Download miễn phí Đề tài Điều khiển chuyển động RoBot bằng động cơ bước
ĐIỀU KHIỂN CHUYỂN ĐỘNG RÔBÔT
BẰNG ĐỘNG CƠ BƯỚC
Chương I:
Mở đầu
I. Đặt vấn đề
II. Mục đích thiết kế
-Phát huy thành quả ứng dụng của vi điều khiển tạo ra những sản phẩm tiên tiến có độ tích hợp cao về công nghệ.
-Việc thực hiện đề tài này giúp em tiếp cận với thực tế, phát huy nhung kiến thức đã học trong môn vi xử lý.
- Qua đây có thêm nhiều kinh nghiệm giúp ích sau khi ra trường có thể hòa nhập với công nghệ tiên tiến trên xa hội.
III. Nội dung đề tài
1. Đề tài
Điều khiển chuyển động của rôbồt bằng động cơ bước.
2.Chức năng của hệ thống
- Chuyển động động cơ bước theo ý muốn của người lập trình .
+ Chuyển động thẳng: tiến, lùi.
+ Chuyển động quay trái, phải.
+ Điều khiển được tốc độ chuyển động của động cơ.
+ Điều khiển động cơ bước theo đường đi bất kì ( bằng cảm ứng quang).
CHƯƠNG II
THIẾT KẾ
I.Nhiệm vụ thiết kế
- Thiết kế điều khiển chuyển động rôbôt bằng động cơ bước. Vậy ta làm các bước sau:
+Mạch điều khiển động cơ
+Thiết kế mô hình động cơ
+Viết chương trình điều khiển
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘIKHOA ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG
-------------------o0o----------------
BÀI TẬP LỚN
Môn : VI XỬ LÝ
Đề tài :
ĐIỀU KHIỂN CHUYỂN ĐỘNG RÔBÔT
BẰNG ĐỘNG CƠ BƯỚC
Thầy hướng dẫn : Nguyễn Hoàng Dũng
Nhóm sinh viên :
1. Hoàng ĐứcGiang Nguyên
2. Nguyễn Phi Tuấn
3. Phạm Quang Vinh
4. Vũ Thị Thanh Thảo
5.Nguyễn Thu Thủy
HÀ NỘI , THÁNG 5-2006
LỜI NÓI ĐẦU
Sau một thời gian học tập trên giảng đường của trường đại học bách khoa Hà Nội nói chung hay khoa điện tử viễn thông nói riêng ,chúng em đã tiếp thu được những kiến thức khoa học và công nghệ. Đặc biệt là môn vi xử lý do thầy Nguyễn Hoàng Dũng giảng dạy, chúng em đã có cơ hội chuyển kiến thức lý thuyết thành sản phẩm thực tế qua đề tài “ Điều khiển chuyển động rôbôt bằng động cơ bước”. Nhận được sự quan tâm và chỉ bảo của thầy chúng em đã hoàn thành được sản phẩm của mình. Qua đây chúng em có thêm được nhiều kiến thức thực tế giúp cho công việc sau này.
Chúng em xin chân thành cảm ơn.
Chương I:
Mở đầu
I. Đặt vấn đề
II. Mục đích thiết kế
-Phát huy thành quả ứng dụng của vi điều khiển tạo ra những sản phẩm tiên tiến có độ tích hợp cao về công nghệ.
-Việc thực hiện đề tài này giúp em tiếp cận với thực tế, phát huy nhung kiến thức đã học trong môn vi xử lý.
- Qua đây có thêm nhiều kinh nghiệm giúp ích sau khi ra trường có thể hòa nhập với công nghệ tiên tiến trên xa hội.
III. Nội dung đề tài
1. Đề tài
Điều khiển chuyển động của rôbồt bằng động cơ bước.
2.Chức năng của hệ thống
- Chuyển động động cơ bước theo ý muốn của người lập trình .
+ Chuyển động thẳng: tiến, lùi.
