đồ án robot di chuyển đa hướng bằng bánh omni

LỜI NÓI ĐẦU
Trên con đường tiến tới công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước thì vấn đề phát triển
khoa học kỹ thuật cao là mấu chốt hàng đầu. Với xu hướng giảm tối thiểu sức người
và tăng năng suất lao động đòi hỏi phải có nhiều trang thiết bị, nhiều dây chuyền tự
động hóa, lấy sức máy móc thay thế sức người, ...
Để đáp ứng nhu cầu này, chắc chắn cần phải nghiên cứu phát triển các thiết bị tự
động để phụ vụ cho các nhà máy, xí nghiệp hay sản xuất nông nghiệp...Trong đó
Robot là lĩnh vực mới mà ở nước ta đang nghiên cứu và từng bước chế tạo để ứng
dụng vào quá trình sản xuất để góp phần nâng cao năng xuất lao động. Việc nghiên
cứu và chế tạo robot nhằm đáp ứng vào nhu cầu thực tế của các dây chuyền sản xuất
là rất cần thiết.
Việc xây dựng các chương trình hoạt động cho các robot là điều thiết yếu đặc biệt
đối với các robot di động. Bài toán robot di động bằng bánh xe (ominidirectional
mobile robot-OMR) được sự quan tâm lớn của nhiều người trong những năm gần
đây, vì chúng được ứng dụng rộng rãi trong các ngành khác nhau như công nghiệp,
nông lâm nghiệp, y tế, dịch vụ, ...do khả năng di chuyển linh hoạt.
Khác với robot di động sử dụng bánh truyền thống, robot di động sử dụng bánh đa
hướng (gọi tắt là robot di động đa hướng) có những ưu điểm vượt trội như: khả
năng thay đổi vị trí và định hướng linh hoạt, độ chính xác cao..., bởi vì chúng có
khả năng di chuyển và quay đồng thời hoạt độc lập, vì vậy robot di động đa hướng
đã thu hút được nhiều sự chú ý hơn. Trong kĩ thuật điều khiển chuyển động của
OMR, vấn đề bám quỹ đạo và tác động nhanh là rất cần thiết. Có nhiều phương
pháp điều khiển robot nhưng có rất ít công trình nghiên cứu dùng điều khiển trượt
cho robot đa hướng
Robot sử dụng bánh omni có thể di chuyển theo bất kì hướng nào, ở bất kì góc nào
mà không cần quay trước khi di chuyển. Vì có khả năng như vậy nên robot omni có
khả năng tiết kiệm năng lượng so với robot sử dụng bánh xe thông thường.


LỜI CẢM ƠN
Sau quá trình học tập và rèn luyện nghiêm túc tại Khoa Cơ Khí Cao Đẳng Công

Thương cung với sự hướng dẫn và đôn đốc tận tình của Thầy Lưu Mạnh Sơn, chúng
em đã hoàn thành đồ án cơ sở ngành cơ điện tử với đề tài robot di chuyển đa hướng
bằng bánh omni.
Chúng em xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy Lưu Mạnh Sơn, thầy đã
động viên và giúp đỡ chúng em nhiều về mặt tinh thần cung như kiến thức để
chúng em vượt qua những ngày tháng khó khăn trong sự tìm tòi hiểu biết về lĩnh
vực mới để rồi cuối cùng hoàn thành được đồ án cơ sở ngành hôm nay. Một lần nữa
xin được gửi lời cảm ơn đến Thầy, chúc Thầy luôn khỏe mạnh và có những tháng
năm công tác tốt như Thầy mong đợi.
Chúng em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến các thầy cô trong bộ môn cơ điện tử
cũng như các thầy cô trong khoa Cơ Khí và những người đã dìu dắt chúng em, cho
chúng em kiến thức chuyên ngành và những kinh nghiệm quý báu để cùng với sự
nỗ lực của chúng em đã hoàn thành đồ án cơ sở ngành hôm nay.
Một lần nữa chúng em xin chân thành cảm ơn tất cả các thầy cô của khoa và của
ngành đã giúp em trong thời gian qua.
Trân trọng !

