Báo cáo Thiết kế Rô-bốt

Danh sách
các bạn
trong nhóm
Nguyễn Tân
Hoàng
Lê Trung
Thành
Vũ Tiến Lâm
Nguyễn Mạnh Hưng
Vũ Văn Huy
Lê Hồng Phi
Lê Đình Trung
Nguyễn Mạnh Hùng

1


Mục lục:
Chương 1: Giới thiệu chung
3
A. Giới thiệu đề tài
3
B. Các linh kiện sử dụng trong mạch
3
Chương 2: Mạch và nguyên lý
7
A. Nguyên lý hoạt động của Robot dò đường

2

7

Chương 1: Giới thiệu chung

A. Giới thiệu đề tài:
Robot dò đường là loại robot có thể đi theo 1 đường vẽ hay có thể
là băng dính đen...
Báo cáo này giới thiệu với các bạn 1 loại robot dò đường đơn giản
chỉ sử dụng linh kiện điện tử thông thường, chưa dùng đến IC hay
các linh kiện cao cấp hơn.
B. Các linh kiện sử dụng trong mạch:
1. LED
LED (viết tắt cuả Light Emiting Diode, có nghĩa là điốt phát
quang) là các điốt có khả năng phát ra ánh sáng hay tia hồng ngoại,
từ ngoại. Cũng giống như điốt, LED được cấu tạo từ một khối bán
dẫn loại P ghép với một khối bán dẫn loại N
Ký hiệu LED trong mạch điện
1.1 Cách xác định chân LED
- Chân dài là dương, chân ngắn hơn là âm
- Nhìn vào trong LED bên nào to hơn là Âm (-), nhỏ hơn là
Dương(+)
2. Quang trở (Điện trở quang/LDR)
Điện trở quang hay quang trở, LDR là 1 linh kiện điện tử có điện
trở thay đổi giảm theo ánh sáng chiếu vào. Đó là điện trở phi
tuyến, phi ohmic
3


Ký hiệu Quang trở trong mạch điện
Quang trở không có chân, chân nào cũng có thể là Âm (-) hoặc

Dương (+)
3. Biến trở (Chiết áp)
Biến trở là các thiết bị có điện trở thuần có thể biến đổi được theo
ý muốn. Chúng có thể được sử dụng trong các mạch điện để điều
chỉnh hoạt động của mạch điện
Ký hiệu Biến trở trong mạch điện
3.1 Xác định chân
Quay núm điều khiển về phía mình, đếm từ chân bên phải qua là
Chân 1, Chân 2, Chân 3 (Ảnh dưới)
4. Điện trở
Dùng để cản trở dòng điện
Giống như Quang trở, Điện trở không có chân Âm (-) hay Dương
(+). Đấu Âm (-) hay Dương (+) vào đầu nào của Điện trở cũng
được.
Giá trị Điện trở dùng trong mạch là 220 ohm, ( Đỏ - Đỏ - Nâu)
Ký hiệu trong mạch điện
Hình ảnh của Điện trở 220 ohm
5. Điốt zenner
Điốt Zenner còn gọi là điốt ổn áp là 1 loại điốt bán dẫn có chức
năng làm ổn áp cho mạch điện
Trong mạch sử dụng Điốt zenner 1N4148
Ký hiệu trong mạch điện
5.1 Cách xác định chân
Chân bên đầu Đen là chân Âm (-). Chân còn lại là chân Dương (+)

4


6.
Transistor

Transistor thường được sử dụng như một phần tử khuếch đại hoặc
một khóa điện tử
Không phải loại tran nào cũng sắp xếp chân giống nhau. Ở đây ta
dùng tran C1815 (tran ngược) và chân của tran này được sắp xếp
theo hình bên dưới.
Emitter :Cực E
Collector: Cực C
Base: Cực B
Ký hiệu trong mạch
7. Động cơ một chiều (VDC) có hộp giảm tốc
Trong mạch ta dùng Động cơ 1 chiều có hộp giảm tốc loại 9v
Với Động cơ 1 chiều để đảo chiều động cơ ta đổi Cực Âm (-)
thành cực Dương (+) và ngược lại
Ký hiệu trong mạch

