Giải chuyên đề tin học 10 – kết nối tri thức bài (21)

Bài 9: Điều khiển robot chuyển động
Khởi động
Khởi động trang 38 chuyên đề học tập Tin học 10: Các em đã từng được quan
sát robot chuyển động chưa? Làm thế nào để robot có thể chuyển động được?
Trong các nhà máy, người ta sử dụng cánh tay robot để thực hiện 1 số công đoạn
sản xuất thay con người. Cơ chế chế điều khiển cánh tay robot là gì?
Trả lời:
Em đã từng được quan sát robot chuyển động. Muốn robot chuyển động được thì
phải viết chương trình điều khiển robot chuyển động, sau đó cùng với sự điều
khiển của con người thơng qua các thiết bị thì robot có thể chuyển động được.
Trong nhà máy người ta sử dụng cánh tay robot để thực hiện 1 số công đoạn sản
xuất thay con người. Cơ chế hoạt động của chúng dựa trên liên kết giữa bộ điều
khiển và các khớp nối chuyển động. Theo đó, bộ phận điều khiển chủ động truyền
hiệu lệnh đến các khớp nối cho phép cánh tay chuyển động quay (như trong một
robot có khớp nối) hoặc chuyển dịch (tuyến tính).
Các liên kết được thao túng theo nhu cầu sản xuất để tạo thành một chuỗi động
học. Điểm cuối của chuỗi hành động này được gọi là hiệu ứng kết thúc và quy luật
hoạt động của nó mơ phỏng hồn hảo chuyển động của bàn tay con người.

1. Lập trình điều khiển động cơ DC
Hoạt động
Hoạt động 1 trang 38 chuyên đề học tập Tin học 10: Tìm hiểu các lệnh điều
khiển động cơ DC


Đọc, thảo luận để hiểu các lệnh cơ bản điều khiển động cơ DC của robot giáo dục.
Trả lời:
Động cơ DC thường dùng để tạo chuyển động cho các bánh xe của robot. Động
cơ DC chỉ có 2 chiều xoay:
(1) Xoay từ trái sang phải theo chiều kim đồng hồ (chiều tiến);
(2) Xoay từ phải sang trái ngược chiều kim đồng hồ (chiều lùi).

Câu lệnh điều khiển động cơ có thể được mô tả như sau:
Xoay động cơ (chiều, tốc độ)
Trong đó, tham số chiều nhận một trong hai giá trị tiến hoặc lùi, tham số tốc độ
nhận một giá trị từ 0 đến 255.
Bảng 9.1. Các lệnh để điều khiển động cơ DC
Lệnh
Xoay động cơ DC
M1 (chiều, tốc độ)
Xoay động cơ DC
M2 (chiều, tốc độ)

Tham số
chiều (“tiến”,
“lùi”)
tốc độ (từ 0 đến
255)
chiều (“tiến”,
“lùi”)
tốc độ (từ 0 đến
255)

Mô tả ý nghĩa
Điều khiển động cơ M1 (động cơ
trái) chuyển động theo chiều kim
đồng hồ (nếu chiều = “tiến”) hoặc
ngược lại (nếu chiều = “lùi”).
Điều khiển động cơ tại cổng M2
(động cơ phải). Ý nghĩa tương tự
lệnh điều khiển động cơ M1.

Câu hỏi
Câu hỏi trang 41 chuyên đề học tập Tin học 10: Em hãy viết câu lệnh điều khiển
robot quay lại 180o và đi tiếp.
Trả lời:
Câu lệnh có thể như sau:
Bắt đầu chương trình
Đi thẳng (150)
Đợi 2 giây
Xoay trái (180)


Đợi 0,5 giây
Đi thẳng (150)
Đợi 1.5 giây
Dừng lại
2. Lập trình điều khiển động cơ servo
Hoạt động
Hoạt động 2 trang 41 chuyên đề học tập Tin học 10: Tìm hiểu cách điều khiển
động cơ servo
Đọc, thảo luận về câu lệnh điều khiển của động cơ servo và mơ hình ứng dụng hai
động cơ servo.
Trả lời:
Câu lệnh điều khiển động cơ servo như sau:

Mơ hình ứng dụng hai động cơ servo chính là mơ hình cánh tay robot:
Cánh tay robot là một loại thiết bị cơ khí được thiết kế để thực hiện các chức
năng tương tự như cánh tay của con người và thường được sử dụng trong các dây
chuyền lắp ráp, thay thế các linh kiện tại các nhà máy.

