Thiết kế và chế tạo xe điều khiển bằng giọng nói

Luận văn trình bày thiết kế và chế tạo xe điều khiển bằng giọng nói Xe hoạt động nhờ vào sự dẫn động của hai động cơ chính Người dùng điều khiển xe thông qua màn hình cảm ứng trên điện thoại cũng như giao tiếp qua giọng nói dựa trên nền Android Ứng dụng Andorid được thiết kế riêng cho xe và có thể tải từ của hàng ứng dụng CH Play của Google Xe được dùng làm phương tiện cá nhân để di chuyển trong công viên phố đi bộ khuôn viên trường đại học Đề tài thể ứng dụng trong kỉ nguyên của mạng internet kết nối vạn vật thích hợp với các dự án smarthome robot chỉ đường trong bệnh viện sân bay hoặc robot phục vụ nhà hàng

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ

ĐỀ TÀI:

Thiết kế và chế tạo xe điều khiển bằng

giọng nói

Người hướng dẫn: TS NGUYỄN DANH NGỌC

Giảng viên duyệt: TS ĐẶNG PHƯỚC VINH

Sinh viên thực hiện: VÕ TRUNG HIẾU

TRIỆU THỊ THU DUYÊN

Số thẻ sinh viên : 101140141

101140137

Lớp: 14CDT1

TÓM TẮT

Tên đề tài: Thiết kế và chế tạo xe điều khiển bằng giọng nói

Sinh viên thực hiện: Võ Trung Hiếu - Triệu Thị Thu Duyên

Số thẻ SV: 101140141 - 101140137

Lớp: 14CDT1 - 14CDT1

Luận văn trình bày thiết kế và chế tạo xe điều khiển bằng giọng nói Xe hoạt động nhờ vào sự dẫn động của hai động cơ chính Người dùng điều khiển xe thông qua màn hình cảm ứng trên điện thoại cũng như giao tiếp qua giọng nói dựa trên nền Android Ứng dụng Andorid được thiết kế riêng cho xe và có thể tải từ của hàng ứng dụng CH Play của Google Xe được dùng làm phương tiện cá nhân để di chuyển trong công viên, phố

đi bộ, khuôn viên trường đại học Đề tài thể ứng dụng trong kỉ nguyên của mạng internet kết nối vạn vật; thích hợp với các dự án smarthome, robot chỉ đường trong bệnh viện, sân bay hoặc robot phục vụ nhà hàng

TT Họ tên sinh viên Số thẻ SV Lớp Ngành

1 Triệu Thị Thu Duyên 101140137 14CDT1 Cơ điện tử

2 Võ Trung Hiếu 101140141 14CDT1 Cơ điện tử

1 Tên đề tài đồ án:

Thiết kế và chế tạo xe điều khiển bằng giọng nói

2 Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ đối với kết quả thực hiện

3 Các số liệu và dữ liệu ban đầu:

……… ……… …… ………

……… ……… ……

Nội dung các phần thuyết minh và tính toán:

a Phần chung:

1 Võ Trung Hiếu • Tìm hiểu tổng quan về đề tài

• Tính toán thiết kế

• Kết luận và đánh giá kết quả

2 Triệu Thị Thu Duyên

b Phần riêng:

1 Võ Trung Hiếu • Thiết kế và chế tạo nguyên mẫu xe

2 Triệu Thị Thu Duyên • Tìm hiểu và thiết kế thiết kế bộ điều khiển

4 Các bản vẽ, đồ thị ( ghi rõ các loại và kích thước bản vẽ ):

1 Võ Trung Hiếu • Kết cấu cơ khí

• Sơ đồ động

• Sơ đồ mạch

• Sơ đồ khối chức năng

• Lưu đồ thuật toán

2 Triệu Thị Thu Duyên

5 Họ tên người hướng dẫn: Phần/ Nội dung:

6 Ngày giao nhiệm vụ đồ án: …… /……./201…

7 Ngày hoàn thành đồ án: …… /……./201…

Đà Nẵng, ngày tháng năm 201

LỜI NÓI ĐẦU

Sau thời gian 5 năm được đào tạo về các phần lý thuyết cơ bản của “Thiết kế chi tiết máy”, “Cơ sở thiết kế máy”, “Điều khiển tự động”, “Hệ thống cơ điện tử”, …vv, kết hợp với quá trình tự tìm tòi học hỏi, chúng em đã rút ra, tích lũy được những kiến thức ban đầu hết sức quan trọng để bắt tay vào làm đồ án tốt nghiệp Tuy nhiên sự non trẻ về kinh nghiệm thực tế khiến chúng em không khỏi lung túng trong quá trình thiết kế để

