Thiết kế và chế tạo máy CNC dùng tia laser

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA-VŨNG TÀU
VIỆN CNTT - ĐIỆN - ĐIỆN TỬ
----—&–----

ĐỀ TÀI KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG
TÊN ĐỀ TÀI:

THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÁY CNC
DÙNG TIA LASER

Chủ nhiệm: Nguyễn Minh Dức
Hướng dẫn khoa học: ThS. Phạm Chí Hiếu

BÀ RỊA-VŨNG TÀU, NĂM 2018-2019


Báo cáo nghiên cứu khoa học

Trường ĐHBRVT

TRƯỜNG ĐH BÀ RỊA VŨNG TÀUCỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
------o0o-----

VIỆN CNTT-ĐIỆN-ĐIỆN TỬ

NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU
Họ và tên sinh viên: Nguyễn Minh Đức

MSSV: 15031989

Ngày, tháng, năm sinh: 15/06/1997

Nơi sinh: Vũng Tàu

Chuyên Ngành: Tự động
I. TÊN ĐỀ TÀI: Thiết Kế Và Chế Tạo Máy CNC Dùng Tia Laser
II. NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:
- Tìm hiểu công dụng của từng thiết bị điện, điện tử.
- Đưa ra các phương án nghiên cứu.
- Thiết kế và chế tạo máy CNC dùng tia Laser.
- Kiểm tra, đánh giá tính ứng dụng của đề tài.
III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI: 01/11/2018
IV. NGÀY HOÀN THÀNH ĐỀ TÀI: 31/03/2019
V. HỌ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: Th.S. Phạm Chí Hiếu

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
(Ký và ghi rõ họ tên)

Bà Rịa - Vũng Tàu, Ngày…... tháng ..…năm 2019
SINH VIÊN THỰC HIỆN CHÍNH
(Ký và ghi rõ họ tên)

ThS. Phạm Chí Hiếu

Nguyễn Minh Đức

PHÒNG NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
(Ký và ghi rõ họ tên)

TRƯỞNG VIỆN
(Ký và ghi rõ họ
tên)

TS. Phan Ngọc Hoàng

SVTH: Nguyễn Minh Đức


Báo cáo nghiên cứu khoa học

Trường ĐHBRVT
LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đề tài nghiên cứu khoa học này tổng quát lại kết quả quá trình
nghiên cứu của tôi. Các số liệu, hình ảnh, thông tin trong đề tài đều trung thực, do tôi
tìm hiểu, tham khảo từ nhiều nguồn tư liệu. Đề tài này không sao chép các đề tài đã có
từ trước.
Nếu phát hiện có bất kỳ sự gian lận nào tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về nội
dung đề tài của mình. Trường đại học BÀ RỊA-VŨNG TÀU không liên quan đến
những vi phạm tác quyền, bản quyền do tôi gây ra trong quá trình thực hiện (nếu có).
Vũng Tàu, ngày 10 tháng 05 năm 2019
Người cam đoan

Nguyễn Minh Đức

Lời nhận xét của hội đồng phản biện

Chủ tịch hội đồng

Phản biện 1

Phản biện 2

Ủy viên

Lưu Hoàng

Phạm Văn Tâm

Phan Thanh Hoàng Anh

Châu Nguyễn Ngọc Lan

SVTH: Nguyễn Minh Đức


Báo cáo nghiên cứu khoa học

Trường ĐHBRVT
MỞ ĐẦU

CNC–Viết tắt Computer (ized) Numerical (ly) Control (led) (điều khiển bằng
máy tính), đề cập đến việc điều khiển bằng máy tính các máy móc với mục đích sản
xuất (có tính lặp lại), các bộ phận kim khí (hay các vật liệu khác) phức tạp, bằng cách
sử dụng các chương trình viết bằng ký hiệu chuyên biệt theo tiêu chuẩn EIA-274-D,
thường gọi là mã G.
Sự xuất hiện của các máy CNC đã nhanh chóng thay đổi việc sản xuất công
nghiệp. Các đường cong được thực hiện dễ dàng như đường thẳng, các cấu trúc phức
tạp 3 chiều cũng dễ dàng thực hiện, một lượng lớn các thao tác do con người thực hiện

được giảm thiểu.
Việc gia tăng tự động hóa trong quá trình sản xuất với máy CNC tạo nên sự phát
triển đáng kể về chính xác và chất lượng. Kỹ thuật tự động của CNC giảm thiểu các sai
sót và giúp người thao tác có thời gian cho các công việc khác. Ngoài ra còn cho phép
linh hoạt trong thao tác các sản phẩm và thời gian cần thiết cho thay đổi máy móc để
sản xuất các linh kiện khác.
Trong môi trường sản xuất, một loạt các máy CNC kết hợp thành một tổ hợp, gọi
là cell, để có thể làm nhiều thao tác trên một bộ phận. Máy CNC ngày nay được điều
khiển trực tiếp từ các bản vẽ do phần mềm CAM, vì thế một bộ phận hay lắp ráp có
thể trực tiếp từ thiết kế sang sản xuất mà không cần các bản vẽ in của từng chi tiết. Có
thể nói CNC là các phân đoạn của các hệ thống robot công nghiệp, tức là chúng được
thiết kế để thực hiện nhiều thao tác sản xuất.
Ngày nay máy CNC đóng một vai trò cực kỳ quan trọng trong công nghiệp sản
xuất, nó chiếm ưu thế trong tiết kiệm lao động và độ chính xác cực kỳ cao, vì vậy có
thể nói nó là một phần không thể thiếu trong công nghiệp sản xuất hiện đại.
Để góp phần làm sáng tỏ hiệu quả những ứng dụng trong thực tế của máy CNC,
sau một thời gian học tập em đã nghiên cứu đề tài “thiết kế và chế tạo máy CNC
dùng tia Laser”. Hệ thống này giúp ta có thể hàn, cắt hay khắc chi tiết chính xác.

SVTH: Nguyễn Minh Đức


Báo cáo nghiên cứu khoa học

Trường ĐHBRVT

LỜI CẢM ƠN

Trước khi bắt đầu nghiên cứu khoa học, với lòng biết ơn sâu sắc nhất, em xin
cảm ơn quí thầy cô ngành Điện-Điện tử đã tận tình truyền đạt kiến thức cũng như giúp

đỡ em trong quá trình học tập tại trường.
Đặc biệt, em xin ghi nhớ sự nhiệt tình của thầy Phạm Chí Hiếu, người trực tiếp
hướng dẫn và đã giúp em hoàn thành đề tài này.
Sau cùng, em cũng xin cảm ơn những người bạn đã đóng góp ý kiến và hỗ trợ
thông tin để hoàn thiện đề tài.