+ Chuyển động quay trái, phải.
+ Điều khiển được tốc độ chuyển động của động cơ.
+ Điều khiển động cơ bước theo đường đi bất kì ( bằng cảm ứng quang).
CHƯƠNG II
THIẾT KẾ
I.Nhiệm vụ thiết kế
- Thiết kế điều khiển chuyển động rôbôt bằng động cơ bước. Vậy ta làm các bước sau:
+Mạch điều khiển động cơ
+Thiết kế mô hình động cơ
+Viết chương trình điều khiển
II.Sơ đồ khối của hệ thống
Khối điều khiển
Khối cơ học
III.Thiết kế và phân tích nguyên lý từng khối
1.Khối điều khiển
Để điều khiển chuyển động của động cơ theo ý muốn cần có trình dịch chính xác với chuyển động của động cơ, và một nguồn dòng phù hợp đảm bảo cho động cơ hoạt động. Có rất nhiều cách làm phục vụ mục đích này. Với việc điều khiển động cơ chỉ cần dòng qua cuộn dây cỡ 500 mA, có thể dùng dãy IC loại dãy Darlington côllêctơ hở :
+ULN2003, ULN2803
+DS2003( national semiconductor 2003) ,MC1413(motorola).
Tuy nhiên những cách làm trên chỉ sử dụng cho những động cơ nhỏ, trên thực tế chúng tui dùng IC opto coupler và IC tip 122 có cấu tạo dùng mạch mắc theo kiểu Darlington .
a.Một số đăc tính kĩ thuật của tip 122
BCE
Với dòng vào cực bazơ có thể đạt khoảng 120 mA , dòng Ic khoảng 5 đến 8 ampe.
Mạch được mắc theo sơ đồ
Nhưng trên thực tế ta măc tip 122 với opto coupler để dòng vào cực bazơ nhỏ hơn 120 mA thì ta sẽ mắc đầu vào với 1 điện trở R= 10k.
b.1 số đặc tính kĩ thuật của opto coupler
Khi điều khiển động cơ chuyển động trên mặt đất ta phải dùng một động cơ có công suất lớn với mức điện áp là 12V. Mặt khác tín hiệu ra là một là 5V, điều đó phải kích áp và dòng qua động cơ. Có rất nhiều cách khác nhau, và một trong những cách hay chính là dùng opto coupler như một khoá chuyển từ 5V sang 12V và đưa trực tiếp nguồn dòng từ nguồn sang động cơ.Với cấu tạo:
Tuy nhiên cấu tạo của opto coupler(p51) trên thị trường Việt Nam chỉ có 4 chân 1, 2, 4, 5 mà không có các chân còn lại vì không cần thiết.
IC ULN2003 cho dòng vào cuộn dây I<500 mA.
b. Thiết kế mạch tạo chuyển động dùng ULN2003 :
Nối hai IC ULN2003 với :
+ Đầu vào các chân từ 1-4 của 2 IC lần lượt với đầu ra tương ứng 4 bit thấp và cao của 89C51.
+ Đầu ra nối với các chân A, B, C, D của 2 động cơ bước.
Sơ đồ nối chân cụ thể giống như hình vẽ tổng quan của mạch điều khiển động cơ sẽ nói tới sau.