5


Chương 2: Mạch và nguyên lý

A. Nguyên lý hoạt động của Robot dò đường:
Thật ra, robot dò đường là 1 biến thể đặc biệt của robot hướng
sáng. Sở dĩ nói như vậy là do chứng có cùng nguyên tắc hoạt động
là sử dụng cảm biến quang điện (quang trở hoặc diode hồng ngoại)
để so sánh cường độ sáng rồi từ đó điều chỉnh hướng đi thích hợp.
Tuy nhiên, ở robot dò đường cảm biến được bố trí gần mặt đường
và nguồn sáng để so sánh lúc này được chính robot tạo ra. Nhưng
do đâu lại có sự sai lệch về cường độ sáng. Câu trả lời nằm ở
đường vẽ, đường vẽ này có tính chất khác với xung quanh, thường
thì nó có màu đen để hấp thụ ánh sáng. Khi robot đi lệch vào vùng

có vạch vẽ, ánh sáng phát ra tử robot không phản xạ lại như bình
thường mà bị đường kẻ hấp thụ 1 phần làm sai lệch độ sáng giữa 2
cảm biến. Việc còn lại là thiết kế sao cho robot có hành vi khắc
phục sự sai lệch đó và ta có được loại robot đi theo đường vẽ.
Nhiệm vụ của các quang trở được mô tả như hình sau:

Căn cứ vào hoạt động trên, mạch được thiết kế đơn giản như sau:
Mạch gồm 2 transistor công suất nhỏ để điều khiển cấp dòng cho
động cơ, biến trở 10k và quang trở tạo thành điện trở phân cực cho
6


transistor. Khi cường độ sáng lớn, quang trở dẫn mạnh nên cường
độ dòng cấp cho động cơ cũng lớn theo. Khi cường độ ánh sáng
yếu đi, quang trở dẫn điện kém nên cường độ dòng cấp cho động
cơ cũng giảm. Hai biến trở có nhiệm vụ điều chỉnh độ nhạy cảm
biến quang điện.
Ở mạch này transistor có thể thay thế bằng loại tương đương như
2N3904, nếu động cơ lớn thì dùng các loại transistor công suất lớn
hơn như TIP120, TIP 122.
Mạch trên được sử dụng để thep dõi, định vị đường vẽ thông qua 2
cặp thu phát ánh sáng là LED và quang trở. Các bộ cảm biến được
bố trí như sau:
Trong mạch điện, diode 1N4148 dùng bảo vệ transistor khỏi sức
điện động tạo ra bởi các cuộn dây của động cơ. Việc sử dụng mạch
này thành công hay không phụ thuộc vào việc chọn động cơ.
Hãy chọn những động cơ có hộp giảm tốc vì vài lý do sau:
+ Quang trở có phản ứng chậm, nếu dùng động cơ tốc độ quay cao
robot sẽ không phản ứng kịp để điều chỉnh hướng đi.
+ Dòng cấp bởi transistor không lớn, nếu động cơ không có hộp

giảm tốc có thể không hoạt động đúng công suất gây cháy
transistor.
Vì vậy lựa chọn động cơ có hộp giảm tốc quay chậm vừa phải là
tốt nhất.
Khi cảm biến bên trái gặp đường vẽ đen, động cơ bên phải chậm
lại, vì vậy robot sẽ hướng sang trái, và ngược lại.
Khi cả 2 cảm biến không gặp đường vẽ thì tốc độ quay của 2 động
cơ sẽ ngang nhau vì vậy robot sẽ đi thẳng.

--- ĐHCN Quảng Ninh, Tháng 3/2016 ---

7