Thiết kế và thi công mô hình xe có cánh tay gắp

<span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3">

<b>2. Tênđềt à i đăngk ý : T h i ế t kếphầncứngvàlậptrìnhAdruniochocuộcthiRobotic</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">

Cuộcthi Robotics làmột sânchơi thú vị vàđầythách thứcchon h ữ n g n g ư ờ i y ê u thích và đam mê lĩnh vực robot hóa. Đây là nơi mà các tài năng trẻ có thể thể hiện khả năngsáng tạo, kỹ năng lập trình và kiến thức về thiết kế phần cứng để tạo ra những robot thôngminhvàlinhhoạt.

Trong thời đại cơng nghiệp hóa và ứng dụng công nghệ vào mọi lĩnh vực của cuộcsống, robot đang trở thành một phần quan trọng trong q trình cải thiện hiệu suất sản

Cuộc thi Robotics khơng chỉ là một cuộc thi mang tính cạnh tranh mà còn là một cơhội để các tài năng trẻ trao đổi kinh nghiệm, học hỏi và xây dựng mối quan hệ trong cộngđồng robot hóa. Thông qua việc tham giacuộc thi này, các thí sinh đượcthách thứcv à khuyếnkhíchđểđạtđượcsự s á n g tạocaonh ất vàt ạo ranh ữn g giảiphápti ên tiếnch ocác vấnđềthựctế.

Cuốic ù n g , đ ồ á n n à y s ẽ n h ấ n m ạ n h t ầ m q u a n t r ọ n g c ủ a c u ộ c t h i R o b o t i c s đ ố i v ớ i sự phát triển công nghiệp và xã hội. Việc khai thác tiềm năng robot và ứng dụng chúng vàocác lĩnh vực như cơng nghiệp, y tế và giáo dục có thể mang lại những lợi ích to lớn, từ tăngcườnghiệu suất sản xuất đến cải thiện chất lượngcuộc sống của con người.C u ộ c t h i Robotics đóng vai trị quan trọng trong việc khuyến khích và tạo điều kiện cho sự phát triểnvàápdụngrobothóatrongthếgiớingàynay.

</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">

Đồ án này hy vọng mang lại cái nhìn tổng quan về cuộc thi Robotics và vai trị quantrọngcủanótrongviệckhámphávàpháttriểnlĩnhvựcr o b o t hóa.Tơih i vọngrằngnhữn g

</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">

nộidungvàýtưởng đ ư ợ c trình bàytrong tiểuluận nàysẽgópp h ầ n thúcđẩysựq u a n tâmv à sự phát triển của robot hóa trong tương lai, đóng góp vàosựtiến bộ và sự phát triển củađấtnước.

TP.HồC h í Minh,ng ày 3tháng6năm2023

<b>Sinhv i ê n thựchi ện đềt ài</b>

TrầnNhựtTâm

</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">

Qua 3 năm học tập và nghiên cứu tại trường Đại học Công NghiệpThựcPhẩmTP.HCM,tôi đã tiếp thu được nhiều kiến thức bổ ích khơng những trong

lànhữngkinhnghiệmtrongcuộcsốngđểtơicóthểvươnxahơn,caohơntrongtươnglai. Tơi xin gửil ờ i c ả m ơ n đ ế n B a n G i á m H i ệ u n h à t r ư ờ n g v à l ờ i c ả m ơ n s â u s ắ c đ ế n t ấ t cả quý thầy cô KhoaĐ i ệ n – Đ i ệ n t ử đ ã t ạ o đ ầ y đ ủ m ọ i đ i ề u k i ệ n c h o t ô i đ ư ợ c h ọ c t ậ p đ ể có kiến thức và được thực tập để có kinh nghiệm giúp ích rất nhiều cho bản thân tôi và cảtươnglaisaunày.

Tôi cũng xin chân thành gửil ờ i c ả m ơ n đ ế n c á c t h ầ y c ô g i á o b ộ m ô n Đ i ệ n - Đ i ệ n t ử đã tậnt ì n h g i ả n g d ạ y v à t r a n g b ị đ ầ y đ ủ c á c k i ế n t h ứ c c ơ b ả n c ũ n g n h ư b ổ s u n g c á c k i ế n thứcmớilạhấpdẫntrongviệchọccủatôi.

Nhận đượcsự giúpđỡ của các thầy cô trong bộ mônĐiện- Điệnt ử , đ ặ c b i ệ t l à s ự giúp đỡ nhiệt tình của thầy Lê Thành Tới trực tiếp hướng dẫn đã là nguồn động viên, cổ vũtinhthầnlớnđểtơihồnthànhđềtàinày.