c. Giới thiệu sơ lược về IC 89C51
-IC điều khiển 89C51tương thích với họ MSC51 có đặc điểm sau :
+ 4K Bytes Flash rom
+ 128 Bytes Ram
+ 4 port 8 bit
+ 2 bộ định thời 16 bit
+ Có port nối tiếp
+ Có thể mở rộng bộ nhớ chương trình ngoài 64 K Byte
+ Bộ xử lý bit
Cấu trúc bên trong của 89C51:
TXD* RXD*
T1*
T2*
P0 P1 P2 P3
INT\*1
INT\*0
TIMER2
TIMER1
PORT nối tiếp
EA\ RST PSEN ALE
Các thanh ghi khác
128 byte Ram
Rom
4K-8051
OK-8031
Timer1
Timer2
Điều khiển ngắt
Ñieàu khieån bus
CPU
Port noái tieáp
Caùc port I\O
Taïo dao ñoäng
- Sơ đồ chân của 89C51 :
18
19
12MHz
40
29
30
31
9
17
16
15
14
13
12
11
10
RD\WR\
T1
T0
INT1
INT0
TXD
RXD
A15
A14
A13
A12
A11
A10
A9
A8
28
27
26
25
24
23
22
21
8
7
6
5
4
3
2
1
32
33
34
35
36
37
38
39
Po.7
Po.6
Po.5
Po.4
Po.3
Po.2
Po.1
Po.0
AD7
AD6
AD5
AD4
AD3
AD2
AD1
AD0
P1.7
P1.6
P1.5
P1.4
P1.3
P1.2
P1.1
P1.0
P2.7
P2.6
P2.5
P2.4
P2.3
P2.2
P2.1
P2.0
PSEN\
ALE
EA\
RET
Vcc
20
Vss
30p
30p
XTAL1
XTAL2
2.Khối cơ học
a. Động cơ bước
- Cấu trúc bên trong động cơ bước
A
B
C
D
A',B',C',D'
-Phương pháp điều khiển động cơ bước
Các cuộn dây được cấp dòng theo vòng. Mỗi khi vòng dây được cấp thì động cơ được gọi là quay 1 bước
AA'
t
BB'
t
CC'
t
DD'
t
Hoạt động của từng cuộn dây trong động cơ bước.
Các cuộn dây ABCD được nạp theo chu trình :
“ABCD”= “1001” à “1100” à “0110” à “0011”.
Lúc đó động cơ sẽ quay ngược chiều kim đồng hồ được 1 vòng .
Muốn động cơ quay thuận chiều kim đồng hồ thì ta chỉ việc thay đổi ngược lại chu trình nạp trên .
Tuy nhiên, chúng em xin sử dụng động cơ bước trên thị trường với các bước khác trong sách:
“ABCD”= “1001”, “1110”, “0110”, “0001”. Với các cuộn dây B,C luôn cùng mức điện áp.
b.Các thành phần cơ học khác
Bao gồm các bánh xe :
+ 2 bánh xe điều khiển chuyển động, được tạo trục thích hợp gắn liền với trục quay của 2 động cơ bước.
+ 1 bánh xe con gắn liền với thân rôbôt có thể quay mọi hướng xung quanh trục gắn liền đó.
IV. Sơ đồ mạch và hoạt động của rôbôt
1.Sơ đồ mạch
2.Hoạt động của rôbôt
a.Hoạt động về mặt định tính
+Chuyển động tịnh tiến:
Khi nguồn 5V cung cấp vào toàn mạch và động cơ, tín hiệu thay đổi liên tục sẽ được xuất ra ở cổng P0 đưa vào đầu vào của 4 chân đầu của ULN2003, tín hiệu ra được đưa lần lượt ra 2 động cơ làm cho 2 động cơ chạy cùng lúc với vận tốc như nhau, điều đó sẽ gây ra chuyển động tịnh tiến của rôbôt.
+Chuyển động quay:
Sau khi đi đươc quãng đường, chúng ta muốn động cơ chuyển hướng. Để thực hiện được ta sẽ thôi không xuất tín hiệu ở 4 bít đầu, hay sau, tuỳ theo hướng quay. Lúc đó một động cơ sẽ không còn tín hiệu vào và sẽ không quay. Lúc này do sức nặng của bánh đủ làm cho động cơ là một trục quay để bánh còn lại quay quanh chúng. Điều đó cũng dẫn đến chuyển động quay của rôbôt.
Giải pháp trên rất hiệu quả nhưng chúng cũng có thể thực hiện chuyển động quay của rôbôt bằng cách cho 2 động cơ chuyển động ngượ...