Vũng tàu, ngày ……..tháng….…. năm 2019
Sinh viên thực hiện chính
(Ký và ghi rõ họ tên)

Nguyễn Minh Đức

SVTH: Nguyễn Minh Đức


Báo cáo nghiên cứu khoa học

Trường ĐHBRVT
MỤC LỤC

Đề mục

Trang

NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI
LỜI CAM ĐOAN
MỞ ĐẦU
LỜI CẢM ƠN
MỤC LỤC
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN............................................................................................................ 01

1.1. Đặt vấn đề...................................................................................................................................... 01
1.2. Mục tiêu của đề tài.…………............................................................................ 01
1.3. Tính tối ưu của đề tài................................................................................................................ 01
CHƯƠNG 2. THIẾT BỊ VÀ CÁC GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ…............................ 02
2.1. Giới thiệu máy CNC..………..……………….......….……………………….. 02
2.1.1. Khái niệm máy CNC………..………..……………....…..…...…………….. 02
2.1.2. Trục máy CNC………..………..……..…………………..…...…………….. 02
2.1.3. Hệ thống điều khiển máy CNC………….……..……..…..…...…………….. 02
2.1.3.1. Tổng quát………..………..……………………………..…...…………….. 02
2.1.3.2. Chọn động cơ cho cơ cấu dẫn động các trục………..…..…...…………….. 03
2.1.4. Phần cứng máy CNC…….……..………..…………...…..…...…………….. 03
2.1.5. Phần mềm máy CNC……..…..…...……………………………………….... 04
2.1.6. Nguyên tắc lập trình gia công trên máy CNC………...…..…...…………….. 05
2.1.7. Cấu trúc chương trình……..…..…...…………………………………….….. 05
2.1.8. Những chức năng hỗ trợ……..…..…………………………....…………….. 05
2.1.9. Hệ tọa độ tuyệt đối – Tọa độ tương đối…………………..…...…………….. 06
2.2. Chương trình gia công CNC……..…..…...….................................………….. 06
2.2.1. Mã lệnh G cơ bản……..…..…...…………………………………………….. 07
2.2.2. Mã lệnh M cơ bản……..…..……………………………….....…………….. 08
2.3. Lợi ích của máy CNC..…...……………........................................................... 09
2.3.1. Tự động hóa sản xuất..…...………………………………………………….. 09
2.3.2. Độ chính xác và lặp lại cao của sản phẩm..…………………...…………….. 09
SVTH: Nguyễn Minh Đức


Báo cáo nghiên cứu khoa học

Trường ĐHBRVT

2.3.3. Tính linh hoạt máy CNC..…...…………………………………………...….. 09

2.3.4. Phạm vi sử dụng máy CNC..…...…………………………………..……….. 10
2.4. Giới thiệu về tia Laser..…...…………......................................................….. 10
2.4.1. Giới thiệu chung..…...……………………………………………………..... 10
2.4.2. Lịch sử…..…...……………………………………………………..……….. 10
2.4.3. Cấu tạo…..…...………………………………………………………….….. 11
2.4.4. Cơ chế hoạt động…..….............................................................…………….. 11
2.4.5. Phân loại…..…...………………………………………………………...….. 12
2.4.5.1. Laser chất rắn…..…...………………………………………….………….. 12
2.4.5.2. Laser chất khí…..…...………………………………………….………….. 12
2.4.5.3. Laser chất lỏng…..…...…………………………………………………….. 12
2.4.6. Tính chất…..…...………………………………………………………...….. 12
2.4.7. Các chế độ hoạt động..…..………………………………….....…………….. 13
2.4.8. An toàn..…..…...…………………………………………………………….. 13
2.4.9. Ứng dụng của laser..…..…...…………………………………………….….. 14
2.5. Giới thiệu về Mạch Arduino NANO..…..…...……..........................……..….. 14
2.5.1. Nguồn sử dụng..…..…...………………………………………………...….. 15
2.5.2. Các chân năng lượng..…..…...……………………..……………………….... 15
2.5.3. Bộ nhớ sử dụng..…..…...…...………………………………………………… 16
2.5.4. Các cổng vào/ra trên Arduino Board..…..…...............................…………….. 16

2.5.5. Lập trình cho Arduino…...……………..…………………………………….. 18
2.5.5.1. Cấu trúc chương trình…...…………………………………………….….. 21
2.5.5.2. Cách viết chương trình trên IDE…..........................................…………….. 21
2.5.5.3. Chương trình giao tiếp với máy tính………………………....…………….. 22
2.5.5.4. Nạp bootloader cho arduino…...…………………………………..……….. 23
CHƯƠNG 3. THIẾT KẾ MÔ HÌNH VÀ CHƯƠNG TRÌNH MÁY CNC………… 25
3.1. Sơ đồ khối của máy CNC..……………………………………………………. 25
3.1.1. Phần điều khiển..……………………………………………………………. 25
3.1.1.1. Máy tính cài sẳn phần mềm điều khiển..………………………….……….. 25
3.1.1.2. Mạch Arduino Uno R3..…………………………………………..……….. 26

3.1.1.3. Mạch CNC Shield..…………………………………………………..…….. 27
3.1.2. Cơ cấu chấp hành..………………………………………………………….... 29
SVTH: Nguyễn Minh Đức


Báo cáo nghiên cứu khoa học

Trường ĐHBRVT

3.1.2.1. Module Driver Laser..………………………………………………….….. 29
3.1.2.2. Động cơ chấp hành..……………………………………………………….. 29
3.1.2.3. Đầu Laser 2.5w..…………………………………………………….…….. 29
3.2. Mô hình thực..………………………………………………………………….. 30
3.2.1. Mô hình sườn máy và bàn máy..…………………………………………….. 30
3.2.2. Mô hình thực của máy CNC..……………………………………………….. 32
3.3. Viết chương trình cho máy CNC..…………………………………….……….. 32
3.3.1. Phần mềm tạo Gcode Inkscape..…………………………………….……….. 32
3.3.1.1. Khái niệm..………………………………………………………………..... 32
3.3.1.2. Các bước sử dụng Inkscape tạo file Gcode khác Laser..………………….. 32
3.3.2. Phần mềm điều khiển Universal Gcode Sender...………………..………….. 34
3.4. Một số kết quả đạt được của đề tài...…………………………………….…….. 40
CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI………….……… 41
4.1. Kết Luận……………………………………………………………………….. 41
4.1.1. Ưu điểm của đề tài………………………………………………………….. 41
4.1.2. Nhược điểm của đề tài…………………………………………………..….. 41
4.2. Hướng phát triển………………………………………………………………. 41
TÀI LIỆU THAM KHẢO …………………………………………………………. 42

