BÁO CÁO KHOA HỌC ĐỀ TÀI ROBOT VẼ TRANH

LỜI CẢM ƠN

Em xin chân thành c m n quý th y cô Trả ơ ầ ường Đ i ạ M -Đ a Ch tỏ ị ấ nóichung, quý th y cô c a ầ ủ ngành Đi n-Đi n T nói riêng đã t n tình d y b o,ệ ệ ử ậ ạ ảtruy n đ t ki n th c cho ề ạ ế ứ nhóm em trong su t quá trìnhố nghiên c u!ứ

Kính g i đ n th y T ng Ng c Anh l i c m n chân thành và sâu s c, c mử ế ầ ố ọ ờ ả ơ ắ ả

n th y đã t n tình theo sát và ch d n cho em trong quá trình th c hi n đ tài

này

L I CAM ĐOAN Ờ

Em xin cam đoan v i Ban giám hi u nhà trớ ệ ường đây là công trình nghiên

c u c a riêng nhóm, do n l c h c h i và c g ng c a b n thân m i thành viênứ ủ ỗ ự ọ ỏ ố ắ ủ ả ỗ

đ hoàn thành để ược đ tài này Các s li u và k t qu trong đ tài là trung th cề ố ệ ế ả ề ự

và không trùng l p v i b t kỳ công trình nào khác đã đặ ớ ấ ược công b ố

Trong quá trình th c hi n đ tài sẽ không tránh kh i nh ng thi u sót cóự ệ ề ỏ ữ ế

th x y ra, vì v y kính mong nh n để ả ậ ậ ược ý ki n đóng góp c a quí th y cô đ đế ủ ầ ể ềtài được hoàn thi n h n, và t o l p cho nhóm có m t c s nhìn nh n v khệ ơ ạ ậ ộ ơ ở ậ ề ảnăng, ki n th c, t đó có hế ứ ừ ướng ph n đ u t t h n ấ ấ ố ơ

Chúng em xin chân thành c m n!ả ơ

M C L C U U

M Đ UỞ Ầ 3

CHƯƠNG I: T NG QUAN V MÁY CNC C NHÔ Ê Ỡ Ỏ 4

1.1 L ch s phát tri n robotị ử ể 4

1.2 Máy CNC mini 4

1.2.1 Đôi nét v l ch s hình thành và phát tri n c a máy CNCề ị ử ể ủ 4

1.2.2 Phân lo iạ 7

1.2.3 u đi m c b n c a máy CNCƯ ể ơ ả ủ 7

1.2.4 Các u đi m khácư ể 8

1.2.5 Nhược đi mể 8

1.2.6 Trình đ hi n t i c a máy CNCộ ệ ạ ủ 8

1.2.7 Quy trình s n xu tả ấ 8

CHƯƠNG II: THI T K H TH NGÊ Ê Ê Ô 12

2.1 Thi t k ph n c ngế ế ầ ứ 12

2.1.1 Kh i ch p hànhố ấ 12

2.1.2 Kh i đi u khi nố ề ể 20

2.1.3 Kh i ngu nố ồ 46

2.2 Thi t k ph n m mế ế ầ ề 48

CHƯƠNG III: TH NGHI M VÀ ĐÁNH GIÁỬ Ê 52

K T LU NÊ Ậ 54

TÀI LI U THAM KH OÊ Ả 56

M Đ U Ở Ầ

Ngày nay v i s phát tri n c a khoa h c kỹ thu t, các thi t b ngày càngớ ự ể ủ ọ ậ ế ị

được thu nh v kích thỏ ề ước nh ng v n đáp ng t t đư ẫ ứ ố ược các yêu c u c n có.ầ ầRaspberry Pi là m t ví d đi n hình, v i kích thộ ụ ể ớ ước ch b ng m t chi c th tínỉ ằ ộ ế ẻ

d ng nh ng nó có r t nhi u tính năng c c kỳ h p d n tụ ư ấ ề ự ấ ẫ ương t m t chi c máyự ộ ếtính Ngoài ra, Raspberry Pi còn tích h p thêm m t h th ng IO giúp cho ngợ ộ ệ ố ười

s d ng có th th a s c sáng t o và phát tri n các ng d ng trên n n Raspberryử ụ ể ỏ ứ ạ ể ứ ụ ề

Pi này Board Raspberry Pi có giá thành c c kỳ rẽ (kho ng 35 USD) v i b vi x lýự ả ớ ộ ửSoC Broadcom BCM2835 (là chip x lí mobile m nh mẽ có kích thử ạ ước nh hayỏ

được dùng trong đi n tho i di đ ng) bao g m CPU, GPU, b x lí âm thanh/videoệ ạ ộ ồ ộ ử

và các tính năng khác… t t c đấ ả ược tích h p bên trong chip có đi n năng th pợ ệ ấnày

V i m t giá thành r đi kèm v i nhi u ch c năng nh v y ớ ộ ẻ ớ ề ứ ư ậ đ tài “Thi tề ế

k t và ch t o robot vẽ tranh s d ng kit Rasberry Pi” ế ế ạ ử ụ r t thích h p đ đ a vàoấ ợ ể ư

chương trình h c t p nghiên c u các trọ ậ ứ ở ường đ i h c, là thi t b đ nh ngạ ọ ế ị ể ữ

người đam mê đi n t và l p trình th a s c sáng t o ệ ử ậ ỏ ứ ạ

 M c tiêu đ tài ụ ề

 Nghiên c u board Raspberry Pi và h đi u hànhứ ệ ề

 Nghiên c u thi t b đi u khi n đ ng c bứ ế ị ề ể ộ ơ ước và đ ng c servoộ ơ

 Tìm hi u x lý nh trên n n Rapsberry.ể ử ả ề

 Đ i t ố ượ ng nghiên c u và ph m vi nghiên c u ứ ạ ứ

a Đ i t ố ượ ng

 Board Raspberry Pi

 Module đi u khi n đ ng c L298Nề ể ộ ơ

 Đ ng c bộ ơ ước (step motor)

 Đ ng c servoộ ơ

b Ph m vi nghiên c u ạ ứ

 H đi u hành và ng d ngệ ề ứ ụ

 Ứng d ng x lý hình nhụ ử ả

CH ƯƠ NG I: T NG QUAN V MÁY CNC C NH Ô Ê Ỡ Ỏ

t so v i các s n ph m công ngh cao khác (nh máy công c CNC b suy gi mư ớ ả ẩ ệ ư ụ ị ả

ch còn 1/3) v n còn kh quan h n đáng k Theo đi u tra hàng quý c a UNECE/ỉ ẫ ả ơ ể ề ủIFR v doanh s đ t hàng robot công nghi p c a h u h t các hãng l n nh t thề ố ặ ệ ủ ầ ế ớ ấ ế

gi i thì doanh s toàn c u c a năm 2003 tăng 26% so v i cùng kỳ năm 2002 Xuớ ố ầ ủ ớ

th trong giai đo n 2003 – 2006 m c tăng trế ạ ứ ưởng v doanh s trên s n ph mề ố ả ẩrobot nói chung (trong đó robot công nghi p chi m h n 65%) đệ ế ơ ược d báo nhự ưsau: B c Mỹ tăng 35%, Châu Âu tăng 25%, Châu Á tăng 18%, các khu v c khácắ ựtăng 19% Nh ng lĩnh v c công nghi p s d ng robot nhi u nh t là công nghi pữ ự ệ ử ụ ề ấ ệ

