Đồ án thiết kế, chế tạo robot lau nhà

ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH 1

MỤC LỤC

SVTH: Nguyễn Minh Tuyền

Page 1


ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH 1

Lời nói đầu
Ngày nay, việc ứng dụng những thành tựu của khoa học kỹ thuật tiên tiến,
thế giới của chúng ta đã và đang ngày một phát triển, văn minh và hiện đại hơn.
Sự phát triển của kỹ thuật điện tử đã tạo ra hàng loạt những thiết bị với các đặc
điểm nổi bật như sự chính xác cao, tốc độ nhanh, gọn nhẹ là những yếu tố rất
cần thiết góp phần cho hoạt động của con người đạt hiệu quả cao.
Các bộ điều khiển sử dụng vi điều khiển tuy đơn giản nhưng để vận hành
và sử dụng được lại là một điều rất phức tạp. Các bộ vi điều khiển theo thời gian
cùng với sự phát triển của công nghệ bán dẫn đã tiến triển rất nhanh, từ các bộ
vi điều khiển 4 bit đơn giản đến các bộ vi điều khiển 32 bit, rồi sau này là 64
bit. Điện tử đang trở thành một ngành khoa học đa nhiệm vụ. Điện tử đã đáp
ứng được những đòi hỏi không ngừng từ các lĩnh vực công – nông – lâm – ngư
nghiệp cho đến các nhu cầu cần thiết trong hoạt động đời sống hằng ngày.
Một trong những ứng dụng thiết thực trong đó là ứng dụng về nhiệt kế
điện tử. Qua những kiến thức đã học được ở môn Vi Điều Khiển, chúng em đã
quyết định nhận làm đồ án môn học: Thiết kế, chế tạo robot lau nhà sử dụng
vi điều khiển.
Mặc dù đã rất cố gắng thiết kế và hoàn thành đồ án đúng thời hạn nhưng
do thời gian ngắn và năng lực còn hạn chế nên vẫn còn những sai sót. Chúng em
mong thầy giáo góp ý để việc học tập của chúng em được tốt hơn.

Chúng em xin chân thành cảm ơn!
Giáo viên hướng dẫn:
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Minh Tuyền

SVTH: Nguyễn Minh Tuyền

Page 2


ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH 1

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................

.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
Ngày

Tháng

CHỮ KÝ GIÁO VIÊN

SVTH: Nguyễn Minh Tuyền

Page 3

Năm


ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH 1
CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU ROBOT LAU NHÀ.
1.Giới thiệu các loại robot lau nhà.
Các loại robot lau nhà hiện nay có những kỹ thuật dẫn đường cho robot khác
nhau. Có hai hướng chính đó là sử dụng cảm biến và sử dụng hình ảnh.
1.1. Robot lau nhà sử dụng cảm biến.
Trên thị trường có rất nhiều loại robot lau nhà sử dụng cảm biến để tránh vật
cản, tất cả đều hoạt động theo nguyên tắc chung là sử dụng cảm biến siêu âm
hoặc là cảm biến hồng ngoại để nhận biết vật cản.
Ưu điểm của việc sử dụng cảm biến cho robot lau nhà là tín hiệu vào ra ở
hai mức là cao và thấp lên dễ cho việc lập trình điều khiển.
1.2. Robot lau nhà sử dụng xử lý hình ảnh.
Với phương án xử lý hình ảnh, chúng ta sử dụng camera để quét trên trần

nhà xử lý hình ảnh để tạo bản đồ di chuyển cho robot.
Tuy nhiên robot sử dụng công nghệ xử lý hình ảnh trên có nhược điểm là
không thể hoạt động trong điều kiện thiếu ánh sáng nên dần dần được người sử
dụng chuyển sang sử dụng cảm biến để dò đường cho robot làm việc.
Từ đó, chúng em sẽ chọn sử dụng cảm biến siêu âm để nhận biết vật cản cho
robot.
2. Các phương án thực hiện đề tài.
1, Tìm hiểu đề tài.
2, Tìm hiểu nguyên lý hoạt động của các linh kiện có trong mạch.
3, Thiết kế sơ đồ khối phần cứng của mạch.
4, Thiết kế sơ đồ nguyên lý phần cứng của mạch.
5, Thiết kế lưu đồ thuật toán.
6, Tìm hiểu và viết chương trình vi điều khiển

SVTH: Nguyễn Minh Tuyền

Page 4


ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH 1
7, Mô phỏng bằng phần mềm proteus.
8, Lắp ráp mạch trên bo test(Breadboard).
9, Làm mạch in và lắp ráp linh kiện.
10, Hiệu chỉnh mạch.
11, Viết báo cáo.
12, Chuẩn bị bảo vệ.

