Thiết kế và chế tạo xe tự hành di chuyển bám vạch

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

...............................................................................................
...............................................................................................
...............................................................................................
...............................................................................................
...............................................................................................
...............................................................................................
...............................................................................................
...............................................................................................
...............................................................................................
...............................................................................................
...............................................................................................
...............................................................................................
...............................................................................................
...............................................................................................
...............................................................................................
...............................................................................................
...............................................................................................
...............................................................................................
...............................................................................................
...............................................................................................
...............................................................................................
...............................................................................................

1


LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay với sự phát triển của khoa học công nghệ, nhất là trong lĩnh vực

điều khiển và truyền thông, rất nhiều máy, hệ thống tự động thông minh ra đời, đã
làm thay đổi về mọi mặt cuộc sống của con người. Cụ thể trong công nghiệp là các
máy tự động, các trạm sản xuất linh hoạt, các nhà máy thông minh... Trong dân
dụng là các thiết bị phục vụ trong các gia đình như máy giặt, tủ lạnh, các hệ thống
bảo vệ, chiếu sáng tự động…. Trong trao đổi, mua bán cũng xuất hiện các thiết bị
tự động như các máy ATM, các máy thanh toán card, các máy bán cà phê….Với
những chiếc máy đó việc mua bán, trao đổi của con người trở lên thuận tiện hơn.
Trong báo cáo này, nhóm muốn đề cập đến một trong những chiếc máy tự động
ứng dụng trong giao thương, đó là máy bán hàng tự động.
Đề tài “Thiết kế và chế tạo xe tự hành di chuyển bám vạch” mà nhóm được
giao, thật sự là một thử thách, do nguyên lý hoạt động, kết cấu cơ khí, phương
pháp điều khiển của các máy loại này hoàn toàn xa lạ với các thành viên của
nhóm, các tài liệu về những chiếc máy này hoàn toàn không có. Nhưng chính
thách thức đó cũng là động lực để nhóm làm việc. Qua đề tài, các thành viên của
nhóm đã phát triển được nhiều kĩ năng như làm việc nhóm, cách tiếp cận với vấn
đề mới, cách giải quyết vấn đề…Hơn thế nữa trong quá trình làm đề tài, nhóm đã
vận dụng được những kiến thức đã học như thiết kế cơ khí, lập trình điều khiển,
thiết kế hệ thống… để giải một bài toán rất thực tế.
Để hoàn thành tốt đề này, trước tiên và trên hết, chúng con muốn cảm ơn bố
mẹ, cảm ơn bố mẹ đã sinh ra chúng con, đã nuôi dạy chúng con, hiểu chúng con,
ủng hộ chúng con. Bố mẹ cũng là động lực để chúng con phấn đấu.
Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy Lưu Vũ Hải và các thầy cô trong bộ
môn Cơ Điện Tử, cũng như các thầy cô trong khoa cơ khí đã giúp đỡ chúng em
trong thời gian làm đề tài. Và hơn nữa, cảm ơn thầy đã dìu dắt, trang bị kiến thức
cả chuyên môn lẫn cuộc sống cho chúng em trong bốn năm qua. Sau khi ra trường,
chúng em mong vẫn được thầy, và các thầy cô giúp đỡ, chỉ bảo.
Đồng thời nhóm cũng cảm ơn các bạn trong lớp CĐT2_K11 đã có những góp
ý quý báu cho nhóm. Và cảm ơn về tình bạn của các bạn.
Do thời gian có hạn nên cũng không thể tránh được những sai sót trong quá
trình làm đề tài. Nhóm mong được những ý kiến đóng góp của các thầy cô và các

bạn để có thể hoàn thiện đề tài tốt hơn.
Xin chân thành cảm ơn.
Hà Nội, ngày 10 tháng 06 năm 2012
Sinh viên thực hiện:
Trần Hồng Quân
Nguyễn Hữu Hoàng
Nguyễn Trọng Trung