Ô tô, công nghi p Đi n và Đi n t , công nghi p Ch t o máy và công nghi p chệ ệ ệ ử ệ ế ạ ệ ế

bi n th c ph m Nh ng công vi c thế ự ẩ ữ ệ ường được áp d ng robot là hàn, l p ráp,ụ ắ

v n chuy n s n ph m và c p phôi trong các dây chuy n t đ ng Tính linh ho tậ ể ả ẩ ấ ề ự ộ ạtrong v n hành khai thác, kh năng ho t đ ng tinh vi, nhanh và chu n xác, khậ ả ạ ộ ẩ ảnăng thay th con ngế ười trong môi trường làm vi c đ c h i và không an toàn c aệ ộ ạ ủrobot công nghi p là nh ng y u t quy t đ nh c a vi c áp d ng robot trong cácệ ữ ế ố ế ị ủ ệ ụlĩnh v c công nghi p nói trên.V i nhu c u r t l n trong các lĩnh v c áp d ngự ệ ớ ầ ấ ớ ự ụchính nh trên, s c nh tranh gi a các nhà s n xu t robot trên th gi i đã giúpư ự ạ ữ ả ấ ế ớcho s n ph m này ngày m t hoàn thi n và giá thành ngày càng h h n Robotả ẩ ộ ệ ạ ơ

được coi nh m t s n ph m đi n hình c a C đi n t , là k t qu tích h p c aư ộ ả ẩ ể ủ ơ ệ ử ế ả ợ ủ

các lĩnh v c kỹ thu t nh C h c và C khí chính xác, Đi n – Đi n t , C m bi n,ự ậ ư ơ ọ ơ ệ ệ ử ả ế

Đi u khi n và Máy tính ề ể

1.2 Máy CNC mini

1.2.1 Đôi nét v l ch s hình thành và phát tri n c a máy CNC ề ị ử ể ủ

CNC – vi t t t choế ắ Computer Numeric Controlled (đi u khi n b ng máyề ể ằtính) – đ c p đ n vi c đi u khi n b ngề ậ ế ệ ề ể ằ máy tính các lo i máy móc v i m cạ ớ ụđích s n xu tả ấ b ng cách s d ng các chằ ử ụ ương trình vi t kí hi u chuyên bi tế ệ ệ Ta

có th b t g p CNC dể ắ ặ ưới d ng máy ti n, máy phay, máy c t laze, máy c t tiaạ ệ ắ ắ

nước có h t mài, máy đ t r p và nhi u công c công nghi p khác ạ ộ ậ ề ụ ệ

M c dù máy ti n ch bi n g đã đặ ệ ế ế ỗ ượ ử ục s d ng t th i Kinh Thánh, nh ng chi cừ ờ ư ếmáy ti n gia công kim lo i th c t đ u tiên m i đệ ạ ự ế ầ ớ ược Henry Maudslay phát minhvào năm 1800 Nó ch đ n gi n là m t công c máy gi m u kim lo i đang đỉ ơ ả ộ ụ ữ ẩ ạ ượcgia công, vì v y m t công c c t có th gia công b m t theo đậ ộ ụ ắ ể ề ặ ường m c mongứ

mu n.ố

Chi c máy phay đ u tiên đế ầ ược v n hành theo cách th c tậ ứ ương t nh v y, ngo iự ư ậ ạ

tr công c c t đừ ụ ắ ược đ t tr c chính đang quay Phôi đặ ở ụ ượ ắc l p trên b máy hayệbàn làm vi c và di chuy n theo công c c t Chi c máy phay này do Eli Whitneyệ ể ụ ắ ếphát minh năm 1818

Nh ng chuy n đ ng đữ ể ộ ượ ử ục s d ng trong các công c máy đụ ược g i là tr c vàọ ụ

đ c p đ n 3 tr c: “X” (thề ậ ế ụ ường t trái qua ph i), “Y” (trừ ả ước ra sau) và “Z” (trên

và dưới) Bàn làm vi c cũng có th đệ ể ược quay theo m t ngang hay d c, t o raặ ọ ạ

tr c chuy n đ ng th t M t s máy còn có tr c th năm, cho phép tr c quayụ ể ộ ứ ư ộ ố ụ ứ ụtheo m t góc.ộ

Nh ng n l c ban đ u đ “t đ ng hóa” các ho t đ ng này s d ng m t lo tữ ỗ ự ầ ể ự ộ ạ ộ ử ụ ộ ạcam đ di chuy n dao c hay bàn làm vi c qua nh ng liên k t Khi cam quay, m tể ể ụ ệ ữ ế ộliên k t l n theo b m t c a m t cam di chuy n công c c t hay phôi qua m tế ầ ề ặ ủ ặ ể ụ ắ ộdãy các chuy n đ ng M t cam để ộ ặ ược đ nh hình đ đi u khi n kh i lị ể ề ể ố ượng chuy nể

đ ng liên k t và t c đ mà cam quay đi u khi n t c đ c p dao M t s máy v nộ ế ố ộ ề ể ố ộ ấ ộ ố ẫcòn t n t i cho t i ngày nay và đồ ạ ớ ược g i là máy ki u Th y Sĩ m t cái tên đ ngọ ể ụ ộ ồ

T thi t k s khai đ n ho t đ ng ngày nayừ ế ế ơ ế ạ ộ

Thi t k máy CNC hi n đ i b t ngu n t tác ph m c a John T Parsons cu iế ế ệ ạ ắ ồ ừ ẩ ủ ố

nh ng năm 1940 và đ u nh ng năm 1950 Sau Th chi n II, Parsons tham giaữ ầ ữ ế ế

s n xu t cánh máy bay tr c thăng, m t công vi c đòi h i ph i gia công chính xácả ấ ự ộ ệ ỏ ảcác hình d ng ph c t p Parsons s m nh n ra r ng b ng cách s d ng máy tínhạ ứ ạ ớ ậ ằ ằ ử ụIBM th i kì đ u, ông đã có th t o ra nh ng thanh d n đờ ầ ể ạ ữ ẫ ường m c chính xác h nứ ơnhi u khi s d ng các phép tính b ng tay và s đ D a trên kinh nghi m này,ề ử ụ ằ ơ ồ ự ệông đã giành được h p đ ng phát tri n m t “máy c t đợ ồ ể ộ ắ ường m c t đ ng” choứ ự ộKhông quân đ t o m t cong cho cánh máy bay S d ng m t đ u đ c th máyể ạ ặ ử ụ ộ ầ ọ ẻtính và các b đi u khi n đ ng c tr đ ng (servomotor) chính xác, chi c máyộ ề ể ộ ơ ợ ộ ế

đi n t m t đ u đ c băng t – đ c m t băng gi y có chi u r ng kho ng 2,5cmệ ừ ộ ầ ọ ừ ọ ộ ấ ề ộ ả

có đ c m t hàng l V trí và th t l cho phép đ u đ c s n xu t ra nh ng xungụ ộ ỗ ị ứ ự ỗ ầ ọ ả ấ ữ

đi n c n thi t đ quay đ ng c v i th i gian và t c đ chính xác, trong th c tệ ầ ế ể ộ ơ ớ ờ ố ộ ự ế

nó đi u khi n máy gi ng nh nhân viên v n hành Các xung đi n đề ể ố ư ậ ệ ược qu n lýả

b i m t máy tính đ n gi n không có b nh Chúng thở ộ ơ ả ộ ớ ường được g i là NC hayọmáy đi u khi n s ề ể ố