Trong q trình tìm hiểu cơng nghệ mới và ứng dụng, tôi đã làm việc hết sức nghiêmtúc và nỗ lựch ế t m ì n h . T u y n h i ê n , v ẫ n c ò n r ấ t n h i ề u t h i ế u s ó t t ô i r ấ t m o n g n h ậ n đ ư ợ c n h ữ n g ý kiến đóng góp chân thành của q Thầy Cơ để tơi có thêm kiến thức nhằm hồn thiện tốthơnvớiđềtàinày.

Tơixinchân thànhcảmơn.

<b>Sinhv i ê n thựchi ện đềt à i</b>

TrầnNhựtTâm

</div><span class="text_page_counter">Trang 15</span><div class="page_container" data-page="15">

2. Độ phức tạp và thách thức: Cuộc thi Robotics 2023 sẽ đòi hỏi những giải pháp sángtạo và hiệu quả để xây dựng robot hoàn thành các nhiệm vụ cụ thể. Thiết kếphầncứngvà lập trình Arduino cóthể cung cấp chot ơ i m ộ t n ề n t ả n g m ạ n h m ẽ đ ể đ ố i phó vớicác yêu cầu phức tạpv à

3. Khả năng mở rộng và linh hoạt: Arduino cung cấp một hệ sinh thái phong phú vớihàng trăm các module, cảm biến và động cơ khác nhau có thể kết nối và mở rộngchứcnăng củarobot. Điềun à y c h o p h é p t ù y c h ỉ n h v à t ố i ư u h ó a r o b o t c ủ a m ì n h cho các yêu cầu cụ thể của cuộc thi. Bằng cách lựa chọn đề tài này, tơi sẽ có cơ hộikhám phá và áp dụng một loạt các phần cứng và phần

</div><span class="text_page_counter">Trang 16</span><div class="page_container" data-page="16">

hội để mở rộng kiến thức và kỹ năng cá nhân củatơi. Tơi sẽ có cơ hội học hỏi về các nguyên lý cơ bản của điện tử, lập trình và robothọc và cũng có thể nâng cao khả năng tưduy sáng tạo,x ử l ý v ấ n đ ề v à t e a m w o r k quaqtrìnhxâydựngvàtốiưuhóarobotchocu ộcthi.

5. Tiếp cận thị trường và cơ hội nghề nghiệp: Robotics là một lĩnh vực đang phát triểnnhanh chóng vàcótiềm năng lớn trong tươnglai. Bằngcách tham giacuộc thiRobotics 2023 vàl à m v i ệ c v ớ i A r d u i n o , t ô i c ó t h ể x â y d ự n g m ộ t d a n h m ụ c d ự á n ấntượngvàtạođượcsự c h ú ýtừcộngđồngRoboticsvà các nhàtuyểndụng.Điều

</div><span class="text_page_counter">Trang 17</span><div class="page_container" data-page="17">

này cóthể mở ranhiều cơ hộinghề nghiệpt r o n g l ĩ n h v ự c R o b o t i c s v à c ô n g n g h ệ liênquan.

Tóm lại, chọn đề tài "Thiết kế phần cứng và lập trình Arduino cho cuộc thi Robotics2023" mang lại nhiều lợi ích như sự phổ biến của Arduino, khả năng mở rộng và linh hoạt,tính ứng dụng và tiềm năng, cũng như cơ hội học hỏi, phát triển nghề nghiệp và đóng gópcho cộng đồng. Đây làmột đề tài thú vị và cót i ề m n ă n g g i ú p t ô i t r ở

là thiết kế và xây dựng một robot có khả năng hồn thành các nhiệm vụ cụ thể trongcuộc thi Robotics 2023. Điều này đòi hỏi nghiên cứu và áp dụng Arduino để pháttriểnphần cứngvàlập trình robotvớitính năng,hiệu suấtvàđộtin cậycao. 2. Tối ưu hóa hiệu suất và linh hoạt của robot: Một mục tiêu quan trọng khác là tối

ưuhóa hiệu suất của robot trong cácn h i ệ m v ụ c u ộ c t h i . B ằ n g c á c h s ử d ụ n g A r d u i n o , tôi có thể tùy chỉnh và tối ưu hóa các chức năng, cảm biến và động cơ để đạt đượchiệu suất tốt nhất cho robot. Đồngt h ờ i , v i ệ c á p

l ạ i t í n h linhhoạtvàkhảnăngmởrộng đểthayđổivàcảitiếnrobotkhicầnthiết.

3. Pháttriển kỹ năng lập trình và thiết kếphần cứng:M ộ t m ụ c t i ê u q u a n t r ọ n g k h á c của đề tài này là phát triển kỹ năng cá nhân trong lĩnh vực lập trình và thiết

</div><span class="text_page_counter">Trang 18</span><div class="page_container" data-page="18">

1. Thiết kế phần cứng: Đề tài tập trung vào việc thiết kế các phần cứng cần thiết chorobot tham giac u ộ c t h i R o b o t i c s 2 0 2 3 . P h ạ m v i n à y c ó

l ự a vàt í c h hợpc á c cảmb i ế n , độngcơ,v i mạchv à l i n h kiệnk h á c vàorobot.T ô i c ầ n

</div><span class="text_page_counter">Trang 19</span><div class="page_container" data-page="19">

nghiên cứu và áp dụng các nguyên lý thiết kế phần cứng, đảm bảo tính ổn định, tincậyvàhiệusuấtcủarobot.

