Bài tập lớn vi xử lý đề tài xe tự hành đầy đủ chi tiết

Bài tập lớn vi xử lý đề tài xe tự hành đầy đủ chi tiết Bài tập lớn vi xử lý đề tài xe tự hành đầy đủ chi tiết Bài tập lớn vi xử lý đề tài xe tự hành đầy đủ chi tiết Bài tập lớn vi xử lý đề tài xe tự hành đầy đủ chi tiết Bài tập lớn vi xử lý đề tài xe tự hành đầy đủ chi tiết Bài tập lớn vi xử lý đề tài xe tự hành đầy đủ chi tiết Bài tập lớn vi xử lý đề tài xe tự hành đầy đủ chi tiết Bài tập lớn vi xử lý đề tài xe tự hành đầy đủ chi tiết Bài tập lớn vi xử lý đề tài xe tự hành đầy đủ chi tiết Bài tập lớn vi xử lý đề tài xe tự hành đầy đủ chi tiết Bài tập lớn vi xử lý đề tài xe tự hành đầy đủ chi tiết Bài tập lớn vi xử lý đề tài xe tự hành đầy đủ chi tiết Bài tập lớn vi xử lý đề tài xe tự hành đầy đủ chi tiết Bài tập lớn vi xử lý đề tài xe tự hành đầy đủ chi tiết Bài tập lớn vi xử lý đề tài xe tự hành đầy đủ chi tiết Bài tập lớn vi xử lý đề tài xe tự hành đầy đủ chi tiết Bài tập lớn vi xử lý đề tài xe tự hành đầy đủ chi tiết Bài tập lớn vi xử lý đề tài xe tự hành đầy đủ chi tiết Bài tập lớn vi xử lý đề tài xe tự hành đầy đủ chi tiết Bài tập lớn vi xử lý đề tài xe tự hành đầy đủ chi tiết Bài tập lớn vi xử lý đề tài xe tự hành đầy đủ chi tiết

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

KHOA ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG

BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN

LÊ ĐĂNG THAO

Lớp ĐT9 – K50

Hà Nội, 05-2008

BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN MÔN VI XỬ LÝ

Các thành viên trong đội

TÊN ĐỀ TÀI:XE TỰ ĐỘNG NHÓM SỐ: 2

ĐÁNH GIÁ VỀ ĐỀ TÀI

MỤC LỤC

1.1 Lý do chọn đề tài

1.2 Giới thiệu về đề tài

1.3 Sơ đồ khối

6710

LỜI NểI ĐẦU

Cụng nghệ rôbốt đã len lỏi vào từng ngóc ngách, vào từng phần nhỏ nhất củacuộc sống của chúng ta Rô bốt, cho dù chỉ sinh ra phục vụ những nhu cầuthờng ngày của cuộc sống, nh rô bốt hút bụi Roomba ở trên, hay để thực hiệnnhững công việc lớn hơn nh công việc lắp ráp ở các nhà máy chế tạo ôtô,máy bay, nh thám hiểm vũ trụ… cho dù chúng có hình dạng nh những chiếc

xe tự hành Opportunity đang thăm dò Sao Hoả hay gần giống hình dạng ngời

nh ASIMO, vừa đến Việt Nam, thì cũng đã không còn quá xa lạ nh trớc nữa.Rô bốt đã và đang càng ngày càng gần với con ngời hơn Nhng có lẽ ít aitrong chúng ta lại quan tâm đến một điều tởng chừng rất đơn giản, đó là xuất

xứ của thuật ngữ Robot_ vậy Robot là gì?

Có thể sẽ thật ngạc nhiên với ai đó khi biết rằng nếu chỉ hiểu đơn giản Robot

là cỗ máy có thể chuyển động, thì Robot đã có từ khoảng 270 năm trớc côngnguyên, đó là những cơ quan và đồng hồ nớc với hình dáng có thể chuyển

động đợc do một kỹ s ngời Hy Lạp cổ đại chế tạo ra!

Năm 1961, tức là 20 năm sau khi đã có đầy đủ tên, Robot công nghiệp đầutiên mới đợc chế tạo tại phân xởng nhà máy General Motor ở New Jersey Cóthể coi đây là điểm bắt đầu của ngành công nghiệp chế tạo những cỗ máytinh vi này

Vậy, có thể kết luận gì về Robot ? Đó là những “máy tự động đa chức năng,

có thể lập trình lại, đợc thiết kế để di chuyển vật chất, bộ phận, công cụ, haycác thiết bị đặc biệt thông qua những chuyển động đã đợc lập trình sẵn dànhcho những nhiệm vụ đa dạng ”