Năm 1947, John Parsons qu n lý m t hãng s n xu t hàng không thành phả ộ ả ấ ở ốTraverse, Michigan Đ i m t v i tính ph c t p ngày càng cao c a hình d ng chiố ặ ớ ứ ạ ủ ạ

ti t và nh ng v n đ v toán h c và kỹ thu t mà h g p ph i, Parsons đã tìm raế ữ ấ ề ề ọ ậ ọ ặ ả

nh ng bi n pháp đ gi m chi phí kỹ thu t cho công ty Ông đã xin phépữ ệ ể ả ậInternational Business Machine s d ng m t trong nh ng chi c máy tính vănử ụ ộ ữ ếphòng trung ương c a h đ th c hi n m t lo t các phép toán cho m t cánh máyủ ọ ể ự ệ ộ ạ ộbay tr c thăng m i Cu i cùng, ông đã dàn x p v i Thomas J Watson, ch t chự ớ ố ế ớ ủ ị

huy n tho i c a IBM, nh đó IBM sẽ làm vi c v i t p đoàn Parsons đ t o raề ạ ủ ờ ệ ớ ậ ể ạ

m t chi c máy độ ế ược đi u khi n b i các th đ c l Nhanh chóng, Parsons cũngề ể ở ẻ ụ ỗ

ký được h p đ ng v i Air Force đ s n xu t m t chi c máy đợ ồ ớ ể ả ấ ộ ế ược đi u khi nề ể

b ng th hay băng t có kh năng c t các hình d ng đằ ẻ ừ ả ắ ạ ường m c gi ng nhứ ố ư

nh ng hình trong cánh qu t và cánh máy bay Sau đó, Parsons đã đ n g p các kĩữ ạ ế ặ

s Phòng thí nghi m c c u ph thu c Vi n Công ngh Massachusetts (MIT)ư ở ệ ơ ấ ụ ộ ệ ệ

nh h tr d án Các nhà nghiên c u MIT đã thí nghi m nhi u ki u quá trìnhờ ỗ ợ ự ứ ệ ề ểkhác nhau và cũng đã làm vi c v i các d án Air Force t th i Th chi n II ệ ớ ự ừ ờ ế ế Các máy CNC hi n đ i ho t đ ng b ng cách đ c hàng nghìn bit thông tin đệ ạ ạ ộ ằ ọ ược

l u tr trong b nh máy tính chư ữ ộ ớ ương trình Đ đ t thông tin này vào b nh ,ể ặ ộ ớnhân viên l p trình t o ra m t lo t l nh mà máy có th hi u đậ ạ ộ ạ ệ ể ể ược B đi uộ ềkhi n cũng giúp nhân viên l p trình tăng t c đ s d ng máy Ví d , trong m t sể ậ ố ộ ử ụ ụ ộ ốmáy, nhân viên l p trình có th đ n gi n ch c n nh p d li u v v trí, đậ ể ơ ả ỉ ầ ậ ữ ệ ề ị ườngkính và chi u sâu c a m t chi ti t và máy tính sẽ l a ch n phề ủ ộ ế ự ọ ương pháp gia công

t t nh t đ s n xu t chi ti t đó dố ấ ể ả ấ ế ướ ại d ng phôi

S ti n b trong máy tính và trí thông minh nhân t o sẽ làm cho nh ng chi cự ế ộ ạ ữ ếmáy CNC tương lai nhanh h n và d v n hành h n ơ ễ ậ ơ Các lo i máy CNC ch c ch nạ ắ ắ

sẽ có m t tộ ương lai bùng n m nh mẽ.ổ ạ

1.2.2 Phân lo i ạ

Các máy CNC có th ph n chia theo lo i và theo h th ng đi u khi n: ể ầ ạ ệ ố ề ể

-Theo lo i máy cũng tạ ương t nh các máy công c truy n th ng , chia ra các lo iự ư ụ ề ố ạ

nh máy khoan CNC , máy phay CNC , máy ti n CNC…và các truing tâm gia côngư ệCNC Các trung tâm CNC có kh năng th c hi n gia công nhi u lo i b m t và sả ự ệ ề ạ ề ặ ử

d ng nhi u lo i d ng c khác nhau.ụ ề ạ ụ ụ

-Phân chia theo h đi u khi n có th phân ra các lo i:ệ ề ể ể ạ

Các máy đi u khi n đi m t i đi m Ví d nh máy khoan, khoét, máy hàn đi m,ề ể ể ớ ể ụ ư ểmáy đ t, d p… ộ ậ

Các máy đi u khi n đo n th ng : đó là các máy có kh năng gia công trong quaề ể ạ ẳ ảtrình th c hi n d ch chuy n theo các tr c ự ệ ị ể ụ

ch c năng ho t đ ng c a máy ứ ạ ộ ủ

-Đ chính xác làm vi c cao Thông thộ ệ ường các máy CNC có đ chính xác máy làộ0.001mm do đó có th đ t để ạ ược đ chính xác cao h n ộ ơ

-T c đ c t cao Nh c u trúc c khí b n ch c c a máy, Nh ng v t li u c t hi nố ộ ắ ờ ấ ơ ề ắ ủ ữ ậ ệ ắ ệ

đ i nh kim lo i c ng hay g m oxit có th s d ng t t h n ạ ư ạ ứ ố ể ử ụ ố ơ

-Th i quan gia công ng n h n ờ ắ ơ

1.2.4 Các u đi m khác ư ể

Máy CNC có tính linh ho t cao trong vi c l p trình, ti t ki m th i quan ch nhạ ệ ậ ế ệ ờ ỉmáy, đ t đạ ược tính kinh t cao trong vi c gia công hang lo i các s n ph m nh ế ệ ạ ả ẩ ỏ-Ít ph i d ng máy vì kỹ thu t, do đó chi phí d ng máy nh ả ừ ậ ừ ỏ

-Tiêu hao do ki m tra ít, giá thành đo ki m tra gi m ể ể ả

-Th i gian hi u ch nh máy nh Có th gia công hàng lo t ờ ệ ỉ ỏ ể ạ

1.2.5 Nh ượ c đi m ể

-Giá thành ch t o máy cao h n ế ạ ơ

-Giá thành b o dả ưỡng, s a ch a máy cũng cao h n ữ ữ ơ

-V n hành và thay đ i ngậ ổ ườ ứi đ ng máy khó khan h nơ

1.2.6 Trình đ hi n t i c a máy CNC ộ ệ ạ ủ

Các ch c năng tính toán trong h th ng CNC ngày càng hoàn thi n và đ t t c đứ ệ ố ệ ạ ố ộ

x lý cao do ti p t c ng d ng nh ng thành t u phát tri n c a các b vi x lý up.ử ế ụ ứ ụ ừ ự ể ủ ộ ửCác h th ng CNC đệ ố ược ch t o hàng lo t l n theo công th c x lý đa ch c năng,ế ạ ạ ớ ứ ử ứdùng cho nhi u m c đích đi u khi n khác nhau V t mang tin t băng đ c l ,ề ụ ề ể ậ ừ ụ ỗbăng t , đĩa t và ti n t i s d ng đĩa CD có dung lừ ừ ế ớ ử ụ ượng ngày càng l n, đ tin c yớ ộ ậ

và tu i th cao ổ ọ

Vi c cài đ t các c m vi tính tr c ti p vài h NC đ tr thành h th ng CNC đãệ ặ ụ ự ế ệ ể ờ ệ ố

t o đi u ki n ng d ng máy công c CNC ngay c trong xí nghi p nh , không cóạ ề ệ ứ ụ ụ ả ệ ỏphòng l p trình riêng, nghĩa là ngậ ười đi u khi n máy có th l p trình tr c ti pề ể ể ậ ự ếngay trên máy D li u nh p vào, n i dung l u tr , thông báo v tình tr ng ho tữ ệ ậ ộ ư ữ ề ạ ạ

đ ng c a máy cùng các ch d n c n thi t khác cho ngộ ủ ỉ ẫ ầ ế ười đi u khi n đ u đề ể ề ược

