báo cáo thiết kế chế tạo robot lặn

MỤC LỤC:
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU 3
PHẦN I : TÌM HIỂU ROBOT LẶN
I.TỔNG QUAN VỀ ROBOT LẶN 4
Robot lặn HROV 4
Robot lặn ROV Kiel 6000 5
Robot lặn trong nhà máy điện hạt nhân 5
Robot cá của Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật 5
Robot lặn được điều khiển bằng tay đầu tiên 6
Robot lặn biển (ROV Pilot)…………………………… ….… 6
PHẦN II : NỘI DUNG
I.YÊU CẦU KỸ THUẬT CỦA ROBOT LẶN:…………… …………7
II.PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ ………………………………… ……….7
1. Phương án 1…………………………………………….……….8
2. Phương án 2…………………………………………………… 8
3. Phương án 3………………………………………….………….9.
4. Lựa chọn phương án …………………………… ……….……10
III. LÀM KÍN NƯỚC CHO ĐỘNG CƠ…………………….….…… 11
1. Mô đun trục chân vịt………………………………….….…… 13
2. Module động cơ……………………………………….……… 14
3. Làm kín nước mô đun động cơ………………… …….………16
4. Chân vịt………………………………………… …….………18
5. Làm kín mặt sau của modul động cơ…………… …….………18
IV.MẠCH ĐIỀU KHIỂN ROBOT LẶN………………… ….….…… 19
1. Vi Điều Khiển …………………………………… ….….…… 19
2. Khối nguồn………………………….…………… …….………22
3. Khối điều khiển ……………….………………….…….……….22
4. Mạch nạp 23
5. Khối LCD hiển thị 25
6. Khối công suất 26

7. Khối cảm biến 27
8. Giao tiếp máy tính 28
9. GamePad 29
V. KIẾN NGHỊ 31
TÀI LIỆU THAM KHẢO
2

LỜI NÓI ĐẦU.
Sự phát triển nhanh chóng của xã hội làm nhu cầu của con người ngày càng
nâng cao hơn,Không phải ngẫu nhiên mà du lịch đã trở thành ngành mang lại
doanh thu ngoại tệ lớn thứ 3 tại Việt Nam, có được điều này cần phải kể đến các
điểm đến du lịch nghỉ dưỡng biển các tỉnh duyên hải miền Trung như Đà Nẵng,
Nha Trang và các điểm du lịch văn hóa như Hội An, Huế và Hạ Long. Mục tiêu
trong tương lai của du lịch Việt Nam cũng cần hướng đến là phát triển du lịch
thân thiện và bền vững với môi trường, với các sản phẩm du lịch đa dạng gắn
liền với phát triển bền vững.
Có được các thế mạnh với các điểm đến du lịch kể trên, chúng ta không thể
không công nhận một điều là Việt Nam may mắn sở hữu một đường bờ biển dài
và đẹp, nguyên sơ nhất Châu Á và đây là yếu tố quan trọng để Việt Nam xây
dựng thương hiệu điểm đến du lịch biển. Tuy nhiên, những thế mạnh của biển
vẫn chưa được khai thát hết, những dịch vụ thám hiểm,quan sát cảnh đẹp dưới
đáy biển vẫn còn hạn chế trong khi nhu cầu của con người ngày càng tăng, từ
nhu cầu phát triễn đa dạng hơn nữa các loại hình du lịch biển, và cùng với sự
hướng dẫn của thầy ths Vũ Thăng Long nhóm 2 chúng tôi đã tìm hiểu và chế tạo
chiếc robot lăn, nó có thể quan sát những cảnh vật dưới đáy biển, giúp ta khám
phá được thế giới dưới đáy đại dương.
Nhóm 2.
3
PHẦN I : TÌM HIỂU ROBOT LẶN.
I.TỔNG QUAN VỀ ROBOT LẶN:

Thám hiểm, dò tìm… trong điều kiện khắc nghiệt là công việc hết sức
khó khăn và nguy hiểm đối với con người. Robot ra đời thay thế con người
làm những công việc khó khăn đó.Có những con đang trong giai đoạn nghiên
cứu thử nghiệm và có những con đã được sử dụng. Chúng không được sản
xuất thương mại mà chủ yếu là sản xuất đơn lẻ, chuyên dụng nên thường giá
thành của chúng rất đắt. Dưới đây là một số loại robot lặn trên thế giới:
- Robot lặn HROV (viết tắt của
Hybrid Remotely Operated
Vehicle):
Do các nhà khoa học ở Đại học
Johns Hopkins và Viện Hải dương
học Woods Hole đang nghiên cứu
chế tạo và sẽ hoàn thành vào năm
2012. HROV được thiết kế theo hai
kiểu, kiểu thứ nhất được kết nối với
một loại vi cáp đặc biệt, dùng để
cung cấp điện và để liên lạc với
trung tâm. Với kiểu robot này, các
nhà khoa học có thể thám hiểm do
họ trực tiếp điều khiển mà không
cần phải lặn xuống đáy biển. Kiểu
robot thứ hai là loại thiết bị lặn hoạt động theo chương trình lập sẵn từ trước,
có khả năng tự động khảo sát và thu thập dữ liệu trên một khu vực rộng lớn
dưới đáy biển để chuyển về cho các
nhà khoa học nghiên cứu và phân
tích. Tuy nhiên robot HROV có kích
thước lớn và chủ yếu dùng để tìm
hiểu các vụ động đất và phun của núi
lửa dưới lòng đại dương.
4

Hình 1: Robot HROV
Hình 2: Robot ROV Kiel 6000
- Robot lặn ROV Kiel 6000: Được phát minh bởi các nhà nghiên cứu
biển Đức, có thể xuống đến độ sâu 6.000m để chụp ảnh và lấy mẫu vật. ROV
Kiel 6000” có hai cánh tay thủy lực có khả năng đo đạc, thu gom mẫu nước,
mẫu trầm tích và đất đá ở đáy biển. Thông qua máy quay phim các nhà khoa
học có thể ghi hình những loài sinh vật bí ẩn sống ở đáy biển sâu. Các dữ liệu
và hình ảnh được truyền tức thời qua cáp quang tới người điều khiển rôbốt
cũng như các nhà nghiên cứu trong khoang kiểm soát ở trên tàu nghiên cứu.
Tuy nhiên Rôbốt lặn này rất nặng (khoảng 30 tấn) và rất đắt tiền (trị giá 3,2
triệu euro) và chỉ phù hợp cho nhà nghiên cứu muốn tìm hiểu cặn kẽ, chính
xác đáy biển hy vọng phát hiện được những loài sinh vật bí ẩn và đặc biệt là
phát hiện được “vàng trắng” Methanhydrat có giá trị kinh tế cao.
- Robot lặn trong nhà máy điện hạt
nhân:
Robot do các nhà khoa học của Trung
Quốc chế tạo, có chiều dài 42cm, rộng 19,8
cm, cao 13,8 cm và cân nặng 13,8 kg. Đây
là robot đầu tiên thuộc loại này được sử
dụng trong các lò phản ứng hạt nhân của
Trung Quốc. Robot có thể lặn vào bể nước
sâu 22m của lò phản ứng với điều kiện nước
có tính axít yếu và độ phóng xạ hạt nhân
thấp. Do di chuyển trên 6 bánh xe nên robot
này chỉ thích hợp chạy trên các bề mặt đường tương đối bằng phẳng.
- Robot cá của Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật:
Robot do nhóm sinh viên trường ĐH Sư
phạm kỹ thuật TP.HCM chế tạo. Robot
này đã thể hiện khá nhiều những chức
năng của cá thật, như: bơi lên lặn xuống rất