1.0 GIỚI THIỆU VỀ ĐỀ TÀI VÀ SƠ ĐỒ KHỐI

1.1 Lí DO CHỌN ĐỀ TÀI

“Gần đõy, ở Việt Nam đó xuất hiện một số mỏy thụng minh, trong đú

đa số là robot cụng nghiệp được chế tạo thành cụng ở Trường Đại học Bỏch khoa Hà Nội, Đại học Bỏch khoa TP Hồ Chớ Minh, Trung tõm khoa học và

kĩ thuật quõn sự thuộc Bộ Quốc phũng Đú là những robot hỗ trợ việc cấp phụi, robot cấp than cho mỏy nghiền, robot mini bốn bậc tự do dựng trong đào tạo và lắp rỏp nhỏ Viện Cơ học thuộc Trung tõm khoa học tự nhiờn và

công nghệ quốc gia và một số đơn vị khác cũng đang nghiên cứu và đã mô phỏng trên máy tính các robot cơ cấu điều kiện song song, robot di động “ (Trích báo điện tử Hà Nội Mới);

Robot có vai trò rất quan trọng trong đời sống hiện nay đặc biệt là nhữngứng dụng của nó trong sản xuất kinh tế, quốc phòng…Tuy nhiên công nghệchế tạo robot là 1 nghành còn khá mới mẻ với Việt Nam nên việc phát triểnnghành công nghiệp này để bắt kịp với các nước phát triển khác là 1 điều vôcùng quan trọng

Bên cạnh đó, VDK là một môn học còn khá xa lạ đối với sinh viên nên việctìm hiểu lý thuyết kết hợp với thực hành là rất cần thiết và bổ ích.Họ VDK

8051 là họ vi điều khiển cơ bản rất thích hợp cho mọi người mới bắt đầu làmquen với VDK Qua việc thực hiện giao tiếp giữa VDK với động cơ, cảmbiến, phím bấm, LCD sẽ giúp chúng ta phần nào hiểu được cấu trúc cơ bảncủa VDK Những kiến thức cơ bản đó sẽ làm nền tảng giúp chúng ta có thểtìm hiểu về các loại VDK khác

1.2 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI

Sản phẩm là 1 chiếc xe tự động có chức năng tự di chuyển đế điểm mongmuốn trên sân.Với các chế độ 1,2… chiếc xe có thể thực hiện được đa dạngtrong việc di chuyển và có nhiều hướng phát triển thêm sau này

Đề tài của nhóm chúng em là chế tạo sản phẩm xe tự động.Chức năng củasản phẩm là thực hiện việc di chuyển từ điểm xuất phát đến 1 điểm bất kỳtrên sân, từ đó thực hiện các đường đi cụ thể trên sân.VDK sử dụng trong đềtài là VDK họ 8051.Đây là họ VDK cơ bản thích hợp cho những người mớitìm hiểu về VDK.Đề tài chủ yếu giúp sinh viên làm quen với các chức năng

cơ bản của VDK thông qua các giao tiếp với cảm biến, động cơ, LCD, phím

bấm…Hướng phát triển của đề tài là có thể cải tiến sản phẩm thành 1 chiếc

xe đa năng thông minh, có thể thực hiện được mềm dẻo các nhiệm vụ.(Ví dụnhư có thể cải tiến cho xe có thể tự chọn đường đi tối ưu nhất )

Sản phẩm hoàn chỉnh

Sân chạy của xe

 Hệ thống điều khiển phải có khối cung cấp nguồn ổn định.

 Hệ thống có thể nhận đợc các tín hiệu báo nhận đờng đi

 Hệ thống có khả năng điều khiển tốc độ bánh xe Robot một cách linhhoạt

 Hệ thống có khả năng điều khiển các mô tơ với công suất khác nhautheo cả hai chiều

 Một vấn đề là hệ thống cần có chức năng hiển thị, để cho ta biết chế độhoạt động cũng nh trạng thái của hệ thống.

 Hệ thống có khả năng lựa chọn nhiều chế độ hoạt động khác nhau

 Và yêu cầu quan trọng nhất đối với một hệ thống là có đơn vị xử lýtrung tâm để có thể phối hợp các khối khác hoạt động đồng thời và ổn địnhtrong toàn bộ quá trình hoạt động

-Cú hướng phỏt triển sau này như cải tiến thành 1 robot thụng minh hơnnữa

+Về chất lượng sản phẩm: kết cấu cơ khớ đẹp, chạy ổn định, cú thể thớchnghi với cỏc mặt sõn khỏc nhau

+Về kinh phớ: dưới 300K

+Về thời gian hoàn thành: hoàn thành trước chỉ tiờu 1 tuần

3.0 Mễ TẢ CHI TIẾT ĐỀ TÀI

Trong mạch nguồn này ta dung nguồn đất chung cho toàn hệ thống nênchúng ta dùng một cầu chì cho đường nguồn đất để bảo vệ mạch chống quátải Đồng thời tại đầu vào cũng như tại đầu ra chúng ta đều dung các tụ lọc

Vi điều khiển này sẽ giao tiếp với các khối khác thông qua khối vào ra cơbản Do vi điều khiển trung tâm phải trao đổi dữ liệu với nhiều khối khácnhau, trong khi các cổng xuất nhập dữ liệu của nó là hạn chế, chính vì vậy tachọn phơng án dùng chỉ dùng một Port0 làm cổng xuất nhập dữ liệu từ cáckhối khác thông qua khối giao tiếp vào ra, khối giao tiếp vào ra bao gồmnhiều IC chốt dữ liệu hoạt động ở các chế độ khác nhau phù hợp với chế độvào hay chế độ ra.