Cho đ n g n đây, h u h t các trung tâm gia công đế ầ ầ ế ược ch t o theo các thôngế ạ

s kỹ thu t c a khách hàng Gi đây, thi t k công c chu n hóa cho phép chố ậ ủ ờ ế ế ụ ẩ ế

t o các máy đ l u kho và bán sau này vì nh ng thi t k m i có th th c hi nạ ể ư ữ ế ế ớ ể ự ệ

t t c nh ng ho t đ ng c n thi t c a h u h t ngấ ả ữ ạ ộ ầ ế ủ ầ ế ườ ử ụi s d ng Chi phí c a m tủ ộmáy CNC m i dao đ ng trong kho ng 50.000 USD (trung tâm đ ng) cho đ n 5ớ ộ ả ứ ếtri u USD (h th ng gia công linh ho t) Quá trình s n xu t đệ ệ ố ạ ả ấ ược ti n hành nhế ưsau:

Hàn bệ

B máy ho c là khuôn đúc ho c là đệ ặ ặ ược hàn cùng nhau Sau đó nó được nhi tệluy n đ lo i b ng su t hàn và đ “bình thệ ể ạ ỏ ứ ấ ể ường hóa” kim lo i cho quá trình giaạcông B đệ ượ ắc g n c đ nh vào m t trung tâm gia công.ố ị ộ

B t vít me bi ắ

C ch di chuy n b hay tr c quay đơ ế ể ệ ụ ượ ọc g i là vít me bi (ballscrew) C ch nàyơ ếlàm thay đ i chuy n đ ng quay c a đ ng c truy n đ ng thành chuy n đ ngổ ể ộ ủ ộ ơ ề ộ ể ộtuy n tính và bao g m m t tr c vít (screw shaft) và tr c đ Khi tr c quay, m tế ồ ộ ụ ổ ụ ỡ ụ ộ

tr c g n l n theo các đ ng rãnh hình xo n c trong tr c và s n sinh ra m t

giá đ tr c chính Nh ng vít me bi này đỡ ụ ữ ược b t vào b máy v i tr c g n ghépắ ệ ớ ổ ụ ắvào bàn làm vi c hay giá đ tr c chính.ệ ỡ ụ

Máy tính, hay b đi u khi n là m t b ph n l p ráp đi n t tách bi t h n v iộ ề ể ộ ộ ậ ắ ệ ử ệ ẳ ớ

ph n còn l i c a máy Nó có m t h p đi u hòa khí h u g n bên sầ ạ ủ ộ ộ ề ậ ắ ườn khung máyhay trong bàn đi u khi n c a v n hành viên Nó ch a đ ng t t c b nh ho tề ể ủ ậ ứ ự ấ ả ộ ớ ạ

đ ng, b ng máy tính, c p ngu n, và m ch đi n t khác đ làm cho máy ho tộ ả ấ ồ ạ ệ ử ể ạ

đ ng H th ng dây độ ệ ố ược phân lo i k t n i b đi u khi n t i đ ng c máy và cácạ ế ố ộ ề ể ớ ộ ơkhe trượ ịt v trí Các khe trượt này liên ti p g i thông tin v v trí tr c t i b đi uế ử ề ị ụ ớ ộ ềkhi n, do đó v trí chính xác c a bàn làm vi c trong m i quan h v i tr c chínhể ị ủ ệ ố ệ ớ ụluôn được bi t đ n M t trế ế ặ ước c a b đi u khi n có m t màn hình video hi nủ ộ ề ể ộ ể

th thông tin chị ương trình, v trí, t c đ và v t li u cung c p cho máy cùng nhi uị ố ộ ậ ệ ấ ề

d li u khác c n thi t cho v n hành viên đ giám sát ch tiêu c a máy Cũng trênữ ệ ầ ế ậ ể ỉ ủpanel trước là các phím nh p d li u vào, các c ng k t n i d li u và các côngậ ữ ệ ổ ế ố ữ ệ

t c kh i đ ng-d ng.ắ ở ộ ừ

Máy sau khi l p ráp đắ ược ch y th đ ki m tra đ chính xác M i máy cóạ ử ể ể ộ ỗ

nh ng đi m khác bi t v v t lý và nh ng đi m khác bi t này có th đữ ể ệ ề ậ ữ ể ệ ể ược ch nhỉ

s a toán h c trong h đi u hành c a máy tính Nh ng giá tr ch nh s a này đử ọ ệ ề ủ ữ ị ỉ ử ược

l u tr trong m t b nh riêng bi t và máy sẽ liên t c ki m tra nh ng giá tr này.ư ữ ộ ộ ớ ệ ụ ể ữ ịKhi trung tâm gia công tr nên “mòn” do s d ng nhi u, nh ng thông s này cóở ử ụ ề ữ ố

th để ược hi u chu n l i đ đ m b o đ chính xác Sau khi ki m tra, chi c máyệ ẩ ạ ể ả ả ộ ể ếhoàn t t sẽ đấ ượ ơc s n và chu n b đ xu t xẩ ị ể ấ ưởng

Đi u khi n ch t l ề ể ấ ượ ng

Ch t lấ ượng trong m t trung tâm gia công ph i độ ả ược thi t l p ngay t khâuế ậ ừthi t k t i khâu giao hàng và l p đ t Ch d n t m cho v n hành viên cũng quanế ế ớ ắ ặ ỉ ẫ ỉ ỉ ậ

tr ng nh m ngăn ch n h h ng, s xung đ t ngoài ý mu n gi a công vi c v iọ ằ ặ ư ỏ ự ộ ố ữ ệ ớdao c vì nh ng h h ng có th làm h ng dao c hay h ng máy Nhi u b đi uụ ữ ư ỏ ể ỏ ụ ỏ ề ộ ề

khi n có nh ng chể ữ ương trình ph đ hi u đụ ể ể ượ ự ốc s c đang đe d a và đ a máyọ ưvào ch đ d ng kh n c p T t c các máy CNC đ u đế ộ ừ ẩ ấ ấ ả ề ược v n chuy n đ c bi tậ ể ặ ệ

nh m tránh va đ p và đằ ậ ược các kỹ thu t viên giàu kinh nghi m thi t l p c nậ ệ ế ậ ẩ

th n t i nhà máy Nh ng h s ch nh s a ban đ u đậ ạ ữ ệ ố ỉ ử ầ ược ghi l i đ tham kh o sauạ ể ảnày Sách hướng d n v l p trình, v n hành và b o dẫ ề ậ ậ ả ưỡng cũng được cung c p.ấ

T ươ ng lai

Các lo i máy CNC sẽ có m t tạ ộ ương lai bùng n m nh mẽ M t ý tổ ạ ộ ưởng đang

được phát tri n là m t chi c máy có tr c chính để ộ ế ụ ược treo lên b i sáu thanhở

gi ng vít me bi l ng vào nhau Chuy n đ ng c a tr c chính đằ ồ ể ộ ủ ụ ược đi u khi n b iề ể ở

m t máy tính ph c t p có kh năng th c hi n hàng tri u phép tính đ đ m b oộ ứ ạ ả ự ệ ệ ể ả ả

đường m c chi ti t chính xác Ph i m t vài tri u đô la đ phát tri n và s d ngứ ế ả ấ ệ ể ể ử ụtoán h c đ c quy n c p đ cao, chi c máy này h a h n kh năng th c hi nọ ộ ề ấ ộ ế ứ ẹ ả ự ệ

nh ng ho t đ ng ch a t ng nghe th y trong gia công kim lo i S ti n b trongữ ạ ộ ư ừ ấ ạ ự ế ộmáy tính và trí thông minh nhân t o sẽ làm cho nh ng chi c máy CNC tạ ữ ế ương lainhanh h n và d v n hành h n T t nhiên, giá c a nh ng chi c máy nh v yơ ễ ậ ơ ấ ủ ữ ế ư ậ

ch c ch n sẽ không r và có th vắ ắ ẻ ể ượt quá t m v i c a nhi u công ty Tuy nhiên,ầ ớ ủ ề

nó sẽ đ a giá c a nh ng máy CNC c b n th c hi n nh ng chuy n đ ng 3 tr cư ủ ữ ơ ả ự ệ ữ ể ộ ụban đ u xu ng m t m c đ nh t đ nh.ầ ố ộ ứ ộ ấ ị