2. Lậpt r ì n h A r d u i n o : Đ ề t à i c ũ n g t ậ p t r u n g v à o l ậ p t r ì n h A r d u i n o đ ể đ i ề u k h i ể n v à điều chỉnh robot. Phạm vi này bao gồm việc nắm vững ngơn ngữ lập trình Arduino,tạo ra các chương trình và thuật tốn phù hợp để điều khiển các phần cứng và thựchiện các nhiệm vụ trong cuộc thi. Tơi cóthể sử

t r ợ đểtốiưuhóa qtrìnhlậptrìnhvàđạtđượchiệu suấttốtnhất.

3. Tốiư u h ó a h i ệ u s u ấ t v à t í n h l i n h h o ạ t : Đ ề t à i c ũ n g c ó t h ể t ậ p t r u n g v à o v i ệ c t ố i ư u hóa hiệu suất và tính linh hoạt của robot. Bằng cách sử dụng Arduino, tơi có thể tùychỉnh và điều chỉnh các thơng số, cấu hình và chức năng của robot để đạt được hiệusuất tốt nhất trong các nhiệm vụ cuộc thi. Tơi cũng có thể xem xét việc thay đổi vànâng cấp phần cứng hoặc cải tiến phần mềmđ ể đ á p ứ n g c á c y ê u c ầ u v à t h a y đ ổ i trongquátrìnhcuộcthi.

4. Thử nghiệm và đánh giá: Phạm vi cũng bao gồm việc thử nghiệm và đánh giá robotsauk h i hồnthành.Tơicần tiếnh àn h cácb ài thửnghiệmđ ể k i ể m trahiệus u ấ t , độtin cậy và khả năng hoàn thành nhiệm vụ của robot. Đồngt h ờ i , t ô i c ũ n g c ầ n đ á n h giák ế t quảvàsosánhvớicáctiêuchuẩn vàyêucầucủacuộcthiRobotics2023 .

<b>1.4. Phươngp h á p nghi ên cứu</b>

Phương pháp nghiên cứu trong đề tài "Thiết kế phần cứng và lập trình Arduino chocuộcthiRobotics2023"cóthểbaogồmc á c bướcvàp h ư ơ n g phápsau:

1. Nghiêncứuv ề c u ộ c t h i R o b o t i c s 2 0 2 3 : Đ ầ u t i ê n , c ầ n n g h i ê n c ứ u v ề c u ộ c t h i

Robotics 2023, hiểu rõ các yêu cầu, nhiệm vụ và tiêu chuẩn của cuộc thi. Điều nàygiúp xác định mục tiêu và phạm vi của đề tài, cũng như tạo cơ sở để đánh giá hiệusuấtvàthànhcôngcủarobotsaunày.

2. Tìm hiểu về Arduino và cơng nghệ liên quan: Tiếp theo cần tìm hiểu về Arduino vàcác cơng nghệ liên quan như lập trình, điện tử,cảmb i ế n v à đ ộ n g c ơ . N ắ m v ữ n g kiến thức cơ bản về Arduino và khả năng ứng dụng của nó trong việc điều khiển vàlậptrìnhrobot.

</div><span class="text_page_counter">Trang 20</span><div class="page_container" data-page="20">

3. Thiết kế phần cứng: Cần thiết kế phần cứng của robot dựa trên yêu cầu và mục tiêucủa cuộc thi. Sửdụng kiến thứcv ề t h i ế t k ế p h ầ n c ứ n g v à

c ó thểchọn lựav à tích hợpc á c cảmb i ế n , độngcơvàlinh k i ệ n kh ác vàorobot .Đồ ng

</div><span class="text_page_counter">Trang 21</span><div class="page_container" data-page="21">

thời, cần xem xét các yếu tốnhư kích thước, trọng lượng,t i ê u t h ụ n ă n g l ư ợ n g v à khảnăngtươngtácđểđápứngcácyêucầucủacuộcthi.

4. Lập trình Arduino: Sau khi hoàn thiện thiết kế phần cứng, cần lập trình Arduino đểđiều khiển và điều chỉnh robot. Ápd ụ n g k i ế n t h ứ c v ề n g ô n n g ữ l ậ p t r ì n h A r d u i n o , tôi có thểviết chươngtrình và thuật toánđể

60x300mm. Trong mỗi khu vực này đặt bốn khối lập phương màu trắng kích thước57x57x57mm. Mặt trên mỗi khối lập phương đánh số “1” hoặc “2” theo vị trí khuvực.