uyển chuyển, có thể bơi ở những vị trí
khác nhau, có cảm biến tránh cản, rẽ phải,
rẽ trái. Với trọng lượng 600gr, dài 350mm,
robot cá có thể được điều khiển để lặn sâu
2m, có thể điều khiển xa nhất khoảng
200m, quay tròn trong bán kính 0,5m.
Trong tương lai, robot này sẽ được cải tiến, trang bị thêm các cảm biến phát hiện
vật cản để trở thành robot có khả năng bơi lội linh hoạt và có kích thước lớn hơn
để có thể mang camera quan sát nhằm thu thập số liệu và gởi về trung tâm quan
sát trên bờ.
5
Hình 3: Robot trong nhà máy điện
hạt nhân
Hình 4: Robot cá
-Robot lặn được điều khiển bằng tay đầu
tiên:
Trung Quốc sẽ thử nghiệm loại robot lặn được
điều khiển bằng tay đầu tiên của mình ở độ sâu 7000m dưới mực nước biển, cho
phép các nhà khoa học nước này thám hiểm ở những nơi khó đến nhất.
Ông Sun Zhihui, Giám đốc Cơ quan Hải dương Trung Quốc nói rằng nếu thử
nghiệm thành công trong năm nay thì đây sẽ là loại robot lặn được điều khiển
bằng tay có thể lặn sâu nhất thế giới. Ông Sun cũng cho biết, robot lặn dưới đáy
biển này có thể chở được 3 người mỗi lần xuống độ sâu nhất từ trước tới nay, có
thể xuống sâu hơn 500m so với loại robot lặn sâu kỷ lục hiện nay.
Việc lắp ráp robot này đã kết thúc năm 2008 và dự kiến bắt đầu các thử nghiệm
phức tạp theo từng bước năm 2009. Đầu tiên là thử nghiệm ở độ sâu 2000m tới
3000m và cuối cùng là 7000m. Nếu thử nghiệm thành công ở độ sâu 7000m thì
đó sẽ là kỷ lục vì từ trước tới nay chỉ có robot lặn được ở độ sâu 6500m. Độ sâu
trung bình của các đại dương trên thế giới là 3790m.
Các robot lặn dưới nước đóng vai trò quan trọng trong thám hiểm đáy đại dương

và các cực Trái đất. Ngoài ra chúng còn được sử dụng trong các thí nghiệm dưới
lớp băng hoặc những nơi có điều kiện nhiệt độ và áp suất đặc biệt để thu thập dữ
liệu.
- Robot lặn biển (ROV Pilot):
-
6
Sản phẩm của công ty chuyên lắp ráp robot lặn biển đầu tiên ở Việt
Nam, một thành viên trong 300 thành viên chính thức của Hiệp hội Thế giới
các nhà thầu dưới đáy biển IMCA.
Robot lặn biển là những “con” robot chuyên làm nhiệm vụ dưới đáy đại
dương thay mặt con người, một công nghệ mới tới mức ngay cả quốc gia sản
sinh ra nó là Anh quốc cũng chưa kịp đưa nó vào tự điển. Vậy mà đã có một
người Việt Nam tiếp cận được công nghệ này, và trở thành đại diện duy nhất,
đại lý độc quyền bán, huấn luyện và sửa chữa robot lặn biển tại Việt Nam cho
tập đoàn chuyên sản xuất robot lặn biển của Anh quốc mang tên Hydro,
Vision and Seaeye Marine (Nước, Tầm nhìn và Mắt biển).
PHẦN II : NỘI DUNG
I.YÊU CẦU KỸ THUẬT CỦA ROBOT LẶN:
- Tốc độ di chuyển tiến lùi tối đa là 0.5m/s.
- Tốc độ di chuyển lên xuống tối đa là 0.2m/s.
- Dộ sâu lặn tối đa là 10m.
- Có khả năng tự cân bằng tĩnh.
II.PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ :
1. Phương án 1 :
7
Hình 2.5: Sơ đồ nguyên lý
1,2: Động cơ tiến lùi; 3,4,5,6: Động cơ lên xuống
Nguyên lý:
-Sử dụng 6 động cơ điện một chiều.
-Trong đó:

+Động cơ 1 và 2 được đặt phía sau bên trái và bên phải robot có nhiệm vụ giúp
robot di chuyển tiến và lùi. Khi robot tiến lên ta điều khiển 2 động cơ trái và phải
cùng quay thuận, khi robot lùi lại ta điều khiển 2 động cơ này đảo chiều, khi rẽ
trái ta điều khiển động cơ phải quay theo chiều thuận và động cơ trái đảo chiều
quay của mình, tương tự khi ta muốn rẽ phải ta cho động cơ bên trái quay theo
chiều thuận, động cơ phải đảo chiều quay của mình.
+Bốn động cơ còn lại có nhiệm vụ giúp robot lặn xuống và nổi lên. Khi robot
lặn xuống theo phương thẳng đứng ta điều khiển 4 động cơ 3, 4, 5, 6 cùng quay
theo chiều thuận. Khi muốn robot vừa tiến vừa lặn xuống ta điều khiển cùng 6
động cơ quay theo chiều thuận.
Ưu điểm:
- Lặn xuống và nổi lên, tiến lùi tương đối dễ dàng do sử dụng 6 động cơ.
- Giữ được thăng bằng tốt trong quá trình điều khiển robot lặn ổn định.
Nhược điểm:
- Do sử dụng tới 6 động cơ điện một chiều nên robot sẽ cồng kềnh, khối
lượng lớn.
- Giá thành robot cao.
2. Phương án 2:
8
Hình 2.6: Sơ đồ nguyên lý
1,2,3: Động cơ lên xuống; 4,5: Động cơ tiến lùi
Nguyên lý:
-Sử dụng 5 động cơ điện một chiều.
-Trong đó
+ 2 động cơ 4 và 5 được đặt phía bên hông bên trái và phải robot, có nhiệm vụ
giúp robot di chuyển tiến và lùi. Khi robot tiến lên ta điều khiển 2 động cơ trái và
phải cùng quay thuận, khi robot lùi lại ta điều khiển 2 động cơ này đảo chiều,
khi rẽ trái ta điều khiển động cơ phải quay theo chiều thuận và động cơ trái đảo
chiều quay của mình, tương tự khi ta muốn rẽ phải ta cho động cơ bên trái quay
theo chiều thuận, động cơ phải đảo chiều quay của mình.

+Ba động cơ còn lại có nhiệm vụ giúp robot lặn xuống và nổi lên. Khi robot lặn
xuống theo phương thẳng đứng ta điều khiển 3 động cơ 1, 2, 3 cùng quay theo
chiều thuận. Khi muốn robot vừa tiến vừa lặn xuống ta điều khiển cùng 5 động
cơ quay theo chiều thuận,trong đó tốc độ quay động cơ 1 luôn nhỏ hơn tốc độ
quay của động cơ 2 và 3.
Ưu điểm:
- Do sử dụng 5 động cơ DC nên quá trình di chuyển lặn xuống nổi lên
tương đối dễ dàng.
- Giữ được thăng bằng tương đối tốt trong quá trình điều khiển robot lặn
xuống, do bố trí 3 motor thẳng đứng tại các đỉnh của tam giác đều tạo lực cân
bằng.
- Giá thành thấp hơn so với cách sử dụng 6 động cơ.
Nhược điểm:
Điều khiển vẫn còn phức tạp.
3.Phương án 3:
-Bơm, hút nước vào khoang làm thay đổi trọng lượng, giúp robot lặn lên, lặng
xuống.
9
Nguyên lý:
Trong thân robot có chế tạo riêng một khoang chứa nước. Khi muốn chìm
xuống ta chỉ cần bơm nước vào trong khoang, như vậy sẽ làm tăng trọng lượng
của robot lên như vậy robot sẽ chìm xuống. Khi muốn nổi lên ta lại thay đổi
trọng lượng bằng cách bơm nước trong khoang ra ngoài. Robot di chuyển tiến lùi
thông qua hệ thống chân vịt và bánh lái.
Ưu điểm:
- Robot có thể nổi lơ lửng tại vị trí bất kì trong lòng nước do trọng lượng
không bị thay đổi do tác động từ bên ngoài.
- Khả năng làm kín nước tốt do sử dụng ít động cơ
Nhược điểm:
- Khó khăn trong việc chế tạo bơm thủy lực để hút và xả nước.