CH ƯƠ NG II: THI T K H TH NG Ê Ê Ê Ô2.1 Thi t k ph n c ng ế ế ầ ứ

 S đ kh i c a h th ng nh sau: ơ ồ ố ủ ệ ố ư

Hình 2.1: S đ kh i h th ng ơ ồ ố ệ ố

Kh i ngu n ố ồ : L y AC (ho c DC) đ u vào t 5-15 ch nh l u thành ngu n DC c pấ ặ ầ ừ ỉ ư ồ ấcho kh i ch p hành đ ng bi n đ i thành ngu n DC 5V cung c p cho kh i đi uố ấ ồ ế ổ ồ ấ ố ềkhi n, kh i ch p hành.ể ố ấ

Kh i đi u khi n ố ề ể : Xu t tín hi u đ n kh i ch p hành theo chấ ệ ế ố ấ ương trình đã đượcthành l p s n.ậ ẵ

Kh i ch p hành ố ấ : Nh n tín hi u t kh i đi u khi n, th c hi n các l nh đi uậ ệ ừ ố ề ể ự ệ ệ ềkhi n do kh i đi u khi n đ a ra t o s chuy n đ ng c a đ ng c ể ố ề ể ư ạ ự ể ộ ủ ộ ơ

v trí c n thi t ị ầ ế Đ ng c bộ ơ ước làm vi c đệ ược là nh có b chuy n m ch đi nờ ộ ể ạ ệ

t đ a các tín hi u đi u khi n vào stato theo m t th t và m t t n s nh tử ư ệ ề ể ộ ứ ự ộ ầ ố ấ

đ nh T ng s góc quay c a roto tị ổ ố ủ ương ng v i s l n chuy n m ch, cũng nhứ ớ ố ầ ể ạ ưchi u quay và t c đ quay c a roto, ph thu c vào th t chuy n đ i và t n sề ố ộ ủ ụ ộ ứ ự ể ổ ầ ốchuy n đ i Khi m t xung đi n áp đ t vào cu n dây stato (ph n ng) c a đ ngể ổ ộ ệ ặ ộ ầ ứ ủ ộ

c bơ ước thì roto (ph n c m) c a đ ng c sẽ quay đi m t góc nh t đ nh, góc y làầ ả ủ ộ ơ ộ ấ ị ấ

m t bộ ước quay c a đ ng c Khi các xung đi n áp đ t vào các cu n dây ph n ngủ ộ ơ ệ ặ ộ ầ ứthay đ i liên t c thì roto sẽ quay liên t c (Nh ng th c ch t chuy n đ ng đó v nổ ụ ụ ư ự ấ ể ộ ẫ

là theo các bướ ờ ạc r i r c)

*H th ng đi u khi n đ ng c b ệ ố ề ể ộ ơ ướ c

M t h th ng có s d ng đ ng c bộ ệ ố ử ụ ộ ơ ước có th để ược khái quát theo s đ sau.ơ ồ

Hình 2.3: Mô hình h th ng s d ng đ ng c b ệ ố ử ụ ộ ơ ướ c

D.C.SUPPLY: Có nhi m v cung c p ngu n m t chi u cho h th ng Ngu n m tệ ụ ấ ồ ộ ề ệ ố ồ ộchi u này có th l y t pin n u đ ng c có công su t nh V i các đ ng c cóề ể ấ ừ ế ộ ơ ấ ỏ ớ ộ ơcông su t l n có th dùng ngu n đi n đấ ớ ể ồ ệ ược ch nh l u t ngu n xoay chi u.ỉ ư ừ ồ ề

CONTROL LOGIC: Đây là kh i đi u khi n logic Có nhi m v t o ra tín hi u đi uố ề ể ệ ụ ạ ệ ềkhi n đ ng c Kh i logic này có th là m t ngu n xung, ho c có th là m t hể ộ ơ ố ể ộ ồ ặ ể ộ ệ

th ng m ch đi n t Nó t o ra các xung đi u khi n Đ ng c bố ạ ệ ử ạ ề ể ộ ơ ước có th đi uể ềkhi n theo c bể ả ước ho c theo n a bặ ử ước

POWER DRIVER: Có nhi m v c p ngu n đi n đã đệ ụ ấ ồ ệ ược đi u ch nh đ đ a vàoề ỉ ể ư

đ ng c Nó l y đi n t ngu n cung c p và xung đi u khi n t kh i đi u khi nộ ơ ấ ệ ừ ồ ấ ề ể ừ ố ề ể

đ t o ra dòng đi n c p cho đ ng c ho t đ ng.ể ạ ệ ấ ộ ơ ạ ộ

STEPPER MOTOR: Đ ng c bộ ơ ước Các thông s c a đ ng c g m có: Bố ủ ộ ơ ồ ước góc,sai s bố ước góc, mômen kéo, mômen hãm, mômen làm vi c.Đ i v i h đi uệ ố ớ ệ ềkhi n đ ng c bể ộ ơ ước, ta th y đó là m t h th ng khá đ n gi n vì không h cóấ ộ ệ ố ơ ả ề

ph n t ph n h i Đi u này có đầ ử ả ồ ề ược vì đ ng c bộ ơ ước trong quá trình ho t đ ngạ ộkhông gây ra sai s tích lũy, sai s c a đ ng c do sai s trong khi ch t o Vi cố ố ủ ộ ơ ố ế ạ ệ

s d ng đ ng c bử ụ ộ ơ ước tuy đem lai đ chính xác ch a cao nh ng ngày càng độ ư ư ược

s d ng ph bi n Vì công su t và đ chính xác c a bử ụ ổ ế ấ ộ ủ ước góc đang ngày càng

đượ ảc c i thi nệ

Bước góc c a đ ng c bủ ộ ơ ước được ch t o theo b ng tiêu chu n sau:ế ạ ả ẩ

Step angle Steps per revolution

3,6˚ 100

B ng 2.1: B ng tiêu chu n ch t o b ả ả ẩ ế ạ ướ c góc c a đ ng c ủ ộ ơ

*Nguyên t c đi u khi n đ ng c b ắ ề ể ộ ơ ướ c đ n c c ơ ự

Đ ng c bộ ơ ước đ n c c, ( có th là đ ng c vĩnh c u ho c đ ng c h n h p ) cóơ ự ể ộ ơ ử ặ ộ ơ ỗ ợ5,6 ho c 8 dây ra thặ ường được qu n nh s đ dấ ư ơ ồ ưới Khi dùng, các đ u n i trungầ ốtâm thường được n i vào c c dố ự ương ngu n c p, và hai đ u còn l i c a m i m uồ ấ ầ ạ ủ ỗ ấ

l n lầ ượ ố ấ ể ảt n i đ t đ đ o chi u t trề ừ ường t o b i qu n đó.ạ ở ậ

Tín hi u đi u khi n Đi u khi n đ bệ ề ể ề ể ủ ước (full step) :

