Đồ Án kĩ thuật Điều khiển tự Động hutech

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (755.81 KB, 30 trang )

Trang 1<div class="page_container" data-page="1">

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHỆ TP. HỒ CHÍ MINH

BÁO CÁO

ĐỒ ÁN MƠN HỌC KĨ THUẬT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG

ROBOT DỊ LINE

Ngành: KỸ THUẬT ĐIỆNLớp: 21DDCA1

Giảng viên hướng dẫn: ThS. HUỲNH PHÁT HUY

Sinh viên thực hiện: Họ và tên:

TP. Hồ Chí Minh, ngày 5 tháng 12 năm 2023

</div>Trang 2<div class="page_container" data-page="2">

Viện: KỸ THUẬT HUTECH

PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI

ĐỒ ÁN: ROBOT XE DÒ LINE

1. Họ và tên sinh viên/ nhóm sinh viên được giao đề tài (sĩ số trong nhóm: 03)2. Tên đề tài: Robot xe dị line

3. Các dữ liệu ban đầu:

- Tìm hiểu tổng quan về đề tài đồ án, mục tiêu thiết kế- Thiết kế sơ sồ khối cho mơ hình “Robot dị line”

- Tìm hiểu thơng số của các linh kiện dùng để thiết kế mạch nguyên lý chi tiết gồm:

ESP32 luna mode, Mạch sạc 3s 20A, driver TB6612FNG Dual DC motor, Động cơgiảm tốc G12 N20, Module giảm áp dc-dc mini 560 5v 5A, Cảm biến thanh 8 ledQTR 8A,…

4. Nội dung nhiệm vụ:

Thiết kế, tính tốn giá trị và thi cơng mơ hình phần cứng

Mô phỏng nguyên lý hoạt động của mạch trên phần mềm mô phỏngViết báo cáo đồ án.

5.Kết quả tối thiểu phải có:

(Ký và ghi rõ họ tên)

(Ký và ghi rõ họ tên các thành viên)

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

VIỆN KỸ THUẬT HUTECH

PHIẾU THEO DÕI TIẾN ĐỘ

THỰC HIỆN ĐỒ ÁN MÔN HỌC & ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THỰC HIỆNTÊN MÔN HỌC: ĐỒ ÁN KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG

</div>Trang 4<div class="page_container" data-page="4">

NGÀNH:

KỸ THUẬT ĐIỆN

(Do giảng viên hướng dẫn ghi và giao lại cho sinh viên đóng vào cuốn báo cáo)

Tên đề tài:

Robot xe dò line

Giảng viên hướng dẫn: Huỳnh Phát Huy

Sinh viên/ nhóm sinh viên thực hiện đề tài (sĩ số trong nhóm: 03)

Kết quả thực hiện của sinh viên(Giảng viên hướng dẫn ghi)

Từ: 12/09/2023Đến: 29/09/2023

GV gợi ý hướng nghiên cứu, giúpsinh viên định hướng chọn đề tài.

GV hướng dẫn quy trình thực hiệnthực hiện đồ án, cách trình bày báo

cáo đồ án

Từ: 30/09/2023Đến: 6/10/2023

Xác nhận đăng ký chính thức đề tàithực hiện.

Tìm hiểu, thống kê linh kiện.Tìm hiểu khái quát về linh kiện.

