4: Màn hình nhập dữ liệu code………

16 Hình 2.5 : Hình dáng LCD……… 17

Hình 2.6: Mạch điều khiển động cơ DC L298N……….… ……….….

…19 Hình 2.7: Chức năng các chân L298……… ………

….19 Hình 2.8: Cảm biến E18-D80NK……… ……… 20

Hình 2.9: Băng tải mini……….………….….……

21 Hình 2.10: Bản vẽ cơ khí………

……….22

Hình 2.11: Động cơ giảm tốc JGB37 – 555 60 rp………

….23 Hình 2.12: Động cơ Servo RC MG90S……….…….24

Hình 3.1: Sơ đồ khối hệ thống……….……….…

………….22

Hình 3.2: Khối hiển thị thông báo trạng thái……… …………22

Hình 3.3: Khối điều khiển ARD………

………22

Hình 3.4: Cảm biến hồng ngoại……….….23

4

Hình 3.5: Khối nút điều khiển……… ……… 23

Hình 3.6: Servo và DC-motor……… …………24

Hình 3.7: Chi tiết toàn bộ hệ thống……….……… …… 25

Hình 3.8: Hình ảnh thực tế……… ………

….25 Hình 4.1: Lưu đồ thuật toán hệ thống……… ……… ……30

Hình 4.2: Lưu đồ thuật toán cảm biến……….……… 31

LỜI NÓI ĐẦU

Trong nền kinh tế hiện nay, việc ứng dụng khoa học kỹ thuật vào sản xuất và đời sống ngày càng phổ biến Nhung các ứng dụng sáng tạo và khoa học kỹ thuật thuờng chỉ áp dụng đuợc cho những nhà máy có mô hình sản xuất tiên tiến với quy mô kinh doanh lớn Tuy nhiên, tại những nhà máy, xí nghiệp nhỏ hay các hợp tác xã nông thôn

ở địa phương vẫn còn sản xuất theo mô hình thủ công, chủ yếu dựa vào sức người lao động Do đó, nhóm chúng em quyết định nghiên cứu về mạch đếm sản phẩm nhằm đưa việc ứng dụng khoa học kỹ thuật vào mô hình sản xuất thô sơ tại địa phương Bên cạnh mạch đếm sản phẩm thông thuờng, nhóm chúng em còn nghiên cứu thêm cách nhận dạng chiều cao sản phẩm Với sự kết hợp hai chức năng này vào mô hình sản xuất sẽ góp phần làm tăng chất luợng sản phẩm và lợi nhuận kinh tế Bài báo cáo này trình bày cách thiết hệ thống phân loại sản phẩm theo chiều cao trên băng tải dưới quy

mô mô hình Trong quá trình thiết kế không tránh khỏi thiếu sót, rất mong nhận được

ý kiến đóng góp của thầy cô và các bạn.Với các vấn đề đã nêu trên nhóm sinh viên

chúng em đã thực hiện đề tài: “Thiết kế, chế tạo hệ thống phân loại sản phẩm theo chiều cao”.

Với sự hướng dẫn và chỉ dạy nhiệt tình của giảng viên TS.Đoàn Thị Hương Giang Phần thiết kế bao gồm: sơ đồ mạch lắp ráp, thuật toán và viết chương trình

điều khiển cho vi xử lý Mặc dù chúng em đã rất cố gắng trong quá trình thực hiện đề tài Tuy nhiên, do thời gian không nhiều cũng như sự hạn chế về kiến thức nên nội dung còn nhiều thiếu sót Chúng em rất mong nhận được sự góp ý của các thầy cô và các bạn sinh viên để báo cáo này của chúng em được hoàn thiện hơn

5

Chúng em xin chân thành cảm ơn!

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên chúng em xin được gửi lời cảm ơn đến cô Đoàn Thị Hương Giang

Cô đã hướng dẫn và giúp đỡ tận tình chúng em nghiên cứu và hoàn thành tốt đồ ánnày Những lời nhận xét góp ý và hướng dẫn của thầy đã giúp chúng em có địnhhướng đúng đắn trong quá trình thực hiện đồ án, giúp chúng em nhìn ra được ưukhuyết điểm của đồ án và từng bước khắc phục để có được kết quả tốt nhất Chúng emcũng xin cảm ơn thầy cô trong khoa Điều Khiển và Tự Động Hóa, truyền đạt chochúng em các kiến thức chuyên ngành, những công nghệ mới cũng như cách làm việcnhóm đề hoàn thành tốt đồ án môn học này