SVTH: Nguyễn Minh Tuyền

Page 5

ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH 1
CHƯƠNG II: GIỚI THIỆU VỀ MỘT SỐ LINH KIỆN SẼ DÙNG.

2.1 Thiết kế sơ đồ khối và chức năng từng khối.

Hình 2.1: Sơ đồ khối toàn mạch.
-

Khối nguồn: Cung cấp nguồn điện cho toàn mạch hoạt động.

-

Khối cảm biến: Nhận biết vật cản.

-

Khối điều khiển: Nhận biết và xử lý tín hiệu từ khối cảm biến, đồng thời
điều khiển tín hiệu ra khối động lực.

-

Khối động lực: Nhận biết tín hiệu từ khối điều khiển để điểu khiển hướng
đi cho robot.

SVTH: Nguyễn Minh Tuyền

Page 6

ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH 1
2.2 Một số linh kiện sẽ dùng.
2.2.1 Khối cảm biến.
a, Giới thiệu cảm biến siêu âm Devantech SRF05.
Siêu âm Devantech SRF04 được sử dụng để thu các thông tin về khoảng
cách một cách chính xác trong dải từ 3cm đến 3m. Sensor này gồm bộ thu phát
siêu âm tách biệt, sensor có 4 chân nối trong đó hai chân cho nguồn nuôi, hai
chân còn lại một cho xung tín hiệu vào, một cho tín hiệu ra.

Hình 2.2.1a:Cảm biến siêu âm SRF05
- Xung phản xạ mức cao có độ rộng xung tỉ lệ với khoảng cách.
- Góc mở của bộ phát là 300.SRF04 hoạt động thông qua việc truyền một xung
âm thanh có tần số
nằm ngoài dải tần số nghe của con người. Xung này truyền ở tốc độ âm thanh
khoảng 0.9ft/giây, dưới dạng một chùm hình nón, âm thanh phản xạ trở lại tới
đầu thu từ vật thể bất kì trên đường đi của sóng siêu âm. Tín hiệu điện tại đầu
thu có dạng các xung với độ kéo dài xung phụ thuộc vào khoảng cách phản xạ
kể từ vị trí vật tới đầu thu. Để việc thu phát làm việc hiệu quả, bộ phát tạm
ngừng phát sóng trong khoảng thời gian siêu âm được truyền sau đó đợi tín hiệu
phản xạ. Xung ở đầu ra của sensor được đưa tới bộ xử lý. Việc xác định
thời gian kéo dài xung sẽ giúp cho robot xác định được khoảng cách. Các đặc
trưng của SRF04 có thể kể ra như sau:
- Điện áp sử dụng 5VDC, dòng tiêu thụ cực đại 50mA, thường là 30mA.
- Vùng làm việc của sensor: phát hiện khoảng cách từ 3cm tới 3m.
- Tần số sử dụng 40Khz.
SVTH: Nguyễn Minh Tuyền

Page 7

ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH 1

- Xung kích phát 10us mức cao tương thích TTL.
Một số yêu cầu về khoảng thời gian thu phát siêu âm:
Tín hiệu xung kích phát siêu âm được giữ ở mức thấp (logic 0) và sau đó
đưa lên mức cao (logic 1) trong 10us để khởi phát xung siêu âm. Xung siêu âm
được tạo ra thông qua sườn xuống của tín hiệu lối vào. Sau khi được kích phát,
sóng siêu âm sẽ được phát ra trong 8 chu kì burst. Bộ nhận sẽ giữ khoảng trống
trong khoảng thời gian chừng 100us để tránh nhiễu, ồn từ các âm sắc nhọn của
sự khởi phát và sau đó cho phép nghe âm thanh phản xạ. Đường tín hiệu dội âm
ở mức thấp cho đến khi cho phép nhận âm thanh. Khi quá trình nhận được cho
phép, bộ thu sẽ phát hiện sườn xuống của tín hiệu dội âm (nếu có vật) hoặc
timeout (vượt quá thời gian cho phép). Việc đo thời gian được tiến hành từ
sườn xuống của tín hiệu lối vào và kết thúc khi sườn xuống của tín hiệu dội âm.
Nếu không có vật được phát hiện xung phản xạ sẽ vượt quá thời gian cỡ 36ms.
Nguyên tắc hoạt động :
-Vùng hoạt động của cảm biến siêu âm được xác định bằng cách truyền một
xung âm thanh ra bên ngoài . Xung này sẽ di chuyển với tốc độ âm thanh trong
vùng hình nón.
-Và âm thanh phản hồi lại từ vùng này khi có bất kỳ vật cản nào trên đường đi
của sóng siêu âm.
-Để xác định vùng làm việc bạn cần 2 chân : chân input trigger và chân tạo xung
output.

