ngocphan_91
New Member
Link tải luận văn miễn phí cho ae Kết Nối
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU 1
Phần 1: Nguyên tắc chung 3
Phần 2. Cấu tạo 4
2.1.Vật liệu – Linh kiện 4
2.2 Mô tả kỹ thuật 4
Phần 3: Thiết kế phần mềm 6
3.1 Chi tiết thiết kế 6
3.2 Phần mạch chính 13
3.3 Lập trình cho 89S52 14
KẾT LUẬN 29
Tài liệu tham khảo 31
LỜI NÓI ĐẦU
Như chúng ta đã biết, vi xử lý có vai trò rất lớn trong đới sống của con người. Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, nhiều thế hệ vi xử lý mới đã ra đời với nhiều chức năng và nhỏ gọn. Chính vì vậy, càng ngày vi xử lý càng thâm nhập sâu vào đời sống con người.
Nhằm giúp các sinh viên tự động hóa hiểu rõ hơn về môn vi xử lý cũng như nâng cao khả năng thưc hành môn học. Các sinh viên đã được tổ chức làm bài tập lớn với đề tài thiết kế robot dò đường. Một vấn đề rất được quan tâm khi thiết kế robot là phải lập trình làm sao cho robot có thể đi theo một quỹ đạo mong muốn. Điều này phụ thuộc rất nhiều vào người thiết kế. Bản báo cáo này được đưa ra để giải quyết các vấn đề trên với một robot dò đường đơn giản.
Đề tài này có sự tham gia của tất cả các thành viên trong nhóm.Tất cả đã cùng hợp tác với nhau để cho ra sản phẩm cuối cùng.
Mặc dù đã cố gắng rất nhiều, nhưng chắc chắn bản báo cáo này sẽ còn nhiều thiếu sót vì đây là lần đầu em tham gia làm mạch nên có rất ít kinh nghiệm. Rất mong được sự góp ý của thầy.
Em cũng xin chân thành Thank thầy Vũ Văn Hà! Trong thời gian thiết kế robot, chúng em cũng nhận được nhiều sự giúp đỡ của thầy cũng như những kiến thức rất bổ ích trong học kỳ này.
PHẦN 1. NGUYÊN TẮC CHUNG
Thật ra, robot dò đường là 1 biến thể đặc biệt của robot hướng sáng. Sở dĩ nói như vậy là do chúng có cùng nguyên tắc hoạt động là sử dụng cảm biến quang điện ( quang trở hay diode hồng ngoại) để so sánh cường độ sáng từ đó điều chỉnh hướng đi thích hợp.Tuy nhiên, ở robot dò đường, cảm biến được bố trí gần mặt đường và nguồn sáng để so sánh lúc này do chính robot tạo ra. Nhưng do đâu lại có sự sai lệch về cường độ sáng. Câu trả lời nằm ở đường vẽ, đường vẽ này có tính chất khác với xung quanh, thường thì nó có màu đen để hấp thụ ánh sáng. Khi robot đi lệch vào vùng có vạch vẽ, ánh sáng phát ra từ robot không phản xạ lại như bình thường mà bị đường kẻ hấp thụ 1 phần làm sai lệch độ sáng giữa 2 cảm biến. Việc còn lại là thiết kế sao cho robot có hành vi khắc phục sự sai lệch đó và ta có được loại robot đi theo đường vẽ.
Nhiệm vụ của các cảm biến quang được mô tả như hình sau:
Đường đi được vạch sẵn với chiều dài mặt cắt ngang xác định. Đường đi được đặt trên nền có vật liệu khác loại. Nếu đường đi là vật liệu phản quang thì nền không phản quang và ngược lại.
Ôtô sử dụng các LED hồng ngoại chiếu xuống mặt đường đi hay nền. Ánh sáng hồng ngoại sẽ phản xạ lại khi gặp vật liệu phản quang. Sử dụng các bộ thu các ánh sáng hồng ngoại phản quang này, ôtô xác định được trạng thái của mình trên mặt đường: lệch trái hay phải so với mặt đường, còn hay không còn trên mặt đường,…; từ đó đưa ra quyết định điều khiển tương ứng.