Câu hỏi
Câu hỏi 1 trang 43 chuyên đề học tập Tin học 10: Em hãy giải thích ý nghĩa của
hai lệnh Đợi 0,5 giây trong chương trình ở Hình 9.6.
Trả lời:
Hai câu lệnh đợi 0.5 giây được thêm vào với mục đích điều khiển robot tạm dừng
lại ở một số hoạt động để người sử dụng dễ quan sát hơn. Cụ thể như sau:
- Câu lệnh Đợi 0.5 giây ở vị trí thứ nhất giúp robot tạm ngưng các hoạt động trong
0.5 giây sau khi đóng cơ cấu gắp và chuẩn bị nâng vật lên.
- Câu lệnh Đợi 0.5 giây ở vị trí thứ hai giúp robot tạm ngưng các hoạt động trong
0.5 giây trước khi đóng cơ cấu gắp vật.
Câu hỏi 2 trang 43 chuyên đề học tập Tin học 10: Em hãy cho biết hai lệnh thiết
lập tham số ban đầu của động cơ tại cổng 5 và cổng 6 trong chương trình ở Hình
9.6 có thể thay đổi được vị trí được khơng.
Trả lời:
Có thể, vì hai lệnh thiết lập vị trí của cánh tay ở góc 90 độ và trạng thái mở của cơ
cấu gắp. Không ảnh hưởng đến các hoạt động được lập trình của toàn bộ cánh tay
robot 2 bậc.
Luyện tập
Luyện tập 1 trang 43 chuyên đề học tập Tin học 10: Em hãy viết chương trình
bằng mã giả lập để điều khiển robot di chuyển theo cạnh của hình vng cho trước
theo chiều kim đồng hồ.


Trả lời:
Chương trình viết bằng Pseudocode giúp điều khiển robot di chuyển theo cạnh của
hình vng cho trước như sau:
Khởi động chương trình
Đi thẳng (150)
Đợi 2 giây
Xoay trái (100)

Đợi 0.5 giây
Đi thẳng (150)
Đợi 2 giây
Xoay trái (100)
Đợi 0.5 giây
Đi thẳng (150)
Đợi 2 giây
Dừng lại
Luyện tập 2 trang 43 chuyên đề học tập Tin học 10: Em hãy nêu sự khác biệt cơ
bản giữa lập trình động cơ DC và động cơ servo.
Trả lời:
Động cơ servo có thể lập trình điều khiển được góc xoay trong khi động cơ DC
khơng lập trình điều khiển được chính xác góc xoay.
Động cơ servo khơng thể lập trình điều khiển được tốc độ xoay trong khi động cơ
DC có tham số để lập trình điều khiển được tốc độ xoay.
Vận dụng
Vận dụng 1 trang 43 chuyên đề học tập Tin học 10: Em hãy viết lại các chương
trình điều khiển robot chuyển động được giới thiệu trong bài, sử dụng lệnh điều
khiển từng động cơ M1 và M2.
Trả lời:


Ví dụ 1:
Bắt đầu chương trình
Xoay động cơ DC M1 (tiến, 150)
Xoay động cơ DC M2 (tiến, 150)
Đợi 2 giây
Dừng lại

Ví dụ 2:

Bắt đầu chương trình
Xoay động cơ DC M1 (tiến, 150)
Xoay động cơ DC M2 (tiến, 150)
Đợi 2 giây
Xoay động cơ DC M1 (tiến, 0)
Xoay động cơ DC M2 (tiến, 100)
Đợi 0.5 giây
Xoay động cơ DC M1 (tiến, 150)
Xoay động cơ DC M2 (tiến, 150)
Đợi 1.5 giây
Dừng lại

Vận dụng 2 trang 43 chuyên đề học tập Tin học 10: Em hãy tìm hiểu thêm các
kiểu kết nối ứng dụng khác của cánh tay robot hai bậc.
Trả lời:


Trong thực tế, cánh tay robot nhiều bậc được ứng dụng để tự động hóa lắp ráp ơ tơ
trong nhà máy thay cho con người. Ngồi ra chúng cịn được ứng dụng trong một
số công việc như: pha cà phê, cầm nắm trong các robot mơ phỏng hình dáng con
người…