 Ở giữa sân thi đấu có một ống trụ∅110mm, màu đen có hai sọc trắng, cao 120mm,tượngtrưngchođỉnhnúi.

</div><span class="text_page_counter">Trang 22</span><div class="page_container" data-page="22">

- Nguồnđ i ệ n sửdụngchor o b o t khôngđượcq u á 24VDC.

- Robotchỉđượ c t i ế p xúcsànthiđấuthôngquabánhxe(cácbộphậnkhácc ủ a robotphảicá

</div><span class="text_page_counter">Trang 23</span><div class="page_container" data-page="23">

 Robotbỏđ ư ợ c mộtk h ố i lậpphươngcủađộimìnhv à o ố n g “đỉnhnúi”ghiđ ư ợ c 2 điểm“tíchlũy”.

 Robotgắp

đượcm ộ t k h ố i lậpphươngrak h ỏ i khuvực“ c h â n núi”củađốithủg h i được2điể m“cướp”.

 Robotbỏ đượckhối lập phươngcủa đối thủvàoống“đỉnh núi” ghiđược2điểm“cướp”.  Robotgắpđ ư ợ c mộtk h ố i lậpphươngcủađối thủrakhỏi ố ng “đỉnhnúi” ghiđ ư ợ c

- Các lỗi khác không được nêu trong luật sẽ được xử lý theo quyết định của trọng tàitrực tiếp điều hành trận đấu. Các đội có thể thắc mắc khiếu nại kếtquảtrận đấu vớibantổchứcv à trọngtàis a u khitrậnđấukếtthúcnếucóbằngchứngcủatrậnđấ uđó.

<b>1.6. Lựachọnphươngá n thíchhợp</b>

Sau khi đã lựa chon phương án thì tôi đã chọn ra phương án robot sẽ di chuyển theoline trắng và dừng lạit ạ i c h â n n ú i v à g ắ p k h ố i l ặ p p h ư ơ n g , s a u k h i g ắ p t h ì r o b o t s ẽ đ i l ù i và dừng lại, tiếp theo thả khối lập phương, tiếp tục

gắpkhốilậpphươngv àđi l ù i đếnkhinàotrênchân núikhơngcịnkhốilậpphươngth ì rob otsẽdừnglại.Nhưvậytơiđãghiđược4điểm.

</div><span class="text_page_counter">Trang 24</span><div class="page_container" data-page="24">

<b>Hình2 –Hướngđ i củarobot2.1. AdruinoUnoR3</b>

<b>CHƯƠNG 2:CƠSỞLÝTHUYẾT</b>

Arduino UnoR3l à m ộ t p h i ê n b ả n p h ổ b i ế n v à đ ư ợ c s ử d ụ n g r ộ n g r ã i t r o n g d ò n g sản phẩm Arduino. Đượcphát triển dựa trên vi điều khiểnA T m e g a 3 2 8 P , A r d u i n o U n o R 3 là một bo mạch điều khiển mã nguồn mở và dễ sử dụng, cho phép người dùng nhanh chóngxâydựngvàthựchiệncácdựánđiệntử.

ArduinoUnoR3 c ó các đặcđiểmvàchứ c năng quantrọngsau:

1. Vi điều khiển: Arduino Uno R3 được trangbịvi điều khiển ATmega328P, có xungnhịp 16 MHzvà bộnhớ Flash32KB.V i đ i ề u k h i ể n n à y c h o p h é p n ạ p v à t h ự c t h i cácchươngtrìnhArduino.

2. Cổng kết nối: Arduino UnoR 3 c ó c á c c ổ n g k ế t n ố i đ ể g i a o t i ế p v ớ i c á c t h i ế t b ị ngoại vi khác. Đó là: 14 cổng số (6 trong số đó có khả năng tạo ra xung PWM), 6cổng analog để đọc giát r ị a n a l o g t ừ c á c c ả m

</div><span class="text_page_counter">Trang 25</span><div class="page_container" data-page="25">

b i ế n , c ổ n g S e r i a l ( U A R T ) đ ể k ế t n ố i với máy tính hoặc các thiết bị ngoại vi khác, cổng I2C và SPI để giao tiếp với cácthiếtbịngoạivikhác.

3. Bộ cấp nguồn: Arduino Uno R3 có thể được cấp nguồn từ nguồn điện DC ngoài (7-12V) hoặc từ cổng USB.N g u ồ n đ i ệ n D C đ ư ợ c c u n g c ấ p t h ô n g q u a m ộ t đ ầ u j a c k hoặcquacổngVin.

