Đồ áN TốT NGHIệP thiết kế chế tạo mạch đk robot Đồ áN TốT NGHIệP Đề TàI: THIếT Kế, CHế TạO mạch điều khiển robot tự động (Tham gia thi sáng tạo robocon 2005) Đề TàI tốt nghiệp sinh viên thực : Khoá học : Ngành đào tạo : Tên đề tài: 2000 - 2005 Cơ điện tử, kỹ thuật điện tử Thiết kế, chế tạo mạch điều khiển ROBOT tự động (Tham gia thi sáng tạo ROBOCON 2005) I Mục tiêu đề tài: - Thiết kế chế tạo rôbốt tự động cho thi sáng tạo robocon 2005 - Thiết kế chế tạo mô hình rôbốt tự động dùng cho thử nhiệm II Số liệu cho trớc: - Các thiết bị xởng thực tập - Phần mềm lập trình nặp chơng trình - Luật chơi thi sáng tạo ROBOCON 2005 - Các linh kiện đồ dùng cần thiết Trang Đồ áN TốT NGHIệP thiết kế chế tạo mạch đk robot III Nội dung cần hoàn thành Trình bày mục tiêu chế tạo ROBOT, sân chơi, luật chơi, ý tởng thực Thiết kế chế tạo ROBOT theo yêu cầu: + ROBOT hoạt động linh hoạt hiệu + Hình thức gọn nhẹ, có tính thẩm mỹ cao + Tham gia đợc thi sáng tạo ROBOTCON 2005 đài THVN tổ chức Thiết kế chế tạo mô hình điều khiển ROBOT theo yêu cầu: + Mô đợc chức điều khiển dò đờng, đếm vạch + Mô đợc chức điều khiển cầu chấp hành (nâng đổ bóng) + Dùng làm phơng tiện giảng dạy môn điều khiển ROBOT Sản phẩm đề tài đảm bảo yêu cầu kỹ thuật mỹ thuật Quyển thuyết vẽ Ao , Folie mô tả đầy đủ, rõ ràng nội dung đề tài Giáo viên hớng dẫn: Ngày giao đề tài: Ngày hoàn thành: Ngày tháng năm 2005 Bạch Hng Trờng Nguyễn Xuân Công CHủ TịCH HộI ĐồNG Lời mở đầu Ngày với phát triển nhanh chóng khoa học công nghệ, việc tìm hiểu đón đầu công nghệ cần thiết Cuộc thi sáng tạo robot sân chơi đài truyền hình Việt Nam (VTV) tổ chức hàng năm Mà ngời tham dự có nhũng ý tởng độc đáo mang đến thi Xuất phát từ lòng ham mê môn ROBOT tinh thần ham học hỏi chúng em đến tham dự với thi Chủ đề luật chơi năm 2005 nh sau : Lửa thiêng rực sáng Trờng Thành Trờng thành kiến trúc xây dựng hoành tráng giới Di tích cổ xa không di sản văn hoá bật Trung Quốc mà nơi du lịch hấp dẫn tiếng giới Du khách nớc tới Trung Quốc thờng cho chuyến du lịch cha hoàn hảo cha tới Trờng Thành, nơi biểu tợng văn minh Trung Hoa cổ xa minh chứng cho sức mạnh ngời tạo nên diện mạo giới Có câu ngạn ngữ Trung Quốc rằng: Bất đáo Trờng Thành phi hảo hán, vợt lên tháp Trờng Thành thắp sáng lửa thiêng Robot tham dự thi phải lên Trờng Thành bỏ bóng nhiên liệu vào năm đuốc bốn đài lửa Thời gian cho trận đấu phút Đợc giúp đỡ nhiệt tình thầy cô giáo khoa, đặc biệt bảo tận tình thầy BạCH HƯNG TRƯờng thầy NGUyễn XUÂN CÔNG với nỗ lực nhóm chúng em cố gắng hoàn thành nhiệm vụ đợc giao là: Thiết kế, chế tạo mạch điều khiển ROBOT tự động làm mô hình ROBOT dùng cho giảng dạy môn điều khiển ROBOT Trong trình làm bọn em có nhiều cố gắng, song nhiều thiếu sót, chúng em mong đợc góp ý thầy cô giáo bạn Chúng em xin chân thành cảm ơn ! Trang Đồ áN TốT NGHIệP thiết kế chế tạo mạch đk robot Ngày tháng 06 năm 2005 Sinh viên thực hiện: nHận XéT CủA GIáO VIÊN hớng dẫn Hng Yên ngày tháng năm Giáo viên hớng dẫn Bạch Hng Trờng nHận XéT CủA GIáO VIÊN hớng dẫn Trang Đồ áN TốT NGHIệP thiết kế chế tạo mạch đk robot Hng Yên ngày tháng năm Giáo viên hớng dẫn Nguyễn Xuân Công Trang Đồ áN TốT NGHIệP thiết kế chế tạo mạch đk robot mục lục Phần I: Giới thiệu Mục tiêu đề tài Luật chơi sân chơi ý tởng chiến thuật thi đấu 3.1 Giải pháp khí Một số quy ớc cách sử dụng Phơng hớng giải 5.1 Giải pháp phần cứng 5.2 Giải pháp phần mềm Phần II: Nội dung Mạch điều khiển ROBOT tự động tham gia thi Robocon 2005 đài THVN tổ chức 1.1 Khối cảm biến 1.2 Khối xử lý 1.3 Khối khuyếch đại 1.3.1 Mạch Transistor điều khiển động 1.3.2 Mạch rơ le điều khiển động 1.4 Khối chấp