SVTH: Nguyễn Minh Đức

Báo cáo nghiên cứu khoa học

Trường ĐHBRVT

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN
1.1. Đặt vấn đề
Công nghệ Laser đang ngày càng quan trọng đối với việc cho ra đời các sản phẩm
đạt chất lượng của ngành công nghiệp hỗ trợ. Tại Việt Nam, các thiết bị Laser công
nghiệp đã có mặt trên thị trường trong nhiều năm và phần lớn được cung cấp bởi các
công ty hoạt động thương mại. Các máy CNC cho phép gia công các sản phẩm có độ
chính xác và độ phức tạp cao mà máy công cụ truyền thống không thể làm được. Sau
khi nạp chương trình gia công, nhiều máy CNC có thể tự động chạy liên tục cho tới khi
kết thúc, và như vậy giải phóng nhân lực cho công việc khác. Trong xu thế đó, nhằm
mục đích chế tạo một máy công cụ chính xác có thể vẽ tranh, khắc chữ trên gỗ, nhựa,
giấy, da, vải, phục vụ cho mỹ nghệ, quà lưu niệm, tranh ảnh một cách tự động, nên
nhóm đã thực hiện đề tài này. Ngoài ra, sản phẩm được chế tạo với thiết kế đẹp mắt, chi
phí sản xuất và bảo trì thấp so với sản phẩm cùng loại của nước ngoài, do đó phù hợp
với túi tiền của người dùng. Sản phẩm là ứng dụng cụ thể của hệ thống tự động hóa có
độ chính xác cao vào đời sống và sản xuất, mang lại hiệu quả cao hơn so với các
phương pháp cắt khắc truyền thống. Sản phẩm có các phần mềm hỗ trợ trực quan, dễ
hiểu nên mọi người đều có thể sử dụng một cách dễ dàng sau vài giờ tìm hiểu, nên có
khả năng đưa ra sử dụng rộng rãi, phổ biến.
1.2. Mục tiêu của đề tài
- Nghiên cứu mô hình hệ thống máy CNC dùng tia Laser.
- Nghiên cứu cơ sở lý thuyết để xây dựng mô hình dựa trên các kiến thức đã học.
- Ứng dụng các công nghệ hiện đại để xây dựng hệ thống.
1.3. Tính tối ưu của đề tài
- Tạo tính tư duy cho sinh viên trong quá trình nghiên cứu.

- Có tính linh động và mở rộng cho sinh viên thiết kế mô hình dựa trên cơ sở
thực tế.
- Mô hình đơn giản nhưng rất hữu ích.

SVTH: Nguyễn Minh Đức

1


Báo cáo nghiên cứu khoa học

Trường ĐHBRVT

CHƯƠNG 2
THIẾT BỊ VÀ CÁC GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ

2.1. Giới thiệu máy CNC
2.1.1. Khái niệm máy CNC
CNC là một dạng máy điều khiển tự động có sự trợ giúp của máy tính, mà trong
đó các bộ phận tự động được lập trình để hoạt động theo các sự kiện nối tiếp nhau với
một tốc độ được xác định trước để có thể tạo ra được mẫu vật với hình dạng và kích
thước theo yêu cầu.
2.1.2. Trục máy CNC
Để có thể điều khiển chuyển động dụng cụ cắt dọc theo đường hình học trên bề
mặt chi tiết cần có một mối quan hệ giữa dụng cụ và chi tiết gia công. Mối quan hệ này
có thể được thiết lập thông qua việc đặt dụng cụ và chi tiết gia công trong một hệ tọa
độ. Hệ tọa độ Decac được sử dụng làm hệ tọa độ trong máy CNC. Khi đó không gian
được giới hạn bởi ba kích thước của hệ tọa độ Decac gắn với máy mà hệ điều khiển
máy có thể nhận biết được gọi là vùng gia công.
2.1.3. Hệ thống điều khiển máy CNC

2.1.3.1. Tổng quát
Các máy CNC trong công nghiệp đều được điều khiển theo một nguyên tắc nhất
định. Dữ liệu điều khiển được đọc vào từ chương trình có sẵn trên máy hoặc do chính
người sử dụng nhập vào từ giao tiếp bàn phím. Các dữ liệu này được giải mã và hệ
thống điều khiển xuất ra các tập lệnh để điều khiển các cơ cấu chấp hành thực hiện các
lệnh theo yêu cầu của người sử dụng. Trong khi các cơ cấu chấp hành thực hiện các
lệnh đó, kết quả về việc thực hiện được mã hóa ngược lại và phản hồi về hệ điều khiển
máy, các kết quả này được so sánh với các tập lệnh được gửi đi. Sau đó hệ thống điều
khiển có nhiệm vụ bù lại các sai lệch và tiếp tục gửi đến các cơ cấu chấp hành cho đến
khi thông tin về kết quả thực hiện phản hồi trở lại “khớp” với thông tin được gửi đi.
Như vậy, ta có thể nói hệ điều khiển máy CNC trong công nghiệp là một hệ điều khiển
kín (dữ liệu lưu thông theo một vòng kín).

SVTH: Nguyễn Minh Đức

2


Báo cáo nghiên cứu khoa học

Trường ĐHBRVT

Hình 2.1. Truyền dữ liệu trong vòng
kín 2.1.3.2. Chọn động cơ cho cơ cấu dẫn động các trục
Động cơ dẫn động trên máy CNC cho các trục trong thực tế là các động cơ servo,
với khả năng điều khiển chính xác, đồng thời có một bộ phận phản hồi và bù sai số. Vì
là mô hình thí nghiệm nên phương án dùng loại động cơ này là không khả thi, vì thực
tế động cơ servo có giá thành rất đắt và hiếm thấy ở Việt Nam, nên chúng em thống
nhất phương án dùng động cơ bước để dẫn động các trục, vì loại động cơ này dễ điều
khiển, dễ mua và có giá thành hợp lý. Tuy nhiên do không kèm theo bộ phận phản hồi

bù sai số nên trong một số trường hợp như quá tải, quá nhiệt… động cơ sẽ không giữ
được độ chính xác theo yêu cầu, xảy ra tình trạng tụt bước hay mất bước. Khi tính toán
thiết kế chúng em sẽ cố gắng giảm sự sai lệch không mong muốn này về mức tối thiểu.
Phổ biến ở thị trường hiện nay là loại động cơ bước có công suất khoảng 50W.