4. Chương trình Arduino: Arduino Uno R3 hỗ trợ môi trường phát triển tích hợp (IDE)Arduino, cho phép người dùng viết và nạp các chương trình Arduino. IDEA r d u i n o có giaodiện đơn giảnv à d ễ s ử d ụ n g , g i ú p n g ư ờ i d ù n g n h a n h c h ó n g l ậ p t r ì n h v à thựchiệncácdựán.

5. Hỗ trợ thư viện phong phú: Arduino Uno R3 được hỗ trợ bởi một loạt các thư việnphổ biến, cho phép người dùng dễ dàng tương tác với các cảm biến, mô-đun và thiếtbị ngoại vi khác. Thưviện phong phúgiúpgiảmt h i ể u c ô n g s ứ c l ậ p t r ì n h v à t ă n g tínhlinhhoạtchoviệcpháttriểndựán.

6. Dễsửdụng vàphổ biến: Arduino UnoR 3 l à m ộ t b o m ạ c h đ i ề u k h i ể n d ễ s ử d ụ n g và phổ biến. Cộng đồng Arduino lớn và nhiều tài liệu, ví dụ và hướng d ướng hướngdẫn sẵncó làmcho việc sử dụng vàphát triển dự ántrở nênd ễ d à n g h ơ n . N g ư ờ i dùng có thể tìm thấy nhiều tài liệu, bài viết, video hướng dẫn và các dự án mẫu trêntrangwebArduinovàcácnguồnthơngtinkháctrênInternet.

</div><span class="text_page_counter">Trang 26</span><div class="page_container" data-page="26">

7. Tích hợp linh hoạt: Arduino Uno R3 cho phép kết nối và tương tác với một loạt cácmodule và cảmb i ế n k h á c n h a u t h ô n g q u a c á c g i a o d i ệ n v à c ổ n g k ế t n ố i c ó s ẵ n . Người dùng có thể mở rộng khả năng của Arduino UnoR3 bằng cách sử dụng cácmodulemở rộng như module giao tiếp không dây, module Bluetooth, module cảmbiến,mànhìnhLCD,vànhiềuhơnnữa.

8. Phát triển dự án: Arduino Uno R3 là một công cụ mạnh mẽ để phát triển các dự ánđiện tử, từ các dự án đơn giản như đèn LEDđ i ề u k h i ể n , c ả m b i ế n n h i ệ t đ ộ , đ ế n c á c dự án phức tạp hơn như robot tự động, hệ thống đo lường và điều khiển thông minh.Sự linh hoạt và tiện lợi của Arduino Uno R3 cho phép người dùng thực hiện nhanhchóngcácýtưởngvàthửnghiệmcáctínhnăngmới.

<b>Hình3 –MạchAdrunioU n o R3[ 1 ]</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 27</span><div class="page_container" data-page="27">

<b>Hình4 –Cấuhìnhp h ầ n cứngvàsơđồchâncủaAdrunioU n o R3[1 ]</b>

Đểtruyền phát dữl i ệ u b ằ n g g i a o t h ứ c S P I v ớ i c á c t h i ế t b ị k h á c A r d u i n o U N O c ó 14 chân digital dùng để đọc hoặc xuất tín hiệu. Chúng chỉ có 2 mứcđ i ệ n á p l à 0 V v à 5 V với dòng vào/ra tối đa trên mỗi chân là 40mA. Ở mỗi chân đều có các điện trở pull -up từđượccài đặt ngaytrong vi điều khiển ATmega328(mặcđịnh thì cácđ i ệ n t r ở m à k h ô n g đượckếtnối).Mộtsốchândigitalcócácchứcnăngđặcbiệtnhư sau:

Haic h â n Serial0(RX)v à 1(TX):d ù n g đ ể gửi( T r a n s m i t – TX)v à nhận(Receive – RX) dữ liệu TTL Serial. Arduino Uno có thể giao tiếp với thiết bị khác thơng qua 2 chânnày.KếtnốibluetoothcóthểnóilàkếtnốiSerialkhơngdây.

Nếuk h ô n g cầngiaotiếp Ser ial khôngnênsửd ụ n g 2chân nàynếukhông cầnthi ết . LED 13: trên Arduino UNOc ó 1 đ è n l e d m à u c a m ( k í h i ệ u c h ữ L ) . K h i b ấ m n ú t R e s e t , s ẽ t h ấ y đèn nàynhấp nháy đểbáo hiệu. Nóđượcnối với chân số1 3 . K h i c h â n n à y đ ư ợ c n g ư ờ i dùngsửdụng,LEDsẽsáng.

Chân PWM (~): 3, 5, 6, 9, 10, và 11: Cho phép xuất ra xung PWM với độ phân giải8bit (giá trị từ 0 → 255 tương ứng với 0V → 5V) bằng hàm analogWrite(). Nói một cáchđơn giản, có thể điều chỉnh đượcđiện áp raở chân này từ mức0 V đ ế n 5 V t h a y v ì c h ỉ c ố địnhởmức0Vvà5Vnhưnhữngchânkhác.