Hà Nội, tháng 6 năm 2023

6

CHƯƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐỀ VÀ NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN

1.1 Đặt vấn đề

Ngày nay, việc tập trung hóa- tự động hóa công tác quản lí, giám sát điều khiển hệthống tự động nhằm cao hiệu trình sản xuất, tránh rủi ro tiết kiệm chi phí và hạn chếhướng tất yếu trình sản xuất tránh khỏi, thời gian với phát triển mạnh mẽ công nghệcùng với phát triển vượt bậc kĩ thuật vi điện tử , kĩ thuật truyền thông công nghệ phầnmềm thời gian qua và lĩnh vực điều khiển tự động đời, phát triển ngày đa đạng đápứng yêu cầu sống, đòi hỏi trình tự động lĩnh vực công nghiệp chính phải lựa chọntrình điều khiển cho phù hợp với yêu cầu thực tế đặt cho ngành đảm bảo điều kiện sởvật chất cho phép, tiết kiệm chi phí vận hành, nâng cao hiệu sản xuất, dễ dàng bảo trìsửa chữa hệ thống có cố thực tiễn đặt để quản lí nhà máy sản xuất cách linh hoạt ổnđịnh phù hợp nhất, tiết kiệm phải an toàn trước thời thách thức thời đại, nhận biết nắmbắt vận dụng thành tựu cách có hiệu khoa học kĩ thuật giới nói chung kĩ thuật điềukhiển tự động nói riêng Sự áp dụng kĩ thuật điều khiển tự động ứng dụng rộng rãinghành sản xuất lớn, doanh nghiệp lớn cách nhanh chóng bên cạnh doanh nghiệp vừanhỏ quy mô sản xuất ngược lại hoàn toàn chưa áp dụng đặc biệt khâu cân sản phẩmđóng gói bao bì, sử dụng sức người, cho suất chưa hiệu trên sở thực tế khách quan,yêu cầu xã hội giới nước, đề tài có nhiều tiềm nghiên cứu ứng dụng khai thác cách khảthi tốt Việc ứng dụng kĩ thuật điều khiển vào “quá trình phân loại sản phẩm” thành tựuđáng kể làm thay đổi sản xuất cũ mang nhiều hạn chế Làm thay đổi cục diện côngnghiệp mạnh mẽ chính trở thành vấn đề hứng thú đầy tiềm cho chúng em tìm hiểu xây

7

dụng thiết kế cải tiến góp phần vào hoàn thiện phát triển sâu, rộng đời sống sản xuấtngười

1.2 Khái niệm hệ thống phân loại sản phẩm

Hệ thống phân loại sản phẩm hệ thống điều khiển tự động bán tự động nhằm chiasản phẩm nhóm có thuộc tính với để thực đóng gói hay loại bỏ sản phẩm hỏng - Cónhiều cách phân loại hệ thống phân loại sản phẩm Ví dụ :

• Dựa phương thức điều khiển chia hệ thống tự động hay bán tự động, có tham giangười hay không mức độ đến đâu, điều khiển PLC, vi xử lí

• Theo màu sắc: màu sắc cảm biến màu nhận biết chuyển sang tín hiệu điện quachuyển đổi ADC xử lí

• Theo trọng lượng, hình dáng kích thước bên Ngoài nhiều cách phân loại khác tùyvào yêu cầu khác biệt phôi với

1.3 Ý nghĩa hệ thống phân loại sản phẩm

Hệ thống phân loại sản đời hình thành phát triển giai đoạn kinh tế giới nói chungđất nước đánh dấu thêm bước ngoặt quan trọng cho tiến khoa học- công nghệ kĩ thuậtthực tế ứng dụng cách tốt cho mục đích cao, khó người Có tầm quan trọng ảnh hưởnglớn đến công nghiệp đặc biệt tình hình nước Việt Nam ta làm tăng nhiều mặt tốt phục