Hình 2.2. Động cơ bước
2.1.4. Phần cứng máy CNC
Trong một máy CNC bất kỳ, dù đơn giản hay phức tạp đều có sự hiện diện của
các phần cứng cơ bản sau.
SVTH: Nguyễn Minh Đức

3


Báo cáo nghiên cứu khoa học
v

Trường ĐHBRVT

Bộ xử lý trung tâm (CPU):

Hình 2.3. Sơ đồ khối của CPU
v

Bộ nhớ:
Một số bộ nhớ mở rộng được sử dụng: ROM, EEPROM, RAM.

v

Hệ thống truyền dẫn (BUS):

Hệ thống CNC đòi hỏi sự liên hệ giữa CPU và các bộ phận khác trong hệ thống.

Thiết bị truyền dẫn của CNC chính là BUS. Có thể hiểu BUS là hệ thống các đường giao
thông làm nhiệm vụ truyền dẫn thông tin từ CPU đến các bộ phận khác và ngược lại. Dưới
đây là sơ đồ khối thể hiện vị trí vai trò của BUS trong hệ thống điều khiển CNC.

Hình 2.4. Hệ thống liên lạc thông qua
BUS 2.1.5. Phần mềm máy CNC
Những bộ điều khiển CNC hiện đại giống như những chiếc máy tính chuyên
dụng dùng để điều khiển máy công cụ. Cũng như những chiếc máy tính khác,
SVTH: Nguyễn Minh Đức

4


Báo cáo nghiên cứu khoa học

Trường ĐHBRVT

CNC cần một hệ điều hành, đôi khi được coi như là một phần mềm hệ thống. Chúng
được thiết kế riêng cho một loại máy, và mục đích cuối cùng là để điều khiển, bởi vì
đặc tính động học và điều khiển của mỗi loại máy là khác nhau. Phần mềm này điều
khiển mọi chức năng hệ thống, những chương trình con, đồ hoạ giả lập hay quá trình
gia công nếu có.
2.1.6. Nguyên tắc lập trình gia công trên máy CNC
Các thao tác gia công của máy CNC được thực hiện thông qua một đoạn chương
trình. Đoạn chương trình này mô tả chi tiết trình tự của các bước gia công, theo thứ tự
để tạo ra sản phẩm như ý. Bộ điều khiển CNC thực thi các lệnh gia công dựa trên
những dữ liệu mà nó nhận được, những thông số gia công có thể nằm ngay trên những
dữ liệu nhận được hay nằm trong bộ nhớ của bộ điều khiển.

Một điều rất quan trọng mà các bộ CNC phải tuân theo, đó là phải đi theo một
dạng lập trình đã được chuẩn hoá, dựa trên một văn bản do hiệp hội chuẩn hoá quốc tế
(ISO) đề ra. Ở Hoa Kỳ, chủ yếu theo chuẩn EIA RS244 hoặc RS358.
2.1.7. Cấu trúc chương trình
Một chương trình gia công bao gồm nhiều dòng lệnh. Mỗi dòng lệnh bao gồm
các ký tự và con số đi theo mỗi ký tự. Số lượng ký tự trong mỗi dòng lệnh là không cố
định. Mỗi dòng lệnh thường bắt đầu bằng ký tự N và một con số liền sau đó dùng để
chỉ thứ tự dòng lệnh trong chương trình.
2.1.8. Những chức năng hỗ trợ
Trước khi máy thực hiện những chuyển động và gia công, những thông số về
hình dáng và công nghệ phải được nhập vào bộ điều khiển. Sau đó các thông tin sẽ
được tính toán và đưa ra các chức năng thích hợp. Thông số về hình dáng được xác
định:
- Vị trí điểm đến.
- Hướng chạy dao.
- Chương trình gia công.
Ngoài ra cũng cần đưa thêm các thông số công nghệ như loại dao dùng gia công,
tốc độ trục quay, hướng quay, tốc độ chạy dao. Những chức năng hỗ trợ được dùng cho
mục đích này, thường dùng các ký tự F, H, M, S, và T. Còn lại D, E, L, P là những ký
tự còn dư cho lập trình, dùng cho những bộ điều khiển khác nhau, của các hãng khác
nhau.
SVTH: Nguyễn Minh Đức

5


Báo cáo nghiên cứu khoa học

Trường ĐHBRVT

2.1.9. Hệ tọa độ tuyệt đối – Tọa độ tương đối
Thông số hình dạng có thể được nhập ở dạng tuyệt đối hay tương đối, và cả hai
đều được chấp nhận ở các máy CNC ngày nay.

Hình 2.5. Những kiểu định tọa
độ 2.2. Chương trình gia công CNC
Một chương trình gia công CNC là toàn bộ tất cả các lệnh cần thiết giúp cho máy
CNC tiến hành công việc gia công chi tiết, được mô tả một cách cụ thể và được chuẩn
hoá trong chương trình CNC cơ bản là hệ máy FANUC và hệ máy FAGOR. Tùy thuộc
vào nơi sản xuất các bộ điều khiển, có các quy định cụ thể, đặc trưng. Thông thường
thuộc vào kích thước biểu thị theo đơn vị inch hoặc mm, ở đây chỉ trình bày cho
trường hợp hệ mm.
Nội dung của chương trình được tạo thành từ các khối lệnh, mô tả quá trình hoạt
động của máy gia công theo từng dòng lệnh trong khối. Mỗi khối mô tả cho một bước
gia công hình học hoặc một chức năng gia công cụ thể. Các khối của các bước gia
công liền nhau được xếp liên tiếp nhau và cách nhau bởi mã lệnh kết thúc khối (End of
block).
Mỗi khối được lập bởi các ký tự chữ và số gọi là chương trình gia công, được lưu
trong bộ nhớ máy tính được định dạng theo quy định, là tập hợp các dòng lệnh.
Một dòng lệnh được viết liên tục với các khối mã lệnh, giữa các khối mã lệnh
không có khoảng trắng.
Một loạt các dòng lệnh liên tiếp cấu thành nên khối chương trình, tập hợp các
khối chương trình là toàn bộ chương trình gia công. Chương trình sẽ gởi các yêu cầu
đến máy tính, bộ điều khiển trung tâm, trực tiếp vận hành máy hoặc thu nhận thông tin
phản hồi.
SVTH: Nguyễn Minh Đức

6

Báo cáo nghiên cứu khoa học

Trường ĐHBRVT

¯ Bảng 2.1. Mã lệnh CNC theo thứ tự Alpha:
Mã lệnh

Ý nghĩa

F

Tốc độ di chuyển đầu phun.