MỤC LỤC
2.2.1 Giới thiệu sơ lược về vi điều khiển ATMEGA8...................................9
2.2.4 .Thanh ghi PORTx.................................................................................................................14
2.2.6: IC ĐỆM DÒNG ULN2803....................................................................................................17
2.2.7: TỔNG QUAN VỀ TEXT LCL.............................................................................................19
2.2.9 Động cơ bước .......................................................................................................................22

3.1.2.Các modun mạch................................................................................23
3.2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động.........................................................23
3.2.1 Mạch nguyên lý và mạch in..............................................................23
3.3 Phân tích các mạch Modul:......................................................................................................26
3.31 Modul tạo xung:.....................................................................................................................26
3.3.2 Modul Reset:..........................................................................................................................26
3.3.3 Modul Cảm biến:...................................................................................................................27
3.3.4 Mạch công suất .....................................................................................................................27
3.4.2.Code cho Vi Điều Khiền:......................................................................................................29
CHƯƠNG IV : KẾT LUẬN............................................................................................................34
4.1 Ưu-Nhươc điểm:.......................................................................................................................34


CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG

1.1. Giới thiệu chung
Xe tự hành (robot tự hành) là một thành phần có vai trò quan trọng trong
ngành robot học nói riêng và ngành cơ điện tử nói chung .Cũng với sự phát triển
mạnh mẽ của hệ thống Cơ điện tử ,robot tự hành được hoàn thiện và càng cho thấy
lợi ích của nó trong công nghiệp và sinh hoạt
Với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật cộng với nhu cầu của con người
càng cao tiềm năng ứng dụng của robot tự hành là hết sức rộng lớn .Có thể kể ra
một vài ứng dụng của xe tự hành như:
- Vận chuyển vật liệu hàng hóa trong các tòa nhà ,nhà máy ,cửa hàng ,sân bay ,thư
viện …
- Kiểm tra trong môi trường nguy hiểm khắc nhiệt như các nơi nhiễm khí độc
hại ,môi trường nước, các đường cống ngầm…
- Dùng trong các lĩnh vực quân sự ,da thám .canh gác…
- Phục vụ sinh hoạt gia đình ,hỗ trợ người khuyết tật…
Còn rất nhiều ứng dụng khác nữa của Xe tự hành và cũng còn những hạn chế
như chi phí chế tạo cao đã không cho phép chúng được sử dụng rộng rãi .một
nhược điểm của xe là còn thiếu linh hoạt và thích ứng khi làm việc ở những vị trí
khác nhau.
Có nhiều loại và kiểu dáng xe tự hành khác nhau ,nhưng với khả năng của
nhóm ,nhóm đã đạt ra nhiệm vụ thiết kế và chế tạo xe đơn giản di chuyển trên địa
hình phẳng với kết cấu cơ khí vững chắc ,chạy ổn định .
1.2. Các vấn đề đặt ra
- Đây là một đề tài có nhiều ý tưởng những suy nghĩ về xe tự hành phong phú ,khi
được giao đề tài chúng em gặp một số khó khăn:
- Tìm động cơ phù hợp với xe là tương đối khó .
- Khi làm cơ khí chúng em tính được gia công cơ khí là rất khó khăn nên xe tự
hành hoàn toàn làm bằng tay dẫn dến độ chính xác không cao.
- Kinh phí thực hiện đề tài là không nhỏ với chúng em .
1.3. Phương pháp nghiên cứu
Từ nhiệm vụ đặt ra và thực tế bên ngoài ,chúng em đã có những bước làm cụ

thể để hoàn thành đề tài như sau:
- Tích cực tra cứu thông tin ,tìm tài liệu liên quan đến những gì phải dùng qua
internet ,qua những cuốn sách liên quan đến đề tài tìm đồ án công trình nghiên cứu
về xe tự hành …
- Liên tục gặp thầy giáo hướng dẫn để có được những góp ý của thầy ,sau đó
kết hợp với ý tưởng của nhóm để có một ý tưởng hoàn chỉnh .
- Phân công công việc cho từng người trong nhóm nhưng vẫn có sự hỗ trợ lẫn
nhau
- Thiết kế cơ khí ,vẽ mạch điều khiển ,tính toán các linh kiện cần mua.
- Liên hệ với công ty để đặt hàng các linh kiện ,đòng thời đi tìm kiếm những
thứ có sẵn trên thị trường ,mua đầy đủ những đồ cần thiết
- Khi có đủ đồ ,tiến hành chế tạo cơ khí ,đi đặt mạch in ,test thử cẩn thận .