vụ cho lại đáng kể cho sống phát triển kinh tế người hứa hẹn phát triển vững mạnh ổnđịnh lâu dài đồng thời tảng cho phát triển tập đoàn kinh tế giới Một lần khẳng định cóvai trò quan trọng cho hoạt động phát triển cung cấp phân phối sản phẩm tới ngườicách tốt nhất, giúp đời sống người nâng cao vấn đề số lượng chất lượng sản phẩm thayđổi đáng kể nhận thấy rõ phân hóa đa dạng mẫu mã chủng loại sản phẩm thấy rõ chấtlượng ngày nâng cao đáp ứng nhu cầu sức khỏe người cách hoàn hảo Từ thay máymóc thiết bị đại, giảm thiểu lớn thời gian lao động sức tiếp cho trình sản xuất qua trìnhkhác để tạo sản phẩm nhận thấy mạnh công việc khó khăn phức tạp thay máy móc tựđộng nhiều, người cần điều khiển hệ thống, máy móc, thiết bị… buồng điều khiểnriêng biệt nhờ mà sức khỏe đời sống vật chất tinh thần ngày nâng cao cải thiện cách rõrệt không kể từ đời vấn đề sinh thái, ô nhiễm môi trường sống mức báo động, hay biếnđổi khí hậu thiên nhiên có hình thành nhanh chóng gây hậu vô nguy hiểm lâu dài làmcho tồn người không bền lâu Bởi vậy, hệ thống phân loại sản phẩm nói riêng nhiều hệthống tự động khác có ý nghĩa vào kỉ do người tác động trực tiếp tác hại hậu gây giải

8

pháp tối ưu cho hệ thống tự động cho công việc khó khăn phức tạp nhiều nguy hiểmtiềm tàng

1.5 Mục tiêu của đề tài

Nâng cao hiệu suất làm việc bằng việc áp dụng tự động hóa vào sản xuất trongviệc phân loại sản phẩm theo chiều cao

Nâng cao sự tiện dụng của hệ thống dụng của hệ thống với hệ thống điều khiển vàgiám sát, cho phép người vận hành làm chủ các chức năng hoạt động

Thiết kế, chế tạo, mô hình hoàn chỉnh hệ thống phân loại sản phẩm theo chiều caotrong thời gian cho phép

- Cơ cấu phân loại sử dụng động cơ RC Servo

- Sử dụng cảm biến Khoảng Cách E18-D80NK, đo chiều cao của vật thể

9

CHƯƠNG II: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ BỘ ĐIỀU KHIỂN VÀ LỰA CHỌN

vụ lấy tín hiệu từ cảm biến đến điều khiển đèn, động cơ, và nhiều đối tượng khác.Ngoài ra mạch còn có khả năng liên kết với nhiều module khác nhau như moduleđọc thẻ từ, ethernet shield, sim900A, ….để tăng khả ứng dụng của mạch.Phần cứng bao gồm một board mạch nguồn mở được thiết kế trên nền tảng vi xử

lý AVR Atmel 8bit, hoặc ARM, Atmel 32-bit,… Hiện phần cứng của Arduino cótất cả 6 phiên bản, Tuy nhiên phiên bản thường được sử dụng nhiều nhất làArduino Uno và Arduino Mega

2.1.2: Arduino uno r3

+ Cấu Tạo:

10

Hình 2.1: Arduino unoNhắc tới dòng mạch Arduino dùng để lập trình, cái đầu tiên mà người ta thườngnói tới chính là dòng Arduino UNO Hiện dòng mạch này đã phát triển tới thế hệthứ 3 (R3) Bạn sẽ bắt đầu đến với Arduino qua thứ này Bạn có thể dùng ArduinoNano cũng được nhưng mình khuyên bạn nên dùng cái này.

Một vài thông số của Arduino UNO R3

Vi điều khiển ATmega328 họ 8bit

Điện áp hoạt động 5V DC (chỉ được cấp qua cổng USB)

Điện áp vào khuyên dùng 7-12V DC

Điện áp vào giới hạn 6-20V DC

Số chân Digital I/O 14 (6 chân hardware PWM)

Số chân Analog 6 (độ phân giải 10bit)

Dòng tối đa trên mỗi chân I/O 30 mA

11

2.1.4 Các chân năng lượng

GND (Ground): cực âm của nguồn điện cấp cho Arduino UNO Khi bạn dùng cácthiết bị sử dụng những nguồn điện riêng biệt thì những chân này phải được nối vớinhau

5V: cấp điện áp 5V đầu ra Dòng tối đa cho phép ở chân này là 500mA

3.3V: cấp điện áp 3.3V đầu ra Dòng tối đa cho phép ở chân này là 50mA.Vin (Voltage Input): để cấp nguồn ngoài cho Arduino UNO, bạn nối cực dươngcủa nguồn với chân này và cực âm của nguồn với chân GND

IOREF: điện áp hoạt động của vi điều khiển trên Arduino UNO có thể được đo ởchân này Và dĩ nhiên nó luôn là 5V Mặc dù vậy bạn không được lấy nguồn 5V từchân này để sử dụng bởi chức năng của nó không phải là cấp nguồn