G
I

Báo hiệu một hàm nội suy, thực thi chương trình (đây là
mã cơ bản nhất của chương trình gia công).
Thông số xác định tâm của đường tròn theo trục X.

J

Thông số xác định tâm của đường tròn theo trục Y.

K

Thông số xác định tâm của đường tròn theo trục Z.

L

Lập lại chu trình gia công.

N

Chức năng pha tạp tùy theo giá trị theo sau M, có nhiều
chức năng khác nhau (xem bảng chức năng của mã lệnh
M).
Chỉ số dòng lệnh hiện tại.

O

Số hiệu (tên) của chương trình gia công.

P

Chỉ số dòng lệnh bắt đầu một khối lệnh gia công.

R

Bán kính thiết kế của đường cong.

X

Xác định vị trí theo phương của trục X.

Y

Xác định vị trí theo phương của trục Y.

Z

Xác định vị trí theo phương của trục Z.

M

Mục đích là gởi tiếp các tín hiệu, yêu cầu đến hệ thống điều khiển máy công cụ.
Nó xác định các thông số toán học liện quan đến sự di chuyển của các thành phần
của máy, điều khiển sự di chuyển của đầu khắc theo các trục, tốc độ di chuyển của đầu
khắc, sự phát tia Plasma ..v.v…
Thông tin dòng lệnh được bắt đầu với một mã lệnh và các số liền sau đó, với mỗi
thay đổi của các số mới sẽ được truyền vào bộ điều khiển.
Những số kết hợp với mã lệnh N thường gia tăng từ 5 đến 10 đơn vị, cho phép ta
có thể chèn thêm các dòng lệnh khác khi cần thiết với các đối số đi kèm mã lệnh N lúc
này nằm trong khoảng giữa hai đối số liên tiếp.
2.2.1. Mã lệnh G cơ bản
Mã lệnh G báo hiệu bắt đầu một hàm chức năng. Khi sử dụng mã lệnh này, nó
báo hiệu sự thay đổi hoạt động. Có hai loại mã lệnh G: cho phép (modal) và không cho
phép (nonmodal).
SVTH: Nguyễn Minh Đức

7


Báo cáo nghiên cứu khoa học

Trường ĐHBRVT

Mã lệnh G loại cho phép: được lưu trong bộ nhớ chương trình cho đến khi một
mã lệnh G khác cùng loại được gọi, mã lệnh sau sẽ hủy bỏ mã lệnh trước trong chương
trình điều khiển.

Mã lệnh G loại nonmodal chỉ áp dụng cho dòng lệnh đang xét, nơi nó xuất hiện.
¯ Bảng 2.2. Mã lệnh G-code:
Mã lệnh G
G00
G01
G02
G03
G04
G17
G18
G19
G20
G21
G41
G42
G54
G55
G56
G57
G58
G59
G60
G61
G90
G91
G92

Chức năng
Đặc tính điều khiển điểm, chạy nhanh
Nội suy thẳng

Nội suy vòng
Nội suy vòng
Thời gian duy trì
Chọn mặt phẳng tọa độ
Chọn mặt phẳng tọa độ
Chọn mặt phẳng tọa độ
Hệ đơn vị inch
Hệ đơn vị met
Chọn hướng di chuyển
Chọn hướng di chuyển
Dịch chuyển điểm 0
Dịch chuyển điểm 0
Dịch chuyển điểm 0
Dịch chuyển điểm 0
Dịch chuyển điểm 0
Dịch chuyển điểm 0
Dừng chính xác
Dừng chính xác
Các số liệu đo điều khiển tuyệt đối
Các số liệu đo điều khiển tương đối
Set điểm Home

2.2.2. Mã lệnh M cơ bản
Dưới đây là bảng mã lệnh thường được dùng trong chương trình của máy cắt
plasma.
¯ Bảng 2.3. Mã lệnh M:

SVTH: Nguyễn Minh Đức

8

Báo cáo nghiên cứu khoa học
Mã lệnh M

Trường ĐHBRVT
Chức năng

M00

Dừng chương trình

M01

Dừng tạm thời chương trình

M02

Dừng chương trình và chạy lại từ đầu

M11

Bắt đầu phát tia Plasma

M21

Ngừng phát tia Plasma

M25

Ngừng phát tia Plasma để chuyển sang biên dạng kế tiếp

M90

Bắt đầu chương trình

M95

Bắt đầu đánh dấu Mode (enable marking mode).

M96

Ngừng đánh dấu Mode (disable marking mode).

M97

Tăng vận tốc cắt

M99

Thoát chương trình

2.3. Lợi ích của máy CNC
2.3.1. Tự động hóa sản xuất
Máy CNC không chỉ quan trọng trong ngành cơ khí mà còn trong nhiều ngành
khác như may mặc, giày dép, điện tử v.v. Bất cứ máy CNC nào cũng cải thiện trình độ
tự động hóa của doanh nghiệp. Sau khi nạp chương trình gia công, nhiều máy CNC có
thể tự động chạy liên tục cho tới khi kết thúc, và như vậy giải phóng nhân lực cho
công việc khác.
2.3.2. Độ chính xác và lặp lại cao của sản phẩm

Các máy CNC thế hệ mới cho phép gia công các sản phẩm có độ chính xác và độ
phức tạp cao mà máy công cụ truyền thống không thể làm được. Một khi chương trình
gia công đã được kiểm tra và hiệu chỉnh, máy CNC sẽ đảm bảo cho “ra lò” hàng loạt
sản phẩm với chất lượng đồng nhất. Đây là yếu tố vô cùng quan trọng trong sản xuất
công nghiệp quy mô lớn.
2.3.3. Tính linh hoạt máy CNC
Chế tạo một chi tiết mới trên máy CNC đồng nghĩa với nạp cho máy một chương
trình gia công mới. Được kết nối với các phần mềm CAD/CAM, công nghệ CNC trở
nên vô cùng linh hoạt giúp các doanh nghiệp thích ứng với các thay đổi nhanh chóng
và liên tục về mẫu mã và chủng loại sản phẩm của khách hàng.
SVTH: Nguyễn Minh Đức