1.4. Phạm vi và giới hạn của nghiên cứu
- Xe tự hành rất đa dạng và nhiều ý tưởng khác nhau .Tuy nhiên trong phạm vi đề
tài tốt nghiệp ,với những giới hạn về thời gian ,tài chính và tầm hiểu hiểu biết
nhóm chỉ chế tạo Xe tự hành với khả năng như sau:
- Đề tài chỉ nghiên cứu loại xe tự hành có bánh xe và di chuyển trên địa hình phẳng
,di chuyển bám theo vạch.
- Dùng cảm biến để dò đường .
- Vật liệu chế tạo đơn giản ,dễ tìm ngoài thị trường .
CHƯƠNG II TỔNG QUAN VỀ XE TỰ HÀNH DI CHUYỂN BÁM VẠCH
2.1. Xe tự hành di chuyển bám vạch

“Xe tự hành di chuyển bám vạch” có những đặc điểm sau :
- Xe di chuyển bám theo vạch màu đen đã được thiêt kế sẵn .
- Xe dùng chip ATMEGA8(họ AVR) là vi điều khiển của xe .
- 6 con cảm biến thu phát để dò đường .
- Xe được nhóm em chế tạo bằng các vật liệu đơn giản như tôn ,tấm nhôm,được

bắn với nhau bởi vít
Dưới đây là một số loại xe tự hành :

Hình 1


Hình 2

Hình 3:Xe tự hành tự biết tránh các vật cản bằng song siêu âm.
Sau những tham khảo ,cũng như sự góp ý của thầy giáo hướng dẫn ,nhóm đã tìm
ra hướng và hình dáng xe tự hành phù hợp với yêu cầu và vừa sức của nhóm:


Hình 4
- Xe có thể trở tối đa 3 kg
- Một số bộ phận mô phỏng của xe :

Hình 5: Bánh xe nhỏ phía trước hướng xe chuyển động .

Hình6:Động cơ quay .


Hình 7:Thân xe :gồm phần đầu xe ,và phần đựng hàng có thể tối đa 3 kg.

Hình 8:Mạch điện mô phỏng nằm trên thân xe cạnh giá để hàng .

Hình 9:Chốt


Hình 10: Mô phỏng Rôbot

Hình 10: Xe tự hành di chuyển bám vạch(thực tế)

2.2 Sơ lược về xe tự hành di chuyển bám vạch của nhóm
2.2.1 Giới thiệu sơ lược về vi điều khiển ATMEGA8
1.Giới thiệu về đặc tính kĩ thuật:
• ATMEGA8 là một con vi điều khiển thuộc dòng Mega AVR của hãng
ATMEL .Dòng vi điều khiển này có tính năng nổi trội là:
- Rất tích kiệm năng lượng ,hiệu suất cao
- CPU có cấu trúc RISC ,có 130 câu lệnh hầu hết được thực hiện trong một
chu kỳ xung clock
- 32 thanh ghi đa dụng
- Tốc độ tốt đa lên tới 16 MIPS với thạch anh 16 MHz
- Bộ nhớ phân đoạn ,có độ bền cao ,không dễ bay hơi
- Có 8 Kb ,bộ nhớ Flash lập trình ISP.
- 512 bytes EEPROM .
- 1Kb SRAM
- Chu kì ghi xóa 10000 lần cho bộ nhớ flash ROM và 10000 lần cho
EEPROM
- Dữ liệu không bị mất sau 20 năm (ở 850ºC) và 100 năm (ở 250ºC)
- Có tính năng bảo mật


• Tính năng ngoại vi
- 2 bộ timer /counter 8 bit ,một bộ so sánh
- 1 bộ timer /counter 16 bit
- Bộ đếm thời gian thực với dao động riêng
- 3 kênh PWM
- 6 kênh ADC 10 bits cho kiểu vỏ PDIP ,và 8 kênh ADC 10 bit cho kiểu vỏ
TQEP.