PHẦN 2. CẤU TẠO
2.1. Vật liệu – Linh kiện
• 2x động cơ một chiều 12V(DC motor)
• 1x IC7805, 1x tản nhiệt
• 6x cặp thu phát hồng ngoại, 6x mắt thu hồng ngoại
• 4x IC LM393N, 1x IC L293D, 1x IC 89S52
• 2x Cáp 10 sợi, 3x juck 2 sợi
• 6x điện trở 1kΩ, 6x điện trở 4.7kΩ, 6x điện trở 20kΩ
• 3x Board mạch
• 2x tụ thường 33p, 2x tụ sứ 10µ, 1x tụ hóa 470µ
• 10x đèn LED đỏ
• 6x Diode 1N4007
• 1x thạch anh 12MHz
• 1xBăng đen và giấy A0 để làm đường đi
• 1xPin 11,1 V (3 cell)
• 2xNút nhấn
2.2. Mô tả kỹ thuật
Thiết kế xe tự động dò đường thỏa mãn các yêu cầu sau:
- Xe dừng sau khi chạy 3 vòng
- Đảm bảo dò đúng đường.
- Xe chạy đảm bảo tốc độ ổn định.
- Có đèn LED hiển thị đúng trạng thái hiện tại của xe trên đường.
- Xe có khả năng đảo chiều quay động cơ, hãm ngược.
- Thiết kế phần mềm dễ nhìn, dễ kiểm tra, sửa chữa đảm bảo thực hiện đúng yêu cầu đề bài.
Dựa trên yêu cầu của đề bài và bám sát với nội dung môn học, nhóm chọn phương án thiết kế:
Xe vận hành có 3 bánh, 2 bánh sau chủ động, bánh trước xoay tròn định hướng (bánh lái).
Xe dẫn động bằng 2 động cơ 1 chiều đặt ở hai bánh sau.
Phần dò đường dùng 6 cặp cảm biến (1 led phát hồng ngoại và 1 quang trở.), tín hiệu đưa về đi qua khâu so sánh LM293D để đảm bảo mức điện áp đưa vào vi điều khiển.
Phần xử lý chọn vi điều khiển 89S52 của Atmel.
Xe có hiển thị trạng LED (báo nguồn, động cơ…) tương ứng với trạng thái xe.
Phần điều khiển chuyển động chọn 2 mạch cầu H được tích hợp sẵn trong L298.
PHẦN 3. THIẾT KẾ PHẦN MỀM
Tổng quan thiết kế sẽ bao gồm 5 khối chính như sau:
• Khối nguồn: cung cấp điện áp 12V cho động cơ và 5V cho khối vi điều khiển.
• Khối vi điều khiển.
• Khối sensor: nhận tín hiệu đường đi.
• Khối so sánh.
• Khối điều khiển 2 động cơ DC.
3.1 Chi tiết thiết kế
Đây là lần đầu tiên thực hiện một sản phẩm thực dựa trên nền kiến thức học tập được nên nhiều vấn đề chưa được thông suốt. Trước hết, là cách làm xe về cơ khí, thiết kế mạch, dò đường ra sao, cua xe trái phải thuận ngược.
Khắc phục: học hỏi từ hướng dẫn của thầy giáo, các bạn trong lớp đặc biệt là các bạn đã từng tham gia cuộc thi Robocon, học hỏi từ các anh các khóa trước, tham khảo nguồn tài liệu trên mạng Internet….
Kết quả: Học hỏi được nhiều kinh nghiệm làm robot đơn giản từ các nguồn trên, các tutorial về thiết kế mạch, thiết kế cơ khí, băm xung, ngắt…
Thiết kế mạch
Vấn đề: Chưa có kinh nghiệm về thiết kế mạch thực tế, cần giải quyết các vấn đề: vẽ mạch nguyên lý và mạch in sử dụng phần mềm Altium Designer 9.0, các kĩ thuật sắp xếp linh kiện, đi dây…
Do thời gian cũng khá ngắn nên không thể làm mạch bằng tay nên em đã tiến hành đặt mạch cho kịp thời gian nên chi phí đắt.