có một hệ thống hoàn chỉnh, thẩm mỹ và hiệu quả kinh tế Qua thời gian học tại khoa

Cơ khí – Trường Đại học Bách khoa, dưới sự tận tình hướng dẫn, giúp đỡ của các thầy,

cô giáo cũng như sự nỗ lực của bản thân, chúng em đã tích luỹ một số kiến thức như là hành trang để trở thành những kỹ sư Đồ án là bước đầu tìm hiểu thi công sản phẩm thực tế đồng thời cũng áp dụng những kiến thức đã được học để giải quyết các vấn đề thực tế xảy ra trong quá trình làm

Nhân đây, nhóm xin gởi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc đên các thầy trong Khoa

Cơ khí, trường Đại học Bách khoa – Đại học Đà nẵng, trong suốt 5 năm qua đã giảng

dạy, truyền thụ kiến thức cho sinh viên Xin gửi lời cảm ơn đặc biệt đến Thầy TS

Nguyễn Danh Ngọc, người đã luôn hỗ trợ về mặt kiến thức cho nhóm, kịp thời động

viên những lúc khó khăn Tuy kết quả của mô hình còn nhiều thiết sót, nhưng thực sự những giúp đỡ quý báu của thầy là vô cùng có ý nghĩa với nhóm Cuối cùng nhóm cũng mong nhận được những ý kiến đóng góp của thầy cô Hội đồng bảo vệ đồ án tốt nghiệp

để nhóm rút được bài học cũng như kinh nghiệm khi bước chân vào đời

Đà Nẵng, ngày 30 tháng 5 năm 2019

Nhóm sinh viên thực hiện

Võ Trung Hiếu Triệu Thị Thu Duyên

LỜI CAM ĐOAN

Nhóm sinh viên xin cam đoan đồ án này do chúng tôi tự tính toán, thiết kế và nghiên cứu dưới sự hướng dẫn của TS Nguyễn Danh Ngọc Để hoàn thành đồ án này, Chúng tôi chỉ sử dụng những tài liệu đã ghi trong mục tài liệu tham khảo, ngoài ra không sử dụng bất cứ tài liệu khác mà không được ghi Nếu sai nhóm xin chịu mọi hình thức kỷ luật theo quy định