Chân giao tiếp SPI:10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO),1 3 ( S C K ) . N g o à i c á c c h ứ c năngthơngthường,4chânnàycịndùng.

</div><span class="text_page_counter">Trang 28</span><div class="page_container" data-page="28">

Arduino UNO có 6 chân analog (A0 → A5) cung cấp độ phân giải tín hiệu 10bit đểđọc giá trị điện áp trong khoảng 0V → 5V. Với chân AREF trên board, có thể để đưa vàođiện áp tham chiếu khi sử dụng các chân analog. Tứclà nếu tacấpđiện áp 2.5V vào chânnày thì có thể dùng các chân analog để đo điện áp trong khoảng từ 0V → 2.5V với độ phângiải vẫn là 10bit. Đặc biệt, Arduino UNOc ó 2 c h â n A 4 ( S D A ) v à A 5 ( S C L ) h ỗ t r ợ g i a o tiếpI2C/TWIv ớ i cácthiếtbịkhác.LậptrìnhchoArduino:

Các thiết bị dựa trên nền tảng Arduino được lập trình bằng ngônr i ê n g . N g ô n n g ữ này dựa trên ngôn ngữ Wiring được viết cho phần cứng nói. Và Wiring lại là một biến thểcủaC/C++.M ộ t sốngườigọinólàWiring,mộtsốkhácthìgọilàChayC/C++.

Cườngđ ộ dịngđiệntrênmỗiI/Op i n 20Ma Cườngđ ộ dòngđi ện trênmỗi3.3V/pin 50mA

</div><span class="text_page_counter">Trang 29</span><div class="page_container" data-page="29">

<b>2.2. Độngc ơ giả mtốc</b>

Làthiết bịđiện làm từthép gồm 1động cơđiện vàhộp giảmtốc nối vớinhau,trongđóđ ộ n g cơđ i ệ n giúpc h u y ể n điệnn ăng racơ n ă n g , c ò n ph ần hộpgi ảm t ố c đóng vaitrịtăng lựckéo,lựctải, lựctruy ền độngtớitồnbộcỗmáyhoặc hệthống các máy. ĐộngCơGiảmTốc 3V-9Vlàmẫuđộngcơđượcsửdungnhiềunhấtđểthiếtkế cácloạirobotmơh ì n h , nhằmphụcvụcho sinhvi ên họct ập v ànghiêncứ u ch ế t ạo .Vớ i g iáthành rẻ dễsử dụng và mangtính ưuviệt nên chiếc động cơ này đượcs ử d ụ n g đ ổ i đ i ệ n á p D C (hạ áp)thông qua công nghệBuckConverter. Nóc h o p h é p đ i ề u c h ỉ n h đ i ệ n á p đ ầ u r a một cách linh hoạt và ổn định từ nguồn điện DCđ ầ u v à o . M o d u l e n à y r ấ t p h ổ b i ế n v à đượcsửdụngtrongcácứngdụngđiệntửvàdựánDIY.

</div><span class="text_page_counter">Trang 30</span><div class="page_container" data-page="30">

CácđặcđiểmchínhcủamodulehạápBuckDC-DC L M 2 5 9 6 3Ab ao gồm:

</div><span class="text_page_counter">Trang 31</span><div class="page_container" data-page="31">

1. Điện áp đầu vào: Module này chấp nhận đầu vào từ 3.2V đến 40V, cho phép sửdụng nhiều nguồn điện khác nhau như pin, nguồn điện DCh o ặ c n g u ồ n đ i ệ n x e hơi.

2. Điện áp đầu ra điều chỉnh: Module LM2596 cho phép điều chỉnh điện áp đầu ratrong khoảng từ1.25V đến 35V.Đ i ề u n à y r ấ t h ữ u í c h k h i t a c ầ n c u n g c ấ p m ộ t điệnápcụthểcholinhkiệnhoặcthiếtbịtrongdựáncủat ô i .

3. Dòngđiệnđầu ra: Module hỗ trợdòng điện đầura tối đa là 3A.Đ i ề u n à y c h o phép tơi cung cấp đủ dịng điện cho các ứng dụng có u cầu năng lượng cao nhưmotor,mạchcơngsuấtvàcáclinhkiệnđiệntửkhác.

4. Hiệu suất cao: Module LM2596 có hiệu suất chuyển đổi cao, giúpgiảm thiểu sựtiêu hao năng lượng và tản nhiệt. Hiệu suất chuyển đổi thường đạt trên 90%, giúptiếtkiệmnănglượngvàtăngtuổithọcủapinhoặcnguồnđiện.