</div>Trang 5<div class="page_container" data-page="5">

Từ: 07/10/2023Đến: 14/10/2023

Tìm hiểu chi tiết QTR 8AĐọc tài liệu

Tìm hiểu cách tính tốn thiết kếViết báo cáo

Từ: 15/10/2023Đến: 22/10/2023

Tính tốn thiết kế mạch ngun lý

Vẽ mạch nguyên lýViết báo cáo

Từ: 23/10/2023Đến: 30/10/2023

Tính toán tỷ số truyền củađộng cơ

Viết báo cáo

6 Từ: 24/10/2022Đến: 30/10/2022

Nghiên cứu code cho ESP 32Viết báo cáo

7 Từ: 31/10/2023Đến: 06/11/2023

Tiếp tục nghiên cứu code cho ESP32

Viết báo cáo

Từ: 07/10/2023Đến: 14/11/2023

Tiến hành thi cơng phần cứng, mơhình

Viết báo cáo

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

9 Từ: 15/10/2023Đến: 22/11/2023

Thí nghiệm vận tốc của độngcơ và tính ổn định của cảm biến

Viết báo cáo

10 Từ: 23/10/2023Đến: 30/11/2023

Kiểm tra lần cuối

Hoàn thành thi cơng cải biến, thiết kế mơ hình

Hồn thành báo cáo

11 Từ: 31/10/2023Đến: 5/12/2023

Trình bày nội dung thí nghiệm, báo cáo kết quả thu được từ đồ án.

Bảo vệ đồ án.

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

hiện đồán

Tổngđiểmtiêu chíđánh giá

về qtrình

thựchiện đồán (tổng

2 cộtđiểm1+2)50%

Điểmbáocáobảo vệ

đồ ánmơn

Điểmqtrình =0.5*tổng điểmtiêu chí

m báocáoTính

tíchcực,sángtạo(tối đa 5

Đápứngmụctiêuđề ra

(tốiđa 5điểm)

Nguyễn Thanh Tú 2187800749Nguyễn Anh Tú 2187800658Bùi Minh Triết 2187800790

Ghi chú: Điểm số nếu có sai sót, GV gạch bỏ rồi ghi lại điểm mớikế bên và ký nháy vào phần điểm chỉnh sửa.

TP. HCM, ngày 5 tháng 12năm 2022

Giảng viên hướng dẫn Sinh viên thực hiện

(Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên từng thành viên)

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

LỜI CÁM ƠN

Lời đầu tiên em xin chân thành cảm ơn tất quý Thầy/Cô của trường Đại họcCơng Nghệ TP Hồ Chí Minh, cũng như q Thầy/Cơ trong Viện Kỹ thuật HUTECHđã giảng dạy, truyền đạt những kiến thức hữu ích cũng như kinh nghiệm quý báu choem trong thời gian qua.

Em xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy Huỳnh Phát Huy, người đãtận tình hướng dẫn em hồn thành đồ án môn học này.

Xin cảm ơn tất cả các bạn, các anh/chị đã tận tình giúp đỡ và quan tâm tới tácgiả trong suốt quá trình thực hiện thành đồ án mơn học này.

Vì lần đầu làm đồ án, kiến thức chun mơn cịn hạn chế và bản thân còn thiếukinh nghiệm thực tiễn nên nội dung của báo cáo sẽ khơng tránh khỏi những thiếu sót.Với ước mong học hỏi, em rất mong nhận được sự góp ý, hướng dẫn, chỉ bảo thêmcủa quý Thầy/Cô giáo để em rút kinh nghiệm cho những đồ án tiếp theo được tốthơn. Tác giả xin chân thành cảm ơn!