RESET: việc nhấn nút Reset trên board để reset vi điều khiển tương đương vớiviệc chân RESET được nối với GND qua 1 điện trở 10KΩ

Lưu ý:

12

+ Arduino UNO không có bảo vệ cắm ngược nguồn vào Do đó bạn phải hết sứccẩn thận, kiểm tra các cực âm – dương của nguồn trước khi cấp cho ArduinoUNO Việc làm chập mạch nguồn vào của Arduino UNO sẽ biến nó thành mộtmiếng nhựa chặn giấy mình khuyên bạn nên dùng nguồn từ cổng USB nếu có thể.+ Các chân 3.3V và 5V trên Arduino là các chân dùng để cấp nguồn ra cho cácthiết bị khác, không phải là các chân cấp nguồn vào Việc cấp nguồn sai vị trí cóthể làm hỏng board Điều này không được nhà sản xuất khuyến khích.

+ Cấp nguồn ngoài không qua cổng USB cho Arduino UNO với điện áp dưới 6V

dữ liệu, bạn phải mắc một điện trở hạn dòng

Khi mình nói rằng bạn “có thể làm hỏng”, điều đó có nghĩa là chưa chắc sẽ hỏngngay bởi các thông số kĩ thuật của linh kiện điện tử luôn có một sự tương đối nhấtđịnh Do đó hãy cứ tuân thủ theo những thông số kĩ thuật của nhà sản xuất nếu bạnkhông muốn phải mua một board Arduino UNO thứ 2.Khi mình nói rằng bạn “cóthể làm hỏng”, điều đó có nghĩa là chưa chắc sẽ hỏng ngay bởi các thông số kĩthuật của linh kiện điện tử luôn có một sự tương đối nhất định Do đó hãy cứ tuânthủ theo những thông số kĩ thuật của nhà sản xuất nếu bạn không muốn phải muamột board Arduino UNO thứ 2

2.1.5 Bộ nhớ

Vi điều khiển Atmega328 tiêu chuẩn cung cấp cho người dùng:

32KB bộ nhớ Flash: những đoạn lệnh bạn lập trình sẽ được lưu trữ trong bộ nhớFlash của vi điều khiển Thường thì sẽ có khoảng vài KB trong số này sẽ đượcdùng cho bootloader nhưng đừng lo, bạn hiếm khi nào cần quá 20KB bộ nhớ nàyđâu

13

2KB cho SRAM (Static Random Access Memory): giá trị các biến bạn khai báokhi lập trình sẽ lưu ở đây Bạn khai báo càng nhiều biến thì càng cần nhiều bộ nhớRAM Tuy vậy, thực sự thì cũng hiếm khi nào bộ nhớ RAM lại trở thành thứ màbạn phải bận tâm Khi mất điện, dữ liệu trên SRAM sẽ bị mất.

1KB cho EEPROM (Electrically Eraseble Programmable Read Only Memory):đây giống như một chiếc ổ cứng mini – nơi bạn có thể đọc và ghi dữ liệu của mìnhvào đây mà không phải lo bị mất khi cúp điện giống như dữ liệu trên SRAM Viđiều khiển

Hình 2.2: Vi điều khiển Atmega328Arduino 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 LEDnhấp nháy, xử lí tín hiệu cho xe điều khiển từ xa, làm một trạm đo nhiệt độ - độ ẩm vàhiển thị lên màn hình LCD,…

Thiết kế tiêu chuẩn của Arduino UNO sử dụng vi điều khiển ATmega328

Bộ nhớ

Vi điều khiển Atmega328 tiêu chuẩn cung cấp cho người dùng:

32KB bộ nhớ Flash: những đoạn lệnh bạn lập trình sẽ được lưu trữ trong bộ nhớFlash của vi điều khiển Thường thì sẽ có khoảng vài KB trong số này sẽ đượcdùng cho bootloader nhưng đừng lo, bạn hiếm khi nào cần quá 20KB bộ nhớ nàyđâu

2KB cho SRAM (Static Random Access Memory): giá trị các biến bạn khai báokhi lập trình sẽ lưu ở đây Bạn khai báo càng nhiều biến thì càng cần nhiều bộ nhớRAM Tuy vậy, thực sự thì cũng hiếm khi nào bộ nhớ RAM lại trở thành thứ màbạn phải bận tâm Khi mất điện, dữ liệu trên SRAM sẽ bị mất