Nhóm sinh viên thực hiện

Triệu Thị Thu Duyên

MỤC LỤC

TÓM TẮT - I

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - II

LỜI NÓI ĐẦU - I

LỜI CAM ĐOAN - II

MỤC LỤC -III

DANH SÁCH CHỮ VIẾT TẮT - VII

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI - 1

1.1 Bối cảnh liên quan - 1

1.2 Giới thiệu chung về xe - 3

1.3 Đối tượng nghiên cứu - 3

1.4 Kiến trúc hệ thống - 4

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO KẾT CẤU CƠ KHÍ - 5

2.1 Bộ dẫn động chính - 5

2.1.1 Chọn động cơ - 5

2.1.2 Chọn trục - 6

2.1.3 Chọn gối đỡ - 9

2.1.4 Chọn bánh xe - 10

2.2 Khớp xoay cánh tay - 10

2.3 Thiết kế mô hình trên Solidworks 2017 - 11

3.1 Sơ đồ khối điều khiển - 16

3.2 Các linh kiện sử dụng - 17

3.2.1 Board Arduino mega 2560 - 17

3.2.2 Driver điều khiển động cơ DC BTS 7960 - 18

3.2.3 Module ổn áp 5V XL4005 - 19

3.2.4 Cảm biến siêu âm US-015 - 20

3.2.5 Cảm biến Encoder - 21

3.2.6 Ắc quy - 22

3.3 Thiết kế mạch điện - 22

3.3.1 Sơ đồ nguyên lí - 22

3.3.2 Mạch in - 23

3.4 Chương trình điều khiển chính - 24

3.5 Thiết kế ứng dụng Android để xử lý giọng nói - 25

3.5.1 Thiết kế giao diện - 25

4.1 Kết quả đạt được: - 30

4.2 Một số mặt hạn chế: - 31

4.3 Hướng phát triển đề tài: - 31

TÀI LIỆU THAM KHẢO - 33

PHỤ LỤC - 34

DANH SÁCH BẢNG VÀ HÌNH ẢNH

Bảng 1.1: Thông số kĩ thuật Segway ta ga điện - 2

Bảng 2.1:Thông số động cơ một chiều - 6

Bảng 2.2:Thông số động cơ servo SG90 - 11

Bảng 2.3: Danh sách chi tiết phần đế dưới - 12

Bảng 2.4: Danh sách chi tiết phần thân trên - 14

Bảng 3.1: Thống số kĩ thuật board Arduino mega 2560 - 17

Bảng 3.2: Thống số kĩ thuật driver BTS 7960 - 18

Bảng 3.3: Bảng thống số kĩ thuật XL4005 - 20

Bảng 3.4: Thông số kĩ thuật cảm biến siêu âm US-015 - 21

Bảng 3.5: Thống số kĩ thuật encoder quang - 21

Hình 1.1: Xe Segway tay ga điện - 1

Hình 1.2: Robot Airstar chỉ đường trong sân bay - 3

Hình 1.3: Sơ đồ kiến trúc hệ thống - 4

Hình 2.1: Động cơ một chiều có hộp giảm tốc - 6

Hình 2.2: Biểu đồ nội lực trục - 8

Hình 2.3: Ổ bi đỡ - 9

Hình 2.4: Bánh xe - 10

Hình 2.5: Động cơ servo SG90 - 11

Hình 2.6: Thiết kế 3D phần đế dưới - 12

Hình 2.7: Thiết kế 3D phần thân trên - 13

Hình 2.8: Thiết kế 3D mô hình tổng quát - 14

Hình 3.1: Sơ đồ khối - 16

Hình 3.2: Board Arduino mega 2560 - 17

Hình 3.3: Driver BTS 7960 và cách nối dây - 18

Hình 3.4: Module ổn áp XL4005 - 19

Hình 3.5: Cảm biến siêu âm US-015 - 20

Hình 3.6: Module encoder quang - 21

Hình 3.7: Ắc quy 12V – 20 Ah - 22

Hình 3.9: Mạch in được xuất trên Proteus 8.5 - 23

Hình 3.10: Board mạch thực tế - 23

Hình 3.11: Lưu đồ thuật toán chương trình chính - 24

Hình 3.12: Giao diện khuôn mặt - 25

Hình 3.13: Giao diện điều khiển bằng tay - 26

Hình 3.14: Các dây kết nối giữa Arduino và Android - 27

Hình 3.15: Tiến trình chuyển giọng nói thành văn bản - 28

Hình 3.16: Quá trình xử lí giọng nói và gửi xuống điện thoại - 28

Hình 3.17: Lưu đồ thuật toán xử lí giọng nói - 29

Hình 4.1: Khuôn mặt của xe khi hiện thị hướng dẫn chỉ đường - 31

Hình 4.2: Điều khiển sản phẩm thực tế - 31

DANH SÁCH CHỮ VIẾT TẮT

PWM Pusle Width Modulation Điều chế độ rộng xung API Application Programming Interface Giao diện lập trình ứng dụng

IT Information Technology Công nghệ thông tin

CNC Computer(ized) Numerical(ly) Control(led) Điều khiển bằng máy tính 5G 5 Generation Thế hệ mạng di động thứ 5