Từ đây ta có thể xây dựng sơ đồ nguyên lý cho khối điều khiển trung tâm:

Nh vậy vi điều khiển trung tâm sẽ nhận dữ liệu từ khối cảm biến, bao gồmcác tín hiệu báo nhận về đờng đi và tín hiệu báo nhận kết thúc các quá trìnhcơ khí, sau đó sẽ xử lý dữ liệu nhận đợc để đa các quết định điều khiển mô tơxuống khối mô tơ Đồng thời cho hiển thị ra trạng thái của hệ thống

.

3.3 Khối cảm biến:

Khối cảm biến gồm các tín hiệu cảm biến bằng tiếp giáp cơ báo hết hànhtrình động tác và các cặp cảm biến hồng ngoại phát và quang trở.

Một đầu cảm biến phát ra bức xạ hồng ngoại đầu còn lại thu lấy bức xạ,lượng tìn hiệu thu được phụ thuộc rất nhiều vào độ bong, màu sắc của bềmặt phản xạ Độ bóng càng lớn, màu càng sang thì độ phản xạ càng nhiều,tín hiệu thu được càng lớn và ngược lại Tín hiệu thu được ở đầu ra cảm biếnthu được chỉ là tín hiệu tương tự, để VDK có thể xử lý được tín hiệu này, thìtín hiệu thu được cần qua một mạch so sánh mức Ở đây ta sử dụng mộtmạch khuyếch đại thuật toán, được tích hợp trong IC LM324, với điện ápcung cấp là 5V, khi đó đầu ra của mạch khuyếch đại thuật toán sẽ là mức 0hoặc 5V tương thích với tín hiệu đầu vào Để thay đổi mức điện áp so sánh

ta di chuyển con chạy trên biến trở phân áp

Trên mặt sân tại vạch đen ta thu được tín hiệu có điện áp ra là a V và tại nền

ta thu được tín hiệu điện áp là b V thì ta điều chỉnh điện áp ngưỡng phù hợpsao cho hai mức điện áp ra tương ứng là 0V và 5V để nhận biết được vạchđen

3.4 Khối động cơ:

Gồm 2 động cơ ghộp nối với VDk thụng qua L298.L298 là linh kiện cú tỏcdụng đảo chiều động cơ Khối động cơ cú tỏc dụng trực tiếp đến việc thựchiện cỏc chức năng của sản phẩm nhờ việc nhận cỏc tớn hiệu điều khiển từVDK

chúng ta cần điều chỉnh tốc độ của hai bánh xe một cách linh hoạt, vì vậy

PWM Do mạch cầu H dùng Rơle đáp ứng bằng tiếp giáp cơ điện nên độ trễlớn, chính vì vậy ta phải mắc cầu H dùng Tranzito Trong mạch này ta ứngdụng IC L298 đã đợc tích hợp hai mạch cầu H bên trong, và có sơ đồ khối

nh ta thấy dới đây

Mỗi cầu H trong IC L298 đợc điều khiển bởi 3 tín hiệu In1, In2, EnA tơngứng với 3 tín hiệu ta lấy ra từ vi điều khiển SLAVE là Left Forward, LeftBackward, Left EN

Ta có quan hệ giữa các tín hiệu này nh sau:

Left

Forward

Left

Backward Left EN STATE MOTO

3.5Khối hiển thị:

Để dễ dàng theo dõi hoạt động của hệ thống, chúng ta xây dựng nên khốihiển thị

Khối hiển thị sử dụng LCD 16x2 để hiển thị và tiếp nhận các chiến thuật cho

xe tự động Khối hiển thị sẽ hiện thị các lời chào, chiến thuật của robot, vàcác tọa độ cho robot di chuyển Với giao tiếp than thiện thì người sử dụng sẽ

dễ dàng hơn trong việc điều khiển robot

KẾT LUẬN

Có thể nói với tốc độ phát triển của công nghệ hiện nay thì việc nghiên cứu

và chế tạo robot là vô cùng quan trọng Điều này góp 1 phần đáng kể trongviệc nâng tầm mọi nghành lên 1 tầm cao mới

Đây là 1 điều thúc đẩy các sinh viên càng phải tích cực học tập, nghiên cứu,

và sáng tạo hơn nữa để góp phần đưa nền công nghệ nước nhà phát triểnmạnh mẽ và vững chắc

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 Cấu trúc và lập trình họ VDK 8051 Nguyễn Tăng Cường,Phan Quốc Thắng

2 Các mạch robot và lập trình của các đội BKPro, BKBamboo……