- Tốc độ đáp ứng khi nổi và lặn chậm hơn sử dụng động cơ
- Tính năng động lực học chưa đáp ứng yêu cầu phục vụ nuôi trồng thủy
sản
3. Lựa chọn phương án :
Qua phân tích các phương án được đưa ra, phương án 2 có nhiều ưu điểm và
được chọn để thiết kế:
10
- Nó có cả ưu điểm của phương án 1 và 3.
- Tính năng động lực học tốt
- Kích thước nhỏ gọn phù hợp với việc quan sát trong các lồng nuôi.
II.LÀM KÍN NƯỚC CHO ĐỘNG CƠ :
Robot hoạt động với 5 động cơ điện một chiều 24V, công suất mỗi động cơ
là 60W. Các động cơ thực hiện các chức năng: Tạo nguồn động lực giúp robot di
chuyển tiến lùi và chuyển động lên xuống. Lực đẩy robot di chuyển được tạo ra
nhờ chân vịt gắn trên đầu trục động cơ, chân vịt có đường kính cánh là 120mm,
bước xoắn cánh quạt là 40
o
.
Do robot hoạt động trong môi trường nước nên động cơ được gắn lên
robot phải được bảo vệ kín nước.
11
Hình 1: Hình dáng bên ngoài mô đun động cơ.
12
Hình 2 : Mặt cắt module động cơ.
1: Nắp làm kín phía trước; 2: Động cơ; 3: Vỏ động cơ; 4: Vỏ làm kín phía sau;
5: Chân vịt; 6: Vòng liên kết giữa module và khung robot; 7: Ống nối trục;
8: Thanh nối giữa hai ống nối trục; 9: Trục nối động cơ và chân vịt ; 10:Đai ốc
1. Mô đun trục chân vịt :
Năp làm kín này cấu tạo gồm: hai ổ bi chặn kích thước 8 x 22, 2 phốt chắn
dầu kích thước 8 x 22, 1 ống bao ngoài bằng nhựa PVC kích thước

∅
23 x 35,
mỡ bò, keo dán nhựa PVC, keo dán cố định AB.

Hình 3 : Trục, ổ bi, phe và phốt.
13
Hình 4 : Các chi tiết bên trong sau khi lắp ráp .
Hình 5: Mô đun trục chân vịt sau khi hoàn thiện.
4. Module động cơ :
Trước tiên ta phải nối trục giữa trục động cơ và mô đun trục chân vịt. Để nối
trục ta dùng ống nối trục chế tạo bằng gang.
14
Hình 6 : Bản vẽ thiết kế ống nối trục .
Hình 7 : Sau khi chế tạo thành công .
15
Hình 8 : Sau khi nối với động cơ và khớp mềm.

3.Làm kín nước mô đun động cơ:
Module làm gồm một ống
∅
42 được tiện ren ngoài ở 2 đầu thân, với bước
tiến ren là 2mm, chiều dài chạy ren là 25mm (hình 2.26), và 2 nắp đậy
∅
55, 1
nắp được khoét một lỗ nhỏ
∅
23 để liên kết với phần trục nối với chân vịt sau
khi được làm kín ra ngoài. Nắp còn lại thì khoan một lỗ
∅
6 để đưa dây tín hiệu

điều khiển động cơ ra ngoài.
16
Hình 9 : Phần thân được tiện ren ngoài.
Hình 10 : Bản vẽ thiết kế nắp đậy mô đun động cơ.
Do vị trí trục động cơ không nằm tại tâm điểm, nên việc khoan các lỗ
∅
23
để gắn phần trục nối chân vịt sẽ phụ thuộc vào từng vị trí của trục động cơ. Công
việc này sẽ được tiến hành trong khi ghép nối các chi tiết lại với nhau.
Muốn nối chúng lại với nhau ta cho các đầu nắp đậy ăn khớp với thân bao
động cơ, để đảm bảo kín nước hoàn toàn ta dùng cao su non quấn một số vòng
nhỏ ở các đầu tiện ren trước khi ta cho các phần này ăn khớp lại với nhau.
17
Hình 11 : Nắp đậy sau khi hoàn thiện.
Sau khi tất cả các chi tiết đã được lắp ghép với nhau để gắn cố định, và đảm
bảo kín nước hoàn toàn ta dùng dung dịch keo AB quét một lớp bên ngoài phần
tiếp xúc giữa ống bao ổ bi và môi trường nước.
4. Chân vịt:
Chân vịt là phần giúp dẫn động cho robot để nó có thể di chuyển được dễ
dàng. Trong thiết kế này, chân vịt bằng inox được sử dụng, có đường kính cánh
là 120mm, bước xoắn cánh quạt là 40
o
. Chân vịt sau khi được lựa chọn đã tiến
hành chạy thử, kết quả thử nghiệm cho thấy chuyển động của robot khá tốt.

Hình 13 : Chân vịt
5. Làm kín mặt sau của modul động cơ:
Việc làm kín nước phần nối trục đã được giải quyết tuy nhiên trên mô đun
động cơ vẫn còn chi tiết cần phải làm kín đó là phần đưa dây tín hiệu ra ngoài
điều khiển.

18
Hình 12 : Thân bao và nắp đậy được ăn khớp với nhau.
Phương pháp ở đây là sử dụng một ống mềm bao bên ngoài dây tín hiệu,
sau đó liên kết cứng ống mềm này với nắp bằng composite như vậy sẽ đảm bảo
kín nước phần ống mềm với nắp, tiếp theo cần làm kín phần ống mềm và dây.
Như vậy khi cần tháo lắp chỉ cần tháo kết nối giữa dây điện và ống mềm mà
không ảnh hưởng tới mối nối bên ngoài.
IV.MẠCH ĐIỀU KHIỂN ROBOT LẶN:
Sơ đồ:
1.Vi Điều Khiển :
AVR là họ vi điều khiển 8 bit theo công nghệ mới, với những tính năng rất
mạnh được tích hợp trong chip của hãng Atmel theo công nghệ RISC, AVR
19
Hình 14 : Sau khi bọc ống mềm vào dây điện.
mạnh ngang hàng với các họ vi điều khiển 8 bit khác như PIC, PISOC. Ngoài ra,
do ra đời muộn hơn nên họ vi điều khiển AVR có nhiều tính năng mới đáp ứng
tối đa nhu cầu của người sử dụng, so với họ 8051 89xx thì nó độ ổn định, khả
năng tích hợp, sự mềm dẻo trong việc lập trình và tiện lợi hơn.
a.Tính năng mới của họ AVR:
- Giao diện SPI đồng bộ.
- Giao tiếp I
2
C.
- Bộ biến đổi ADC 10 bit.
- Các kênh băm xung PWM.
- Các đường dẫn vào/ra (I/O) lập trình được.
- Bộ định thời Watchdog.
- Các chế độ tiết kiệm năng lượng như Sleep, Stand by.
- 3 bộ Timer/Counter 8 bit.
- 1 bộ Timer/Counter 16 bit.

- 1 bộ so sánh Analog.
- Bộ nhớ EEPROM.
- Giao tiếp USART.
b. Giới thiệu về họ vi điều khiển Atmega32L
20
Hình 1 : Sơ đồ chân ATEMEGA32L.

21
có đầy đủ tính năng của họ AVR, về giá thành so với các loại khác thì giá
thành vừa phải khi nghiên cứu và làm các công việc ứng dụng tới vi điều khiển.
c. Tính năng
- Bộ nhớ 16K(flash), 512 byte (EEPROM), 1 K (SRAM).
- Đóng vỏ 40 chân , trong đó có 32 chân vào ra dữ liệu chia làm 4 PORT
A,B,C,D. Các chân này đều có chế độ pull_up resistors.
- Giao tiếp SPI. - Giao diện I2C. - Có 8 kênh ADC 10 bit.
- 1 bộ so sánh analog.
- 4 kênh PWM.
22
- 2 bộ Timer/Counter 8 bit, 1 bộ Timer/Counter 16 bit.
- 1 bộ định thời Watchdog.
- 1 bộ truyền nhận UART lập trình được.
d. Mô tả các chân:
- V
cc
và GND: Cấp nguồn cho vi điều khiển hoạt động.
- Reset: chân reset cứng khởi động lại mọi hoạt động của hệ thống.
- XTAL1, XTAL2: Tạo bộ dao động ngoài cho vi điều khiển, các chân này
được nối với thạch anh (hay sử dụng loại 8M, 11.0592M hoặc 12M), tụ
gốm (22p, 28p…).
- V

ref
: Thường nối lên 5V (V
cc
), khi sử dụng bộ ADC thì chân này được sử
dụng làm điện thế so sánh, khi đó phải cấp cho nó điện áp cố định.
- Chân A
vcc
: Thường được nối lên V
cc
nhưng khi sử dụng bộ ADC thì chân
này được nối qua 1 cuộn cảm lên V
cc
với mục đích ổn định điện áp cho bộ biến
đổi.
2. Khối nguồn :
Khối nguồn có vai trò rất quan trọng, ảnh hưởng rất lớn tới tính ổn định của
hệ thống, nó cung cấp điện áp ra ổn định ở mức 5V để cung cấp cho các vi mạch
số.
a. Mạch nguyên lý :
b.Phân tích
-Diot D
3
có tác dụng ngăn dòng xoay chiều, cho dòng một chiều đi qua.
-Các tụ điện có tác dụng san phẳng điện áp sau chỉnh lưu.
-LM7805 là IC ổn áp cho điện áp ra là +5V, nó chỉ có tác dụng ổn áp khi
điện áp vào lớn hơn điện áp ra.
23
3. Khối điều khiển :
a. Mạch nguyên lý :
b.Phân tích:

Tụ điện ở chân Reset có tác dụng xác định thời gian khởi động lại cho chip,
giá trị tụ càng cao thì thời gian reset càng lâu, chip sẽ hoạt động sau khoảng thời
gian lâu hơn.
Khối program để nạp chương trình vào cho ATMEGA 32, thạch anh được
sử dụng có tần số 11.0592Mhz.
Khối LCD hiển thị các thông tin lên màn hình nhỏ từ AVR. Có 4 PORT
A,B,C,D vừa có thể là đầu vào, vừa có thể là đầu ra tùy theo cách khai báo. Do
robot sử dụng 5 động cơ, và mỗi động cơ cần có 2 chân điều khiển (một chân
kích relay đảo chiều, một chân kích IRF cho động cơ hoạt động), do đó 10 chân
của vi điều khiển AVR được sử dụng để điều khiển đông cơ.
Để điều khiển tốc độ động cơ được như mong muốn ta sử dụng phương
pháp PWM (điều chế độ rộng xung). Do vi điều khiển phần cứng chỉ có 3 chế độ
24
PWM, đo đó để điều khiển được tốc độ cho 5 động cơ của robot, trong thiết kế
này đã phải sử dụng chế độ PWM mềm.
4. Mạch nạp :
Hình 4: Mạch nạp Kanda system STK200/+300
Phân tích
Đây là mạch SPI đơn giản, đấu nối mạch qua cổng LPT của máy tính. IC
74LS 244 có tác dụng làm IC đệm để bảo vệ cổng máy in. Các chân ra MOSI,
MISO, CLK, RESET, V
CC
, GND được nối trực tiếp tương ứng vào các chân của
AVR. Ta cần cấp nguồn +5V để cho IC 74LS244 hoạt động.
5. Khối LCD hiển thị :
25