AI Artificial Intelligence Trí thông minh nhân tạo

TTL Transistor-transistor logic Một lớp mạch kỹ thuật

số được xây dựng từ các transistor lưỡng cực

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI

1.1 Bối cảnh liên quan

Tại các nơi công cộng như khuôn viên, sân bay, các bệnh viện hay trường đại học lớn thì việc lượng người di chuyển qua lại quá đông gây khó khăn trong việc tìm đường và tăng áp lực phục vụ trong bệnh viện, nhà hàng Từ đó nhóm sinh viên mong muốn làm một sản phẩm kết hợp giữa phương tiện di chuyển và thiết bị chỉ đường bằng dòng chữ hiện trên màn hình Nếu sản phẩm này được đặt ở nơi công cộng giúp đi lại nhanh hơn, thuận tiên hơn nhờ vào việc thiết bị này có thể hỗ trợ điều khiển trên điện thoại thông minh thông qua màn hình cảm ứng hay giọng nói

❖ Một số sản phẩm có sẵn

- Xe Segway tay ga điện

Hình 1.1: Xe Segway tay ga điện

Ứng dụng xe được dung để tuần tra, tiếp thị, cho thuê, Segway Tour, du lịch cá nhân, vui chơi giải trí Cho thuê ở các điểm tham quan du lịch, công viên, sân chơi thú vui, sân vận động, địa điểm trong nhà, nhà kho

Khối lượng tịnh 56kg Kích thước 90cm x 52cm x 63 cm

Ắc quy Lead Acid Battery 36V, 12AH

Công suất tối đa 2000watts (1000w * 2pcs)

bánh xe hợp kim nhôm magiê tích hợp Superior Chiều cao của tay cầm 800-1100mm điều chỉnh

Bảng 1.1: Thông số kĩ thuật Segway tay ga điện

- Robot AIRSTAR chỉ đường tại sân bay Hàn Quốc

Robot AIRSTAR được trang bị trí thông minh nhân tạo (AI), công nghệ nhận dạng giọng nói và có thể giao tiếp bằng nhiều ngôn ngữ bao gồm tiếng Hàn Quốc, Trung Quốc, Nhật Bản và tiếng Anh Năm 2017, sân bay Incheon từng triển khai cùng lúc hai mẫu robot do tập đoàn LG phát triển

có khả năng lau sàn và cung cấp thông tin về thời gian cất cánh, hạ cánh của các chuyến bay Nó có khả năng giúp hành khách tìm đường tới quầy làm thủ tục và nhận hành lý Du khách sẽ tìm được thông tin hữu ích về sân bay bằng cách trò chuyện trực tiếp với robot hoặc chạm vào màn hình

Hình 1.2: Robot Airstar chỉ đường trong sân bay

1.2 Giới thiệu chung về xe

Xe gồm hai động cơ quay chính cùng hai bánh chuyển động theo động cơ tạo lực đẩy cho xe chạy và bánh thứ ba giúp xe cân bằng trọng tâm giúp việc điều khiển dễ dàng hơn Ngoài ra còn có phần thân xe chứa mạch điều khiển cùng màn hình điện thoại để giao tiếp Xe có công dụng chở người trong phạm vi khuôn viên trường học, công sở, bệnh viện, sân bay Dựa trên cơ sở dữ liệu về lịch trình bay, thủ tục hành chính, vị trí phòng ban, … đã được tạo sẵn xe có thể cung cấp thông tin cho người dùng để tiết kiệm thời gian hơn khi tìm đường ở nơi công cộng Điều khiển xe có thế bằng chạm cảm ứng hoặc giọng nói thông qua ứng dụng Android

1.3 Đối tượng nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu của đề tài là chế tạo một chiếc xe kết hợp viết một ứng dụng trên nền tảng Android giao tiếp với người điều khiển bằng giọng nói hoặc cảm ứng thông qua phần mềm Android Studio Sử dụng các phần mềm thiết kế mạch in Proteus, phần mềm thiết kế mô hình 3D Solidworks và trình biên dịch Arduino IDE để lập trình cho

vi điều khiển Sau đó lắp ráp các chi tiết cơ khí cùng các module chức năng làm sao để chúng có thể hoạt động thống nhất, đồng bộ trên một mô hình

❖ Phạm vi nghiên cứu

- Phần cứng:

+ Thiết kế toàn bộ khung xe

+ Gia công trục bánh xe bằng phương pháp tiện

+ Sử dụng công nghệ in 3D để in các chi tiết phụ

+ Lắp ráp các chi tiết cơ khí theo thiết kế

- Phần mềm:

+ Thiết kế và vẽ mạch trên phần mềm Proteus để chế tạo mạch thủ công + Viết code Android trên phầm mềm Android Studio

+ Viết code trên Arduino IDE để điều khiển thiết bị phần cứng

❖ Phương pháp nghiên cứu

- Đọc tài liệu liên quan về thiết kế robot, chế tạo máy

- Đọc sách về lập trình vi điều khiển

- Tìm hiểu thông tin và học các phần mềm qua mạng internet

- Kiểm tra kết quả trên sản phẩm thật

1.4 Kiến trúc hệ thống

Ở đây nhóm làm một chiếc xe điều khiển bằng giọng nói với người đứng lên nói tương tác với điện thoại, điện thoại nhận thông tin điều khiển gửi dữ liệu xuống vi điều khiển Arduino là bộ xử lý trung tâm điều khiển động cơ chạy, bánh xe quay đúng theo yêu cầu gửi xuống

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO KẾT CẤU CƠ KHÍ

2.1 Bộ dẫn động chính

Bộ dẫn động chính bao gồm: động cơ, trục, gối đỡ trục, bánh xe Động cơ chuyển hóa điện năng thành cơ năng làm quay trục roto bên trong nó sau đó momen xoắn được truyền qua trục chính của xe làm quay bánh xe

2.1.1 Chọn động cơ

Cần chọn một động cơ có mô men xoắn đủ lớn để thắng trọng lực của xe cũng như của người đứng trên xe Công suất tiêu thụ cũng ở mức vừa phải để không khó khăn khi tìm nguồn đáp ứng

❖ Động cơ một chiều (DC Motor):

- Ưu điểm: Momen khởi động lớn, dễ điều khiển tốc độ và chiều, giá thành rẻ

- Nhược điểm:

+ Dải tốc độ điều khiển hẹp

+ Phải có mạch nguồn riêng

❖ Động cơ xoay chiều (AC Motor):

- Ưu điểm:

+ Cấp nguồn trực tiếp từ điện lưới xoay chiều

+ Đa dạng và rất phong phú về chủng loại, giá thành rẻ

Từ những ưu nhược điểm của các loại động cơ ở trên thì ta chọn động cơ một chiều vì kích thước nhỏ gọn, dễ điều khiển tốc độ và chiều Đồng thời chọn loại có tích hợp hộp giảm tốc để tăng mô men xoắn ở đầu ra

Hình 2.1: Động cơ một chiều có hộp giảm tốc

5 Tải trọng tối đa 100 Kg

Bảng 2.1:Thông số động cơ một chiều

2.1.2 Chọn trục

Trục truyền chịu tải trọng trung bình, ngoài tác dụng đỡ chi tiết quay còn truyền momen xoắn, chịu uốn và xoắn Ta chọn vật liệu là thép C45 nhiệt luyện bằng phương pháp thường hóa

❖ Tính sơ bộ trục

Để xác định đường kính sơ bộ trục, dùng công thức sơ bộ để tính chỉ xét đến tác dụng của mômen xoắn trên trục, vì không xét đến tác dụng của tải trọng gây biến dạng uốn nên giá trị ứng suất cho phép lấy nhỏ hơn giá trị thực

Trong đó: d – Đường kính trục (mm)

N – công suất truyềnb của trục (kW)

n – số vòng quay trong một phút của trục (vg/ph)

C – hệ số tính toán, phụ thuộc ứng suất xoắn cho phép

=0,5( .0,105 = 74 N

- Tính phản lực ở gối trục:

+ RAy = Fht + N = 500 + 74 = 574 N + RAx = Fms = 300 N

Hình 2.2: Biểu đồ nội lực trục

- Tính momen uốn ở điểm nguy hiểm sát cạnh ổ bi:

+ MAy = (Fht + N).52,5 = (500 + 74).52,5= 30135 Nmm + MAx = Fms.12,5 = 300.12,5 = 3750 Nmm

=> Mtd = = 30367 Nmm + Ứng suất cho phép: [Bảng 7-2, tr119-TL1]

Chọn đường kính trục là Φ 17 mm

2.1.3 Chọn gối đỡ

Do không có lực dọc trục nên chọn ổ bi đỡ 1 dãy

- Kiểm tra hệ số khả năng làm việc:

C = Q.(n.h)0,3 ≤ Cbảng [CT 8-1, tr 158 - TL1] Trong đó:

Q: Tải trọng tương đương

2.1.4 Chọn bánh xe

Bánh xe là chi tiết của nhiều máy móc công nghệ và phương tiện vận tải có dạng đia hoặc vành nắp nan hoa Chức năng của bánh xe là truyền và biến đổi chuyển động quay để di chuyển xe,máy hay phương tiện trên đường

Chọn bánh xe có đường kính 210 mm để cân đối kích thước của xe và loại có bơm hơi giúp di chuyển êm hơn

Hình 2.4: Bánh xe

2.2 Khớp xoay cánh tay

Cánh tay được gắn ở phần thân để cho giống như một con robot hình người nó được trang bị khớp xoay để vẫy chào khi mỗi khi mở nguồn cấp điện

Chọn động cơ servo SG90 vì nhỏ gọn, dòng tiêu thụ thấp Động cơ SG90 còn có tốc

độ phản ứng nhanh, được tích hợp sẵn driver điều khiển động cơ, dễ dàng điều khiển góc quay bằng phương pháp điều chỉnh thời gian xung ở mức cao được gọi là PPM

Bảng 2.2:Thông số động cơ servo SG90

2.3 Thiết kế mô hình trên Solidworks 2017

❖ Thiết kế mô hình 3D phần đế dưới

Phần đế có kích thước đủ để một người đứng lên, đủ nhỏ để đi qua các khu vực hẹp và đủ chiều dài lắp các thành phần cơ khí như động cơ, bánh xe và ắc quy

- Chiều dài bình ắc quy là 181mm, chiều rộng bánh thứ ba phía trước là

100mm và nối giữa hai tấm đế là 120mm vì thế ta chọn chiều rộng của toàn tấm đế là 420mm

- Kích thước hai động cơ 300mm, chiều rộng bình ác quy là 78mm, chiều dài

hai trục và hai bánh xe là 250mm nên chiều dài tối đa của phần đế dưới khoảng 650mm

- Chiều cao của đế bằng đường kính bánh xe cộng với manh xe là 265mm

Từ đó ta có kích thước tổng quan của đế là: chiều dài 650 mm, rộng 420mm, cao

❖ Thiết kế mô hình 3D phần thân trên

Phần thân dùng để chứa mạch điều khiển, điện thoại, tay vịn Chiều cao phần thân cũng vừa đủ để quan sát được điện điện thoại gá trên đỉnh của xe, dựa vào chiều cao trung bình của người Việt Nam của nam là 1640mm, nữ là 1530mm nên chọn chiều cao vừa tầm vịn tay và tầm nhìn là 1000mm Chiều rộng, chiều dài thân được thiết

kế gần giống như hình dạng con người nên phần thân có kích thước dài 250mm rộng 80mm cao 1000mm

Hình 2.7: Thiết kế 3D phần thân trên

STT Tên chi tiết Số lượng

Bảng 2.4: Danh sách chi tiết phần thân trên

❖ Thiết kế mô hình 3D phần thân trên

Mô hình được thiết kế có chỗ cho một người đứng lên, có tay để vịn khi di chuyển và

có hộp để chứa điện thoại, có các ngăn nhỏ cho việc cất vật dụng cá nhân Ngoài ra kích thước cũng phải cân đối để dễ cất giữ, vận chuyển

Kích thước tổng quát của mô hình: chiều dài 650mm, chiều rộng 430mm, chiều cao 1300mm