TPHCM, ngày 5 tháng 12 năm 2022

</div>Trang 10<div class="page_container" data-page="10">

2.1.1.2 Bánh xe trước là hai bánh xe dẫn động đa hướng...2

2.1.1.3 Bo mạch chủ ESP 32 lua 30 chân...3

2.1.1.4 Động cơ giảm tốc GA12 N20...4

2.1.1.5 Mạch Điều Khiển Động Cơ TB6612FNG...5

2.1.1.6

Cảm biến thanh 8 led QTR 8A

...6

2.1.1.7 MODULE BUCK MINI 560 DC-DC 5A 5V

...7

3.2. Ưu, nhược điểm...17

3.2.1. Ưu điểm...17

3.2.2 Nhược điểm...23

</div>Trang 11<div class="page_container" data-page="11">

Hình 2.1.1.5 Mạch Điều Khiển Động Cơ TB6612FNG...5

Hình 2.1.1.6 Sơ đồ mạch và cảm biến QTR 8A...6

Hình 2.1.1.7 Module buck mini 560 DC-DC 5A 5V...7

</div>Trang 13<div class="page_container" data-page="13">

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐỒ ÁN1.Giới thiệu đề tài

Tự động hóa là tổng hồ của nhiều lĩnh vực như cơ khí, điều khiển, cơng nghệthơng tin và cơ điện tử. Các lĩnh vực này kết hợp lại với nhau tạo thành các hệ thống tựđộng hóa và cao hơn nữa là tự động hóa tồn bộ q trình sản xuất. Ngành cơng nghiệptự động hóa ngày càng có vai trị quan trọng và hết sức cần thiết để đáp ứng các mụctiêu phát triển kinh tế, nhất là trong tiến trình cơng nghiệp- hiện đại hóa nhanh như hiệnnay. Nó địi hỏi một nguồn nhân lực có trình độ cao để vận hành.

Trên thế giới hiện nay có rất nhiều loại robot: Quy mô lớn như: Những cánh taymáy trong các dây chuyển sản xuất, những hệ thống sản xuất tự động. Nhỏ hơn lànhững robot có khả năng di chuyển, làm những công việc nguy hiểm thay thể conngười, robot giúp người già, robot bán hang, robot học đường đi, robot dò đường line,robot tránh vật cản, robot tìm đường cho mê cung...vv, trong số đó robot dị đường linedễ dàng ứng dụng nhiều trong cuộc sống. Việc phát triển loại robot này sẽ phục vụ rấtđắc lực cho con người

2. Mục tiêu đề tài

Robot dị line vừa có nhiều ứng dụng trong thực tế vừa dễ dàng để sinh viên vậndụng những kiến thức tiếp thu được trên giảng đường vào nó. Với những kết cấu cơ khíđơn giản nhưng lại có thể kết hợp được với khá nhiều thành phần điện tử (encoder,sensor xác định đường line, sensor đo khoảng cách...) nên Robot này rất phù hợp đểsinh viên học tập và nghiên cứu thêm về ngành Tự động hóa một cách cụ thể. Trong đồán lần này em thực hiện làm robot dò line, so với những robot khác thì nó chỉ là 1 robotnhỏ, đơn giản nhưng đây là nền tảng để em làm được những cái lớn hơn, có ích hơntrong q trình học tập và làm việc của em sau này.

</div>Trang 14<div class="page_container" data-page="14">

CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT2.1. Phần cứng

2.1.1 Cấu tạo xe dò line:

2.1.1.1 Bốn bánh xe cho động cơ N20

Hình 2.1.1.1 Bánh xe của động cơ N20

2.1.1.2 Bánh xe trước là hai bánh xe dẫn động đa hướng

Hình 2.1.1.2 Bánh xe mắt trâu

2.1.1.3 Bo mạch chủ ESP 32 lua 30 chân tiếp nhận tính hiệu từ sensor và

phát tính hiệu điều khiển hoạt động xe

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

Hình 2.1.1.3 Module ESP 32

Thơng số kĩ thuật của ESP32:

 Loại: Wifi + Bluetooth Module Mô hình: ESP32 38 chân Điện áp nguồn (USB): 5V DC Đầu vào/Đầu ra điện áp: 3.3V DC

 Công suất tiêu thụ: 5μA trong hệ thống treo chế độA trong hệ thống treo chế độ Hiệu suất: Lên đến 600 DMIPS

 GPIO kỹ thuật số: 24 chân (một số chân chỉ làm đầu vào)

 Kỹ thuật số Analog: 12bit SAR loại ADC, hỗ trợ các phép đo trên lên đến 18kênh, một số chân hỗ trợ một bộ khuếch đại với lập trình tăng

 Bảo mật: IEEE 802.11, bao gồm cả WFA, WPA/WPA2 và WAPI

 Phần cứng tăng tốc mật mã học: AES, SHA-2, RSA, hình elip mật mã ĐườngCong (ECC), số ngẫu nhiên Máy phát điện (RNG)

2.1.1.4 Động cơ giảm tốc GA12 N20

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

Hình 2.1.1.4 Động cơ GA12 N20

Thông số kĩ thuật của động cơ giảm tốc GA12 N20: Điện áp sử dụng: 1.5-12VDC.  Kích thước: 37 x 12mm.