SVTH: Nguyễn Minh Tuyền

Page 8

ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH 1

Hình 2.2.1b: Dạng xung truyền của SRF04.
Cách sử dụng SRF04:
-Để bắt đầu làm việc với SRF04 bạn cần gửi tới chân input trigger của SRF04
một xung cạnh lên một khoảng thời gian nào đó ( ít nhất khoảng 10us). Sẽ có
xung falling edge (mỗi xung có độ rộng một chu kỳ) về trên chân input trigger
và sẽ có 8 xung này .Mạch nhận tín hiệu sẽ không nhận tín hiệu trong một
khoảng thời gain ngắn khoảng 100us để tránh tiếng ồn âm thanh ban đầu này.

Hình 2.2.1c: Giản đồ hoạt động của SRF04.

SVTH: Nguyễn Minh Tuyền

Page 9


ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH 1
Chân output vẫn ở mức thấp cho đến khi mạch nhận cho phép, và sau đó xung ra
trên chân output và để biết khoảng cách tới vật thể ta đo chiều rộng của xung
này.Tùy theo xung này ta sẽ biết khoảng cách tới vật thể hoặc không có vật thể
trong vùng làm việc.
-Giá trị xung thô trả về được tính bằng ms.Từ đó ta tính được khoảng thông qua
công thức sau:
S[m]=344m/s*ti[s]/2.
-Với vùng phát hiện từ 3cm tới 3m , ta có thể tính được độ dài của xung là từ
100us đến 18ms.
-Nếu không có vật cản nào được phát hiện thì chiều rộng của xung là 36ms.

b, Giới thiệu về động cơ servo.

Một động cơ servo (Servo Motors) là một tổ hợp chung cơ bản của bốn
bộ phận: một động cơ điều khiển tốc độ DC, một bánh răng, một vi điều khiển
và một cảm biến.
Khả năng định vị của động cơ servo thường được tính toán để kiểm soát
được chính xác hơn so với những động cơ DC thông thường khác. Động cơ
servo thường cấu tạo gồm 3 dây: dây nguồn, dây tiếp đất và dây điều khiển.
Không giống như động cơ DC hoạt động trên cơ chế xoay chiều bật tắt nguồn,
năng lượng (nguồn điện) của động cơ servo được nạp vào liên tục. Động cơ
servo hoạt động bằng việc kiểm soát dòng điện, giúp động cơ định hướng chính
xác hướng hoạt động của mình.
Động cơ servo được thiết kế để dừng tại một vị trí cụ thể. Các vị trí này
cần được tính toán chính xác để khiến máy móc hoạt động được đúng với mục
tiêu đề ra theo ý đồ của người thiết kế. Ví dụ như kiểm soát các bánh lái trên
một chiếc thuyền hoặc cần khiến một cánh tay robot hay chân robot di chuyển
trong một phạm vi nhất định.
SVTH: Nguyễn Minh Tuyền

Page 10


ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH 1

Hình 2.2.1d: Động cơ servo
Động cơ servo sẽ không quay như động cơ DC thông thường vốn hoạt
động xoay qua lại với góc quay đạt tới mốc 360 độ (hoặc hơn). Trong khi đó,
động cơ servo sẽ hoạt động bằng việc nhận một tín hiệu lệnh quyết định góc vị
trí ở đầu ra và sử dụng sức mạnh (cơ năng) của một động cơ DC cấu tạo bên
trong sẽ quay trục quay đến đúng vị trí. Vị trí này được xác định bởi các vi cảm
biến.
PWM được sử dụng cho các tín hiệu lệnh của động cơ servo. Tuy nhiên,

không giống như động cơ DC được PWM điều khiển bằng biến độ rộng xung để
kiểm soát tốc độ quay, động cơ servo dùng điều biến độ rộng xung đó để xác
định vị trí của trục động cơ, chứ không chỉ đơn thuần là tốc độ.
Trung bình một đơn vị xung được tính dựa trên vị trí trục (thường là
khoảng 1,5ms), mục đích làm sao để giữ trục luôn ở đúng vị trí. Mỗi khi giá trị
xung tăng lên, sẽ khiến cho trục motor lần lượt chuyển động theo chiều kim
đồng hồ, và luôn sẽ có một xung ngắn hơn để đảo trục ngược lại chiều kim đồng
SVTH: Nguyễn Minh Tuyền