CHƯƠNG 3 : THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN

3.1 Sơ đồ khối điều khiển

Hình 3.1: Sơ đồ khối

Hệ thống điều khiển hoạt động bắt đầu từ nguồn 12v qua ổn áp 5v cung cấp điện một chiều cho toàn bộ mạch Điện thoại thu nhận tín hiệu điều khiển sau đó truyền dữ liệu tới vi điều khiển Arduino và nó cũng gửi tín hiệu đã nhận khi truyền xong Các cảm biến siêu âm, encoder và nút nhấn là tín hiệu đầu vào giúp vi điều khiển trung tâm điều

3.2 Các linh kiện sử dụng

3.2.1 Board Arduino mega 2560

Hình 3.2: Board Arduino mega 2560

1 Vi điều khiển ATmega 2560

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

3 Tần số hoạt động 16 MHz

4 Dòng tiêu thụ 50mA

5 Điện áp vào khuyên dùng 7-12V DC

6 Điện áp vào giới hạn 6-20V DC

7 Số chân Digital I/O 54 (15 chân hardware PWM)

8 Số chân Analog 16 (độ phân giải 10bit)

9 Dòng tối đa trên mỗi chân I/O 20 mA

10 Dòng ra tối đa (5V) 500 mA

11 Dòng ra tối đa (3.3V) 50 mA

Bảng 3.1: Thống số kĩ thuật board Arduino mega 2560

❖ Các chân năng lượng

- GND (Ground): cực âm của nguồn điện cấp cho Arduino Khi bạn dùng các

thiết bị sử dụng những nguồn điện riêng biệt thì những chân này phải được nối với nhau

- 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 3.2.2 Driver điều khiển động cơ DC BTS 7960

Mạch cầu H - BTS7960 43A dễ dàng giao tiếp với vi điều khiển với driver tích hợp sẵn trong IC với đầy đủ các tính kết hợp với điện trở đo dòng, chống quá nhiệt, quá

áp, quá dòng, sụt áp và ngắn mạch

Hình 3.3: Driver BTS 7960 và cách nối dây

1 Điện áp hoạt động 6 ~ 27V

2 Dòng điện tải mạch 43A (Tải trở) hoặc 15A (Tải cảm)

3 Tín hiệu logic điều khiển 3.3 ~ 5V

4 Tần số điều khiển tối đa 25KHz

5 Kích thước 40 x 50 x12mm

6 Nhiệt độ hoạt động 0 ºC – 55 ºC

Bảng 3.2: Thống số kĩ thuật driver BTS 7960

❖ Chức năng các chân:

- VCC : Nguồn tạo mức logic điều khiển ( 5V – 3,3V )

- GND : Chân đất

- R_EN = 0 Disable nửa cầu H phải R_EN = 1 : Enable nửa cầu H phải

- L_EN = 0 Disable nửa cầu H trái L_EN = 1 : Enable nửa cầu H trái

- RPWM và LPWM : chân điều khiển đảo chiều và tốc độ động cơ

- RPWM = 1 và LPWM = 0 : Mô tơ quay thuận

- RPWM = 0 và LPWM = 1 : Mô tơ quay nghịch

1 Điện áp đầu vào 5V - 32V

2 Điện áp đầu ra điều chỉnh 1.25V đến 30V

3 Dòng đỉnh tối đa 5A

3.2.4 Cảm biến siêu âm US-015

Cảm biến siêu âm Ultrasonic US-015 được sử dụng để nhận biết khoảng cách từ vật thể đến cảm biến nhờ sóng siêu âm, cảm biến có thời gian phản hồi nhanh, độ chính xác cao, phù hợp cho các ứng dụng phát hiện vật cản, đo khoảng cách bằng sóng siêu âm

Cảm biến siêu âm Ultrasonic US-015 thử nghiệm thực tế cho độ ổn định và chính xác cao hơn so với hai phiên bản HY-SRF05 và HC-SR04 với cách sử dụng, thư viện và code mẫu tương thích 100%

Hình 3.5: Cảm biến siêu âm US-015

1 Điện áp hoạt động 5VDC

2 Dòng tiêu thụ: 10~40mA 43A (Tải trở) hoặc 15A (Tải cảm)

3 Tín hiệu giao tiếp TTL