hành Thiết kế, chế tạo mô hình ROBOT dùng thử nghiệm, giảng dạy môn ROBOT 2.1 Mô hình mô điều khiển ROBOT dùng thử nghiệm 2.2 Mạch đếm dùng IC số 2.3 Mạch chỉnh lu điện áp Chơng trình: 3.1 Lu đồ thuật toán chơng trình dò đờng 3.2 Lu đồ thuật toán chơng trình ngắt Phần III: Thi công Phơng pháp làm mạch Gá cảm biến kết nối mạch 10 13 7 11 12 13 13 15 15 15 20 25 25 29 35 36 36 35 43 46 46 47 57 57 57 Phần IV: Kết luật kiến nghị Kết luật hứơng phát triển đề tài Kiến nghị 59 59 59 Phần V: Tài liệu tham khảo 60 phần I: giới thiệu Mục tiêu đề tài: - Thiết kế chế tạo mạch điều khiển ROBOT tự động - Lắp đặt hệ thống cảm biến hoàn chỉnh ROBOT - Chế tạo mô hình mô điều khiển hoạt động ROBOT dùng cho thử nghiệm dạy học Sân chơi, luật chơi Trang Đồ áN TốT NGHIệP thiết kế chế tạo mạch đk robot 2.1 Luật chơi Các đội phải chế tạo ROBOT tham gia thi đấu phù hợp với luật thi sau đây: Lửa thiêng rực sáng Trờng Thành Trờng thành kiến trúc xây dựng hoành tráng giới Di tích cổ xa không di sản văn hoá bật Trung Quốc mà nơi du lịch hấp dẫn tiếng giới Du khách nớc tới Trung Quốc thờng cho chuyến du lịch cha hoàn hảo cha tới Trờng Thành, nơi biểu tợng văn minh Trung Hoa cổ xa minh chứng cho sức mạnh ngời tạo nên diện mạo giới Có câu ngạn ngữ Trung Quốc rằng: Bất đáo Trờng Thành phi hảo hán, vợt lên tháp Trờng Thành thắp sáng lửa thiêng Robot tham dự thi phải lên Trờng Thành bỏ bóng nhiên liệu vào năm đuốc bốn đài lửa Thời gian cho trận đấu phút 2.2 Sân chơi (1) Sân thi đấu khu vực hình vuông có kích thớc 14.000mm X14000mm (2) Mặt sàn sân thi đấu đợc làm nhựa Vinyl có độ dày 2mm Những phần nối bề mặt nhựa đợc dán băng dính không bóng ( Non-shiny vinyl tape) (3) Sân thi đấu đợc bao quanh rào cản gỗ cao 100mm dày30mm (4) Sân thi đấu bao gồm Vùng ROBOT tay; Đài lửa Vùng ROBOT tự động gồm Vùng tháp báo hiệu Xem chi tiết vẽ sân thi đấu (5) Vùng tự động a Vùng tự động hình vuông có kích thớc 9000mm X 9000mm b Vùng tự động đợc bao quanh rào cản gỗ cao 100mm dày 30mm c Khu xuất phát cho máy tự động có kích cỡ 1000mm X 1000mm đợc đặt vùng tự động hai khu xuất phát hai đội đối diện (Xem hình vẽ) d Chỉ có ROBOT tự động đợc hoạt động vùng tự động Đờng dẫn màu trắng rộng 30mm đợc vạch vùng tự động e Một khu vực hình bát giác trồi lên có độ cao 100mm nằm trung tâm vùng tự động đợc gọi Vùng tháp báo hiệu Khu vực có bốn cạnh dài 2000mm bốn cạnh dài 1414mm dọc theo hai cạnh dài 2000mm đối diện có hai đờng dốc tỷ lệ 1:5 nối phần khu vực sàn cao với phần sàn phía dới f Trong vùng tự động có đặt năm đuốc Ngọn đuốc cao có độ cao 1800mm đợc đặt trung tâm Vùng tháp báo hiệu Những đuốc lại có độ cao 1500mm đợc bố trí xung quanh đuốc Trang Đồ áN TốT NGHIệP thiết kế chế tạo mạch đk robot g Ngọn đuốc khay suốt, với phần miệng để trống, đợc gắn đỉnh cột đuốc Ngọn đuốc đợc chia phần với màu đỏ, xanh lục xanh lam đợc gọi khay lợng đỏ, xanh lục, xanh lam tơng ứng Mỗi đuốc vòng đợc chia thành hai phần có màu xanh đỏ đợc gọi khay lợng xanh đỏ tơng ứng Riêng đuốc xoay quanh trục cột chơi có lực tác động vào Các đuốc khác không xoay đợc h Xem chi tiết cách bố trí vùng tự động vẽ (6) Đài lửa Bốn đài lửa có đờng kính 1200mm đợc đặt bốn góc vùng tự động Đĩa nhiên liệu có đờng kính 600mm đợc đặt trung tâm đài lửa Đĩa nhiên liệu có độ cao 100mm so với mặt sàn với đờng bo viền rộng 50mm Độ sâu đĩa 30mm Một đờng dốc rộng 350mm cầu nối cho đĩa mặt sàn Xem chi tiết đĩa nhiên liệu vẽ (7) Vùng ROBOT điều khiển tay a Vùng ROBOT điều khiển tay bao quanh vùng ROBOT tự động đài lửa b Hai kho chứa nhiên liệu dành cho hai đội đợc đặt đối diện vùng ROBOT điều khiển tay, kho chứa nhiên liệu đợc xếp 16 bóng nhiên liệu c Khu xuất phát ROBOT điều khiển tay hình vuông có kích thớc 1000mm X 1000mm, đợc đặt cạnh vùng ROBOT điều khiển tay Hai khu xuất phát hai đội đợc đặt đối diện với d Xem vẽ để biết thêm chi tiết vùng dành cho ROBOT điều khiển tay * Các ROBOT Mỗi đội tham dự phải chế tạo hai loại máy điều khiển tay điều khiển tự động Không giới hạn số lợng máy tự động nhng đội đợc phép chế tạo ROBOT điều khiển tay * ROBOT điều khiển tay Các máy điều khiển tay phải đợc vận hành thông qua điều khiển từ xa sử dụng dây cáp; điều khiển từ xa tia hồng ngoại, tia nhìn thấy, sóng âm Không đợc sử dụng sóng vô tuyến Nguời điều khiển không đợc phép ngồi cỡi lên máy điều khiển tay Trong trờng hợp sử dụng dây cáp, điểm kết nối máy điều khiển tay hộp điều khiển phải đặt cách mặt sàn 1000mm Độ dài cáp điều khiển tính từ máy hộp điều khiển không đợc vợt 3000mm Sau trận đấu bắt đầu thành viên đội tuyển không đợc phép chạm vào ROBOT điều khiển tay * Các ROBOT tự động Các máy tự động phải tự động hoàn toàn Tất phần tách từ máy tự động đợc coi máy tự động, phải có chế nh máy tự động Trớc trận đấu bắt đầu đội đợc chất tối đa 16 bóng nhiên liệu lên máy tự động Mỗi máy tự động đợc khởi động thao tác Máy tự động đợc phép di chuyển tới vùng sân, ngoại trừ vùng đài lửa khoảng không phía vùng Sau trận đấu đợc bắt đầu, tất máy tự động đợc khởi động lần lợt nhng thao tác khởi động phải kết thúc vòng 20 giây, sau thành viên phụ trách việc khởi động máy phải rời sân thi đấu đứng rào cản gỗ Những máy tự động không hoàn thành việc khởi động thời gian quy định phải để nguyên khu xuất phát Khi máy tự động xuất phát thành viên đội tuyển không đợc phép chạm vào máy Trang Đồ áN TốT NGHIệP thiết kế chế tạo mạch đk robot Các ROBOT tự động đội không đợc phép liên lạc với dới hình thức (3) Phơng pháp điều khiển a Chỉ thành viên đội đợc điều khiển ROBOT tay khu vực sân chơi Đối với máy tự động trận đấu đội đợc khởi động lại lần, sau đội hiệu xin đợc khởi động lại đợc chấp thuận trọng tài Bất kỳ thành viên đội tuyển đợc phép khởi động lại máy tự động khu xuất phát Tất thao tác khởi động lại phải đợc hoàn tất vòng 20 giây Sau thành viên phụ trách việc khởi động lại máy phải rời sân thi đấu đứng rào cản gỗ Ngời vận hành máy tự động đợc phép vào sân thi đấu thực thao tác khởi động máy, kể khởi động lại (4) Nguồn cấp lợng a Mỗi đội phải tự chuẩn bị nguồn cho tất máy suốt trận đấu b Điện áp nguồn cấp phải dới 24VDC c Các nguồn cấp mà BTC cho nguy hiểm không phù hợp không đợc phép sử dụng (5) Khối lợng a Tổng khối lợng máy đội không đợc vợt 50kg b Tổng khối lợng bao gồm khối lợng nguồn cấp lợng, dây cáp điều khiển thành phần khác ROBOT (6) Kích cỡ a Máy tự động phải có kích cỡ cho đặt vừa khu xuất phát (1000mm X 1000mm X 1500mm) b Sau trận đấu bắt đầu máy tự động rời khu xuất phát, chúng tách hình dáng thay đổi tuỳ ý nhng độ cao máy không đợc vợt 2000mm Máy điều khiển tay phải đặt vừa khu xuất phát 1000mm X 1000mm X 1500mm Sau trận đấu bắt đầu máy điều khiển tay rời khu xuất phát thay đổi kích cỡ tùy ý nhng độ cao không vợt 1500mm không đợc tách rời * Các phận khác ( Quả bóng nhiên liệu) (1) Các bóng nhiên liệu mô hình bóng rổ thu nhỏ có đờng kính là150mm cân nặng 150g (2) áp suất bên bóng đợc kiểm soát cho bóng đàn hồi Độ nảy bóng thả từ độ cao 1m xuống mặt gỗ cứng không đợc vợt 150mm (3) Hai đội thi đấu dùng bóng có màu đỏ xanh đậm ý tởng thực : - Để chế tạo thành ROBOT trớc tiên ta phải tìm hiểu đợc nhiệm vụ cách thức hoạt động =>Xuất phát từ yêu cầu luật chơi với ROBOT vòng chúng em có ý tởng kết cấu phơng hớng đờng cho ROBOT vòng _COM2 nh sau: ROBOT đến đổ bóng vào đài gần sau tiếp tục đổ tiếp vào đài lại, nhằm mục đích thắng tuyệt đối.(nh hình vẽ) Trang Đồ áN TốT NGHIệP thiết kế chế tạo mạch đk robot bóng bóng xuất phát Hình 1.1 Đờng robot vòng 3.1 Giải pháp khí: Với khu vực đặt robot khu xuất phát cho phép tính hoạt động robot kết hợp với luật chơi , chúng em thành viên nhóm FSMT đa ý tởng kết cấu ROBOT nh sau : - ROBOT bao gồm cấu kéo bóng, nâng hạ bóng để thực yêu cầu giải pháp dùng động ròng rọc kéo cấu nâng hạ kéo bóng Hành trình vị trí nâng hạ bóng đợc xác định công tắc hành trình, tín hiệu từ công tắc hành trình đựơc đa vào vi xử lý động dừng trạm công tắc hành trình Robot có sử dụng động : - đ/c dùng để di chuyển - đ/c dùng để kéo cấu đổ bóng - đ/c dùng để nâng đổ bóng Trang Đồ áN TốT NGHIệP thiết kế chế tạo mạch đk robot Hình 1.2 ROBOT tự động vòng ngoài_COM2 Một số quy ớc cách sử dụng: * Một số quy ớc : - Công tắc Start (S3): Công tắc gạt nhấn khởi động hệ thống cho ROBOT hoạt động - Nút Reset : Nút ấn Reset hệ thống cho ROBOT trở trạng thái ban đầu - Công tắc S1 (Bật/tắt) nguồn 12V cho phần mạch điều khiển - Công tắc S2 (Bật/tắt) nguồn 24V cho phần mạch công suất - Công tắc S4 : reset cho Led hiển thị đếm vạch - Công tắc S5 (Bật/tắt) nguồn +12V dùng qua mạch chỉnh lu nguồn ắc quy - Công tắc S6 (Bật/tắt) nguồn +24 dùng qua mạch chỉnh lu nguồn ắc quy * Cách sử dụng : - Khi khởi động hệ thống hoạt động cần khởi động nguồn +12V trớc cách bật công tắc gạt S1, sau đố khởi động nguồn +24V cách bật công tắc gạt S2 sau muốn hệ thống hoạt động ta bật công tắc gạt S3 - Khi hệ thống gặp trục chặc chơng trình ta ấn nút Reset hệ thống - Muốn sử dụng hệ thống nguồn ắc quy ta gạt công tắc S5, S6 lên phía - Muốn sử dụng hệ thống nguồn chỉnh lu từ 220V qua mạch chỉnh lu ta gạt công tắc S5, S6 xuống phía dới Phơng hớng thực hiện: 5.1 Giải pháp phần cứng - Với yêu cầu điều khiển ROBOT tự động theo quỹ đạo định sẵn dựa vào vạch chắn có sân cần phải sử dụng cảm biến quang để cảm nhận vạch trắng sân từ xác định vị trí sân - Để thực việc nâng hạ bóng xác thời điểm khác cột đuốc biện pháp hữu hiệu sử dụng công tác hành trình Tín hiệu từ công tác hành trình đợc đa tới đầu vào vi xử lý để vi xử lý đa tín hiệu điều khiển phần ROBOT - Các tín hiệu điều khiển cần đợc khếch đại mạch khuyếch đại công suất dùng Transistor lữơng cực Rơle - Mạch điều khiển ROBOT dùng IC số, PLC hay vi xử lý chúng em lựa chọn họ vi điều khiển AT89C51 để giải yêu cầu đề phù hợp với điều kiện sinh viên, với mức độ xử lý cao Trang 10 Đồ áN TốT NGHIệP thiết kế chế tạo mạch đk robot * Sơ đồ board : * Sơ đồ bố trí linh kiện : 2.3 Mạch chỉnh lu nguồn xoay chiều 220V sang nguồn chiều: Trang 37 Đồ áN TốT NGHIệP thiết kế chế tạo mạch đk robot - Để thuận tiện cho trình thử nghiêm chúng em thiết kế mạch chỉnh lu nguồn xoay chiều 220AVC sang nguồn chiều 12DVC 24DVC hệ thống hoạt động mô hình mô * Sơ đồ nguyên lý: Hình 1.14 Sơ đồ mạch chỉnh lu xoay chiều * Giá trị linh kiện : Part Value Divice Package IC1 7805 78MXXS 78MXXS IC2 7812 78MXXS 78MXXS IC3 7824 78MXXS 78MXXS D1 1N4007 1N4004 DO41-10 D2 1N4007 1N4004 DO41-10 D3 1N4007 1N4004 DO41-10 D4 1N4007 1N4004 DO41-10 TR1 220V/3A EE20-1 EE20-1 C1 0,47mF CPOL-EU140CLH-1010 140CLH-1010 C2 1000mF CPOL-EU140CLH-1010 140CLH-1010 C3 0,47mF CPOL-EU140CLH-1010 140CLH-1010 C4 0,47mF CPOL-EU140CLH-1010 140CLH-1010 R2 220 R-EU_0207/10 0207/10 R4 VR50K R-TRIM64X RTRIM64X T1 C2383 MJE3055 TO220AV T2 C2335 MJE3055 TO220AV JP1 PINHD-1X2 1X02 JP2 PINHD-1X2 1X02 JP3 PINHD-1X2 1X02 JP4 PINHD-1X2 1X02 * Nguyên lý hoạt động : Trang 38 Library v-reg v-reg v-reg diode diode diode diode trafo rcl rcl rcl rcl rcl rcl Transistor-power Transistor-power pinhead pinhead pinhead pinhead Sheet 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Đồ áN TốT NGHIệP thiết kế chế tạo mạch đk robot - Sơ đồ mạch đợc chỉnh lu từ nguồn xoay chiều sang chiều +24DVC từ nguồn 24DVC qua IC 7812, IC7805 để lấy điện áp 12V 5V cho mạch điều khiển hoạt động Các đầu cho qua tụ 0,47mF để chống nhiễu - Điện áp xoay chiều 220AV qua máy biến áp cho điện áp dòng điện chiều, máy biến áp sử dụng có số dòng 3A Sau điện áp chiều đợc cho qua mạch chỉnh lu cầu diode để chỉnh lu điện áp Trong mạch có thiết kế mạch điều khiển động dùng động băng tải hoạt động dùng cho hệ thống đém vạch Tốc độ động đợc điều chỉnh nhanh, chậm cách điều chỉnh chiết áp VR50K * Sơ đồ board : * Sơ đồ bố trí linh kiện: Trang 39 Đồ áN TốT NGHIệP thiết kế chế tạo mạch đk robot chơng trình: 3.1 Lu đồ thuật toán chơng trình dò đờng Trang 40 Đồ áN TốT NGHIệP thiết kế chế tạo mạch đk robot Thiết lập bảng trạng thái cho ROBOT Khởi động hệ thống s Start P1.3=0 Đ Đi thẳng P1.0=0 s P1.1=0 Đ Đ Dịch phải Dịch trái s P1.1=0 Đ II.2.2 Lu đồ thuật toán chơng trình ngắt Trang 41 s P1.0=0 Đ s Đồ áN TốT NGHIệP S Đ thiết kế chế tạo mạch đk robot S Đ S Đ S S Đ Đ II.3 Chơng trình: $include(reg51.inc) org 0000h ljmp main org 000bh ljmp timer_0 org 0013h ljmp ngat_1 ; - bit chuong trinh ; P0.0: trai tien ; P0.1: trai lui ; P0.2: phai tien ; P0.3: phai lui ; P1.0: ; P1.1: ; P3.3: ; P1.4: ; P1.5: ; p1.2: ; P0.6: ; P0.7: cam bien trai cam bien phai ngat ngoai_1 cong tac hang trinh duoi cong tac hang trinh tren start dong co duoi dong co tren Trang 42 S Đ Đ Đồ áN TốT NGHIệP thiết kế chế tạo mạch đk robot ; main : org 0030h ; thiet lap trang thai ban dau cho hai dong co mov r0, #00h mov r1, #00h mov p0, #0ffh mov p1, #0ffh mov p3, #0ffh mov sp, #07h setb IT1 setb EX1 setb EA clr TR0 Start : khoi_dong: di_thang : th : jnb jmp p1.2, khoi_dong start jnb jnb p1.0, dich_trai p1.1, dich_phai setb clr setb clr jmp p0.0 p0.1 p0.2 p0.3 di_thang jnb setb setb setb clr jnb ljmp p1.1, th p0.0 p0.1 p0.2 p0.3 p1.0, dich_trai di_thang dich_trai : dich_phai : ngat_1 : jnb setb clr setb setb jnb ljmp ;bat dau ngat p1.0, th p0.0 p0.1 p0.2 p0.3 p1.1, dich_phai di_thang Trang 43 Đồ áN TốT NGHIệP thiết kế chế tạo mạch đk robot inc ct1 kt1 kt2 ; chuong trinh binh thuong : : : kt3 : kt4 : kt5 : kt6 : locxung : dung r0 cjne ljmp r0, #4,kt1 quay_phai cjne ljmp r0, #7, kt2 cjne ljmp r0, #8, kt3 quay_trai cjne ljmp r0, #10, kt4 quay_phai cjne ljmp r0, #20, kt5 quay_phai cjne ljmp r0, #24, kt6 quay_phai cjne ljmp r0, #25, locxung do_cuoi ; -HET NGAT ljmp loc setb setb setb setb jmp p0.0 p0.1 p0.2 p0.3 dung setb clr setb clr call call setb p0.0 p0.1 p0.2 p0.3 chotrai1 chotrai1 p0.0 : : Trang 44 Đồ áN TốT NGHIệP thiết kế chế tạo mạch đk robot setb setb setb call call call p0.1 p0.2 p0.3 chotrai chotrai chotrai ; dobong clr p0.4 ; -bat dong co keo mang bong setb p0.5 call chophai ; -cho de bo qua khoi dong dc keo setb p1.3 jb p1.3, $ ; -kiem tra cong tac hanh trinh setb p0.4 ; -tat dong co keo mang bong setb p0.5 call chotrai clr p0.6 ; -bat dong co keo ro bong setb p0.7 jb p1.4, $ ; -kiem tra cong tac hanh trinh bong dung_keo : ; sau bon thi dung -setb p0.6 ; -tat dong co keo ro bong setb p0.7 setb p0.0 setb p0.1 setb p0.2 setb p0.3 call cho_dobong setb p0.6 clr p0.7 call cho_dobong call cho_dobong setb p0.6 setb p0.7 setb p0.4 clr p0.5 call cho_dobong setb p0.4 Trang 45 ; ro bong ; ro bong ; mang bong ;tat dong co keo Đồ áN TốT NGHIệP thiết kế chế tạo mạch đk robot setb setb setb ljmp do_cuoi : p0.5 p0.6 p0.7 thoat setb setb setb setb call call call p0.0 p0.1 p0.2 p0.3 chotrai chotrai chotrai ; dobong : clr p0.4 ; -bat dong co keo mang bong setb call p0.5 chophai ; -cho de bo qua khoi dong dc keo setb jb p1.3 p1.3, $ ; -kiem tra cong tac hanh trinh setb p0.4 ; -tat dong co keo mang bong dung_keo1 : setb call clr p0.5 chotrai p0.6 ; -bat dong co keo ro bong setb jb p0.7 p1.4, $ ; -kiem tra cong tac hanh trinh bong ; sau bong thi dung setb p0.6 ; -tat dong co keo ro bong setb p0.7 setb p0.0 setb p0.1 setb p0.2 setb p0.3 call cho_dobong setb p0.6 clr p0.7 call cho_dobong Trang 46 ; ro bong Đồ áN TốT NGHIệP thiết kế chế tạo mạch đk robot setb clr call p0.4 p0.5 cho_dobong ; mang bong setb setb setb setb jmp p0.4 p0.5 p0.6 p0.7 $ ;tat dong co keo ; tiep tuc di can robot doi ban -quay_phai : quay_trai loc : : thoat : timer_0 : setb clr clr setb call jb ljmp p0.0 p0.1 p0.2 p0.3 chophai p1.1,$ thoat clr setb setb clr call jb ljmp p0.0 p0.1 p0.2 p0.3 chotrai p1.0, $ thoat mov SP, #07h mov TH0, #4ch mov TL0, #08h mov TMOD, #01h setb TR0 setb ET0 ; -cho phep hoac khong cho phep ngat tran TIMER clr EX1 mov a, #4dh push 0e0h mov a, #00h push 0e0h clr IE1 ; co ngat ngoai 1(dat va xoa boi phan cung) reti mov mov mov inc cjne mov TH0, #4ch TL0, #08h TMOD, #01h r1 r1, #28, thoat r1, #00h Trang 47 Đồ áN TốT NGHIệP chotrai1 : a1 a2 : : chotrai : l1 l2 : : chophai : w1 w2 : : cho_dobong : k1 k2 : : thiết kế chế tạo mạch đk robot setb clr ljmp EX1 TR0 thoat mov mov mov djnz djnz djnz ret r4, r2, r3, r3, r2, r4, mov mov mov djnz djnz r4, #3 r2, #200 r3, #248 r3, $ r2, l2 djnz ret r4, l1 #3 #200 #248 $ a2 a1 mov mov mov djnz djnz djnz ret r4, r2, r3, r3, r2, r4, #3 #200 #248 $ w2 w1 mov mov mov djnz djnz djnz ret end r4, r2, r3, r3, r2, r4, #25 #200 #248 $ k2 k1 Trang 48 Đồ áN TốT NGHIệP thiết kế chế tạo mạch đk robot phần III: Thi công Thiết kế làm mạch in - Phần mềm sử dụng để thiết kế mạch : Có nhiều phần mềm vẽ thiết kế mạch nh Protell, Eagle Nhng để dễ sử dụng thiết thực chúng em chọn phần mềm Eagle để vẽ thiết kế mạch - Phơng tiện dùng để làm mạch in : Phim trong, giấy Decan, phíp đồng, bột sắt clorua (FeCl3), dung dịch Axeton, bàn là, mỏ hàn, *Cách thức tiến hành : + Thiết kế mạch in EAGLE + In mạch film giấy Decan + Làm phíp đồng giấy giáp (đánh sơ qua) + Là mạch phíp đồng + Dúng mạch sơ qua nớc lạnh + Ngâm mạch dung dịch ăn mòn (FeCl3) + Rửa mạch xăng Axeton + Khoan mạch in + Chọn linh kiện kiểm tra linh kiện + Tiến hành hàn linh kiện + Kiểm tra hoạt động mạch 2.Kiểm tra, gá lắp cảm biến kết nối mạch điều khiển ROBOT - Sau thiết kế làm song mạch in việc quan trọng cần thiết kiêm tra hoạt động mạch Để kiểm tra hoạt động mạch phơng pháp tốt kiểm tra tín hiệu đầu vào đầu mạch chạy thử - Việc gá lắp kết nối hệ thống mạch gọn gàng dễ kiểm tra sai hỏng, yêu cầu thẩm mỹ cao.Khi gá lắp cần ý kết nối đầu vào/ra - Gá lắp cảm biến ảnh hởng trực tiếp đến độ nhận vạch cảm biến Và nguyên nhân chủ yếu gây nhiễu làm cho ROBOT hoạt động không theo yêu cầu Khi gá lắp cảm biến cần gá hai cảm biến dò đờng cho song song với cảm biến bị nhiễu độ bóng sân thi đấu =>nên che kín hộp gá cảm biến để khỏi bị nhiễu ánh sáng độ bóng sân Trong trình chế tạo Robot tự động, chúng em gặp phải xử lý nhiều vấn đề liên quan đến cảm biến việc dò đờng Thứ nhất, cảm biến Mặc dù sử dụng loại cảm biến quang OMRON( loại cảm biến không bị ảnh hởng ánh sáng hồng ngoại) nhng thực tế thi đấu mặt sân bóng trơn nên Robot bị nhiễu phản xạ ánh sáng xuống sân bóng tạo vạch ảo khiến Robot nhận nhầm vạch Để giải vấn đề này, giải pháp phải che kín cảm biến để hở phần phản xạ vạch trắng, đồng thời gá cảm biến thấp tốt nhằm hạn chế nhiễu Giải pháp thứ hai sử dụng ngắt Timer Onchip để khử nhiễu này, giải pháp hay hiệu quả, không làm thay đổi phần cứng Robot nhng đảm bảo yêu cầu lọc xung nhiễu Và mạch cảm biến nên sử dụng tụ lọc nhng lu ý tụ lọc nên áp dụng cảm biến đếm vạch, với cảm biến dò đờng không nên Vì việc dùng tụ lọc mạch cảm biến trớc vào vi xử lý tạo thời gian trễ, dùng với cảm biến dò vạch làm giảm độ nhạy vạch Robot làm cho di chuyển lắc Khi gá cảm biến cần đảm bảo yêu cầu: hai cảm biến dò đờng phải đợc đặt Robot, chúng phải song song với song song với vạch ngang Cảm biến Trang 49 Đồ áN TốT NGHIệP thiết kế chế tạo mạch đk robot đếm vạch gá cách hai cảm biến dò đờng khoảng cho Robot quay phải quay trái khả tìm lại đờng dễ dàng Việc gá cảm biến quan trọng ảnh hởng trực tiếp đến đờng trình dò vạch Robot Phần IV: Kết luật kiến nghị Kết luận hớng phát triển đề tài Sau nhiều thời gian nghiên cứu học hỏi với giúp đỡ, bảo tận tình thầy Bạch Hng Trờng, thầy Nguyễn Xuân Công thầy cô giáo khoa ĐIện -Điện tử với thành viên nhóm sáng tạo ROBOCON FSMT, chúng em hoàn thành mạch điều khiển ROBOT đề tài đợc giao Qua trình thiết kế chế tạo ROBOT chúng em học hỏi đợc nhiều Không kiến thức chuyên nghành mà học hỏi đợc cách thức làm việc tập thể Biết cách phân chia, tổ chức công viêc,và sếp thời gian hợp lý Qua chúng em biết cách kết hợp lý thuyết thực hành, cách giải khó khăn mắc phải công việc sau tạo nên nhng hớng suy nghĩ cho công việc khác xuất phát từ sở có sẵn Đó thành to lớn mà chúng em đạt đợc suôt trình học tâp Cuộc thi sáng tạo ROBOCON 2005 vừa qua chúng em cố gắng hết sức, nhiên kết đạt đợc không thành công Để giúp bạn sinh viên khoá sau tìm hiểu robot cách thuận tiện chúng em thiết kế thêm số mô hình mô chức điều khiển robot dùng cho thử nghiệm, giảng dạy môn ROBOT Kiến nghị: Trang 50 Đồ áN TốT NGHIệP thiết kế chế tạo mạch đk robot Chế tạo ROBOT lĩnh vực đợc phát triển từ lâu giới Việt Nam việc chế tạo ROBOT đợc hởng ứng nhiệt tình đặc biệt giới sinh viên Tuy nhiên với điều kiện thực tế sinh viên Việt Nam nói chung sinh viên nh chúng em nói riêng việc tiếp xúc với môn cha đợc nhiều gặp nhiều khó khăn trình chế tạo ROBOT Chắc chắn việc nghiên cứu đề tài khoa học giúp cho sinh viên chúng em tổng hợp đợc kiến thức học trang bị cho chúng em kiến thức bổ ích Cuộc thi sáng tạo ROBOCON 2005 vừa qua chúng em có nhiều cố gắng nhiên kết không đợc thành công theo ý muốn, song qua chúng em thu đợc nhiều kiến thức bổ ích qua việc tìm hiểu khoa học Do chúng em hy vọng năm sau, khoa nhà trờng quan tâm nhiều để đội ROBOT năm sau đợc tiếp cận nhiều hơn, đồng thời tạo điều kiện để sinh viên chúng em thực hiên đề tài nghiên cứu khoa học Chúng em xin chân thành cảm ơn ! phần v: tài liệu tham khảo 1.Giáo trình kỹ thuật vi điều khiển Bạch Hng TrờngĐHSPKT Hng Yên Kỹ thuật Vi xử lý _Văn Thế Minh - NXBGD Kỹ thuật mạch điện tử Phạm Minh Hà -NXBGD Sơ đồ chân linh kiện Dơng Minh Trí Sở GD&ĐT-TPHCM Cẩm nang thực hành vi mạch tuyến tính Nhà xuất KH&KT Mạch số Nhà xuất thống kê Kỹ thuật số NXBKH Trang 51 [...]... cho ROBOT cần phải có khối xử lý và điều khiển Mà ở đây sử dụng vi điều khiển họ 8051, cụ thể là IC AT89C51 IC AT89C51 có dung lợng bộ nhớ, các cổng, bit điều khiển, các thanh ghi, các ngắt và tập lệnh đủ mạnh để thực hiện yêu cầu với ROBOT tự động này Sau khi đã thống nhất lựa chọn phơng án điều khiển chúng em đã tiến hành thiết kế mạch phần cứng cho mạch điều khiển Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển. .. hai đầu của động cơ làm động cơ quay thuận + Điều chỉnh đợc tốc độ của động cơ bằng cách điều chỉnh biển trở tinh chỉnh VR50K - Với trờng hợp quay ngợc thì đầu vào1 ở mức thấp và đầu vào 2 ở mức cao phân tích tơng tự trên Khi đó động cơ đợc đảo chiều ngợc lại 1.3.2 Mạch cân chỉnh tốc độ động cơ cho ROBOT tự động - Mạch điều khiển động cơ cho ROBOT tự động vòng ngoài _COM2 ta chỉ cần ghép hai mạch cân... dơng nguồn =>Khi đó đầu ra động cơ co sự chênh áp nên động cơ quay theo chiều thuận (UĐC=12V).