Page 11


ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH 1
hồ. Xung điều khiển serco thường được lặp đi lặp lại khoảng 20 mm/s. Có thể
nói đơn giản, trục servo di chuyển đến đâu rồi cũng quay về lại vị trí ban đầu.
Khi động cơ được lệnh di chuyển, nó sẽ điều khiển trục di chuyển đến vị
trí cần đến và giữ nguyên ở vị trí đó, cho dù ngay cả khi có ngoại lực tác động
lực đẩy lên nó, các trục động cơ sẽ từ chối di chuyển khỏi vị trí đã thiết lập bởi
bộ điều khiển.
2.2.2 Khối điều khiển.
*,Giới thiệu tổng quan về họ Vi điều khiển 8051.
AT89C51 là một vi điều khiển 8 bit, chế tạo theo công nghệ CMOS chất
lượng cao, công suất thấp với 4 KB PEROM (Flash Programeable and erasable
read only memory).
Các đặc điểm của 8951 được tóm tắt như sau:
- 4KB bộ nhớ, có thể lập trình lại nhanh, có khả năng ghi xóa tới
1000 chu kỳ
- Tần số hoat động từ 0 Hz đến 24 MHz
- 3 mức khóa bộ nhớ lập trình
- 2 bộ Timer/Counter 16 bit

- 128 Byte RAM nội
- 4 Port xuất/nhập (I/O) 8 bit
- Giao tiếp nối tiếp
- 64 KB vùng nhớ mã ngoài
- 64 KB vùng nhớ dữ liệu ngoài
- Xử lý Boolean (hoạt động trên bit đơn)
- 210 vị trí nhớ có thể định vị bit
- 4μs cho hoạt động nhân hoặc chia

SVTH: Nguyễn Minh Tuyền

Page 12


ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH 1

SVTH: Nguyễn Minh Tuyền

Page 13


ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH 1
+, Sơ đồ khối AT89C51
INT1\ INT0\
SERIAL PORT TEMER0
TEMER1
TEMER2 8032\8052

128 byte RAM
8032\8052

INTERRUPT CONTROLOTHER REGISTER

128 byte RAM

ROM

TEMER2 8032\8052

0K:

TEMER1

8031\8032
4K:8951

TEMER1

8K:8052

CPU
BUS CONTROL
OSCILATOR

EA\ RST

ALE\ PSEN\
P0 P1 P2 P3

TXD RXD

Address\Data

Hình 2.2.2a: Sơ đồ khối của AT89C51

SVTH: Nguyễn Minh Tuyền

Page 14


ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH 1

Hình 1.2.1b: Sơ đồ chân của AT89C51
*, Chức năng các chân của AT89C51
+ Port 0 (P0.0 – P0.7 hay chân 32 – 39): Ngoài chức năng xuất nhập ra,
port 0 còn là bus đa hợp dữ liệu và địa chỉ (AD0 – AD7), chức năng này sẽ được
sử dụng khi AT89C51 giao tiếp với thiết bị ngoài có kiến trúc bus.
+ Port 1 (P1.0 – P1.7 hay chân 1 – 8): có chức năng xuất nhập theo bit
và byte. Ngoài ra, 3 chân P1.5, P1.6, P1.7 được dùng để nạp ROM theo chuẩn
ISP, 2 chân P1.0 và P1.1 được dùng cho bộ Timer 2.
+ Port 2 (P2.0 – P2.7 hay chân 21 – 28): là một port có công dụng kép.
Là đường xuất nhập hoặc là byte cao của bus địa chỉ đối với các thiết kế dùng
bộ nhớ mở rộng.