14

1KB cho EEPROM (Electrically Eraseble Programmable Read Only Memory):đây giống như một chiếc ổ cứng mini – nơi bạn có thể đọc và ghi dữ liệu của mìnhvào đây mà không phải lo bị mất khi cúp điện giống như dữ liệu trên SRAM.Các cổng vào/ra

Hình 2.3: Các cổng vào ra ARDArduino UNO có 14 chân digital dùng để đọc hoặc xuất tín hiệu Chúng chỉ có 2mức điện áp là 0V và 5V với dòng vào/ra tối đa trên mỗi chân là 40mA Ở mỗichân đều có các điện trở pull-up từ được cài đặt ngay trong vi điều khiểnATmega328 (mặc định thì các điện trở này không được kết nối)

Một số chân digital có các chức năng đặc biệt như sau:

2 chân Serial: 0 (RX) và 1 (TX): dùng để gửi (transmit – TX) và nhận (receive –RX) dữ liệu TTL Serial Arduino Uno có thể giao tiếp với thiết bị khác thông quachân này Kết nối bluetooth thường thấy nói nôm na chính là kết nối Serial khôngdây Nếu không cần giao tiếp Serial, bạn không nên sử dụng 2 chân này nếu khôngcần thiết

Chân PWM (~): 3, 5, 6, 9, 10, và 11: cho phép bạn xuất ra xung PWM với độ phângiải 8bit (giá trị từ 0 → 28-1 tương ứng với 0V → 5V) bằng hàm analogWrite().Nói một cách đơn giản, bạn có thể điều chỉnh được điện áp ra ở chân này từ mức0V đến 5V thay vì chỉ cố định ở mức 0V và 5V như những chân khác

Chân giao tiếp SPI: 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK) Ngoài các chứcnăng thông thường, 4 chân này còn dùng để truyền phát dữ liệu bằng giao thứcSPI với các thiết bị khác

15

LED 13: trên Arduino UNO có 1 đèn led màu cam (kí hiệu chữ L) Khi bấm nútReset, bạn sẽ thấy đèn này nhấp nháy để báo hiệu Nó được nối với chân số 13.Khi chân này được người dùng sử dụng, LED sẽ sáng.

Arduino UNO có 6 chân analog (A0 → A5) cung cấp độ phân giải tín hiệu 10bit(0 → 210-1) để đọc giá trị điện áp trong khoảng 0V → 5V Với chân AREF trênboard, bạn có thể để đưa vào điện áp tham chiếu khi sử dụng các chân analog Tức

là nếu bạn cấp điện áp 2.5V vào chân này thì bạn có thể dùng các chân analog để

đo điện áp trong khoảng từ 0V → 2.5V với độ phân giải vẫn là 10bit

Đặc biệt, Arduino UNO có 2 chân A4 (SDA) và A5 (SCL) hỗ trợ giao tiếpI2C/TWI với các thiết bị khác

2.1.6 Lập trình cho Arduino

Các thiết bị dựa trên nền tảng Arduino được lập trình bằng ngôn riêng Ngôn ngữnày dựa trên ngôn ngữ Wiring được viết cho phần cứng nói chung Và Wiring lại

là một biến thể của C/C++ Một số người gọi nó là Wiring, một số khác thì gọi là

C hay C/C++ Riêng mình thì gọi nó là “ngôn ngữ Arduino”, và đội ngũ phát triểnArduino cũng gọi như vậy Ngôn ngữ Arduino bắt nguồn từ C/C++ phổ biến hiệnnay do đó rất dễ học, dễ hiểu Nếu học tốt chương trình Tin học 11 thì việc lậptrình Arduino sẽ rất dễ thở đối với bạn

Để lập trình cũng như gửi lệnh và nhận tín hiệu từ mạch Arduino, nhóm phát triển

dự án này đã cũng cấp đến cho người dùng một môi trường lập trình Arduino đượcgọi là Arduino IDE (Intergrated Development Environment) như hình dưới đây

Hình 2.4: Màn hình nhập dữ liệu code

16

2.2 Tìm hiểu về LCD

2.2.1 Tổng quan

Ngày nay thiết bị hiển thị LCD ( Liquid Crystal Display) được sử dụng trong rất nhiềucác ứng dụng của vi điều khiển LCD có rất nhiều ưu điểm so với các dạng hiển thịkhác: Nó có khả năng hiển thị kí tự đa dạng, trực quan (chữ, số và kí tự đồ họa), dễdàng đưa vào mạch ứng dụng theo nhiều giao thức giao tiếp khác nhau, tốn rất ít tàinguyên hệ thống và giá thành rẻ