9


Báo cáo nghiên cứu khoa học

Trường ĐHBRVT

2.3.4. Phạm vi sử dụng máy CNC
Các máy CNC cỡ trung bình, bộ điều khiển theo biên dạng không đắt hơn nhiều
so với máy vạn năng.
Công nghệ CAD/CAM cho phép lập trình cho máy CNC trở nên đơn giản.
Máy CNC ngày càng được sử dụng phổ biến và dần dần thay thế máy vạn năng
cả trong gia công thông thường.
2.4. Giới thiệu về tia Laser
2.4.1. Giới thiệu chung
Laser (Light Amplficationby Stimulated Emissionof Radiation), là khuếch đại ánh
sáng bằng phát xạ kích thích.
Electron tồn tại ở các mức năng lượng riêng biệt trong một nguyên tử. Các mức

năng lượng có thể hiểu là tương ứng với các quỹ đạo riêng biệt của electron xung
quanh hạt nhân Khi có sự tác động vật lý hay hóa học từ bên ngoài, các hạt electron
này cũng có thể nhảy từ mức năng lượng thấp lên mức năng lượng cao hay ngược lại.
Các quá trình này có thể sinh ra hay hấp thụ các tia sáng (photon) theo giả thuyết của
Albert Einstein. Bước sóng (màu sắc) của tia sáng phụ thuộc vào sự chênh lệch năng
lượng giữa các mức.
Có nhiều loại laser khác nhau, có thể ở dạng hỗn hợp khí, ví dụ He-Ne, hay dạng
chất lỏng, song có độ bức xạ lớn nhất vẫn là tia laser tạo bởi các thành phần từ trạng
thái chất rắn.

Hình 2.6. Hình ảnh tia Laser
2.4.2. Lịch sử
Laser được phỏng theo maser, một thiết bị có cơ chế tương tự nhưng tạo ra tia vi
sóng hơn là các bức xạ ánh sáng.
SVTH: Nguyễn Minh Đức

10


Báo cáo nghiên cứu khoa học

Trường ĐHBRVT

Laser hồng ngọc, một laser chất rắn, được tạo ra lần đầu tiên vào năm 1960,
Hồng ngọc là ôxít nhôm pha lẫn crôm. Crôm hấp thụ tia sáng màu xanh lá cây và xanh
lục, để lại duy nhất tia sáng màu hồng phát ra. Robert N. Hall phát triển Laser bán dẫn
đầu tiên, hay Laser diod vào năm 1962. Thiết bị của Hall xây dựng trên hệ thống vật
liệu gali-aseni và tạo ra tia có bước sóng 850 nanômét, gần vùng quang phổ tia hồng
ngoại.
2.4.3. Cấu tạo

Hình 2.7. Cấu tạo tia Laser
Nguyên lý cấu tạo chung của một máy Laser gồm có: buồng cộng hưởng chứa
hoạt chất Laser, nguồn nuôi và hệ thống dẫn quang. Trong đó buồng cộng hưởng với
hoạt chất Laser là bộ phận chủ yếu, đó là một chất đặc biệt có khả năng khuếch đại ánh
sáng bằng phát xạ cưỡng bức để tạo ra Laser. Khi 1 photon tới va chạm vào hoạt chất
này thì kéo theo đó là 1 photon khác bật ra bay theo cùng hướng với photon tới. Mặt
khác buồng cộng hưởng có 2 mặt chắn ở hai đầu, một mặt phản xạ toàn phần các
photon khi bay tới, mặt kia cho một phần photon qua một phần phản xạ lại làm cho các
hạt photon va chạm liên tục vào hoạt chất Laser nhiều lần tạo mật độ photon lớn. Vì
thế cường độ chùm Laser được khuếch đại lên nhiều lần.
2.4.4. Cơ chế hoạt động
Một ví dụ về cơ chế hoạt động của laser có thể được miêu tả cho Laser thạch anh.
Ø Dưới sự tác động của hiệu điện thế cao, các electron của thạch anh di chuyển từ
mức năng lượng thấp lên mức năng lương cao tạo nên trạng thái nghịch đảo mật
độ tích lũy của electron.
SVTH: Nguyễn Minh Đức

11


Báo cáo nghiên cứu khoa học

Trường ĐHBRVT

Ø Ở mức năng lượng cao, một số electron sẽ rơi ngẫu nhiên xuống mức năng lượng
thấp, giải phóng hạt ánh sáng được gọi là photon.
Ø Các hạt photon này sẽ toả ra nhiều hướng khác nhau từ một nguyên tử, va phải các
nguyên tử khác, kích thích eletron ở các nguyên tử này rơi xuống tiếp, sinh thêm
các photon cùng tần số, cùng pha và cùng hướng bay tạo nên một phản ứng dây

chuyền khuếch đại dòng ánh sáng.
Ø Các hạt photon bị phản xạ qua lại nhiều lần trong vật liệu, nhờ các gương để tăng
hiệu suất khuếch đại ánh sáng.
Ø Một số photon ra ngoài nhờ có gương bán mạ tại một đầu của vật liệu, tia sáng đi
ra chính là tia Laser.
2.4.5. Phân loại
2.4.5.1. Laser chất rắn
Có khoảng 200 chất rắn có khả năng dùng làm môi trường hoạt chất Laser. Một
số loại Laser chất rắn thông dụng:
·

YAG-Neodym: Hoạt chất là Yttrium Aluminium Garnet (YAG) cộng thêm 2-

5% Neodym, có bước sóng 1060 nm thuộc phổ hồng ngoại gần. Có thể phát liên tục
tới 100W hoặc phát xung với tần số 1000-10000Hz.
·

Hồng ngọc (Rubi): Hoạt chất là tinh thể Alluminium có gắn những ion chrom,

có bước sóng 694,3 nm thuộc vùng đỏ của ánh sáng trắng.
·

Bán dẫn: Loại thông dụng nhất là Diot Gallium Arsen có bước sóng 890 nm

thuộc phổ hồng ngoại gần.
2.4.5.2. Laser chất khí
·

He-Ne: Hoạt chất là khí Heli và Neon, có bước sóng 632,8 nm thuộc phổ ánh

sáng đỏ trong vùng nhìn thấy, công suất nhỏ từ một đến vài chục mW. Trong y học
được sử dụng làm Laser nội mạch, kích thích mạch máu.
·

Argon: Hoạt chất là khí Argon, bước sóng 488 và 514,5 nm.