*M ch đi u khi n đ ng c b ạ ề ể ộ ơ ướ c

M ch đi u khi n đ ng c bạ ề ể ộ ơ ước bao g m m t s ch c năng sau đây:ồ ộ ố ứ

 T o các xung v i nh ng t n s khác nhau.ạ ớ ữ ầ ố

 Chuy n đ i các ph n cho phù h p v i th t kích t ể ổ ầ ợ ớ ứ ự ừ

 Làm gi m các dao đ ng c h c.ả ộ ơ ọ

Đ u vào c a m ch đi u khi n là các xung Thành ph n c a m ch là các bánầ ủ ạ ề ể ầ ủ ạ

d n, vi m ch Kích thích các ph n c a đ ng c bẫ ạ ầ ủ ộ ơ ước theo th t 1-2-3-4 do cácứ ựtransistor công su t T1 đ n T4 th c hi n.V i vi c thay đ i v trí b chuy nấ ế ự ệ ớ ệ ổ ị ộ ể

m ch, đ ng c có th quay theo chi u kim đ ng h ho c ngạ ộ ơ ể ề ồ ồ ặ ượ ạc l i

Đi n áp đệ ược c p qua các khoá chuy n đ nuôi các cu n dây, t o ra tấ ể ể ộ ạ ừ

trường làm quay rotor Các khoá đây không c th , có th là b t c thi t bở ụ ể ể ấ ứ ế ịđóng c t nào đi u khi n đắ ề ể ược nh r le, transitor công su t Tín hi u đi uư ơ ấ ệ ềkhi n có th để ể ược đ a ra t b đi u khi n nh vi m ch chuyên d ng, máy tính.ư ừ ộ ề ể ư ạ ụ

V i đ ng c nh có dòng c 500 mili Ampe, có th dùng IC lo i dãy darlingtonớ ộ ơ ỏ ỡ ể ạcollector h nh :ở ư

ULN2003, ULN2803 ( Allegro Microsystem)

DS2003 (National Semiconductor), MC1413 ( Motorola)

IC h ULN200x có đ u vào phù h p TTL, các đ u emitor đọ ầ ợ ầ ược n i v i chân 8.ố ớ

M i transitor darlington đỗ ược b o v b i hai diode M t m c gi a emitor t iả ệ ở ộ ắ ữ ớcollector ch n đi n áp ngặ ệ ượ ớc l n đ t lên transitor Diode th hai n i collector v iặ ứ ố ớchân 9 N u chân 9 n i v i c c dế ố ớ ự ương c a cu n dây, t o thành m ch b o v choủ ộ ạ ạ ả ệtransitor

V i các đ ng c l n có dòng > 0.5A các IC h ULN không đáp ng đớ ộ ơ ớ ọ ứ ược ta có

th dùng các Tranzitor trể ường(IRF).M t s lo i IRF thông d ng:ộ ố ạ ụ

IRF540 tranzitor ngược có th ch u dòng đ n 20Aể ị ế

IRF640 tranzitor ngược có th ch u dòng đ n 18Aể ị ế

IRF250 tranzitor ngược có th ch u dòng đ n 30A ể ị ế

S đ m ch đ ơ ồ ạ ượ c thi t k nh sau ế ế ư :

Hình 2.4: S đ m ch đi u khi n đ ng c b ơ ồ ạ ề ể ộ ơ ướ c

*Thông s kỹ thu t ố ậ

M i đ ng c bỗ ộ ơ ước sẽ có m t th ng c ng quan tr ng nh t mà khi b n đi đâu vàộ ố ứ ọ ấ ạ

h i mua thì ph i h i đ u tiên Đó là, đ ng c bỏ ả ỏ ầ ộ ơ ước này có bao nhiêu step! Theo

nh mình bi t thì đ ng c bư ế ộ ơ ước trên th trị ường Vi t Nam mà gi i DIY chúng taệ ớhay dùng có s step là 200.ố

Ngoài ra, nó còn có các thông s khác mà mình sẽ kèm theo ví d c th v lo iố ụ ụ ể ề ạmình dùng:

Trong đó, tham s Rated Current/phase th hi n dòng đi n t i đa mà m i phaố ể ệ ệ ố ỗ

có th nh n để ậ ược, n u driver đi u khi n nào có dòng đi n m i pha cao h n thìế ề ể ệ ỗ ơ

sẽ h ng Nên l a lo i driver cho dòng ra x p x 80 - 90% thông s này Đi n trỏ ự ạ ấ ỉ ố ệ ở

m i pha là h ng s (b n xem trong datasheet c a đ ng c bỗ ằ ố ạ ủ ộ ơ ước mà b n mua.ạCòn con s voltage là hi u đi n th t i u đ làm stepper ho t đ ng đ nh (2.0ố ệ ệ ế ố ư ể ạ ộ ổ ị

đ đ ng c quay nh ng chúng quay bao nhiêu thì ta không bi t, k c đ i v iể ộ ơ ư ế ể ả ố ớ

đ ng c bộ ơ ước là đ ng c quay m t góc xác đ nh tùy vào s xung nh n độ ơ ộ ị ố ậ ược Vi cệthi t l p m t h th ng đi u khi n đ xác đ nh nh ng gì ngăn c n chuy n đ ngế ậ ộ ệ ố ề ể ể ị ữ ả ể ộ

quay c a đ ng c ho c làm đ ng c không quay cũng không d dàng M t khác,ủ ộ ơ ặ ộ ơ ễ ặ

đ ng c servo độ ơ ược thi t k cho nh ng h th ng h i ti p vòng kín Tín hi u raế ế ữ ệ ố ồ ế ệ

c a đ ng c đủ ộ ơ ược n i v i m t m ch đi u khi n Khi đ ng c quay, v n t c và vố ớ ộ ạ ề ể ộ ơ ậ ố ịtrí sẽ được h i ti p v m ch đi u khi n này N u có b t kỳ lý do nào ngăn c nồ ế ề ạ ề ể ế ầ ảchuy n đ ng quay c a đ ng c , c c u h i ti p sẽ nh n th y tín hi u ra ch aể ộ ủ ộ ơ ơ ấ ồ ế ậ ấ ệ ư

đ t đạ ược v trí mong mu n M ch đi u khi n ti p t c ch nh sai l ch cho đ ng cị ố ạ ề ể ế ụ ỉ ệ ộ ơ

đ t đạ ược đi m chính xác Đ ng c servo có nhi u ki u dáng và kích thể ộ ơ ề ể ước, được

s d ng trong nhi u máy khác nhau, t máy ti n đi u khi n b ng máy tính choử ụ ế ừ ệ ề ể ằ

đ n các mô hình máy bay và xe h i ng d ng m i nh t c a đ ng c servo làế ơ Ứ ụ ớ ấ ủ ộ ơtrong các robot, cùng lo i v i các đ ng c dùng trong mô hình máy bay và xe h i.ạ ớ ộ ơ ơCác đ ng c servo đi u khi n b ng liên l c vô tuy n độ ơ ề ể ằ ạ ế ược g i là đ ng c servoọ ộ ơR/C (radio-controlled) Trong th c t , b n thân đ ng c servo không ph i đự ế ả ộ ơ ả ược

đi u khi n b ng vô tuy n, nó ch n i v i máy thu vô tuy n trên máy bay hay xeề ể ằ ế ỉ ố ớ ế

h i Đ ng c servo nh n tín hi u t máy thu này Nh v y có nghĩa là ta khôngơ ộ ơ ậ ệ ừ ư ậ

c n ph i đi u khi n robot b ng tín hi u vô tuy n b ng cách s d ng m t đ ngầ ả ề ể ằ ệ ế ằ ử ụ ộ ộ

c servo, tr khi ta mu n th Ta có th đi u khi n đ ng c servo b ng máy tính,ơ ừ ố ế ể ề ể ộ ơ ằ

m t b vi x lý hay th m chí m t m ch đi n t đ n gi n dùng IC 555 Trongộ ộ ử ậ ộ ạ ệ ử ơ ả

chương này ta sẽ tìm hi u đ ng c servo R/C là gì, s d ng chúng trong robotể ộ ơ ử ụ

nh th nào M c dù còn có nhi u lo i đ ng c servo khác nh ng đ ng c servoư ế ặ ề ạ ộ ơ ư ộ ơR/C đượ ử ục s d ng nhi u nh t.ề ấ