 Bề rộng động cơ : 12mm.  Chiều dài động cơ : 34mm. Đường kính trục : 3mm. Chiều dài trục : 10mm. Tốc độ 1000 vòng/phút.

2.1.1.5 Mạch Điều Khiển Động Cơ TB6612FNG

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

Hình 2.1.1.5 Mạch Điều Khiển Động Cơ TB6612FNG

Thơng số kĩ thuật mạch điều khiển động cơ TB6612FNG Điện áp cung cấp: 2.7 ~ 5.5V DC.

 Driver hỗ trợ 2 cầu H có thể dùng cho hai động cơ DC hoặc một động cơ bước. Điện áp cung cấp cho motor: giới hạn ở mức 15V DC.

 Tần số hoạt động lên đến 100KHz.

 Dòng điện ngõ ra max: 3.2A cho mỗi cầu.

 Dòng ngõ ra liên tục: 1.2A cho mỗi cầu (có thể mắc song song để lên đến 2.4A). chế độ điều khiển: quay thuận, quay ngược, hãm, stop.

 Bảo vệ quá nhiệt và quá áp.  Tụ lọc ở cả 2 ngõ cấp nguồn.

 Bảo vệ chống ngược nguồn cấp cho motor.

2.1.1.6 MODULE BUCK MINI 560 DC-DC 5A 5V

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

Hình 2.1.1.6 Module buck mini 560 DC-DC 5A 5V

Chức Năng: mạch giảm áp DC-DC Buck Mini560 5A có kích thước nhỏ gọn được sửdụng để giảm áp DC với hiệu suất lên đến 99%, dòng đầu ra lên đến 5A với dải điện ápđầu vào 5~20VC (theo thơng số nhà sản xuất), mạch có hai phiên bản điện áp đầu ra3.3VDC và 5VDC.

Thông số kĩ thuật MODULE BUCK MINI 560 DC-DC 5A 5V Điện áp đầu vào:

 Phiên bản 3.3VDC: 5~20VDC Phiên bản 5VDC: 7~20VDC

 Điện áp đầu ra: 2 phiên bản tùy chọn là 5VDC và 3.3VDC

 Dòng đầu ra tối đa: Max 5A (dòng trên 4A cần mắc thêm tản nhiệt). Hiệu suất : 99%

 Kích thước: 29 x 18 x 5.4mm

2.1.1.7

Cảm biến thanh 8 led QTR 8A

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

Hình 2.1.1.7 Sơ đồ mạch và cảm biến QTR 8A

Thông số kĩ thuật

cảm biến thanh 8 led QTR 8A

Kích thước: 2,95" x 0,5" x 0,125" (không cài đặt chân tiêu đề)Điện áp hoạt động: 3,3-5,0 V

Dòng cung cấp: 100 mA

Định dạng đầu ra: 8 tín hiệu tương thích I/O kỹ thuật số có thể được đọcdưới dạng xung cao theo thời gian

Khoảng cách phát hiện tối ưu: 0,125" (3 mm)

Khoảng cách phát hiện tối đa được đề nghị: 0,375" (9,5 mm)Trọng lượng khơng có chân tiêu đề: 0,11 oz (3,09g)

2.2. Phần mềm:

2.2.1 Khai báo các thành phần:

/Khai báo nút nhấn bắt đấu

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

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

//Khai báo chể độ hoạt động, khi bắt đấu thì dừng

bool mode = false;

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

P_error = error;

cTime = millis();

eTime = (float)(cTime - pTime) / 500;

I_error = I_error * 2 / 3 + P_error * eTime;

D_error = (P_error - lastError) / eTime;

PID_value = Kp * P_error + Ki * I_error + Kd * D_error;

lastError = P_error;

pTime = cTime;

//Giam tốc độ khi vào các khúc cua

int med_Speed_L = leftMaxSpeed - abs(PID_value)*1.3;

int med_Speed_R = rightMaxSpeed - abs(PID_value)*1.3;