·

CO2: Bước sóng 10.600 nm thuộc phổ hồng ngoại xa, công suất phát xạ có thể

tới megawatt (MW). Trong y học ứng dụng làm dao mổ.
2.4.5.3. Laser chất lỏng
·

Môi trường hoạt chất là chất lỏng, thông dụng nhất là Laser màu.

2.4.6. Tính chất
SVTH: Nguyễn Minh Đức

12


Báo cáo nghiên cứu khoa học

Trường ĐHBRVT

Độ định hướng cao: Tia Laser phát ra hầu như là chùm song song do đó khả năng
chiếu xa hàng nghìn km mà không bị phân tán.
Tính đơn sắc rất cao: Chùm sáng chỉ có một màu (hay một bước sóng) duy nhất.
Do vậy chùm Laser không bị tán xạ khi đi qua mặt phân cách của hai môi trường có

chiết suất khác nhau. Đây là tính chất đặc biệt nhất mà không nguồn sáng nào có.
Tính đồng bộ của các photon trong chùm tia Laser: Có khả năng phát xung cực
ngắn: cỡ mili giây (ms), nano giây, picro giây, cho phép tập trung năng lượng tia Laser
cực lớn trong thời gian cực ngắn.
2.4.7. Các chế độ hoạt động
Laser có thể được cấu tạo để hoạt động ở trạng thái bức xạ sóng liên tục (hay CW
- continuous wave) hay bức xạ xung (pulsed operation). Điều này dẫn đến những khác
biệt cơ bản khi xây dựng hệ Laser cho những ứng dụng khác nhau.
·

Chế độ phát liên tục
Trong chế độ phát liên tục, công suất của một Laser tương đối không đổi so với

thời gian. Sự đảo nghịch mật độ (electron) cần thiết cho hoạt động Laser được duy trì
liên tục bởi nguồn bơm năng lượng đều đặn.
·

Chế độ phát xung
Trong chế độ phát xung, công suất Laser luôn thay đổi so với thời gian, với đặc

trưng là các giai đoạn "đóng" và "ngắt" cho phép tập trung năng lượng cao nhất có thể
trong một thời gian ngắn nhất có thể. Các dao Laser là một ví dụ, với năng lượng đủ để
cung cấp một nhiệt lượng cần thiết, chúng có thể làm bốc hơi một lượng nhỏ vật chất
trên bề mặt mẫu vật trong thời gian rất ngắn. Tuy nhiên, nếu cùng năng lượng như vậy
nhưng tiếp xúc với mẫu vật trong thời gian dài hơn thì nhiệt lượng sẽ có thời gian để
xuyên sâu vào trong mẫu vật do đó phần vật chất bị bốc hơi sẽ ít hơn. Có rất nhiều
phương pháp để đạt được điều này, như:
o Phương pháp chuyển mạch Q (Q-switching)
o Phương pháp kiểu khoá (modelocking)
o Phương pháp bơm xung (pulsed pumping)

2.4.8. An toàn
Laser với cường độ thấp, chỉ là vài miliwatt, cũng có thể nguy hiểm với mắt
người. Tại bước sóng mà giác mạc mắt và thủy tinh thể có thể tập trung tốt, nhờ tính
đồng nhất và sự định hướng cao của Laser, một công suất năng lượng lớn có thể tập
SVTH: Nguyễn Minh Đức

13


Báo cáo nghiên cứu khoa học

Trường ĐHBRVT

trung vào một điểm cực nhỏ trên võng mắt. Kết quả là một vết cháy tập trung phá hủy
các tế bào mắt vĩnh viễn trong vài giây, thậm chí có thể nhanh hơn. Độ an toàn của
Laser được xếp từ I đến IV. Với độ I, tia Laser tương đối an toàn. Với độ IV, thậm chí
chùm tia phân kỳ có thể làm hỏng mắt hay bỏng da. Các sản phẩm Laser cho đồ dân
dụng như máy chơi CD và bút Laser dùng trong lớp học được xếp hạng an toàn từ I, II,
hay III.
2.4.9. Ứng dụng của Laser
Vào thời điểm được phát minh năm 1960, Laser được gọi là "giải pháp để tìm
kiếm các ứng dụng". Từ đó, chúng trở nên phổ biến, tìm thấy hàng ngàn tiện ích trong
các ứng dụng khác nhau trên mọi lĩnh vực của xã hội hiện đại, như ứng dụng trong
ngành y, trong công nghiệp, trong khoa học kỹ thuật, đặc biệt trong quân sự ... Laser
được cho là một trong những phát minh ảnh hưởng nhất trong thế kỉ 20.
2.5. Giới thiệu về Mạch Arduino NANO
Arduino NANO là dòng mạch Arduino phổ biến, sự tiện dụng, đơn giản, có thể
lập trình trực tiếp bằng máy tính (như Arduino Uno) và đặc biệt hơn cả đó là kích
thước của nó. Kích thước của Arduino Nano cực kì nhỏ gọn (1.85cm x 4.3cm), rất
thích hợp cho các newbie, vì giá rẻ hơn Arduino Uno.

Hình 2.8. Board mạch Arduino NANO
SVTH: Nguyễn Minh Đức

14


Báo cáo nghiên cứu khoa học

Trường ĐHBRVT

Hình 2.9. Chip Atmega 328
Arduino NANO sử dụng vi điều khiển chính là: ATmega328 (tương tự Board
Arduino Uno r3). Bộ não này có thể xử lí những tác vụ đơn giản như điều khiển đèn
LED nhấp nháy, xử lí tín hiệu cho xe điều khiển từ xa, điều khiển động cơ bước, điều
khiển động cơ servo, làm một trạm đo nhiệt độ–độ ẩm và hiển thị lên màn hình LCD,
… hay những ứng dụng khác.
2.5.1. Nguồn sử dụng
Arduino UNO R3 có thể được cấp nguồn 5V thông qua cổng USB hoặc cấp
nguồn ngoài với điện áp khuyên dùng là 7-12V DC hoặc điện áp giới hạn là 6-20V.
Thường thì cấp nguồn bằng pin 9V là hợp lí nhất nếu bạn không có sẵn nguồn từ cổng
USB. Nếu cấp nguồn vượt quá ngưỡng giới hạn trên, bạn sẽ làm hỏng Arduino UNO.
2.5.2. Các chân năng lượng
GND (Ground): Cực âm nguồn cấp cho Arduino NANO. Khi bạn dùng các thiết
bị sử dụng những nguồn điện riêng biệt thì những chân này phải được nối với nhau.
5V: Cấp điện áp 5V đầu ra. Dòng tối đa cho phép ở chân này là 500mA.
3.3V: Cấp điện áp 3.3V đầu ra. Dòng tối đa cho phép ở chân này là 50mA.
Vin (Voltage Input): Để cấp nguồn ngoài cho Arduino NANO, bạn nối cực dương
của nguồn với chân này và cực âm của nguồn với chân GND.
IOREF: Điện áp hoạt động của vi điều khiển trên Arduino Nano có thể được đo ở