- Giao tiếp nối tiếp với TWI
- Lập trình nối tiếp USART ,giao tiếp nối tiếp SPI master/slave .
- Bộ so sánh Analog on –chip
• Tính năng đặc biệt ATMega 8
- Hiệu chuẩn bộ dao động RC nội
- Bộ nguồn ngắt ngoài và bên trong
- 5 chế độ sleep :Idle ,giảm chiều ADC ,tiết kiệm năng lượng ,chế độ chờ
• Đóng gói và I/O
- 23 ngõ vào /ra khả trình
- Được đóng gói trong 28 chân kiểu vỏ PDIP
- Điện áp hoạt động
2,7 – 5,5 V (ATMega 8L)
4,5 – 5,5 V(ATMega 8)
• Tần số hoạt 0 – 8 MHz (ATMega8L)
0 – 16 MHz (ATMega8) động

Hình 11: Sơ đồ chân VĐK ATMega8


Hình1 2: Sơ đồ khối ATMEGA8
• 2IC 7805 : chuyển đổi điện áp ( từ 12 V – 5 V),

Hình 13:hình ảnh IC7805


• Opto :nhiệm vụ cách ly giữa nguồi công suất và nguồn vi điều khiển
(Vì động cơ vừa thu điện thế lại vừa phát điện thế nên sẽ gây nhiễu =>
chíp bị ảnh hưởng vậy ta dùng opto để tránh không cho 2 nguồn tiếp xúc
với nhau)

Hình 14:hình ảnh opto
• Rơle (có 1 cuộn hút )

Hình 15:Rơ le
Có chức năng đảo chiều động cơ
• Có 2 con tụ điện (một ổn định đầu vào ,1 ổn định đầu ra )
• Mosfet IRF 540

Hình 16:Hình ảnh IRF 540
Mosfet có khả năng đóng mở dòng cho động cơ


• Cảm biến quang trở (6)

Hình 17:Hình ảnh quang trở.
Cảm biến thu khi có cường độ ánh sang thay đổi vào nó dẫn đến giá trị
điện áp trả ra ,tùy vào cường độ ánh sáng chiếu vào .
2.2.2 Cấu trúc Port xuất nhập.

Hình 18: Cấu trúc chân.
ATMega8 có 3 Port xuất nhập: PortB (có 8 bits), PortC (7 bits), PortD (có 8
Bits). Mỗi một cổng của Vi điều khiển được liên kết với 3 thanh ghi: PORTx,
DDRx, PINx. 3 thanh ghi này sẽ phối hợp với nhau để điều khiển hoạt động của
cổng thành lối vào sử dụng Pull-up…
Cấu trúc chân của AVR có thể phân biệt rõ chức năng (vào/ra), trạng thái (0/1) từ
đó ta có 4 kiểu vào ra cho một chân của AVR. Khác với 89xx là chỉ có 2 trạng thái
duy nhất (0 1) . Đặc biệt nguồn từ chân của AVR đủ khoẻ để điều khiển Led trực
tiếp (dòng khoảng hàng chục mA) còn 89xx chỉ là vài uA .
Để điều khiển các chân này chúng ta có 2 thanh ghi:
- PORTx :giá trị tại từng chân (0 – 1) có thể truy cập tới từng bit PORTx.n

- DDRx : thanh ghi chỉ trạng thái của từng chân , vào hoặc là ra .
2.2.3 Thanh ghi DDRx


Đây là thanh ghi 8 bits (có thể đọc ghi) có chứ năng điều khiển hướng của cổng (là
lối vào hay lối ra). Khi một bit của thanh ghi này được set lên 1 thì chân tương ứng
với nó được cấu hình thành ngõ ra. Ngược lại nếu của thanh ghi DDRx là 0 thì
chân tương ứng của nó được thiết lập thành ngõ vào. Lấy ví dụ: Khi ta set tất cả 8
bit của thanh ghi DDRD đều là 1, thì 8 chân tương ứng của PORTD là PORTD.0,
PORTD.1, …, PORTD.7 được thiết lập là ngõ ra.