Hình 2.5 : Hình dáng LCD2.2.2 Chức năng của các chân:

17

+ Logic “1”: Bus DB0-DB7 sẽ nối với thanh ghi dữ liệu

DR bên trong LCD

Chân chọn chế độ đọc/ghi (Read/Write) Nối chân R/Wvới logic “0” để LCD hoạt động ở chế độ ghi, hoặc nối vớilogic “1” để LCD ở chế độ đọc

Chân cho phép (Enable) Sau khi các tín hiệu được đặtlên bus DB0-DB7, các lệnh chỉ được chấp nhận khi có 1xung cho phép của chân E

+ Ở chế độ ghi: Dữ liệu ở bus sẽ được LCD chuyểnvào(chấp nhận) thanh ghi bên trong nó khi phát hiện mộtxung (high-to-low transition) của tín hiệu chân E

+ Ở chế độ đọc: Dữ liệu sẽ được LCD xuất ra DB0-DB7khi phát hiện cạnh lên (low- to-high transition) ở chân E vàđược LCD giữ ở bus đến khi nào chân E xuống mức thấp

Bảng 2.2: Chức năng các chân2.3 Tìm hiểu về L298N

2.3.1 Tổng quan

18

Mạch điều khiển động cơ DC L298N có khả năng điều khiển 2 động cơ DC,

dòng tối đa 2A mỗi động cơ, mạch tích hợp diod bảo vệ và IC nguồn 7805 giúp cấpnguồn 5VDC cho các module khác (chỉ sử dụng 5V này nếu nguồn cấp <12VDC)

Hình 2.6: Mạch điều khiển động cơ DC L298N

2.3.2 Cấu tạo

 IC chính: L298 – Dual Full Bridge Driver

 Điện áp đầu vào: 5~30VDC

 Công suất tối đa: 25W 1 cầu (lưu ý công suất = dòng điện x điện áp nên ápcấp vào càng cao, dòng càng nhỏ, công suất có định 25W)

 Dòng tối đa cho mỗi cầu H là: 2A

 Mức điện áp logic: Low -0.3V~1.5V, High: 2.3V~Vss

 Kích thước: 43x43x27mm



Hình 2.7: Chức năng các chân L298L298 gồm các chân:

+12V power, 5V power Đây là 2 chân cấp nguồn trực tiếp đến động cơ

Bạn có thể cấp nguồn 9-12V ở 12V

19

+Bên cạnh đó có jumper 5V, nếu bạn để như hình ở trên thì sẽ có nguồn 5V ra ởcổng 5V power, ngược lại thì không Bạn để như hình thì ta chỉ cần cấp nguồn12V vô ở 12V power là có 5V ở 5V power, từ đó cấp cho Arduino

Power GND chân này là GND của nguồn cấp cho Động cơ

Nếu chơi Arduino thì nhớ nối với GND của Arduino

2 Jump A enable và B enable, để như hình, đừng rút ra bạn nhé!

+Gồm có 4 chân Input IN1, IN2, IN3, IN4 Chức năng các chân này tôi sẽ giảithích ở bước sau

+Output A: nối với động cơ A bạn chú ý chân +, - Nếu bạn nối ngược thì động cơ

sẽ chạy ngược Và chú ý nếu bạn nối động cơ bước, bạn phải đấu nối các pha chophù hợp

2.4 Tìm hiểu về cảm biến hồng ngoại

Hình 2.8: Cảm biến E18-D80NK2.4.1 Tổng quan:

OMDHON E18-D80NK Adjustable IR Infrared Proximity Sensor tại Hshop.vn đượcnhập từ hãng OMDHON với chất lượng tốt, độ bền và độ ổn định cao, đặc biệt cảmbiến có khoảng cách điều chỉnh chính xác từ 3~80cm với thấu kính hồng ngoại chấtlượng tốt, so sánh ngược lại là các loại cảm biến giá rẻ trên thị trường với thấu kínhchất lượng kém và khả năng điều chỉnh không đúng như thông số (không thể điềuchỉnh gần được), Quý Khách có thể mua để so sánh và kiểm chứng

Cảm biến vật cản hồng ngoại OMDHON E18-D80NK Adjustable IR InfraredProximity Sensor sử dụng ánh sáng hồng ngoại để xác định vật cản phía trước cảmbiến, cảm biến phát ra tia hồng ngoại với dải tần số chuyên biệt cho khả năng chốngnhiễu tốt kể cả ở điều khiện ánh sáng ngoài trời

20