*Ho t đ ng c a Servo ạ ộ ủ

Đ quay đ ng c , tín hi u s để ộ ơ ệ ố ược g i t i m ch đi u khi n Tín hi u này kh iớ ớ ạ ề ể ệ ở

đ ng đ ng c , thông qua chu i bánh răng, n i v i vôn k V trí c a tr c vôn kộ ộ ơ ỗ ố ớ ế ị ủ ụ ếcho bi t v trí tr c ra c a servo Khi vôn k đ t đế ị ụ ủ ế ạ ược v trí mong mu n, m chị ố ạ

đi u khi n sẽ t t đ ng c Nh ta d đoán, đ ng c servo đề ể ắ ộ ơ ư ự ộ ơ ược thi t k đ quayế ế ể

có gi i h n ch không ph i quay liên t c nh đ ng c DC hay đ ng c bớ ạ ứ ả ụ ư ộ ơ ộ ơ ước M cặ

dù ta có th ch nh đ ng c servo R/C quay liên t c (sẽ trình bày sau) nh ng côngể ỉ ộ ơ ụ ư

d ng chính c a đ ng c servo là đ t đụ ủ ộ ơ ạ ược góc quay chính xác trong kho ng tả ừ90o – 180o Vi c đi u khi n này có th ng d ng đ lái robot, di chuy n các tayệ ề ể ể ứ ụ ể ểmáy lên xu ng, quay m t c m bi n đ quét kh p phòng…ố ộ ả ế ể ắ

*Servo và đi u bi n đ r ng xung ề ế ộ ộ

Tr c c a đ ng c servo R/C đụ ủ ộ ơ ược đ nh v nh vào kỹ thu t g i là đi62u bi n đị ị ờ ậ ọ ế ộ

r ng xung (PWM) Trong h th ng này, servo là đáp ng c a m t dãy các xung sộ ệ ố ứ ủ ộ ố

n đ nh C th h n, m ch đi u khi n là đáp ng c a m t tín hi u s có các xung

bi n đ i t 1 – 2 ms Các xung này đế ổ ừ ược g i đi 50 l n/giây Chú ý r ng khôngở ầ ằ

ph i s xung trong m t giây đi u khi n servo mà là chi u dài c a các xung Servoả ố ộ ề ể ề ủđòi h i kho ng 30 – 60 xung/giây N u s này qua th p, đ chính xác và côngỏ ả ế ố ấ ộ

su t đ duy trì servo sẽ gi m V i đ dài xung 1 ms, servo đấ ể ả ớ ộ ược đi u khi n quayề ểtheo m t chi u (gi s là chi u kim đ ng h nh Hình 8.)ộ ề ả ử ề ồ ồ ư

Hình 2.7: Đi u khi n v trí tr c ra c a đ ng c b ng cách đi u ch đ r ng xung ề ể ị ụ ủ ộ ơ ằ ề ế ộ ộ

V i đ dài xung xung 2 ms, servo quay theo chi u ngớ ộ ề ượ ạc l i Kỹ thu t này cònậ

đượ ọc g i là t l s - chuy n đ ng c a servo t l v i tín hi u s đi u khi n.ỉ ệ ố ể ộ ủ ỉ ệ ớ ệ ố ề ể

- Dây cam : Data ; Dây đ : Vcc; Dây nâu : GNDỏ

*Ch c năng ứ : D ch chuy n đ cao c a bút so v i m t gi y vẽị ể ộ ủ ớ ặ ấ

- Đi n áp c a tín hi u đi u khi n: +5 V ~ +7 Vệ ủ ệ ề ể

- Dòng c a tín hi uủ ệ đi u khi n: 0 ~ 36mA (Arduino có th ch i đ n 40mA nênề ể ể ơ ế

kh e re nhé các b n)ỏ ạ

- Công su t hao phí: 20W (khi nhi t đấ ệ ộ T = 75 ℃)

- Nhi t đ b o qu n: -25 ệ ộ ả ả ℃ ~ +130 ℃

Các chân tín hi u ệ

1.DC motor 1 “+” ho c stepper motor Aặ +

2.DC motor 1 “-” ho c stepper motor Aặ

-3.12V jumper- tháo jumper ra n u s d ng ngu n trên 12V Jumper này dùng đế ử ụ ồ ể

c p ngu n cho IC n áp t o ra ngu n 5V n u ngu n trên 12V sẽ làm cháy ICấ ồ ổ ạ ồ ế ồngu n.ồ

4.C m dây ngu n cung c p đi n áp cho motor t 6V đ n 35Vắ ồ ấ ệ ừ ế

5.C m dây GND c a ngu nắ ủ ồ

6.Ngõ ra ngu n 5V, n u jumper đ u vào không rút ra.ồ ế ầ

7.Chân Enable c a Motor 1, chân này dùng đ c p xung PWM cho motor n uủ ể ấ ếdùng VĐK thì rút jumper ra và c m chân PWM vào.Gi nguyên khi dùng v i đ ngắ ữ ớ ộ

13.DC motor 2 “+” ho c stepper motor Bặ +

14 DC motor 2 “-” ho c stepper motor Bặ

-*Gi i thi u v m ch c u H ớ ệ ề ạ ầ

Xét m t cách t ng quát, m ch c u H là m t m ch g m 4 "công t c" độ ổ ạ ầ ộ ạ ồ ắ ược m cắtheo hình ch H.ữ

Hình 2.9: M ch c u H g m 4 công t c ạ ầ ồ ắ

B ng cách đi u khi n 4 "công t c" này đóng m , ta có th đi u khi n đằ ề ể ắ ở ể ề ể ược dòng

đi n qua đ ng c cũng nh các thi t b đi n tệ ộ ơ ư ế ị ệ ương t ự

Hình 2.10: Đi u ch nh dòng đi n ch y trong m ch c u H ề ỉ ệ ạ ạ ầ

4 "công t c" này thắ ường là Transistor BJT, MOSFET hay relay Tùy vào yêu c uầ

đi u khi n khác nhau mà ngề ể ười ta l a ch n các lo i "công t c" khác nhau.ự ọ ạ ắ

 M ch c u H dùng transistor BJT ạ ầ

M ch c u H dùng transistor BJTạ ầ là lo i m ch đạ ạ ượ ử ục s d ng khá thông d ng choụ

BJT thường có công su t th p h n các lo i MOSFET (relay thì không ph i bànấ ấ ơ ạ ả

r i), đ ng đ i cũng r và d tìm mua, s d ng đ n gi n.ồ ồ ờ ẻ ễ ử ụ ơ ả

Đây là s đ t ng quát c a m t m ch c u H s d ng transistor BJT.ơ ồ ổ ủ ộ ạ ầ ử ụ

Hình 2.11: S đ t ng quát m ch c u H s d ng BJT ơ ồ ổ ạ ầ ử ụ

Trong s đ này, A và B là 2 c c đi u khi n 4 diode có nhi m v tri t tiêu dòngơ ồ ự ề ể ệ ụ ệ

đi n c m ng sinh ra trong quá trình đ ng c làm vi c N u không có diode b oệ ả ứ ộ ơ ệ ế ả

v , dòng đi n c m ng trong m ch có th làm h ng các transistor.ệ ệ ả ứ ạ ể ỏ

Transistor BJT được s d ng nên là lo i có công su t l n và h s kh ch đ iử ụ ạ ấ ớ ệ ố ế ạ

l n.ớ

 Nguyên lí ho t đ ng c a m ch c u H ạ ộ ủ ạ ầ .