Hình 19: Cấu trúc thanh ghi DDRx.
2.2.4 .Thanh ghi PORTx
PORTx là thanh ghi 8 bit có thể đọc ghi. Đây là thanh ghi dữ liệu của PORTx.
Nếu thânh ghi DDRx thiết lập cổng là lối ra, khi đó giá trị của thanh ghi PORTx
cũng là giá trị của các chân tương ứng của PORTx, nói cách khác, khi ta ghi một
giá trị logic lên bit 1 của thanh ghi này thì chân tương ứng của bit đó cũng có cùng
mức logic. Khi thanh ghi DDRx thiết lập cổng thành lối vào thì thanh ghi PORTx
đóng vai trò như một thanh ghi điều khiển cổng. Cụ thể, nếu một bit của thanh ghi
này được ghi thành 1 thì điện trở treo (pull-up resistor) ở chân tương ứng với nó sẽ
được kích hoạt, ngược lại nếu bit được ghi thành 0 thì điện trở treo ở chân tương
ứng sẽ không được kích hoạt, cổng ở trạng thái tổng trở cao.

hình20: Thanh ghi PORTD


Hình 21 :Cấu trúc thanh PORTD

Hình 22: Cấu trúc bên trong của một cổng vào ra cơ bản

2.2.5 Mạch nạp cho chíp


Đây là loại mạch nạp thông dụng nhất trong giới SV (STK200/300) sử dụng
cổng LPT, có thể nạp trực tiếp từ chương trình codevision. Một trong những ưu
điểm lớn nhất của các chip AVR là tính đơn giản khi sử dụng trong đó có việc nạp
chương trình cho chip. AVR hỗ trợ khả năng nạp chương trình ngay trong hệ
thống - ISP(In-System Programming), có thể nạp trực tiếp chương trình vào chip
mà không cần tháo chip ra khỏi mạch ứng dụng. Mạch nạp cho AVR rất phong
phú nhưng hầu hết đều rất đơn giản. Dưới đây là loại mạch nạp STK200, cực kỳ
đơn giản chỉ với một cổng DB25 male, và 4 điện trở vài trăm om là được.

Hình 23: Mạch nạp STK200 sử dụng DB25 male, và 4 điện trở


Hình 24: ATMega8 và các chân lập trình ISP
2.2.6: IC ĐỆM DÒNG ULN2803
Giới thiệu:
ULN 2803 là một vi mạch đệm,bản chất cấu tạo là các mảng dalington chịu
được dòng điện lớn và điện áp cao trong đó có chứa 7 cặp darlington cực góp hở
với cực phát chung.mỗi kênh trong số 7 kênh đều có thể chịu dược dòng điện lớn
trong một khoảng thời gian dài lên tới 500mA.mỗi kênh có một diode chặn-diode
này có thể sử dụng trong trường hợp tải có tính cảm ứng,ví dụ như các rơle….
Ứng dụng của ULN 2803 được sử dụng trong các mạch đệm điều khiển động
cơ một chiều,động cơ bước,khối hiển thị ma trận led……

Hình
:Sơ đồ
chân

Hình26 :Hình dángthực tế

25


Chức năng các chân:

Hinh27 : cấu trúc bên trong của ULN 2803

Hình28 : Thông số cơ bản của ULN 2803
Theo sơ đồ ta thấy với mỗi bộ đệm có một diode kết nối theo kiểu anod được
kết nối với ngõ ra còn catod được nối chung với catod của các diod còn lại. Ngõ ra
của vi mạch là các cực góp hở,tải được nối giữa nguồn nuôi và ngõ ra của vi mạch
đệm.Nguồn nuôi là nguồn điện áp dương bất kì nhỏ hơn 50V,chẳng hạn tải là động
cơ bước thì nguồn nuôi là 12V,tải là hệ thống hiển thị ma trận led thì nguồn nuôi là
5V…dòng qua tải phải được tính toán sao cho dòng chảy lâu dài nhỏ hơn 500mA
và dòng đỉnh nhỏ hơn 600mA tính trên mỗi mạch.
Bên trong ULN 2803 có mắc thêm các diode tránh dòng ngược khi điều khiển
các thiết bị có cuộn dây(vd: role …)