SVTH: Nguyễn Minh Tuyền

Page 15


ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH 1
+ Port 3 (P3.0 – P3.7 hay chân 10 – 17): mỗi chân trên port 3 ngoài

chức năng xuất nhập ra còn có một số chức năng đặc biệt sau:
Bit
P3.0
P3.1
P3.2
P3.3
P3.4
P3.5
P3.6
P3.7

Tên
RXD
TXD
INT0
INT1
T0
T1
WR
RD

Chức năng chuyển đổi
Dữ liệu nhận cho port nối tiếp
Dữ liệu truyền cho port nối tiếp
Ngắt bên ngoài 0
Ngắt bên ngoài 1
Ngõ vào của Timer/Counter 0
Ngõ vào của Timer/Counter 1
Xung ghi bộ nhớ dữ liệu ngoài
Xung đọc bộ nhớ dữ liệu ngoài

+ RST (Reset – chân 9): mức tích cực của chân này là mức 1, để reset ta
phải đưa mức 1 (5V) đến chân này với thời gian tối thiểu 2 chu kỳ máy (tương
đương 2µs đối với thạch anh 12MHz.
+ XTAL 1, XTAL 2: AT89S52 có một bộ dao động trên chip, nó thường
được nối với một bộ dao động thạch anh có tần số lớn nhất là 33MHz, thôn
thường là 12MHz.
+ EA (External Access): EA thường được mắc lên mức cao (+5V) hoặc
mức thấp (GND). Nếu ở mức cao, bộ vi điều khiển thi hành chương trình từ
ROM nội. Nếu ở mức thấp, chương trình chỉ được thi hành từ bộ nhớ mở rộng.
+ ALE (Address Latch Enable): ALE là tín hiệu để chốt địa chỉ vào một
thanh ghi bên ngoài trong nửa đầu của chu kỳ bộ nhớ. Sau đó các đường port 0
dùng để xuất hoặc nhập dữ liệu trong nửa chu kỳ sau của bộ nhớ.
+ PSEN (Program Store Enable): PSEN là điều khiển để cho phép bộ
nhớ chương trình mở rộng và thường được nối với đến chân /OE (Output
Enable) của một EPROM để cho phép đọc các bytes mã lệnh. PSEN sẽ ở mức
thấp trong thời gian đọc lệnh. Các mã nhị phân của chương trình được đọc từ
EPROM qua Bus và được chốt vào thanh ghi lệnh của bộ vi điều khiển để giải

SVTH: Nguyễn Minh Tuyền

Page 16


ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH 1
mã lệnh. Khi thi hành chương trình trong ROM nội, PSEN sẽ ở mức thụ động
(mức cao).
+ Vcc, GND: AT89S52 dùng nguồn một chiều có dải điện áp từ 4V –
5.5V được cấp qua chân 40 (Vcc) và chân 20 (GND).
2.2.3 Khối động lực.

a, Giới thiệu về ic L293D.
L293D là một chip tích hợp 2 mạch cầu H trong gói 16 chân. Tất cả các

mạch kích, mạch cầu đều được tích hợp sẵn. L293D có điện áp danh nghĩa cao
(lớn nhất 36V) và dòng điện danh nghĩa lớn nhất 1.2A nên rất thích hợp cho
các các ứng dụng công suất nhỏ như các động cơ DC loại nhỏ và vừa.

Hình 2.2.3a: Sơ đồ chân ic L293
Mạch hoạt động nhờ tín hiệu từ vi điều khiển gửi đến để cho mạch cầu H để
điều khiển động cơ.

SVTH: Nguyễn Minh Tuyền

Page 17


ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH 1

Hình 2.2.3b:Bảng trạng thái của L293D.
Tín hiệu từ vi điều khiển đến các chân của L293D thay đổi để làm đổi
chiều quay của động cơ, chân En luôn được để ở mức cao sẵn sàng cho động cơ
hoạt động, các chân Input được cấp tín hiệu để động cơ quay theo chiều xác
định.
b,Giới thiệu về động cơ giảm tốc.

Hình 2.2.3c:Động cơ giảm tốc.

SVTH: Nguyễn Minh Tuyền

Page 18

ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH 1

Hình 2.2.3d: Cấu tạo động cơ dc.

Stator của động cơ điện 1 chiều thường là 1 hay nhiều cặp nam châm
vĩnh cửu, hay nam châm điện, rotor có các cuộn dây quấn và được nối với
nguồn điện một chiều.
2.2.4 Khối nguồn.
a, ic 7805.