Theo nh s đ trên, ta có A và B là 2 c c đi u khi n đư ơ ồ ự ề ể ược m c n i ti p v i 2ắ ố ế ớ

đi n tr h n dòng, Tùy vào lo i transistor b n đang dùng mà tr s đi n tr nàyệ ở ạ ạ ạ ị ố ệ ởkhác nhau Ph i đ m b o r ng dòng đi n qua c c Base c a các transistor khôngả ả ả ằ ệ ự ủquá l n đ làm h ng chúng Trung bình thì dùng đi n tr 1k Ohm.ớ ể ỏ ệ ở

Ta đi u khi n 2 c c này b ng các m c tín hi u ề ể ự ằ ứ ệ HIGH, LOW tương ng là 12V vàứ0V

Nh l i r ng:ớ ạ ằ

 Transistor BJT lo i NPN m hoàn toàn khi đi n áp c c Base b ngạ ở ệ ở ự ằ

đi n áp c c Collector, trong m ch đang xét hi n t i là 12V.ệ ở ự ạ ệ ạ

 Transistor BJT lo i PNP m hoàn toàn khi đi n áp c c Base b ng ạ ở ệ ở ự ằ 0V.

V i 2 c c đi u khi n và 2 m c tín hi u HIGH/LOW tớ ự ề ể ứ ệ ương ng 12V/0V cho m iứ ỗ

c c, có 4 trự ường h p x y ra nh sau:ợ ả ư

 A m c LOW ở ứ và B m c HIGH ở ứ

phía A, transistor Q1 m , Q3 đóng phía B, transistor Q2 đóng, Q 4 m Dó đó,

dòng đi n trong m ch có th ch y t ngu n 12V đ n Q1, qua đ ng c đ n Q4 đệ ạ ể ạ ừ ồ ế ộ ơ ế ể

v GND Lúc này, đ ng c quay theo chi u thu n ề ộ ơ ề ậ

Hình 2.12: Dòng đi n ch y tr ng m ch c u khi ệ ạ ọ ạ ầ A m c LOW ở ứ và B m c HIGH ở ứ

Hình 2.13: Dòng đi n ch y tr ng m ch c u khi ệ ạ ọ ạ ầ B m c LOW ở ứ và A m c HIGH ở ứ

 A và B cùng m c LOW ở ứ

Khi đó, transistor Q1 và Q2 m nh ng Q3 và Q4 đóng Dòng đi n không có đở ư ệ ường

v đề ược GND do đó không có dòng đi n qua đ ng c - đ ng c không ho t đ ng.ệ ộ ơ ộ ơ ạ ộ

 A và B cùng m c HIGH ở ứ

Khi đó, transistor Q1 và Q2 đóng nh ng Q3 và Q4 m Dòng đi n không th ch yư ở ệ ể ạ

t ngu n 12V ra do đó không có dòng đi n qua đ ng c - đ ng c không ho từ ồ ệ ộ ơ ộ ơ ạ

đ ng.ộ

Nh v y, đ d ng đ ng c , đi n áp 2 c c đi u khi n ph i b ng nhau.ư ậ ể ừ ộ ơ ệ ở ự ề ể ả ằ

*Cách s d ng ử ụ

IC L298 là m t IC tích h pộ ợ nguyên kh i g m 2 m ch c u H bên trong V i đi nố ồ ạ ầ ớ ệ

áp làm tăng công su t nh nh đ ng c DC lo i v a… ấ ỏ ư ộ ơ ạ ừ

Tóm t t ch c năng các chân c a L298 ắ ứ ủ

- 4 chân INPUT: IN1, IN2, IN3, IN4 được n i l n lố ầ ượ ớt v i các chân 5, 7, 10, 12 c aủL298 Đây là các chân nh n tín hi u đi u khi n.ậ ệ ề ể

- 4 chân OUTUT: OUT1, OUT2, OUT3, OUT4 (tương ng v i các chân INPUT) đứ ớ ược

n i v i các chân 2, 3,13,14 c a L298 Các chân này sẽ đố ớ ủ ược n i v i đ ng c ố ớ ộ ơ

- Hai chân ENA và ENB dùng đ đi u khi n m ch c u H trong L298 N u m cể ề ể ạ ầ ế ở ứlogic “1” (n i v i ngu n 5V) cho phép m ch c u H ho t đ ng, n u m c logicố ớ ồ ạ ầ ạ ộ ế ở ứ

INT1 = 1; INT2 = 0: Đ ng c quay thu n.ộ ơ ậ

INT1 = 0; INT2 = 1: Đ ng c quay ngh ch.ộ ơ ị

INT1 = INT2: Đ ng c dùng ngay t c thì.ộ ơ ứ

V i ENB cũng tớ ương t v i INT3, INT4.ự ớ

Trong báo cáo này s d ng module L298 V3 đ đi u khi n chi u quay c a đ ngử ụ ể ề ể ề ủ ộ

*Gi i thi u chung ớ ệ

Raspberry Pi là m t chi cộ ế máy tính tí hon ch y h đi u hành Linux ra m tạ ệ ề ắvào tháng 2 năm 2012 v i giá ch $25 Ban đ u Raspberry Pi đớ ỉ ầ ược phát tri n d aể ựtrên ý tưởng ti n sĩ Eben Upton t i đ i h c Cambridge mu n t o ra m t chi cế ạ ạ ọ ố ạ ộ ếmáy tính giá r đ h c sinh có th d dàng ti p c n và khám phá th gi i tin h c.ẻ ể ọ ể ễ ế ậ ế ớ ọ

D đ nh khiêm t n c a ông đ n cu i đ i là có th bán đự ị ố ủ ế ố ờ ể ượ ổc t ng c ng 1000 boộ

m ch cho các trạ ường h c Tuy nhiên v i nh ng u đi m n i b t, h n m t tri uọ ớ ữ ư ể ổ ậ ơ ộ ệboard Raspberry Pi đã được bán ra ch trong vòng ch a đ y m t năm ỉ ư ầ ộ

Hình 2.15: Board Raspberry Pi

Ch c n 1 bàn phím, 1 tivi ho c 1 màn hình có c ng HDMI/DVI, 1 ngu n USB 5Vỉ ầ ặ ổ ồ

và 1 dây micro USB là đã có th s d ng Raspberry Pi nh 1 máy tính bìnhể ử ụ ư

thường V i Raspberry Pi, ta có th s d ng các ng d ng văn phòng, nghe nh c,ớ ể ử ụ ứ ụ ạxem phim đ nét cao M t đi u quan tr ng là nó r t ti t ki m đi n và kh năngộ ộ ề ọ ấ ế ệ ệ ả

ch y liên t c 24/24 ạ ụ

* Ph n c ng ầ ứ

Thông s kỹ thu t ố ậ

Model B

System-on-Chip (SoC) Broadcom BCM2835 (CPU+GPU)

GPU Broadcom VideoCore 4, OpenGL ES 2.0, OpenVG

1080p30 H.264 high-profile encode/decode

B nh (SDRAM)ộ ớ 512 MB

USB 2.0 Ports 2 (qua hub USB tích h p)ợ

Video Outputs Composite RCA ho c HDMIặ

Audio Outputs 3.5 mm jack ho c HDMIặ

Audio Inputs Không có, nh ng có th thêm vàoư ể

Onboard Storage Secure Digital|SD / MMC / SDIO card slot