5. Bảo vệ ngắn mạch và quá dòng: Module LM2596 tích hợp bảo vệ ngắn mạch vàq dịng để bảo vệ mạch và các linh kiện khỏi các tình huống khơng mong

</div><span class="text_page_counter">Trang 32</span><div class="page_container" data-page="32">

<b>Bảng3-ThơngS ố KỹThuật CủaModul e H ạ ÁpBu ck DC-DC L M 2 5 9 6 3A[5]</b>

Module cảm biến dò line TCRT5000 là một module cảm biến quang học sử dụngcông nghệ hồng ngoại để phát hiện và nhận biết đường dẫn hoặc đường viền. Nó thườngđược sử dụng trong các dựá n r o b o t đ ư ờ n g d ẫ n , x e t ự h à n h , h o ặ c h ệ t h ố n g t h e o d õ i đường.

ModuleTCRT5000b a o gồmm ộ t b ộ pháthồngngoạivàmộtb ộ thuquangđiện, vàcócácđ ặc điểmvàch ứ c n ă n g quantrọngsau:

1. Nguyênlýhoạt động: Modulesử dụng nguyên lýphản xạhồng ngoại. Bộp h á t hồng ngoại phát ra tia hồng ngoại và khi có vật chắn xuất hiện trong tầm phát, tiahồng ngoại sẽ bị phản xạ và được thu lại bởi bộ thu quang điện. Sự thay đổi t rongtínhiệuthuđượcsẽchobiếtvậtchắncótồntạihaykhơng.

2. Độnhạy cao: Module TCRT5000có độnhạy caođ ố i v ớ i c á c v ậ t c h ắ n c ó m à u sắc khác nhau, đặc biệt là các vật chắn có màu sắc tương phản với màu

</div><span class="text_page_counter">Trang 33</span><div class="page_container" data-page="33">

4. Dễ sử dụng: Module này dễ dàng kết nối với vi điều khiển hoặc bo mạch Arduinothông qua các chân đầu rav à đ ầ u v à o . N ó c h ỉ đ ò i h ỏ i 6. Tiêu thụ năng lượng thấp: Module sử dụng công suất thấp, giúp tiết kiệm

nănglượng trong quá trình hoạt động. Điều này làm cho module TCRT5000trở thànhmộtlựac h ọ n p h ù hợpcho cácứngdụngdiđộnghoặc hoạtđộngtrên pin. 7. Ứng dụng đa dạng: Module cảm biến dò line TCRT5000 được sử dụng rộng

rãitrong nhiều ứng dụng điện tử và robot. Nó thường được sử dụng trong các dự

</div><span class="text_page_counter">Trang 34</span><div class="page_container" data-page="34">

c ả m b i ế n s ử d ụ n g c ô n g n g h ệ hồng ngoại để phát hiện và đo khoảng cách từ cảm biến đến vật thể trong phạm vi hoạtđộngcủanó.

OMDHONE 1 8 -D80NKđượcthiếtkếvớiđầudịhồngngoạitíchhợpvàbộxử lýđiệntử,c h o phépnópháthiệnsựh i ện diệnhoặcsựt i ế p xúcvớivậtcản.Đâylàmột

</div><span class="text_page_counter">Trang 35</span><div class="page_container" data-page="35">

loại cảm biến dạng khoảng cách, có khả năng đo lường khoảng cách từ vài centimet đếnvàimét,tùythuộcvàomơhìnhcụthể.

Cảm biến OMDHONE18 - D80NK thường được sử dụng trong nhiều ứng dụngkhácnhau,baogồm:

1. Robotvàtựđ ộn g hóa: Cảmb i ế n nàycóthểđượcs ử dụng đểpháthiệnvàtránh vật cản trong q trình di chuyển của robot hoặc trong các ứng dụng tự động hóakhác.

2. Thiết bị gia dụng thơng minh: Cảm biến vật cản hồng ngoại có thể được sử dụngtrong các thiết bị gia dụng thông minh nhưm á y g i ặ t , m á y l ọ c

h o ặ c máyhútbụiđểpháthiệnvậtcảnvàđưaracácphảnứngthíchhợp.

3. Thiết bịan ninh: Cảmb i ế n n à y c ó t h ể đ ư ợ c s ử d ụ n g t r o n g c á c h ệ t h ố n g a n n i n h đểpháthiệnsựxâmnhậphoặcsựtiếpcậntráiphép.

4. Côngnghiệp: Trongmôi trườngc ô n g n g h i ệ p , c ả m b i ế n v ậ t c ả n h ồ n g n g o ạ i c ó thể được sử dụng để kiểm tra sự hiện diện của vật liệu hoặc sản phẩm trong quátrìnhsảnxuấthoặcđểđiềukhiểncácquytrìnhtựđộng.

Cảm biến OMDHON E18 - D80NK có đặc điểm nhỏ gọn, dễ dàng lắp đặt và cài đặt,độ tin cậy cao và độ phản hồi nhanh. Nó hoạt động trên nguyên lý phát hiện sự chặn đènhồngngoạivàcóthểtíchhợpvớicácvimạchđiềukhiểnvàhệthống khácđểđ á p ứng cácucầucụthểcủaứngdụng.