Khắc phục: Học cách sử dụng các phần mềm nói trên với nhiều tutorial trên các diễn đàn như
Lập trình
Đây có thể coi là vấn đề phức tạp nhất vì là linh hồn của xe tự hành, điều khiển toàn bộ hoạt động của xe và cũng là vấn đề tiêu tốn nhiều thời gian nhất.
Vấn đề 1: Đọc và xử lý tín hiệu SENSORS
Tính toán, thu thập các trường hợp xe lệch ra khỏi đường, xe gặp khúc cua, xe không bắt được vạch đen, xe bắt vạch đích, xe cua ở góc cua gấp…
Xử lý các trường hợp trên như thế nào?
Trong quá trình test xe, nhiều khi Sensors bắt không chuẩn hay không ổn định.
Khắc phục: Để thu thập các trường hợp, dùng tay đẩy xe đi theo đường đặc biệt là các khúc cua và ghi tín hiệu hiển thị trên các led báo về, tính toán các trường hợp lệch trái, lệch phải, lệch ít, lệch nhiều, không lệch, bắt vạch đích…
Hàn chắc các mối hàn mạch SENSORS, kiểm tra cáp nối với mạch vi điều khiển, điều chỉnh biến trở để lấy điện áp so sánh hoạt động ổn định đưa vào IC L298.
Kết quả:Mạch hoạt động ổn định, SENSORS bắt rất tốt, tín hiệu báo về trên mạch vi điều khiển chuẩn xác.
Vấn đề 2: Không sử dụng phương pháp điều chế độ rộng xung PWM để đưa vào chân IN1, IN3 điều khiển chiều quay cũng như tốc độ quay của hai động cơ truyền động do đó xe chuyển động chưa được trơn mà bị giật một chút, tốc độ xe chưa cao, mômen động cơ còn nhỏ khó vượt qua chướng ngại vật nhỏ để đi tiếp.
Trên đây là những báo cáo sơ lược về robot dò đường. Mặc dù đã cố gắng nhiều nhưng không thể tránh khỏi những sai sót.
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU 1
Phần 1: Nguyên tắc chung 3
Phần 2. Cấu tạo 4
2.1.Vật liệu – Linh kiện 4
2.2 Mô tả kỹ thuật 4
Phần 3: Thiết kế phần mềm 6
3.1 Chi tiết thiết kế 6
3.2 Phần mạch chính 13
3.3 Lập trình cho 89S52 14
KẾT LUẬN 29
Tài liệu tham khảo 31
LỜI NÓI ĐẦU
Như chúng ta đã biết, vi xử lý có vai trò rất lớn trong đới sống của con người. Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, nhiều thế hệ vi xử lý mới đã ra đời với nhiều chức năng và nhỏ gọn. Chính vì vậy, càng ngày vi xử lý càng thâm nhập sâu vào đời sống con người.
Nhằm giúp các sinh viên tự động hóa hiểu rõ hơn về môn vi xử lý cũng như nâng cao khả năng thưc hành môn học. Các sinh viên đã được tổ chức làm bài tập lớn với đề tài thiết kế robot dò đường. Một vấn đề rất được quan tâm khi thiết kế robot là phải lập trình làm sao cho robot có thể đi theo một quỹ đạo mong muốn. Điều này phụ thuộc rất nhiều vào người thiết kế. Bản báo cáo này được đưa ra để giải quyết các vấn đề trên với một robot dò đường đơn giản.
Đề tài này có sự tham gia của tất cả các thành viên trong nhóm.Tất cả đã cùng hợp tác với nhau để cho ra sản phẩm cuối cùng.
Mặc dù đã cố gắng rất nhiều, nhưng chắc chắn bản báo cáo này sẽ còn nhiều thiếu sót vì đây là lần đầu em tham gia làm mạch nên có rất ít kinh nghiệm. Rất mong được sự góp ý của thầy.
Em cũng xin chân thành Thank thầy Vũ Văn Hà! Trong thời gian thiết kế robot, chúng em cũng nhận được nhiều sự giúp đỡ của thầy cũng như những kiến thức rất bổ ích trong học kỳ này.