chân này. Và dĩ nhiên nó luôn là 5V. Mặc dù vậy bạn không được lấy nguồn 5V từ
chân này để sử dụng bởi chức năng của nó không phải là cấp nguồn.
RESET: Việc nhấn nút Reset trên board để reset vi điều khiển tương đương với
việc chân RESET được nối với GND qua 1 điện trở 10KΩ.
Lưu ý:
Arduino NANO không có bảo vệ cắm ngược nguồn vào. Do đó bạn phải hết sức
cẩn thận, kiểm tra các cực âm–dương của nguồn trước khi cấp cho Arduino UNO. Việc
làm chập mạch nguồn vào của Arduino NANO sẽ biến nó thành một miếng nhựa chặn
giấy, nên dùng nguồn từ cổng USB nếu có thể.
SVTH: Nguyễn Minh Đức

15


Báo cáo nghiên cứu khoa học

Trường ĐHBRVT

Các chân 3.3V và 5V trên Arduino là các chân dùng để cấp nguồn ra cho các
thiết bị khác, không phải là các chân cấp nguồn vào. Việc cấp nguồn sai vị trí có thể
làm hỏng board. Điều này không được nhà sản xuất khuyến khích.
Cấp nguồn ngoài không qua cổng USB cho Arduino NANO với điện áp dưới 6V
có thể làm hỏng board.
Cấp điện áp trên 13V vào chân RESET trên board có thể làm hỏng vi điều khiển
ATmega328.
Cường độ dòng điện vào/ra ở tất cả các chân Digital và Analog của Arduino
NANO nếu vượt quá 200mA sẽ làm hỏng vi điều khiển.
Cấp điện áp trên 5.5V vào các chân Digital hoặc Analog của Arduino NANO sẽ
làm hỏng vi điều khiển.
Cường độ dòng điện qua một chân Digital hoặc Analog bất kì của Arduino

NANO vượt quá 40mA sẽ làm hỏng vi điều khiển. Do đó nếu không dùng để truyền
nhận dữ liệu, bạn phải mắc một điện trở hạn dòng.
Khi sử dụng mạch Arduino, đặc biệt một số bạn mới bắt đầu tiếp xúc, làm quen
thì việc cấp nguồn nên thận trọng. Theo mình thì nên sử dụng nguồn 5V chuẩn qua
USB, hoặc sử dụng nguồn 9v cấp cho cổng đầu vào mạch Arduino. Tránh trường hợp
hỏng mạch Arduino.
2.5.3. Bộ nhớ sử dụng
Vi điều khiển Atmega328 tiêu chuẩn sử dụng trên Arduino NANO có:
- 32KB bộ nhớ Flash: Những đoạn lệnh bạn lập trình sẽ được lưu trữ trong bộ
nhớ Flash của vi điều khiển. Thường thì sẽ có khoảng vài KB trong số này sẽ được
dùng cho bootloader nhưng đừng lo, bạn hiếm khi nào cần quá 20KB bộ nhớ này đâu.
- 2KB cho SRAM (Static Random Access Memory): Giá trị các biến bạn khai
báo khi lập trình sẽ lưu ở đây. Bạn khai báo càng nhiều biến thì càng cần nhiều bộ nhớ
RAM. Tuy vậy, thực sự thì cũng hiếm khi nào bộ nhớ RAM lại trở thành thứ mà bạn
phải bận tâm. Khi mất điện, dữ liệu trên SRAM sẽ bị mất.
- 1KB cho EEPROM (Electrically Eraseble Programmable Read Only Memory)

Đây giống như một chiếc ổ cứng mini–nơi bạn có thể đọc và ghi dữ liệu của mình vào
đây mà không phải lo bị mất khi cúp điện giống như dữ liệu trên SRAM.
2.5.4. Các cổng vào/ra trên Arduino Board
SVTH: Nguyễn Minh Đức

16


Báo cáo nghiên cứu khoa học

Trường ĐHBRVT

Hình 2.10. Các cổng ra/vào

Mạch Arduino NANO có 14 chân digital dùng để đọc hoặc xuất tín hiệu. Chúng
chỉ có 2 mức điện áp là 0V và 5V với dòng vào/ra tối đa trên mỗi chân là 40mA. Ở
mỗi chân đều có các điện trở pull-up từ được cài đặt ngay trong vi điều khiển
ATmega328 (mặc định thì các điện trở này không được kết nối). Một số chân digital
có các chức năng đặc biệt như sau:
- 2 chân Serial: 0 (RX) và 1 (TX): Dùng để gửi (transmit–TX) và nhận (receive –
RX) dữ liệu TTL Serial. Arduino Uno có thể giao tiếp với thiết bị khác thông qua 2
chân này. Kết nối bluetooth thường thấy nói nôm na chính là kết nối Serial không dây.
Nếu không cần giao tiếp Serial, bạn không nên sử dụng 2 chân này nếu không cần thiết.
- Chân PWM (~): 3, 5, 6, 9, 10, và 11: Cho phép bạn xuất ra xung PWM với độ
8

phân giải 8bit (giá trị từ 0 → 2 -1 tương ứng với 0V → 5V) bằng hàm analog Write().
Nói một cách đơn giản, bạn có thể điều chỉnh được điện áp ra ở chân này từ mức 0V
đến 5V thay vì chỉ cố định ở mức 0V và 5V như những chân khác.
- Chân giao tiếp SPI: 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). Ngoài các chức
năng thông thường, 4 chân này còn dùng để truyền phát dữ liệu bằng giao thức SPI với
các thiết bị khác.
- LED 13: trên Arduino NANO có 1 đèn led màu cam (kí hiệu chữ L). Khi bấm
nút Reset, bạn sẽ thấy đèn này nhấp nháy để báo hiệu. Nó được nối với chân số 13.
- Arduino NANO Broad có 8 chân analog (A0 → A7) cung cấp độ phân giải tín
10

hiệu 10bit (0→2 -1) để đọc giá trị điện áp trong khoảng 0V→5V. Với chân AREF
trên board, bạn có thể để đưa vào điện áp tham chiếu khi sử dụng các chân
SVTH: Nguyễn Minh Đức

17