Nguyên lý hoạt động:
- Nếu các chân đấu vào 11 ÷ 18 là mức 0 tì ngõ ra thả nổi.
- Nếu các chân đấu vào 11 ÷ 18 là mức 1 thì ngõ ra ở mức 0.
Lí do lựa chọn :
- Được bán rộng rãi trên thị trường với giá tương đối rẻ.
- ULN 2803 đệm được 8 đường riêng biệt (nối trực tiếp với 8 chân của VĐK
5V)
- Dòng ra tới 500mA/50V đủ để kích các role.

2.2.7: TỔNG QUAN VỀ TEXT LCL
1. GIỚI THIỆU
Text LCD là loại màn hình tinh thể lỏng dùng để hiển thị các dòng chữ trong
bảng mã ASCII.Không giống các loại LCD lớn,Text LCD được chia sẵn thành
từng ô,với mỗi ô chỉ hiển thị một kí tự.cũng vì lí do hiển thị được một kí ASCII
nên loại LCD này được gọi là text LCD(để phân biệt với Graphic LCD có thể hiện
thị hình ảnh).
Mỗi ô của text LCD bao gồm các chấm tinh thể lỏng,việc kết hợp ẩn và hiện các
chấm này sẽ tạo thành một kí tự cần hiển thị. Trong các Text LCD,các mẫu kí tự
được định nghĩa sẵn vì thế việc điều khiển Text LCD sẽ trở nên dễ dàng hơn
Graphic LCD .
Kích thước của Text LCD đuoẹc xác định bằng các số kí tự có thể hiển thị trên
một dòng và tổng số dòng mà Text LCD đó có. VD : LCD16×2 là loại có 2
dòng,mỗi dòng có thể hiện thị tối đa 16 kí tự. một số kích thước của Text LCD
thông dụng gồm: 16×1,16×2,20×2,20×4…..

Hình29: Hình ảnh thực tế của Text LCD


Hình30 : Sơ đồ khối LCD 16×2
2 Chức năng các chân

Hình31: Sơ đồ chân Text LCD 16×2
-D0-D7:8 đường dữ liệu.
-RS: chọn thanh ghi điều khiển hay thanh ghi dữ liệu
RS = 0 Chọn thanh ghi điều khiển
RS = 1 Chon thanh ghi dữ liệu
-RW: Chọn chế độ đọc hay ghi
RW = 0 chọn chế độ đọc
RW = 1 Chon chế độ ghi

-E : Cho phép đọc hay ghi
E = 1 Cho phép


E = 0 không cho phép
-Vcc:Nguồn cung cấp = 5 VDC
-VSS = Nối mass
-VEE: Nối với biến trở sẽ cho phép điều chỉnh độ tương phản(Contrast) của LCD.
Mã Chức năng
hex
01
Lệnh xóa man hình”Clear Display”:khi thực hiện lệnh này
thì LCD sẽ bị xóa và bộ đếm địa chỉ được xóa về 0.
02
Lệnh di chuyển con trỏ về đầu màn
04
Giảm con trỏ(Dịch con trỏ sang trai)
06
Tăng con trỏ(Dịch con trỏ sang phải)
05
Dịch hiển thị sang phải
07
Dịch hiển thị sang trái
08
Tắt con trỏ, tắt hiển thị
0A Tắt hiển thị,bật con trỏ
0C
Bật hiển thị,tắt con trỏ
0E
Bật hiển thị,nhấp nháy con trỏ

0F
Tắt con trỏ,nhấp nhay con trỏ
84
Đưa con trỏ về đầu dòng 1 LCD
C0
Đưa con trỏ về đầu dòng 2 LCD
Bảng1 :Một số lệnh của Text LCD
2.2.8 Linh kiện thu phát sóng hồng ngoại