PHẦN 1. NGUYÊN TẮC CHUNG
Thật ra, robot dò đường là 1 biến thể đặc biệt của robot hướng sáng. Sở dĩ nói như vậy là do chúng có cùng nguyên tắc hoạt động là sử dụng cảm biến quang điện ( quang trở hay diode hồng ngoại) để so sánh cường độ sáng từ đó điều chỉnh hướng đi thích hợp.Tuy nhiên, ở robot dò đường, cảm biến được bố trí gần mặt đường và nguồn sáng để so sánh lúc này do chính robot tạo ra. Nhưng do đâu lại có sự sai lệch về cường độ sáng. Câu trả lời nằm ở đường vẽ, đường vẽ này có tính chất khác với xung quanh, thường thì nó có màu đen để hấp thụ ánh sáng. Khi robot đi lệch vào vùng có vạch vẽ, ánh sáng phát ra từ robot không phản xạ lại như bình thường mà bị đường kẻ hấp thụ 1 phần làm sai lệch độ sáng giữa 2 cảm biến. Việc còn lại là thiết kế sao cho robot có hành vi khắc phục sự sai lệch đó và ta có được loại robot đi theo đường vẽ.
Nhiệm vụ của các cảm biến quang được mô tả như hình sau:
Đường đi được vạch sẵn với chiều dài mặt cắt ngang xác định. Đường đi được đặt trên nền có vật liệu khác loại. Nếu đường đi là vật liệu phản quang thì nền không phản quang và ngược lại.
Ôtô sử dụng các LED hồng ngoại chiếu xuống mặt đường đi hay nền. Ánh sáng hồng ngoại sẽ phản xạ lại khi gặp vật liệu phản quang. Sử dụng các bộ thu các ánh sáng hồng ngoại phản quang này, ôtô xác định được trạng thái của mình trên mặt đường: lệch trái hay phải so với mặt đường, còn hay không còn trên mặt đường,…; từ đó đưa ra quyết định điều khiển tương ứng.
PHẦN 2. CẤU TẠO
2.1. Vật liệu – Linh kiện
• 2x động cơ một chiều 12V(DC motor)
• 1x IC7805, 1x tản nhiệt
• 6x cặp thu phát hồng ngoại, 6x mắt thu hồng ngoại
• 4x IC LM393N, 1x IC L293D, 1x IC 89S52
• 2x Cáp 10 sợi, 3x juck 2 sợi
• 6x điện trở 1kΩ, 6x điện trở 4.7kΩ, 6x điện trở 20kΩ
• 3x Board mạch
• 2x tụ thường 33p, 2x tụ sứ 10µ, 1x tụ hóa 470µ
• 10x đèn LED đỏ
• 6x Diode 1N4007
• 1x thạch anh 12MHz
• 1xBăng đen và giấy A0 để làm đường đi
• 1xPin 11,1 V (3 cell)
• 2xNút nhấn
2.2. Mô tả kỹ thuật
Thiết kế xe tự động dò đường thỏa mãn các yêu cầu sau:
- Xe dừng sau khi chạy 3 vòng
- Đảm bảo dò đúng đường.
- Xe chạy đảm bảo tốc độ ổn định.
- Có đèn LED hiển thị đúng trạng thái hiện tại của xe trên đường.
- Xe có khả năng đảo chiều quay động cơ, hãm ngược.
- Thiết kế phần mềm dễ nhìn, dễ kiểm tra, sửa chữa đảm bảo thực hiện đúng yêu cầu đề bài.
Dựa trên yêu cầu của đề bài và bám sát với nội dung môn học, nhóm chọn phương án thiết kế:
Xe vận hành có 3 bánh, 2 bánh sau chủ động, bánh trước xoay tròn định hướng (bánh lái).
Xe dẫn động bằng 2 động cơ 1 chiều đặt ở hai bánh sau.
Phần dò đường dùng 6 cặp cảm biến (1 led phát hồng ngoại và 1 quang trở.), tín hiệu đưa về đi qua khâu so sánh LM293D để đảm bảo mức điện áp đưa vào vi điều khiển.
Phần xử lý chọn vi điều khiển 89S52 của Atmel.
Xe có hiển thị trạng LED (báo nguồn, động cơ…) tương ứng với trạng thái xe.