Hình 2.2.4a: ic 7805.
Chức năng của ic7805 cho điện áp đầu ra luôn bằng 5V.

SVTH: Nguyễn Minh Tuyền

Page 19


ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH 1
b, Tụ điện.

Hình 2.2.4b: Tụ điện.
Tụ điện có chức năng lọc gợn sóng, san phẳng điện áp.
c, pin cell.

Hình 2.2.4c: pin cell.
Chức năng của pin cung cấp nguồn điện dc cho mạch.

SVTH: Nguyễn Minh Tuyền

Page 20


ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH 1
CHƯƠNG III: THIẾT KẾ CHẾ TẠO MẠCH.
3.1 Thiết kế sơ đồ mạch cho toàn khối.
3.1.1 Thiết kế mạch nguồn.

Hình 3.1.1: Sơ đồ mạch nguồn.
-

Nguyên lý hoạt động:
Nguồn điệnmột chiều Vm = 7.4V được lấy từ pin. Dòng điện Vm sau khi

qua IC ổn áp 7805 sẽ cho dòng điện có điện áp 5V ổn định. Ic 7805 được mắc
song song với một tụ hóa để loại bỏ thành phần nhiễu trước khi cung cấp cho
các khối đặc biệt là vi điều khiển.Sau IC 7805 ta mắc song song với một led để
báo mạch có nguồn.
3.1.2 Thiết kế mạch điều khiển trung tâm.
Khối điều khiển trung tâm sử dụng vi điều khiển AT89C51, qua chương
trình đã lập trình được nạp cho chip, vi điều khiển sẽ điều khiển hoạt động của
robot.
Bộ dao động thạch anh có tác dụng tạo xung nhịp với tần số 12MHz cho
VĐK hoạt động. Hai đầu này được nối vào 2chân XTAL1 và XTAL2 của VĐK.
Bộ RESET có tác dụng đưa vi điều khiển về trạng thái ban đầu. Khi nút
Reset được ấn điện áp +5V từ nguồn được nối vào chân Reset của vi điều khiển
được chạy thẳng xuống đất lúc này điện áp tại chân vi điều khiển thay đổi đột
ngột về 0, VĐK nhận biết được sự thay đổi này và khởi động lại trạng thái ban

đầu cho hệ thống.

SVTH: Nguyễn Minh Tuyền

Page 21


ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH 1

Hình 3.1.2: Sơ đồ mạch vi xử lý
3.1.3 Thiết kế mạch cảm biến.

SVTH: Nguyễn Minh Tuyền

Page 22


ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH 1

Hình 3.1.3Sơ đồ mạch khối cảm biến.
Khối cảm biến gồm có một cảm biến siêu âm được gắn trên trục xoay của
động cơ servo. Cảm biến siêu âm đo khoảng cách từ robot tới vật cản bằng cách
tính thời gian từ lúc sóng siêu âm được phát ra đến vật chắn rồi phản hồi về.
Sử dụng bằng cách truyền một xung vào chân trigger của module, sau đó
chờ một xung trả về trên chân echo, đo khoảng thời gian từ lúc truyền tới lúc
nhận, chia đôi rồi nhân với vận tốc cho ta khoảng cách đến vật cản cần đo.
Động cơ servo có nhiệm vụ thay đổi hướng cảm biến, thay đổi hướng đo
để nhận biết hướng nào có vật cản và không có vật cản cho robot hoạt động.

SVTH: Nguyễn Minh Tuyền

Page 23


ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH 1
Servo được điều khiển bởi vi điều khiển, muốn ở góc 900 ta cấp cho chân PMW
một xung có độ rộng 1.5ms, quay trái ta cấp xung nhỏ hơn 1.5ms, quay phải ta
cấp xung lớn hơn 1.5ms.
3.1.4 Thiết kế mạch động lực.

Hình 3.1.4a: sơ đồ mạch động lực.

SVTH: Nguyễn Minh Tuyền

Page 24


ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH 1

Hình 3.1.4b: Bảng trạng thái của l293D.
Từ bảng trạng thái của L293D ta có những trường hợp sẽ xảy ra.
EN
H
H
H
H
L

1A
H

H
L
L
X

2A
L
L
H
H
X

3A
H
L
H
L
X

4A
L
H
L
H
X

SVTH: Nguyễn Minh Tuyền

Page 25

Hướng đi.
Thẳng
Rẽ phải
Rẽ trái
Lùi
Dừng