Tài liệu THIẾT KẾ MODULE SENSOR DÒ LINE DÙNG QUANG TRỞ doc

THIẾT KẾ MODULE SENSOR DÒ LINE DÙNG QUANG TRỞ
Giảng viên hướng dẫn: Th.S Lê Tấn Cường
I- CÁC ĐỀ TÀI CÓ LIÊN QUAN:
- Thiết kế module sensor dò line cho robocon dùng chip sensor chuyên dụng
S7136.
- Thi
ết kế module sensor dò line cho robocon dùng adc và thiết kế bộ lọc
nhiễu tín hiệu trên vi điều khiển.
- Sensor dò line cho xe MCR.
- Thi
ết kế robot dò đường đơn giản – Line Following Robot.
II- NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN:
- Tìm hiểu phần cứng của vi điều khiển ATMEGA8.
- Tìm hiểu bộ chuyển đổi ADC của vi điều khiển ATMEGA8.
- Nghiên c
ứu nguyên lý cấu tạo và hoạt động của module sensor.
- Nghiên cứu và ứng dụng phần mềm biên dịch CodeVision AVR. Dùng
ph
ần mềm AvrProg để nạp chip.
- Lập trình thử cho sensor board nhận biết Line và xuất tín hiệu điều khiển
Leds.
III-CƠ SỞ LÝ THUYẾT:
1. Vi điều khiển ATMEGA8:
Sơ đồ chân:
Những tính năng chính:
- Bộ nhớ: 8K Bytes Flash, 1K Bytes SRAM, 512 Bytes EEPROM.
- 23 thanh ghi I/O.
- 2 b
ộ định thời Timer/Counter 8bit, 1 bộ định thời Timer/Counter 16bit.
- Bộ định thời Watch Dog Timer.
- Bộ dao động nội RC.

- ADC 8 kênh với độ phân giải 10bit, 8bit.
- 3 kênh PWM.
- Bộ so sánh tương tự có thể lựa chọn ngõ vào.
- Kh
ối truyền nhận nối tiếp SPI.
- KHối giao tiếp nối tiếp 2 dây TWI.
- Hỗ trợ Boot Loader.
- Tần số tối đa 16MHz.
- v.v…
C
ấu trúc: (xem thêm trong file báo cáo).
B
ộ chuyển đổi ADC:
- Trong các ứng dụng đo lường và điều khiển bằng vi điều khiển bộ chuyển
đổi tương tự
- số (ADC) là một thành phần rất quan trọng. Dữ liệu trong thế
giới của chúng ta là các dữ liệu tương tự (Analog). Trong khi đó, rõ ràng vi
điều khiển là một thiết bị số (Digital), các giá trị mà một vi điều khiển có thể
thao tác là các con số rời rạc vì thực chất chúng được tạo thành từ sự kết hợp
của hai mức 0 và 1.
-
Nói cách khác, chúng ta đã “số hóa” (digitalize) một dữ liệu Analog thành
m
ột dữ liệu Digital. Quá trình “số hóa” này thường được thực hiện bởi một
thiết bị gọi là “bộ chuyển đổi tương tự - số” hay đơn giản là ADC (Analog to
Digital Converter).
2. Quang tr
ở:
- Quang trở là điện trở mà hoạt động của nó dựa trên hiệu ứng quang dẫn.
- Cấu tạo: Quang trở được làm từ chất bán dẫn nhạy quang (có thể là

Cadmium Sulfide – CdS, Cadmium Selenide – CdSe).
- Nguyên lý làm vi
ệc của quang trở là khi có bức xạ chiếu vào, chất bán dẫn
hấp thụ năng lượng làm phát sinh các điện tử tự do và lỗ trống, tức sự dẫn
điện tăng lên và làm giảm điện trở của chất bán dẫn. Các đặc tính điện và độ
nhạy của quang trở dĩ nhiên tùy thuộc vào vật liệu dùng trong chế tạo.
3. Nguyên lý hoạt động của board sensor:
- Phần phát dùng 8 con led siêu sáng, phần thu là 8 quang trở theo từng cặp
bố trí ở mặt sau của board như hình:
- Led siêu sáng chiếu ánh sáng xuống Line và phản xạ ngược trở lại quang
trở tương ứng.
 Nếu Line là Line trắng thì ánh sáng phản xạ lại quang trở với cường độ
mạnh hơn, ứng với mức Logic 1.
 Nếu Line là Line đen thì ánh sáng gần như bị hấp thụ và phản xạ lại quang
trở rất ít, ứng với mức Logic 0.
- Cường độ ánh sáng hấp thụ vào quang trở có thể được chỉnh bằng biến trở
chỉnh (gắn ở mặt trên của board sensor). Bằng việc chỉnh biến trở ứng với
từng cặp Led phát – quang trở ta chỉnh được độ nhạy của quang trở.
- Cần lưu ý vấn đề chống nhiễu cho sensor, phải che chắn cho các quang trở
và leds phát.
Sơ đồ nguyên lý:
IV-KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC:
- Hiểu nguyên lý board sensor.
- Module có kh
ả năng dò được line.