Để động cơ quay theo chiều nguợc lại thì ta chỉ cần đảo chiều tín hiệu (TH1 ở "mức 0"_TH2 ở" mức cao") 1.3.5 Mạch điều khiển động cơ bằng Rơle cho ROBOT tự động - Để có đợc mạch điều khiển động cơ (động cơ kéo và nâng hạ bóng) bằng Rơle cho ROBOT tự động thì ta chi cần ghép hai mạch Rơle đảo chiều nh trên... MJE3055 thiết kế và chế tạo mạch đk robot T0220AV T0220AV Transistor-power 1 Transistor-power 1 * Nguyên lý hoạt động: - Mạch điều khiển động cơ sử dụng hai tầng khuyếch đại Dalington để điều khiển động cơ, mỗi tầng đợc sử dụng cho tại mỗi nửa chu kỳ hoạt động của động cơ (dùng để quay thuận hoặc quay nghịch) Trong đó có sử dụng biến trở tinh chỉnh VR50K để cân chỉnh tốc độ của 2 động cơ (điều chỉnh... On-chip - Chơng trình điều khiển đợc viết bằng phần mềm Ride với ngôn ngữ Assembler - Tất cả các chơng trình điều khiển đợc viết dới dạng chơng trình con và sau đó tổng hợp lại ở chơng trình chính Trang 11 Đồ áN TốT NGHIệP thiết kế và chế tạo mạch đk robot phần II: nội dung 1 Mạch điều khiển ROBOT tự động tham gia cuộc thi Robocon 2005 do đài THVN tổ chức Một ROBOT có thể hoạt động đợc thì cần có những... động cơ nh trên lại là đợc.Việc cân chỉnh tốc độ của hai động cơ này phụ thuộc vào việc điều chỉnh hai biến trở tinh chỉnh VR50K của hai mạch đơn ghép lại, ta có sơ đồ nguyên lý nh sau : * Sơ đồ nguyên lý : Trang 23 Đồ áN TốT NGHIệP thiết kế và chế tạo mạch đk robot * Sơ đồ board: Hình 1.6 Sơ đồ board mạch điều khiển động cơ * Sơ đồ bố trí linh kiện : Trang 24 Đồ áN TốT NGHIệP thiết kế và chế tạo mạch. .. NGHIệP thiết kế và chế tạo mạch đk robot Hình 1.7 Sơ đồ chân linh kiện mạch điều khiến động cơ 1.3.3 Mạch Rơ le điều khiển động cơ * Sơ đồ nguyên lý: Nguồn 12V D3 GND TH từ vxl R1 220 D2 GND 4.7k D1 R2 Nguồn 24V R3 1k T1 C828 S1 K1 GND T2 C2335 GND Đầu Ra đ/c GND Hình 1.8 Sơ đồ nguyên lý mạch Rơle điều khiển động cơ Trang 25 Đồ áN TốT NGHIệP thiết kế và chế tạo mạch đk robot * Bảng giá trị các linh kiện... Trang 19 Đồ áN TốT NGHIệP thiết kế và chế tạo mạch đk robot Hình 1.9 Sơ đồ board mạch vi xử lý * Sơ đồ bố trí linh kiện : Trang 20 Đồ áN TốT NGHIệP thiết kế và chế tạo mạch đk robot Hình 1.10 Sơ đồ chân linh kiện mạch vi xử lý 1.3 Khối khuyếch đại 1.3.1 Mạch điều khiển đảo chiều động cơ bằng TRansistor * Sơ đồ nguyên lý: Trang 21 10k D1 50k C2335 D2 T1B T2A T2B C2335 C2335 GND động cơ 220 C2383 R7 T4B... đồ nguyên lý: Trang 26 Đồ áN TốT NGHIệP thiết kế và chế tạo mạch đk robot Hình 1.9 Sơ đồ nguyên lý mạch đk đảo chiều động cơ dùng Rơle * Nguyên lý hoạt động : Về nguyên lý hoạt động cũng tơng tự nh mạch trên Để đảo chiều cho động cơ bằng mạch Rơle ta chỉ cần đảo chiều tín hiệu Do tín hiệu vi xử lý vào ban đầu luôn là" mức 1"(mức cao) hai tín hiệu điều khiển của mạch khi ấy cũng nhận "mức cao "khi ấy... đã thiết kế thêm một số mạch : + Mạch đếm hiển thị bằng Led 7 thanh dùng mạch đếm IC số + Mạch chỉnh lu từ nguồn xoay chiều 220V sang một chiều 2.1 Mô hình mô phỏng điều khiẻn ROBOT tự động dùng trong thử nghiệm Trang 31 Đồ áN TốT NGHIệP thiết kế và chế tạo mạch đk robot 2.2 Mạch đếm dùng IC số hiển thị số vạch đếm bằng Led 7 thanh: - Để dễ dàng quan sát đợc cách hoạt động của ROBOT mà không cần chạy