Cảm biến OMDHONE18 - D80NK có thể hoạt động ổn định trong một loạt các điềukiện môi trường,bao gồmcả ánh sáng môi trường,n h i ệ t đ ộ v à đ ộ ẩ m . N ó c u n g c ấ p đ ầ u ra tương tự hoặc kỹ thuật số, tùy thuộc vào mô hình, để truyền tín hiệu đến các vi mạchhoặchệthốngđiềukhiển.

Đểl ắ p đặtcảmb i ến , cầnchúýđếnhướngv à khoảngcáchlắpđặtphùhợpđểđảm bảop h ạ m vihoạtđộng vàđ ộ ch í n h xác.Thơngs ố k ỹ t h u ậ t cụt h ể c ủ a cảmb i ế n , chẳng hạn như khoảng cách phát hiện tốiđa, điện áp hoạt động vàcông suấtt i ê u t h ụ , c ó t h ể đượctìmthấytrongtàiliệukỹthuậtcủasảnphẩm.

</div><span class="text_page_counter">Trang 37</span><div class="page_container" data-page="37">

<b>2.6. Độngc ơ servo SG90</b>

Động cơ servo SG90 là một trong những loại động cơ servo phổ biến và được sửdụng rộng rãi trong các ứng dụng điều khiển vị trí và chuyển động. Động cơ này có kíchthước nhỏ gọn, giáthành thấp và khả năng hoạt động ổn định, là lựac h ọ n l ý t ư ở n g c h o cácdựánđiều khiểnrobot,mơhình,máybaymơh ì n h v à các ứngdụngtươngtự.

Động cơ servo SG90h o ạ t đ ộ n g d ự a t r ê n n g u y ê n l ý p h ả n h ồ i v ị t r í . N ó b a o g ồ m một động cơ DC, một bộ điều khiển và một cơ cấu phản hồi vị trí (encoder) để đo vị tríhiện tại của động cơ. Khi nhận được tín hiệu điều khiển từ bộ

servoSG90s ẽ chuyểnđộngđếnvịtrímongmuốnvàduytrìvịtríđómộtcáchchínhxác. Độngcơ servoSG90c ó các đặcđiểmquantrọngsau:

1. Góc xoay: Động cơ servo SG90 có góc xoay tương đối nhỏ, thường từ khoảng 0đến180độ,tùythuộcvàomơhìnhcụthể.

2. Độ chính xác: Động cơ servo SG90 có độ chính xác tương đối cao và độ tin cậytrong việc duy trì vịtrí. Nócót h ể c h í n h x á c t r o n g p h ạ m v i t ừ m ộ t đ ế n m ộ t v à i độ.

3. Điều khiển: Để điều khiển động cơ servo SG90, cần cung cấp tín hiệu điều khiểnPWM (Pulse Width Modulation) với chu kỳ 20ms và độ rộng xung (pulse width)nằm trong khoảng từ 1ms đến 2ms. Độ rộng xung sẽ xác định góc xoay của độngcơ.

4. Điện áp hoạt động: Động cơ servo SG90 hoạt động trong phạm vi điện áp từ 4.8Vđến6V.ĐiệnápnàythườngđượccungcấptừnguồnđiệnDCb ê n ngồi.

5. Kích thước nhỏ gọn: Động cơ servo SG90c ó k í c h t h ư ớ c n h ỏ g ọ n , t h ư ờ n g c ó đường kính khoảng 22mm và chiều dài khoảng 11mm, giúp nó phù hợp với cácứngdụngcókhơnggianh ạn chế.

6. Tốc độ đáp ứng: Động cơ servo SG90 có tốc độ đáp ứng tương đối nhanh. Thờigianphảnhồiđểdichuyểnđếnvịtrímớithườngchỉmấtvàimiligiây.

7. Độb ề n : Đ ộ n g c ơ s e r v o S G 9 0 c ó đ ộ b ề n t ố t v à t u ổ i t h ọ k h á c a o . T u y n h i ê n , v i ệ c sử dụng quá tải hoặc áp dụng lực lớn có thể gây hỏng hoặc làm giảm tuổi thọ củađộngcơ.

</div><span class="text_page_counter">Trang 38</span><div class="page_container" data-page="38">

8. Ứngdụng đa dạng: Độngc ơ s e r v o S G 9 0 đ ư ợ c s ử d ụ n g t r o n g

v à ứngdụngkhácnhau,baogồmrobot,mơhìnhRC,m á y baymơhình,cáchệthống

</div><span class="text_page_counter">Trang 40</span><div class="page_container" data-page="40">

Dâyđen GND/ 0V

</div>