TP.HCM Ngày

Tháng

Sinh viên thực hiện
Nguyễn Mạnh Hà
Trương Ngọc Hải

Năm


NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN
Họ tên GVHD:

Ngày giao đề tài:
Số buổi báo cáo thường ky:
Nhận xét chung:

Điểm hướng dẫn:
TPHCM, ngày ….. tháng …. năm …
Giảng viên hướng dẫn
(Ký và ghi rõ họ tên)

Ngàyhoàn thành đề tài:


Chương 1
TỔNG QUAN
1.1 Đặt vấn đề:
Vấn đề được đặt ra là làm thế nào để robot có thể hoạt động, nhận biết môi trường
và thực thi nhiệm vụ đề ra. Vấn đề đầu tiên là di chuyển, robot đa hướng tự hành
nên di chuyển thế nào và cơ cấu di chuyển nào là sự lựa chọn tốt nhất. Vấn đề thứ
hai là điều hướng. Vấn đề thứ ba là môi trường làm việc. Robot đa hướng tự hành
phải có khả năng tự quyết định về phương thức điều hướng, định hướng chuyển
động để có thể tới đích thực hiện nhiệm vụ nhất định.
1.2 Cấu trúc xe tự hành: (Robot omni 3 bánh)


Hình 1.1 Cấu trúc đơn giản của xe tự hành omni
Robot tự hành được định nghĩa là một loại xe robot cả khả năng dịch chuyển
tự vận động ( có thể tự lập trình được ) dưới sự điều khiển tự động để thực hiện
thành công công việc được giao.
1.3 Tổng quan chung của lĩnh vực nghiên cứu:
1.3.1 Tổng quan:

Cùng với sự phát triển không ngừng của các ngành khoa học kỹ thuật, các ngành
công nghiệp cũng đang phát triển nhanh chóng. Việc áp dụng các máy móc hiện đại
vào sản xuất là một yêu cầu không thể thiếu trong các nhà máy nhằm tăng năng


xuất, tăng chất lượng và giảm giá thành sản phẩm. Song song với sự phát triển đó,
công nghệ chế tạo Robot cũng phát triển nhanh chóng đặc biệt là ở các nước phát
triển nhằm đáp ứng các nhu câu về sản xuất, sinh hoạt, quốc phòng... robot có thể
thực hiện những công việc mà con người khó thực hiện và thậm chí không thực hiện
được như: làm những công việc đòi hỏi sự chính xác cao, làm việc trong môi trường
nguy hiểm ( như lò phản ứng hạt nhân, dò phá mìn trong quân sự), thám hiểm
không gian vũ trụ...
Trong các họ Robot, chúng ta không thể không nhắc tới Mobile Robot với những
đặc thù riêng mà những loại Robot khác không có. Với khả năng di chuyển linh
hoạt và vùng hoạt động rộng, thu hút nhiều sự đầu tư nghiên cứu hiện nay. Mobile
Robot có thể phân chia thành nhiều loại theo cách vận hành.
1.3.2 Phân loại Mobile Robot:
Có thể phân loại robot theo phương pháp di chuyển:
 Robot có chân, giống người hay động vật.

Hình 1.2 Robot nhện
 Robot di chuyển bằng bánh xích, đai...


Hình 1.3 Robot bánh xích
 Robot di chuyển bằng bánh xe.