Phần điều khiển chuyển động chọn 2 mạch cầu H được tích hợp sẵn trong L298.
PHẦN 3. THIẾT KẾ PHẦN MỀM
Tổng quan thiết kế sẽ bao gồm 5 khối chính như sau:
• Khối nguồn: cung cấp điện áp 12V cho động cơ và 5V cho khối vi điều khiển.
• Khối vi điều khiển.
• Khối sensor: nhận tín hiệu đường đi.
• Khối so sánh.
• Khối điều khiển 2 động cơ DC.
3.1 Chi tiết thiết kế
Đây là lần đầu tiên thực hiện một sản phẩm thực dựa trên nền kiến thức học tập được nên nhiều vấn đề chưa được thông suốt. Trước hết, là cách làm xe về cơ khí, thiết kế mạch, dò đường ra sao, cua xe trái phải thuận ngược.
Khắc phục: học hỏi từ hướng dẫn của thầy giáo, các bạn trong lớp đặc biệt là các bạn đã từng tham gia cuộc thi Robocon, học hỏi từ các anh các khóa trước, tham khảo nguồn tài liệu trên mạng Internet….
Kết quả: Học hỏi được nhiều kinh nghiệm làm robot đơn giản từ các nguồn trên, các tutorial về thiết kế mạch, thiết kế cơ khí, băm xung, ngắt…
Thiết kế mạch
Vấn đề: Chưa có kinh nghiệm về thiết kế mạch thực tế, cần giải quyết các vấn đề: vẽ mạch nguyên lý và mạch in sử dụng phần mềm Altium Designer 9.0, các kĩ thuật sắp xếp linh kiện, đi dây…
Do thời gian cũng khá ngắn nên không thể làm mạch bằng tay nên em đã tiến hành đặt mạch cho kịp thời gian nên chi phí đắt.
Khắc phục: Học cách sử dụng các phần mềm nói trên với nhiều tutorial trên các diễn đàn như
You must be registered for see links
,
You must be registered for see links
, trong mạch cũng sử dụng thư viện chân linh kiện download trên hai diễn đàn trên đã được chúng em chỉnh sửa lại. Lập trình
Đây có thể coi là vấn đề phức tạp nhất vì là linh hồn của xe tự hành, điều khiển toàn bộ hoạt động của xe và cũng là vấn đề tiêu tốn nhiều thời gian nhất.
Vấn đề 1: Đọc và xử lý tín hiệu SENSORS
Tính toán, thu thập các trường hợp xe lệch ra khỏi đường, xe gặp khúc cua, xe không bắt được vạch đen, xe bắt vạch đích, xe cua ở góc cua gấp…
Xử lý các trường hợp trên như thế nào?
Trong quá trình test xe, nhiều khi Sensors bắt không chuẩn hay không ổn định.
Khắc phục: Để thu thập các trường hợp, dùng tay đẩy xe đi theo đường đặc biệt là các khúc cua và ghi tín hiệu hiển thị trên các led báo về, tính toán các trường hợp lệch trái, lệch phải, lệch ít, lệch nhiều, không lệch, bắt vạch đích…
Hàn chắc các mối hàn mạch SENSORS, kiểm tra cáp nối với mạch vi điều khiển, điều chỉnh biến trở để lấy điện áp so sánh hoạt động ổn định đưa vào IC L298.
Kết quả:Mạch hoạt động ổn định, SENSORS bắt rất tốt, tín hiệu báo về trên mạch vi điều khiển chuẩn xác.
Vấn đề 2: Không sử dụng phương pháp điều chế độ rộng xung PWM để đưa vào chân IN1, IN3 điều khiển chiều quay cũng như tốc độ quay của hai động cơ truyền động do đó xe chuyển động chưa được trơn mà bị giật một chút, tốc độ xe chưa cao, mômen động cơ còn nhỏ khó vượt qua chướng ngại vật nhỏ để đi tiếp.
Trên đây là những báo cáo sơ lược về robot dò đường. Mặc dù đã cố gắng nhiều nhưng không thể tránh khỏi những sai sót.
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
You must be registered for see links
Last edited by a moderator: