Thiết kế MÔ HÌNH HÓA VÀ MÔ PHỎNG HỆ THỐNG Robot được điều khiển từ xa

PHẦN I

1


Muc Lục

LỜI NÓI ĐẦU

2


Thế kỷ 20, thế kỷ của sự phát triển vượt bậc của nhân loại cả về cả kinh tế lẫn
khoa học kỹ thuật. Ngày nay, Robot không còn là cái gì đó quá xa lạ với mọi người.
Chúng là sự kết tinh những thành tựu to lớn về khoa học kỹ thuật của nhân loại. Sản
xuất Robot là nghành công nghiệp trị giá hàng tỉ USD và ngày càng phát triển mạnh.
Robot có thể di chuyển với tốc độ và độ chính xác cao để có thể thực hiện những động
tác lặp đi lặp lại như hàn hay sơn. Robot cũng được ứng dụng rộng rãi trong các ngành
công nghiệp, y tế, nghiên cứu khoa học, giải trí và phục vụ đời sống con người. Kéo
theo đó là những yêu cầu về những thế hệ robot thông minh, linh hoạt có kỹ năng lao
động như con người. Trong các họ Robot, chúng ta không thể không nhắc tới loại
Mobile Robot với những đặc thù riêng mà các loại Robot khác không có. Các tay máy
cố định chỉ hoạt động trong một không gian bị giới hạn quanh vị trí của nó. Ngược lại,
Mobile Robot có thể di chuyển, do đó nó có không gian làm việc rất lớn. Cho đến nay,
nó đã dần khẳng định vai trò không thể thiếu trong nhiều lĩnh vực, thu hút được rất
nhiều sự quan tâm và đầu tư nghiên cứu. Mobile Robot cũng có thể phân chia thành
nhiều chủng loại, dựa theo cách thức vận hành ( Mobile Robot dùng bánh, dùng chân,
dùng xích).

PHẦN II

3


CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG

1.1 Giới thiệu chung

Ngày nay, Robotic đã đạt được những thành tựu to lớn trong nền sản xuấtcông
nghiệp. Những cánh tay robot có khả năng làm việc với tốc độ cao, chính xácvà làm
tăng năng suất lao động lên nhiều lần. Chúng có thể làm việc trong các môi trường độc
hại như hàn, phun sơn, các nhà máy hạt nhân, hay lắp ráp các linh kiệnđiện tử với độ
chính xác cao tạo nên các thiết bị tinh vi như điện thoại, máy tính,…Tuy nhiên những
robot này có một hạn chế chung đó là hạn chế về không gian làm việc. Không gian
làm việc của chúng bị giới hạn bởi số bậc tự do tay máy và vị trígắn chúng. Ngược lại,
các Robot tự hành lại có khả năng hoạt động một cách linhhoạt trong các môi trường
khác nhau. Robot tự hành hay robot di động được định nghĩa là loại xe robot có khả
năng tự dịch chuyển, tự hoạt động (có thể lập trình lại được) dưới sự điều khiển tự
động để thực thi nhiệm vụ. Với những cảm biến, chúng có khả năng nhận biết về môi
trường xung quanh. Robot tự hành ngày càng có nhiều ý nghĩa trong các ngành công
nghiệp, thương mại, y tế, các ứng dụng khoa học và phục vụ đời sống của con người.
Với sự phát triển của ngành Robotic, robot tự hành ngày càng có khả năng hoạt động
trong các môi trường khác nhau, tùy mỗi lĩnh vực áp dụng mà chúng có nhiều loại
khác nhau như robot sơn, robot hàn, robot cắt cỏ, robot thám hiểm đại dương, robot
làm việc ngoài vũ trụ. Cùng với các yêu cầu thực tế ngày càng cao,robot tự hành tiếp
tục đưa ra những thách thức mới cho các nhà nghiên cứu.
1.2 Các vấn đề đặt ra
- Robot được điều khiển từ xa, khả năng mở rộng nhiều. Giá thành vật liệu thấp nhưng
vẫn phải đảm bảo chất lượng.
-Vì robot được điều khiển từ xa(RF) nên khả năng bị nhiễu sóng, phải hạn chế sự
nhiễu sóng đó.

-Tăng tính cơ động cho robot trong nhiều trường hợp có thể cải tiến thêm để tăng sự
thích nghi với yêu cầu đặt ra
-Robot phải cân đối được điều khiển dễ dàng, đòi hỏi thiết kế hệ thống cơ khi phải
chính xác, đồng đều.
1.3 Mục đích nghiên cứu đề tài
-Cũng cố kiến thức đã học.
4


-Ứng dụng lý thuyết vào thực tiễn nhằm giải quyết một vấn đề cụ thể.
-Nâng cao trình độ chuyên môn, cũng như kiến thức của người nghiên cứu.
-Rèn luyện thói quen tích cực nghiên cứu, làm việc nghiêm túc trong suy nghĩ và độc
lập.
-Giới thiệu một trong những ứng dụng hay của sóng RF vào thực tiễn.
-Trong thời gian thực hiện sẽ xảy ra những khó khăn, điều đó dòi hỏi sinh viên phải
rèn luyện tính kiên nhẫn vượt qua khó khăn.
1.4 Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp thiết kế trải qua các bước sau:
Đặt vấn đề và
tìm hiểu nhu
cầu

Giải quyết vấn
đề và lựa chọn
phương án

Thiết kế bộ
phận và chọn
phương án tốt

Thiết kế chi tiết

Để hoàn thành đề tài, nhóm đã áp dụng kiến thức chuyên ngành cơ điện tử và kiến
thức liên ngành như: Cơ khí, điện-điện tử, công nghệ thông tin và hệ thống điều khiển.
Cùng các tài liệu trên mạng internet, tham khảo các đồ án anh chị khóa trước, đặt ra
các câu hỏi về các vấn đề đó và trả lời câu hỏi để chọn ra phương án thực hiện tốt nhất.

5


CHƯƠNG II: TỔNG QUAN MOBILE ROBOT ĐIỀU KHIỂN BẰNG SÓNG RF

2.1. Giới thiệu điều khiển từ xa
Ít người biết rằng những chiếc điều khiển trên thế giới được ra đời nhằm mục đích
phục vụ cho chiến tranh. Các loại điều khiển từ xa bằng sóng vô tuyến xuất hiện vào
chiến tranh thế giới thứ I nhằm hướng dẫn các tàu hải quân Đức đâm vào tàu của Đồng
Minh.
Đến chiến tranh thế giới thứ II, điều khiển từ xa dùng để kich nổ những quả bom.
Sau chiến tranh, công nghệ tuyệt vời của chúng tiếp tục được cải tiến để phục vụ đắc
lực trong đời sống con người. Và đến nay, có thể nói, gần như ai cũng đã từng sử dụng
điều khiển từ xa để điều khiển một thiết bị nào đó.
Ban đầu, người ta dùng điều khiển từ xa sử dụng công nghệ tần số vô tuyến
RF(Radio Frequency) và sau đó bắt đầu ứng dụng công nghệ hồng ngoại IR(Infrared
Remote) vào điều khiển từ xa. Hiện nay, trong đời sống chúng ta đang sử dụng hai loại
điều khiển từ xa này.
2.2. Tổng quan về sóng RF
Trong một phiên truyền thông, vì tận cùng bản chất của dữ liệu là bao gồm các bit
0 và 1, bên phát dữ liệu cần có một cách thức để gửi các bit 0 và 1 để gửi cho bên
nhận. Một tín hiệu xoay chiều hay một chiều tự nó sẽ không thực hiện tác vụ này. Tuy
nhiên, nếu một tín hiệu có thay đổi và dao động, dù chỉ một ít, sự thay đổi này sẽ giúp

phân biệt bit 0 và bit 1. Lúc đó, dữ liệu cần truyền sẽ có thể gửi và nhận thành công
dựa vào chính sự thay đổi của tín hiệu. Dạng tín hiệu đã điều chế này còn được gọi là
sóng mang (carrier signal). Có ba thành phần của dạng sóng có thể thay đổi để tạo ra
sóng mang, đó là biên độ, tần số và pha. Tất cả các dạng truyền thông dùng sóng vô
tuyến đều dùng vài dạng điều chế để truyền dữ liệu. Để mã hóa dữ liệu vào trong một
tín hiệu gửi qua sóng AM/FM, điện thoại di động, truyền hình vệ tinh, ta phải thực
hiện một vài kiểu điều chế trong sóng vô tuyến đang truyền.
2.2.1. Biên độ và bước sóng
Truyền thông vô tuyến bắt đầu khi các sóng vô tuyến được tạo ra từ một máy phát và
gửi đến máy nhận ở một vị trí khác. Sóng vô tuyến tương tự như các cơn sóng mà bạn
hay gặp ở biển, hồ, sông, suối. Sóng có hai thành phần chính: biên độ và bước sóng.
- Biên độ là chiều cao, độ mạnh hoặc công suất của sóng
- Bước sóng là khoảng cách giữa hai điểm tương tự trên hai đỉnh sóng liên tiếp.
- Biên độ và tần số cả hai đều là các thuộc tính của sóng.

6


Hình 2.1 Dạng sóng điện từ

2.2.2. Bức xạ điện từ
Đầu tiên ta xét đến sóng điện từ. Bức xạ điện từ bao gồm sóng radio, vi ba, hồng
ngoại, ánh sáng khả kiến, tia cực tím, tia X, và tia gamma. Tất cả chúng đều truyền đi
với vận tốc ánh sáng là c = 3x108 m/s và tạo ra phổ điện từ. Sự khác nhau giữa các
loại sóng điện từ này phụ thuộc vào bước sóng của mỗi thứ và chính cái gọi là bước
sóng này liên quan trực tiếp đến năng lượng của sóng (bước sóng càng nhỏ thì năng
lượng càng cao).
2.2.3. Pha
Pha là một thuật ngữ mang tính tương đối. Nó chỉ ra mối quan hệ giữa hai sóng có
cùng tần số. Để xác định pha, bước sóng được chia thành 360 phần, được gọi là độ.

2.3. Các phương thức điều chế
Để dữ liệu có thể được truyền, tín hiệu phải được xử lý sao cho bên máy nhận có cách
để phân biệt bit 0 và 1. Phương pháp xử lý tín hiệu sao cho nó tượng trưng cho nhiều
mẫu dữ liệu được gọi là điều chế. Phương thức này sẽ biến tín hiệu vào trong sóng
mang. Phương thức này mã hóa dữ liệu sao cho nó có thể truyền. Có ba kiểu điều chế:
điều biên, điều tần và điều pha.
2.4. Mã hóa bit
Mã hóa bit là quá trình chuyển đổi dãy bit (1- 0) sang một tín hiệu thích hợp để có thể
truyền dẫn trong môi trường vật lý. Việc chuyển đổi này chính là sử dụng một tham số
thông tin thích hợp để mã hóa dãy bit cần truyền tải. Các tham số thông tin có thể được
chứa đựng trong biên độ, tần số, pha hoặc sườn xung, v.v... Sự thích hợp ở đây phải
được đánh giá dựa theo các yêu cầu kỹ thuật như khả năng chống nhiểu cũng như gây
nhiểu, khả năng đồng bộ hóa và triệt tiêu dòng một chiều.
7


2.4.1. Các phương pháp mã hóa tín hiệu
Việc tạo mã để có tín hiệu trên các hệ thống số có thể thực hiện một cách đơn giản là
gán một giá trị điện thế cho một trạng thái logic và một giá trị khác cho mức logic còn
lại. Tuy nhiên để sử dụng mã một cách có hiệu quả, việc tạo mã phải dựa vào một số
tính chất sau.(Phổ tần của tín hiệu, sự đồng bộ, khả năng dò sai, tính miễn nhiễu và
giao thoa, mức độ phức tạp và giá thành của hệ thống).
2.4.2. Các dạng mã phổ biến
Dưới đây giới thiệu một số dạng mã thông dụng và được sử dụng cho các mục đích
khác nhau tùy vào các yêu cầu cụ thể về các tính chất nói trên hình

Hình 2.2Các kiểu mã hóa thông dụng
2. 5. Giới thiệu về mã Manchester
Mã hóa Manchester là một phương pháp mã hóa các bit dữ liệu sử dụng trong việc
truyền các tín hiệu dạng số. Đây là phương pháp mã hóa các bit dữ liệu 1,0 thành các

chuổi tín hiệu có mức tín hiệu thay đổi liên tục dù dãy bit dữ liệu là 1 hoặc 0 liên tiếp.
Do đó, ưu điểm của mã hóa Manchester là dễ dàng tạo sự tự đồng bộ giữa bên phát và
bên nhận. Trong lĩnh vực truyền thông điều khiển sử dụng vi điều khiển, mã
Manchester dễ thực hiện để lập trình cùng với khả năng phát hiện lỗi khi phát hiện có
vi phạm mã. Đây là phương pháp sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực truyền thông vô
tuyến, hữu tuyến, Ethernet,…
8


2.6 Linh kiện sử dụng
2.6.1 Vi điều khiển PIC 16F877A

Hình 2.3Sơ đồ chân VĐK Pic16F877A
Dựa trên yêu cầu về chức năng và tốc độ xử lí nhóm đã lựa chon vi điều khiển
PIC 16F877A của hãng Microchip sản xuất, với một số chức năng và thông số cơ bản
sau:
-

Sử dụng công nghệ tích hợp RISC CPU.
Người sử dụng có thể lập trình với 35 câu lệnh cơ bản.
Tất cả câu lệnh thực hiện trong một chu kỳ lệnh, ngoại trừ một số câu lệnh rẽ nhánh
thực hiện trong 2 chu kỳ lệnh.
Tốc độ hoạt động xung đồng hồ là 20MHZ.
Bộ nhớ hoạt động là flash 8k x14 words.
Bộ nhớ RAM 368x8 bytes.
Bộ nhớ EFPROM 256x8 bytes.
Khả năng ngắt lên đến 14 ngắt trong và ngắt ngoài.
Ngăn nhớ Stack được phân chia làm 8 mức.
Truy cập bộ nhớ bằng địa chỉ trực tiếp hoặc gián tiếp.
Nguồn khởi động (POR).

Bộ tạo xung (PWRT) và bộ tạo dao động (OST).
Bộ đếm thời gian (WDT) với nguồn dao động trên chíp (nguồn dao động RC) hoạt
động đáng tin cậy.
9


-

-

Có mã chương trình bảo vệ.
Phương thức cất giữ SLEEP.
Có bảng lựa chọn dao động.
Công nghệ CMOS FLASH/EFPRO nguồn mức thấp tốc độ cao.
Thiết kế hoàn toàn tĩnh.
Mạch chương trình nối tiếp có 2 chân.
Mạch xử lý đọc ghi tới bộ nhớ chương trình.
Dải điện thế hoạt động 2.0 đến 5.5V.
Nguồn điện sử dụng 25mA.
Dãy nhiệt độ công nghiệp và thuận lợi.
Công suất tiêu thụ thấp.
TIMER0: 8 bits của bộ định thời, bộ đếm với hệ số tỉ lệ trước.
TIMER1: 16 bits của bộ định thời, bộ đếm với hệ số tỉ lệ trước, có khả năng tăng trong
khi ở chế độ sleep qua xung đồng hồ được cung cấp bên ngoài.
TIMER2: 8 bits của bộ định thời, bộ đếm với 8 bits của hệ số tỉ lệ trước, hệ số tỉ lệ
sau.
Chân 13, 14 là các chân kết nối với thạch anh tạo dao động cho chip. Ta mắc thêm
vào 2 tụ điện có điện dung =33pF để tăng độ ổn định cho dao động thạch anh.
PORTB vì PORTB lúc này đóng vai trò là ngõ xuất nên các thanh ghi TRISB trong
chíp phải được đặt giá trị logic 1 (Nếu ta đặt ngõ B là ngõ nhập thì ta phải đặt giá trị

logic 0).
VDD: Là điện áp cấp nguồn cho vi điều khiển, nguồn điện cấp là 5V.
GND: Là chân nối mass khi sử dụng cần thiết kế một mạch ổn áp để bảo vệ cho vi
điều khiển , thường sử dụng IC ổn áp 7805.
PORTA: Có 6 pin từ chân 2 đến chân 7.
PORTB: Có 8 chân từ 34 đến 40, ngoài chức năng làm cổng xuất nhập còn có thêm
một số chức năng phụ khác.
PORTC, PORTE: Tương tự như PORTB.
Chân Reset (MCLR): Ngõ vào ở chân 1 dùng để thiết lập điều kiện đầu chovi điều
khiển.
OSC1, OSC2: Hai chân này được sử dụng để nhận nguồn xung clock từ bênngoài cụ
thể là từ thạch anh dao động.
Các chân RC3, RC4 dùng để kết I2C.
Các chân RC6, RC7 là chân kết nối RS232.
• Giao tiếp UART trong PIC 16F877A.
Trong PIC16F877A có tất cả năm thanh ghi cho quá trình điều khiển UART: Bao gồm
hai thanh ghi chức năng TXSTA, RCSTA, hai thanh ghi dữ liệu RCREG và TXREG.
Thanh ghi tốc độ baund SPBRG .Trong PIC16F877A có hai chế độ truyền High speed
và Low speed được quy định bởi Bit BRGH của thanh ghi TXSTA. Việc phân chia hai
mức tốc độ này để có sự chọn lựa cho trường hợp sai số với tốc độ baud chuẩn của PC:
Mà trong PC có các mức chuẩn: 300, 2400, 9600, 19200, 28800
Trong PIC16F877A có nhiều chế độ truyền nhận khác nhau: Chế độ truyền nhận dùng
bit 9 để định chẵn lẻ, hay cho mạng vi điều khiển một master và nhiều slave. Và chế
10


-

-

độ chuyền đồng bộ ứng dụng cho việc giao tiếp với A/D, D/A hay với các EEPRO.
Các chế độ này sẽ được thiết lập bởi các bit trong thanh ghi TXSTA, và TCSTA.
Quá trình nhận dữ liệu: Trong PIC16F877A để nhận biết được dữ liệu truyền tới
người ta dùng bit cờ RCIF trong thanh ghi PIR1. Như vậy khi thanh ghi đệm dữ liệu
chứa dữ liệu thì RCIF sẽ được đưa lên 1 và chính cờ này cho phép PIC16F877A có hai
phương thức để nhận biết lúc nào có dữ liệu truyền tới. Sử dụng ngắt và sử dụng kiểu
Polling (quay vòng).
Quá trình truyền dữ liệu: Trong quá trình truyền dữ liệu cũng có hai chế độ sử dụng
ngắt và Polling , tuy nhiên quá trình truyền dữ liệu lên PC không phải là thời diểm bất
kỳ mà dặt dưới sự kiểm soát của chương trình cho nên người ta thưòng sử dụng kiểu
polling khi cần truyền thì truyền đi.
2.6.2 Cơ cấu chấp hành
Động cơ DC cũng là một cơ cấu chấp hành cơ-điện, biến năng lượng điện thành
các chuyển động cơ học. Động cơ DC hoạt động được dựa trên 2 định luật Loren và
Faraday. Cấu tạo của động cơ DC gồm phần ứng, phần kích từ, chổi than và cổ góp.
Có 5 loại động cơ DC là : động cơ kích từ nối tiếp, động cơ kích từ song song, động cơ
kích từ hỗn hợp, động cơ kích từ độc lập và động cơ nam châm vĩnh cửu.

Hình 2.4 Cấu tạo và hình ảnh thực tế động cơ DC
Các trạng hoạt động của động cơ DC khá đơn giản, phân tích dựa trên đường đặc tính
cơ của động cơ. Gồm các trạng thái khởi động và trạng thái hãm. Do đường đặc tính
cơ là một đường thẳng, nên việc phân tích sự phụ thuộc của momen và vận tốc của
động cơ ở các trạng thái đơn giản.
11


Hình 2.5 Đường đặc tính động cơ DC
2.6.3 Mạch công suất
Với đề tài này nhóm đã chọn 2 động cơ dc 24v với công suất nhỏ, để thuận lợi
cho việc điều khiển nhóm chọn module L298 để điểu khiển động cơ.

Hình 2.6 Modul L298Dual H-Bridge

Dual H-Bridge Module sử dụng IC ST L298N tích hợp nguyên khối 15-pin kiểu
Multiwatt, điện áp và dòng tải cao, được thiết kế để chấp nhận mức điện áp logic tiêu
chuẩn TTL và tải điện cảm như Solenoids, 2 động cơ DC hoặc 1 động cơ bước dây.
Hai Enable inputs cho phép kích hoạt (enable) hoặc vô hiệu hóa (disable) các thiết bị
độc lập của tín hiệu đầu vào. Cực E của các Transistor dưới của mỗi cầu được nối với
nhau và đưa ra bên ngoài (chân SENSE A và SENSE B) để có thể nối với một điện trở
để có thể cung cấp một nguồn đầu vào bổ sung để logic làm việc với điện áp thấp hơn
Tham số sản phầm:
-

Sử dụng L298 gồm 2 mạch cầu H điều khiển động cơ DC.
12


-

Điện áp cung cấp: +5V đến +35V.

-

Dòng điện tối đa: 2A.

-

Dòng tiêu thụ 0 ~ 36mA.

-

Tin hiệu điều khiển điện áp đầuvào:

-

Mức độ thấp: 0,3
-

Cao: 2.3V
-

Điện năng tiêu thụ tối đa: 20W( nhiệt độ T=75oC).

-

Nhiệt độ hoạt động -25oC~130oC.

-

Kích thước 55mm * 49 mm *33mm.

-

Trọng lượng: 33g.
2.6.4 Modul thu phát RF PT2262 và PT2272
Trước khi ghĩ đến việc mở rộng các ứng dụng của sóng điện từ trong viễn khiển,
chúng ta hãy tìm hiểu kỹ hơn về hai ic chuyên dùng trong điều khiển từ xa, icPT2262
dùng để tạo mã lệnh và icPT2272 dùng để giải mã. Ngày nay người ta ché tạo rất

nhiều các cặp ic, một con dùng bên phát một con dùng bên nhận.

Hình 2.7 Sơ đồ chân IC 2262
IC PT2262 có nhiều nhóm, nhiều phiên bản, hình vẽ cho thấy có nhóm 18 chân và
nhóm 20 chân, theo tên ghi trên các chân của IC chúng ta hiểu công dụng của từng
chân như sau:
Chân cuối của hàng dưới nối masse và chân cuối của hàng trên nối với nguồn Vcc
từ 4V – 15V. Trên chân OSC1 và OSC2 dùng gắn điện trở R để định tần cho xung
nhịp, dùng tạo ra các mã lệnh. Tần số xung nhịp phải lấy tương thích giữa bên thu và
bên nhận.
Các chân A0 – A5 dùng nhập mã địa chỉ, trên mỗi chân có 3 trạng thái, cho nối
masse la bit 0, nối vào nguồn là bit 1 và bỏ trống là bit f.
Các chân A6/D0 – A11/D5 có thể dùng như các chân địa chỉ từ A6 đến A11, nhưng
khi dùng dữ liệu như chân data thì xác lập theo mức 0 và mức 1, chỉ có hai trạng thái.
13


Chân TE dùng cho nhóm xuất xung mã lệnh, nó có tác dụng ở mức thấp. Nghĩa là
khi chân này ở mức thấp, nó sẽ cho xuất ra xung mã lệnh trện chân Dout.
Chân Dout là chân ngã ra cua nhóm tín hiệu mã lệnh, các tín hiệu mã lệnh đều ở
dạng xung, nghĩa là lúc ở mức thấp, lúc ở mức cao.
a, Giải mã PT2272
Chúng ta biết khi phát lệnh ra từ IC PT2262, nhóm xung mã lệnh này sẽ đưa vào IC
PT 2272 để được giải mã tạo ra tín hiệu để điều khiển thiết bị. Chúng ta Hãy tìm hiểu
hoạt động bên trong cua IC PT2272.

Hình 2.8 Cấu trúc IC PT2272
Từ sơ đò khối chức năng chúng ta thấy hoạt động của IC PT2272 sẽ như sau:
Chân OSC1 và OSC 2 dùng gắn thạch anh để định tần cho xung nhịp, xung nhịp này
cần thiết cho hoạt động của IC. Các chân địa chỉ là A0 đến A5 và chân địa chi dữ liệu

là A6/D5 đến A11/D0. Trạng thái bit trên các chân này dùng để xác lập mã lệnh cho
việc dò mã lệnh của bên phát. Chân ngõ vào là DIN, mã lệnh, nếu mã lệnh của bên
phát đúng với mã lệnh đã xác lập trong IC, nó sẽ đi qua 2 tầng khuếch đại dảo, tín hiệu
mã lệnh cho vào mạch computer logic để giò qua mạch output logic chờ xuất ra, khi
mạch dò xung đồng bộ Sychro Detect các nhận tín hiệu vào là chính xác, nó sẽ xuất
lệnh điều khiển lên chân VT.
b, Cách đặt mã lệnh
14


Hình 2.9 Sờ đồ chân đặt mã IC 2262 va IC 2272
Hình vẽ cho thấy các chân địa chỉ A0 đến A5 và chân dữ liệu D0 đến D5 bên IC
phát cà bên thu là giống nhau. Vậy nếu bạn chọn chân nối vào masse thì chân đó được
15


định là bit 0, nếu cho nối lên là đường nguồn thì chỉ định là bit 1 và nếu chân bỏ trống
thì xem là bit f. Chỉ khi mã lệnh của bên phát và bên thu được đặt giống nhau và tần số
xung nhịp phù hợp, lúc đó cặp IC này mới “hiểu nhau”, có tác dụng trong điều khiển,
nếu có khác nhau thì bên thu sẽ không nhận ra bên phát lệnh điều khiển VT theo lệnh
của bên phát.
2.6.5 LED đơn

Hình 2.10 LED đơn
-Tính chất
Tùy theo mức năng lượng giải phóng cao hay thấp mà bước sóng ánh sáng phát ra
khác nhau (tức màu sắc của LED sẽ khác nhau). Mức năng lượng (và màu sắc của
LED) hoàn toàn phụ thuộc vào cấu trúc năng lượng của các nguyên tử chất bán dẫn.
LED thường có điện thế phân cực thuận cao hơn điốt thông thường, trong khoảng 1,5
đến 3 V. Nhưng điện thế phân cực nghịch ở LED thì không cao. Do đó, LED rất dễ bị

hư hỏng do điện thế ngược gây ra.
-Ứng dụng
Đèn chiếu sáng sử dụng các LED phát ánh sáng trắng.
LED được dùng để làm bộ phận hiển thị trong các thiết bị điện, điện tử, đèn quảng
cáo, trang trí, đèn giao thông.
Có nghiên cứu về các loại LED có độ sáng tương đương với bóng đèn bằng khí neon.
Đèn chiếu sáng bằng LED được cho là có các ưu điểm như gọn nhẹ, bền, tiết kiệm
năng lượng.Các LED phát ra tia hồng ngoại được dùng trong các thiết bị điều khiển từ
xa cho đồ điện tử dân dụng.

16


CHƯƠNG III: MÔ HÌNH HÓA VÀ MÔ PHỎNG HỆ THỐNG
3.1 Mô hình hóa hệ thống cơ khí
1

- Thực hiện công việc trên phần mềm Solid Works.

2
14

3

4

13

5

12

6
9
111

15
16

8
17
100

Hình 3.1 mô hình hệ thống cơ khí
-Hộp điều khiển(thân xe):
1.tấm trên.
3.tấm sau.
13.tấm trái phải.
14.tấm trước.
16.tấm giưới.
– các tấm được ghép với nhau bằng bulong và đai ốc qua các lỗ khoan (2).
-Khung xe:
4. khung chữ V trái, phải.
5,6. bộ khung dao động.
10. trục dao động.
17

7

17.khung động cơ trái, phải.
-Các chi tiết khác:
7. động cơ.
9. ốc cố định ổ bi với khung V.
11.ổ bi(2).
12.bánh xe (4).
15. bulong-dai ốc cố định động cơ.
3.1.1 Chi tiết hệ thống
Yêu cầu đặt ra là các chi tiết được làm từ các vật liệu bền nhẹ như: nhôm, inox,…
Khi ghép nối các chi tiết với nhau phải đảm bảo chính xác, cân đối. Tư đó robot có thể
hoạt động chính xác và đạt hiểu quả cao.
a, Thân xe:

Hình 3.2 tấm giưới

18


Hình 3.3 tấm sau

Hình 3.4 tấm trên

19


Hình 3.5 tấm trước

Hình 3.6 tấm bên thân
b,Khung xe:

20


Hình 3.7 bộ khung xe

Hình 3.8 bộ khung thăng bằng khi robot vượt địa hình

21


3.2 hệ thống điều khiển
Các phần chính trong tập hợp các mạch phần cứng thuộc nội dung đồ án bao gồm:
-

Khối điều khiển trung tâm : Sử dụng vi điều khiển PIC
Khối thu, phát sóng: Sử dụng module thu phát sóng PT 2262 và 2272
Mạch công suất, điều khiển động cơ: Mạch cầu L298
Mạch nguồn 5V: Sử dụng IC 7805.

3.2.1 Chi tiết hệ thống điện điều khiển
a, Khối điều khiển trung tâm và hiển thị (KIT 16F877A)

3.10Khối vi điều khiển và hiển thị

b,Khối nguồn
Khối nguồn tạo ra dòng điện thế an toàn cung cấp cho toàn mạch. Dùng cho nguồn
12V nên dùng 1 diode để ngăn dòng một chiều đi qua và IC ổn áp 7805 để tạo ra
nguồn 5V cung cấp cho mạch.

22

Hình 3.11 Khối nguồn mạch điều khiển
c, Khối UART
Bao gồm bốn chân Jump ngoài cho phép ghép nối với cổng kết nối chuẩn nối tiếp
cho phép kết nối máy tính với vi điều khiển với chức năng các chân:
- Vcc cấp nguồn 5V.
- GND nối đất.
- Chân TX truyền dữ liệu từ máy tính xuống. kết nối với RC6.
- Chân RX nhận dữ liệu từ vi điều khiển truyền về máy tính kết nối với RC7.

Hình 3.15 Khối giao tiếp nối tiếp
d, Khối nạp chương trình

23


-

Nhóm sử dụng chuẩn nạp ICSP để nạp chương trình điều khiển cho PIC. Khối kết nối
mạch nạp sử dụng sáu jump ngoài. Chức năng các chân như sau:
Chân PGC: Tạo xung đồng bộ một chiều nối tiếp từ mạch nạp đến chip.
Chân PGD: Xung đồng bộ dữ liệu hai chiều.
Chân Vcc: Nguồn điện cấp cho Chip.
Chân MCLR: Khi được xác lập thông báo đưa chip vào trạng thái nạp dữ liệu.

e, Khối phát
Khối phát phát tín hiệu để cung cấp cho khối thu, dùng IC 2262 để tạo các mã lệnh
và sử dụng mdul phát RF 315MHz để truyền đi.

Hình 3.17 Khối tạo mã và phát sóng RF
24


f, Khối thu
Khối dùng để thu tín hiệu từ khối phát, sau đó qua IC 2272 để giải mã và đưa tín
hiệu về vi điều khiển.

Hình 3.18 Khối thu sóng và giải mã RF

g, Khối công suất L298

25