Hình 1.4 Robot omni
1.3.3 Một số dạng điều khiển:
1.3.3.1 Điều khiển từ xa bằng tay:

Robot điều khiển từ xa bằng tay được điều khiển thông qua sóng RF, wifi,
hồng ngoại hay bluetooth...Robot điều khiển từ xa giúp con người tránh khỏi những
nguy hiểm.
1.3.3.2 Thực thi theo lộ trình:
Là những con Robot theo lộ trình sẵn. Chúng có thể theo những đường được
sơn khắc trên sàn trên trần nhà hay một dây điện. Đa số những robot này hoạt động
theo một thuật toán đơn giản là giữ lộ trình trong bộ cảm biến trung tâm, chúng
không thể vòng qua các chướng ngại vật, chúng chỉ dừng lại khi có vật nào đó cản
đường chúng.
1.3.3.3 Ngẫu nhiên hoạt động độc lập:


Robot hoạt động độc lập với những chuyển động ngẫu nhiên, về cơ bản đó là
những chuyển động nhảy bật lên tường, những bức tường được cảm nhận do sự cản
trở về mặt vật lý như máy hút bụi Roomba hoặc với bộ cảm biến điện tử của máy
cắt cỏ Friendly Robotics.
1.4 Mục đích nghiên cứu:
Để góp phần vào sự phát triển nền khoa học kỹ thuật của nước nhà, nhóm chúng
em đã chọn Mobile Robot di chuyển đa hướng bằng 3 bánh xe omni với hệ thống
điều khiển tự động và tránh được vật cản. Nhóm chọn làm Robot omni di chuyển 3
bánh bởi vì tiện, gọn và giảm được chi phí cho nhóm. Từ những suy nghĩ đó chúng
em sử dụng những kiến thức còn hạn chế của mình để nghiên cứu chế tạo Mobile
Robot trong phạm vi đồ án với ước muốn đóng góp vào công nghệ chế tạo Robot
của nước nhà trong thời gian tới và Robot này nhóm sẽ áp dụng vào việc giám sát
những khu vực nguy hiểm mà còn người không tới được.
1.5 Nhiệm vụ và giới hạn nghiên cứu:
Thiết kế mô hình của robot, tính toán thông số động cơ, đường kính vòng bánh
xe và điều khiển được robot tự tránh vật cản thông qua cảm biến siêu âm. Khoảng
cách mà robot có thể nhận biết được vật cản.
1.6 Phương pháp nghiên cứu:

Nhóm sẽ tiến hành tìm kiếm thông tin, chức năng của robot có thể áp dụng vào việc
gì, nó có thể hoạt động ở môi trường nào, địa hình nào. Cần phải nâng cấp chức
năng gì ở robot và tiến hành thiết kế mô hình 3D, sau khi thiết kế 3D xong thì ta
tiến hành nghiên cứu đến phần cơ khí của robot đó là khung sườn, nên dùng chất
liệu gì để xe có độ bền cao nhưng nhẹ về cân năng để dễ dàng di chuyển, sau đó
chọn hình dáng thiết kế cho khung sườn như hình tròn hay hình tam giác. Phần hệ
thống điện và động cơ, đối với điện thì ta phải chọn nên dùng board mạch gồm có
gì, sử dụng cảm biến nào, nguồn cấp cho Robot là bao nhiêu để phù hợp, tìm hiểu
thông số kỹ thuật của các bộ phận chi tiết trong bo mạch như cảm biến, arduino...,
thông tin về nguông cấp là bao nhiêu vote... đối với động cơ thì xem thông số kỹ
thuật về công suất, tỷ số truyền, nguôn cấp là bao nhiêu, cơ cấu hộp số, sau đó ta


tiến hành tính toán giải thuật điều khiển cho Robot di chuyển các hướng. Phần lập
trình, ở phần này cần phải biết được nên sử dụng ngôn ngữ lập trình nào, dùng phần
mềm nào để lập trình và học cách sử dụng phần mềm đó. Sau khi hoàn thành những
công việc trên nhóm sẽ bắt đầu tiến hành vào việc phát triển làm mô hình ngoài
thực tế và sau khi làm xong sẽ đem ra thử nghiệm nếu có chỗ nào chưa đạt thì nhóm
sẽ tiếp tục xem xét lại, sửa chữa lại, còn nếu thành công thì sẽ tiến hành áp dụng
vào thực tiễn.
1.7 Ưu và nhược điểm của Robot:
1.7.1 Ưu điểm:
 Di chuyển linh hoạt
 Dễ điều khiển
 Thiết kế đơn giản
 Có khả năng ứng dụng ngay vào đời sống
1.7.2 Nhược điểm:
 Di chuyển trong một số môi trường và địa hình nhất định