//Tính tốn tốc độ cua hai động cơ sau khi qua tính toán PID

int leftMotorSpeed = med_Speed_L + PID_value;

int rightMotorSpeed = med_Speed_R - PID_value;

//Giới hạn tốc độ động cơ khoang giá trị xung từ 0 đển 255

leftMotorSpeed = constrain(leftMotorSpeed, 0, leftMaxSpeed);

rightMotorSpeed = constrain(rightMotorSpeed, 0, rightMaxSpeed);

//Xuất ra serial để quan xác tốc độ hai động cơ

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

motorLeft(valueSA);

motorRight(valueSB);

/Nểu tốc độ động cơ dưới 110 thì dừng hắn động cơ

void motorLeft(int valueSA)

//Nểu tốc độ động cơ dưới 110 thì dừng hắn động cơ

void motorRight(int valueSB)

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

3.2 Thi cơng:

Hình 3.2.1: Mặt trên của xe.

Hình 3.2.2: Mặt dưới của xe.

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

CHƯƠNG III: KẾT LUẬN

+ Lập trình tốc độ trên code Arduino

3.2. Ưu, nhược điểm 3.2.1. Ưu điểm

Dò đường theo line:

- Dị đường theo line:

 Chỉ có thể chạy theo vạch đã được định sẳn Tính linh hoạt chưa cao

 Lập trình phức tạp

 Tài liệu tham khảo ít, chưa phổ biến

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

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[2]

Đồ Án kĩ thuật Điều khiển tự Động hutech

<b>BÁO CÁO</b>

<b>ROBOT DỊ LINE</b>

<b>Giảng viên hướng dẫn: ThS. HUỲNH PHÁT HUY </b>

Viện: KỸ THUẬT HUTECH

<b>PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI</b>

<b>1. Họ và tên sinh viên/ nhóm sinh viên được giao đề tài (sĩ số trong nhóm: 03)2. Tên đề tài: Robot xe dị line</b>

<b>3. Các dữ liệu ban đầu:</b>

<b>- Tìm hiểu tổng quan về đề tài đồ án, mục tiêu thiết kế- Thiết kế sơ sồ khối cho mơ hình “Robot dị line”</b>

<b>- Tìm hiểu thơng số của các linh kiện dùng để thiết kế mạch nguyên lý chi tiết gồm:</b>

ESP32 luna mode, Mạch sạc 3s 20A, driver TB6612FNG Dual DC motor, Động cơgiảm tốc G12 N20, Module giảm áp dc-dc mini 560 5v 5A, Cảm biến thanh 8 ledQTR 8A,…

<b>4. Nội dung nhiệm vụ:</b>

Thiết kế, tính tốn giá trị và thi cơng mơ hình phần cứng

Mô phỏng nguyên lý hoạt động của mạch trên phần mềm mô phỏngViết báo cáo đồ án.

<b>5.Kết quả tối thiểu phải có:</b>

<i>(Ký và ghi rõ họ tên các thành viên)</i>

<b>VIỆN KỸ THUẬT HUTECH</b>

<b>KỸ THUẬT ĐIỆN</b>

Robot xe dò line

<b>LỜI CÁM ƠN</b>

<b>Cảm biến thanh 8 led QTR 8A</b>

<b>...7</b>

Cảm biến thanh 8 led QTR 8A

cảm biến thanh 8 led QTR 8A

Kích thước: 2,95" x 0,5" x 0,125" (không cài đặt chân tiêu đề)Điện áp hoạt động: 3,3-5,0 V

Dòng cung cấp: 100 mA

Định dạng đầu ra: 8 tín hiệu tương thích I/O kỹ thuật số có thể được đọcdưới dạng xung cao theo thời gian

Khoảng cách phát hiện tối ưu: 0,125" (3 mm)

Khoảng cách phát hiện tối đa được đề nghị: 0,375" (9,5 mm)Trọng lượng khơng có chân tiêu đề: 0,11 oz (3,09g)

<b>CHƯƠNG III: KẾT LUẬN</b>

Tài liệu liên quan

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về