đề tài robot tự hành dò đường theo vạch

MÔ HÌNH KẾT CẤU- 2 bánh chủ động phía sau - 2 bánh tùy động phía trước bánh omi Hình 1.1: Mô hình kết cấu robot... 1.1.MÔ HÌNH KẾT CẤUKhối cảm biến Khối nguồn Khối điều khiển động cơ Độn

ĐỀ TÀI:

ROBOT TỰ HÀNH DÒ ĐƯỜNG

THEO VẠCH

BÁO CÁO NCKH

NỘI DUNG

TỔNG QUAN VỀ ROBOT

1

PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ

2

GIẢI THUẬT DÒ ĐƯỜNG

3

THI CÔNG

4

KẾT LUẬN

5

1.TỔNG QUAN VỀ ROBOT

1.1 MÔ HÌNH KẾT CẤU

1.2 CẢM BIẾN

1.3 ĐỘNG CƠ

1.4 GIỚI THIỆU VỀ PIC16F877A

1.1 MÔ HÌNH KẾT CẤU

- 2 bánh chủ động phía sau

- 2 bánh tùy động phía trước (bánh omi)

Hình 1.1: Mô hình kết cấu robot

1.1.MÔ HÌNH KẾT CẤU

Khối cảm biến

Khối nguồn

Khối điều khiển động

cơ

Động cơ Khối xử lý

trung tâm

Động cơ

Hình 1.2: Sơ đồ khối toàn bộ Robot

1.2.CẢM BIẾN

D1 LED D2 QUANGTRO D3 LED

VCC

R3 R2 R1

- 8 cặp quang trở - LED siêu sáng

- Hoạt động dựa trên sự phản xạ và hấp thụ ánh sáng

-Nhằm giúp cho robot đi đúng theo đường

Hình 1.3: Sơ đồ nguyên lý cảm biến

1.3 ĐỘNG CƠ

Động cơ sử dụng là động cơ điện một chiều DC

Hình 1.4 :Động cơ điện một chiều DC

24V

C1 104

J1 MOTOR

1 2

R1 10R

R2 4.7K

R3 10R

Q1 IRF540N

Q2 IRF540N

R4 4.7K

0

R5 10R

R6 4.7K

R7 10R

Q3 IRF540N

Q4 IRF540N

R8 4.7K

Hình 1.5 :Mạch cầu H

Hình 1.6: Sơ đồ chân PIC16F877A

- Dùng PIC 16F877A là dòng vi điều khiển 8-bit

- Có 5 Port I/O với 33 chân ( Port A, Port B, Port C, Port D, Port E)

- Có 8 kênh đọc ADC 8 bit, 10 bit

- Có 2 kênh Capture/Compare/PWM (CCP)

- Giao tiếp SSP (Synchronous Serial Port)

- Có 2 timer 8 bit, 1 timer 16 bit

2.PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ

Để điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều phương pháp phổ biến là phương pháp điều xung (Pulse Width Modulation) hay được gọi tắt là điều xung,

băm xung hoặc PWM

Hình 2.1: Điều chỉnh độ rộng xung PWM

2.PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ

Nguyên lý của phương pháp này là bật tắt nhanh nguồn điện vào động cơ tạo

ra 1 tín hiệu xung

Khi việc bật tắt ở tần số đủ lớn động cơ sẽ chạy với tốc độ ổn định nhờ moment quay Việc thay đổi thời gian T-on và T-off làm thay đổi điện áp hiệu dụng cấp cho động cơ Đối với động cơ DC, tốc độ động cơ tương đối tỉ lệ thuận với điện áp cấp cho động cơ Vì vậy bằng cách thay đổi độ rộng xung, ta đã thay đổi được tốc độ động

cơ DC

Điện áp điều khiển đặt lên động cơ:

in off on

on

dk V

T T

T V





2.PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ

PIC16F887 có hai bộ điều xung, hai bộ này sẽ tạo ra các tín hiệu điều xung trên các chân CCP1 và CCP2 Độ rộng, chu kỳ, và độ phân giải được xác

định bởi các thanh ghi PR2, T2CON, CCPR1L, CCPR2L, CCP1CON, CCP2CON

Hình 2.2: Sơ đồ khối bộ PWM

2.PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ

• Chu kỳ của xung được tính theo công thức sau:

Chu kỳ PWM = [(PR2)+1].4.TOSC.(giá trị Prescale của TMR2)

Với TOSC là chu kỳ của clock hệ thống TOSC = 1/FOSC

• Độ rộng xung được tính theo công thức sau:

Độ rộng xung = (CCPxL:CCPxCON<5:4>).TOSC.(giá trị Prescale của TMR2)

3.GIẢI THUẬT DÒ ĐƯỜNG

Mục đích của việc dò đường là hướng cho robot đi theo một

vạch trắng trên nền tối Cảm biến được đặt giữa robot:

- Khi cảm biến 3,4 nằm trên vạch trắng: robot chạy thẳng

- Khi robot lệch sang trái: quay phải để robot về đúng vạch

- Khi robot lệch sang phải: quay trái để robot về đúng vạch

3.GIẢI THUẬT DÒ ĐƯỜNG

Giữa vạch

Lệch trái mức 2 Lệch trái mức 3 Lệch trái mức 4 Lệch phải mức 1 Lệch phải mức 2 Lệch phải mức 3 Lệch phải mức 4 Ngoài vạch

Lệch trái mức 1

4.THI CÔNG

Cơ khí được thiết kế trên phần mềm Solidworks 2010

Hình 4.1 :Sản phẩm

4.THI CÔNG

5.KẾT LUẬN

Công việc đã thực hiện được:

- Nghiên cứu cấu trúc và nguyên lý hoạt động của robot

- Thiết kế chế tạo mô hình robot

- Xây dựng thuật toán và lập trình điều khiển robot

Những tồn tại của đề tài:

-Phần cơ khí chưa đạt được độ chính xác yêu cầu

Hướng phát triển:

- Kết hợp PID giúp robot nhanh và ổn định hơn

- Tích hợp thêm tay máy để có thể làm nhiều công việc hơn

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] picvietnam, http:// www.picvietnam.com

[2] dientuvietnam, http://www.dientuvietnam.net

[3] PIC Robotics by John Iovine - A Beginners Guide to Robotics

Project using PIC Microcontroller