Chương 2

THIẾT KẾ CƠ KHÍ
2.1 Phần mềm thiết kế:
Mobile Robot được thiết kế trên phần mềm solidword 2016.
Solidworks là phần mềm thiết kế cơ khí 3D, chạy trên hệ điều hành
windowns. Solidworks được phát triển bởi Dassault Systemes Solidworks corp, một
công ty của Dassault Systemes, SA (Veslizy, pháp ). Solidworks hiện đang được sử
dụng hơn 2 triệu kỹ sư và nhà thiết kế ở mức 178.000 công ty trên toàn thế giới.
Solidworks đang là đối thủ cạnh tranh trực tiếp với Autodesk Inventor và Solid
Edge. Các phiên bản đã phát hành như: Solidworks 95, Solidworks 96, Solidworks
97, Solidworks 97 plus, Solidworks 98, Solidworks 98 plus,..., Solidworks 2013,...,
Solidworks 2016.
Các sản phẩm solidworks cung cấp:
 ứng dụng thiết kế cơ khí 3D: Solidworks Standar, Solidworks professional,
Solidworks Premium cung cấp một bộ công cụ phát triển sản phẩm thiết, thẩm tra
thiết kế, quản lý dữ liệu, thông tin liên lạc và các công cụ cơ khí.
 Thiết kế các công cụ chứng nhận: Solidworks Simulation là một công cụ xác nhận
thiết kế cho thấy các kỹ sư cách thiết kế của họ sẽ cư xử như các đối tượng vật lý.
Solidworks Motion là công cụ tạo mẫu ảo cung cấp khả năng mô phỏng chuyển
động để đảm bảo chức năng thiết kế đúng cách.
Solidworks với tính mở và tính tương thích của mình, Solidworks cho phép nhiều
phần mềm ứng dụng khác chạy trực tiếp trên môi trường của nó,Solidworks cũng
kết xuất ra các tập tin dữ liệu định dạng chuẩn để người sử dụng có thể khai thác
trong môi trường các phần mềm khác.

2.2 Khung cơ khí:


Hình 2.1 Khung cơ khí

Khung là một bộ phận quan trong của robot, được lắp ráp các thứ lên như
động cơ, board mạch, cảm biến.

Hình 2.2 Ván MDF


Hình 2.3 Trụ đồng

Hình 2.4 Gá động cơ
- Chất liệu khung:
*Ván MDF, độ dày 2 mm
*Trụ đồng đực cái, dài 50 mm
*Gá động cơ GA25
- Đường kính khung: 270mm
- Chiều cao khung: 52mm


2.3 Bánh xe đa hướng:
2.3.1 Phần bánh omni:
Bánh xe omni là loại bánh có các bánh vệ tinh nhỏ đặt chung quanh chu vi
bánh, 2 vòng bánh con sole với nhau và vuông góc với trục bánh. Nhờ đó bánh xe
có thể di chuyển dọc (do động cơ truyền động) và trượt theo chiều ngang (phụ thuộc
vào chuyển động của các bánh còn lại). Kết hợp hai chuyển động này (cộng vector)
thì bánh Omni có thể di chuyển theo mọi hướng trong khi vẫn giữ được hướng của
đầu robot không đổi trong quá trình di chuyển (do robot sử dụng bánh omni có thể
di chuyển theo bất kỳ hướng nào mà không cần quay trước khi di chuyển). Đó là sự
khác biệt cơ bản nhất so với các loại bánh xe truyền thống hay bánh xíc dùng trong
xe Tăng, khi đổi hướng thì phải quay đầu rồi đi theo hướng đó. Vì có khả năng như
vậy nên robot omni có khả năng tiết kiệm năng lượng so với robot sử dụng bánh xe
thông thường.

Hình 2.5 Bánh omni
Thông số kĩ thuật:
-Đường kính bánh xe: 40(mm)
-Rộng: 27 (mm)
-Con lăn vệ tinh: 8 con


-Chiều dài con lăn: 16 (mm)
-Vật liệu con lăn: nhôm
-Vật liệu khung bánh xe: nhựa PA
-Tải trọng: 15kg
-Khối lượng: 50gam
-Có độ bền cao, có khả năng di chuyển linh hoạt 360, với 8 bánh vệ tinh được gia
công CNC từ kim loại nhôm cứng 6061 siêu bền giúp bánh chạy êm và giảm hao
mòn đáng kể trong quá trình sử dụng. Bằng cách thay đổi tốc độ và hướng của động
cơ, robot có thể lái theo bất kì hướng nào mà không cần phải quay.
2.3.2 phần khớp nối trục:
Sử dụng nối động cơ DC với trục bánh xe

Hình 2.6 Khớp nối trục
Thông số kĩ thuật:
-Một đầu cho trục 5mm đầu còn lại trục 8mm, nối với động cơ và các khớp
-Chất liệu: Nhôm cứng
2.4 Một số chi tiết khác:
- Ốc vít


.
Hình 2.7 Ốc, vít.

2.5 Nguyên lý hoạt động:

Hình 2.8 Nguyên lý hoạt động
+ Ghi chú:
-

Góc giữa các bánh mỗi góc 120 độ

-

Mũi tên màu đen chỉ hướng di chuyển của robot.


-

Mũi tên màu đỏ chỉ chiều quay của xe (cùng chiều kim đồng hồ).

-

Các số 1,2,3 chỉ vị trí bánh xe.

-

Các kí tự A, B, C, D, E, F, G, H, Trước, sau, trái, phải là tên của các hướng di
chuyển.
Ta có nguyên lý hoạt động như sau:

 Đi thẳng về trước: bánh số 1 dừng, bánh số 2 quay ngược chiều mũi tên, số 3 quay
cùng chiều mũi tên.
 Đi thẳng về sau: bánh số 1 dừng, bánh số 2 quay cùng chiều mũi tên, bánh số 3

quay ngược chiều mũi tên.
 Đi qua phải: bánh số 1 cùng chiều mũi tên, bánh số 2 và bánh số 3 quay ngược
chiều mũi tên.
 Đi qua trái: bánh số 1 ngược chiều mũi tên, bánh số 2 và bánh số 3 quay cùng chiều
kim đồng hồ.
 Đi thẳng về A: bánh số 3 dừng, bánh số 1 quay ngược chiều mũi tên, bánh số 2 quay
cùng chiều mũi tên.
 Đi thẳng về C: bánh số 3 dừng, bánh số 1 quay cùng chiều mũi tên, bánh số 2 quay
ngược chiều.
 Đi thẳng về B: bánh số 2 dừng, bánh số 1 cùng chiều mũi tên, bánh số 3 ngược
chiều mũi tên.
 Đi thẳng về D: bánh số 2 dừng, bánh số 1 ngược chiều mũi tên, bánh số 3 cùng
chiều mũi tên.
 Đi thẳng về E: bánh số 1 quay ngược chiều mũi tên, bánh số 2 quay cùng chiều mũi
tên, bánh số 3 quay ngược chiều mũi tên.
 Đi thẳng về G: bánh số 1 quay cùng chiều mũi tên, bánh số 2 quay ngược chiều mũi
tên, bánh số 3 quay cùng chiều mũi tên.
 Đi thẳng về F: bánh số 1 và bánh số 2 quay cùng chiều mũi tên, bánh số 3 quay
ngược chiều mũi tên.
 Đi thẳng về H: bánh số 1 và bánh số 2 quay ngược chiều mũi tên, bánh số 3 quay
cùng chiều mũi tên.


 Tự quay quanh tâm cùng chiều kim đồng hồ: cả 3 bánh đều quay cung chiều mũi
tên.
 Tự quay quanh tâm ngược chiều kim đồng hồ: cả 3 bánh quay ngược chiều mũi tên.
2.6 Các công việc tính toán:
*Gọi:
- P(N): Trọng lượng toàn xe.
- Fms(N)=P*u= 0.4*P là lực ma sát. Ở đây u là hệ số ma sát, do bánh xe là cao su

tiếp xúc đường trơn nên chọn giá trị bằng 0.4, (tra ở bảng 2.1 hệ số ma sát trượt).
- P1(w): công suất động cơ cho phép có ghi trên nhãn động cơ (về mặt điện học thì
P1=U*I, ở đây ta ko đề cập tới điện).
-F(N): lực để đẩy toàn bộ xe chạy.
-W(J):Công thực hiện.
-S(m): Quãng đường chạy.
-v(m/s): vận tốc tối đa đạt được ứng với công suất và khối lượng.
Định nghĩa cơ bản: Công suất là lượng công(J) thực hiện trong 1s.(w=J/s).
Công thực hiện được là: W=P1=F*S =100*2 (Quãng đường xe chay 3m)
Trong 1s, muốn xe có thể chạy thì:
F>Fms <=> P1/S > 0.4*P
suy ra 300/3 >0.4*9.8 (1)
Tỉ số giữa công suất trên quãng đường chạy được trong 1s phải lớn hơn lực ma sát.
*Mà ta thấy"quãng đường chạy được trong 1s" đây rõ ràng là vận tốc v(m/s).
v=s/t=3m/s Vậy (1)
<=> P1/v >0.4*P
=> P1(w)>0.4*v*P =0.4*m*g*v =0.4*1*9.8*3=11.76W
Bảng 2.1 Hệ số ma sát trượt
Vật liệu

Hệ số ma sát trượt

Gỗ rắn trên gỗ rắn

0,25

Da trên gỗ

0,4

Da trên gang

0,28


Thép trên đất cứng

0,2 – 0,4

Lốp cao su trên đất cứng 0,4 – 0,6
Thép trên thép

0,2

Hình 2.6 Biểu diễn lực tác động


Chương 3
HỆ THỐNG ĐIỆN
3.1 Thiết bị điện:
3.1.1 Động cơ:
Động cơ DC Servo giảm tốc GA25

Hình 3.1 Động cơ
Thông số kĩ thuật:
-Điện áp định mức: 12v
-Tốc độ: 92 rpm
- Hộp số: 1:86
-Dòng: 100 (mA)
-Lực nâng: 300 (mN.m)

-Tổng chiều dài động cơ: 56.2 (mm), (chiều dài hộp số 24.4 mm)
-Đường kính hộp số: 25 mm.
-Đường kính động cơ: 24.2 mm.
-Trục dài: 13 mm.
-Đường kính trục: 5 mm (độ dài cạnh cắt khoản 3.9 mm)
-Trọng lượng: khoảng 100g


3.1.2 Nguồn cấp cho robot:

Hình 3.2 Pin nguồn
Thông số kĩ thuật:
-Kiểu pin: 18650
-Điện áp trung bình: 4.2 V
-Dung lượng: 3800 mAh
-Dòng xả: 2A
-Size: 18 x 65 mm
-Trọng lượng: 34 g


3.1.3 Dây cắm test board:

Hình 3.3 dây cắm đực cái, dây cắm đực đực và dây cắm cái cái.
Mô tả:
-Dây lõi đồng nhiều sợi có độ dẫn điện cao, mối tiếp xúc chắc chắn, có độ dài
30cm, có nhiều màu sắc khác nhau (10 màu)
3.2 Thiết bị điều khiển:
3.2.1 Arduino uno R3 chip cắm:

Hình 3.4 Arduino uno R3

Thông số kĩ thuật:
 Chip điều khiển chính: Atmega328
 Nguồn nuôi mạch: 5V


 Nguồn ngoài (cắm từ giắc tròn DC): Khuyên dùng 7v-9v để đảm bảo
mạch hoạt động tốt. Nếu bạn cắm 12v thì IC ổn áp rất dễ chết và gây
hư hỏng mạch
 Số chân Digital: 14 (hỗ trợ 6 chân PWM)
 Số chân Analog: 6
 Dòng ra trên chân Digital: tối đa 40mA
 Dòng ra trên chân 3.3V: 50mA
 Dung lượng bộ nhớ Flash: 32 KB (Atmega328) of which 0.5 KB used
by bootloader
 SRAM: 2 KB (Atmega328)
 EEPROM: 1 KB (Atmega328)
 Tốc độ: 16 MHz
3.2.2 Arduino điều khiển động cơ L298N:

Hình 3.5 Arduino điều khiển động cơ
Thông số kỹ thuật:


-Driver: L298N tích hợp 2 mạch cầu H
-Điện áp điều khiển: +5v ~ +12v
-Dòng tối đa cho mỗi cầu H: 2A
-Điện áp của tín hiệu điều khiển: +5v ~ +7v
- Dòng của tín hiệu điều khiển : 0 ~ 36Ma
-Công suất hao phí : 20W (khi nhiệt độ T = 75 °C)
-Nhiệt độ bảo quản : -25°C ~ +130

3.2.3 Cảm biến siêu âm HC SR-04:
Cấu tạo gồm có 3 phần:
-

Phần phát tín hiệu: các đầu phát và đầu thhu siêu âm là các loa gốm được chế tạo
đặc biệt, hoạt độngphát siêu âm có cường độ cao nhất ở một tầng số nào đó
( thường là 40kHz cho các ứng dụng đo khoảng cách ). Các loa này cần có nguồn
tín hiệu điều khiển có điện áp cao mới phát tốt được
(theo datasheet thì là ~ 30V).

-

Phần thu tín hiệu: khi loa gốm làm đầu thu ( loa này được chế tạo chỉ nhạy với một
tầng số nào đó – 40KHz) thu được songs siêu âm, nó sẽ phát ra một điện thế giữa 2
cực. Điện thế này là rất nhỏ, vì vậy nó được đưa qua một OPAM, ở đây là TL072
( Một số module sử dụng LM324,...). Phần xử lý, điều khiển: phần xử lý, điều khiển
thường xử dụng một vi điều khiển ( PIC16F688, STC11,...) làm nhiệm vụ phát
xung, xử lý tính toán thời gian từ khi phát đến khi thu được sóng siêu âm do đó phát
ra nếu nhận được tín hiệu TRIG.


Hình 3.6 Cảm biến siêu âm
Thông số kỹ thuật:
- Nguồn làm việc: 5V
-Dòng tiêu thụ : nhỏ hơn 2mA
- Tín hiệu đầu ra: xung HIGH (5V) và LOW (0V)
- Khoảng cách đo: 2cm - 300cm (3 mét)
- Độ chính xác: 0.5cm

Chương 4
ĐIỀU KHIỂN
4.1 Sơ đồ khối:
Khối nguồn
12V

12V

5V

Khối xử lý arduino
uno R3
Độ rộng xung

Khối công suất
arduino L298N

PWM( 255)

Cảm
biến
siêu âm

Động cơ
giảm tốc
GA25

Hình 4.1 sơ đồ khối phần cứng
4.2 Chi tiết các khối:
- Khối nguồn 12V: cấp nguồn 12v cho mạch công suất arduino L298N để

điều khiển động cơ, cấp nguồn 5v cho mạch điều khiển arduino uno R3 và cho cảm
biến thông qua chân nguồn 5v của l298N.
- Khối xử lý: xử lý các thông tin của chương trình lập trình và nhận tín hiệu
đầu vào từ cảm biến sau đó xử lý thông tin xuất đi để điều khiển robot.
- Khối công suất: nhận tín hiệu đầu vào đã được xử lý qua khối xử lý sau đó
dùng thông tin xử lý đó đưa vào và điều khiển động cơ hoạt động theo yêu cầu.