1 LES phát
Led hồng ngoại còn gọi là nguồn phát hồng ngoại.Vật liệu chế tạo ra led hồng
ngoại là GaAs (gallium arserid) với vùng cấm có độ rộng khoảng 1,43 ev,cơ chế
tái hợp trực tiếp giữa vùng dẫn và vùng hóa trị Gấ cho ta bước song của tia hồng
ngoại.
λ = hc / Δ w =900nm
với:
h = 4,14.10^15(ec/s): hằng số Flanck
c = 3.10^8 m/s ; vận tốc ánh sáng
Δw = 1,38 ev
Nguyên lí làm việc của LED phát hồng ngoại : khi chuyển tiếp P-N phân cực
thuận,sẽ có hiện tượng phun hạt dẫn ở mức cao(lỗ trống từ P++ phun sang N+
+,điện từ từ N++phun sang P++)và hiện tượng theo đó la hiện tượng giải phóng
các hạt photon khi co sự tái hợp trực tiếp giữa điên tử và lỗ trống.
2 LED thu
Để thu nhận tín hiệu hồng ngoại ta có nhiều loại cảm biến khác nhau. Tất cả các
loại cảm biến này đều dựa trên nguyên tắc hiệu ứng quang điện. Với hiệu
ứngquang điện này thì lớp chuyển tiếp P-N sẽ phát sinh một giá trị điện áp khi nó
nhận được ánh sáng.

Nguyên lí làm việc của LED thu hồng ngoại: diode quang được phân cực nghịch
nhờ nguồn điện áp V và do đó có một dòng điên ngược ban đầu
rất nhỏ.khi
được ánh sáng chiếu vào,có thêm dòng điện bởi các hat dẫn sinh ra nhờ năng
lượng của photon và chạy cùng chều với dòng điện ngược.Vì vậy dòng điện tổng
chạy qua tải có trị số tăng lên theo cường độ chiếu sáng vào.
3 Quang trở
Thông thường,điện trở của quang trở khoảng 1000 000 ohms.khi chiếu ánh sáng
vào,điện trở này giảm xuống rất thấp.
Quang điện trở có cấu tạo gồm:Một sợi dây(hoăc một mảng)baaaaawngf chất
quang dẫn(1)gắn trên một đĩa cách điện(2).

Hình 31 : quang trở
Một quang điện trở bằng CDS có điện trở vào khoảng 3.10^6W khi không được
chiếu sáng và có điện trở kháng vào khoảng 20W khi được chiếu sáng.
Nguyên lí làm việc của quang trở là khi có bức xạ chiếu vào ,chất bán dẫn hấp
thu năng lượng làm phát sinh các điện tử tự do và lỗ trống,tức sự dẫn điện tăng lên
và giảm điện trở của chất bán dẫn. các đặc tính điện và độ nhạy của quang trở tùy
thuộc vào vật liệu dùng trong chế tạo.
Các quang điện trở thường được lắp với các tranzito trong các thiết bị điều
khiển tự động bằng ánh sáng,trong các máy đo ánh sáng và trong nhiều thiết bị
khác.

2.2.9 Động cơ bước
1 Giới thiệu : động cơ bước có thể được mô tả như là một động cơ điện không
dùng bộ chuyển mạch.cụ thể ,các mấu trong động cơ là stator và roto là nam châm
vĩnh cửu hoặc trong trường hợp của động cơ biến từ trở,nó là những khối răng làm
bằng vật liệu nhẹ có từ tính.tất cả các mạch đảo phải được điều khiển bên ngoài bộ
điều khiển.và đặc biệt ,các động cơ và bộ điều khiển được thiết kế để động cơ có
thể giữ nguyên bất kì vị trí cố định nào cũng như là quay đến bất kì vị trí nào.hầu

hết các động cơ bước có thể chuyển động ở tần số âm thanh .


Hinh 32:Động cơ bước

CHƯƠNG III

THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG HỆ THỐNG

3.1 .Thiết kế đồ án
3.1.1 Sơ đồ khối

Hình 25: Sơ đồ khối
3.1.2.Các modun mạch
•
mạch tạo xung và reset
•
mạch cảm biến
•
mạch công suất
3.2

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

3.2.1 Mạch nguyên lý và mạch in


Hình 26.Mạch nguyên lí

Hình 27:Sơ đồ mạch in