Đang tải... (xem toàn văn)
Trong thời đại công nghiệp hiện nay, Robot ngày càng được sử dụng phổ biến trong sản xuất cũng như trong cuộc sống của con người.
L i gi i thi uờ ớ ệ Trong xã h i ngày nay, kĩ thu t đi n t đã và đang ng d ng m nh m trong nhi u lĩnh v c,ộ ậ ệ ử ứ ụ ạ ẽ ề ự và ngày càng tr nên ph bi n h n là lĩnh v c “Đi u Khi n T Đ ng”. Trong nh ng côngở ổ ế ơ ự ề ể ự ộ ữ trình l n nh nhà máy, xí nghi p chúng ta th y rõ h n vai trò quan tr ng c a đi u khi n tớ ư ệ ấ ơ ọ ủ ề ể ự đ ng ho c nh ng ng d ng t đ ng trong lĩnh v c dân d ng, có nh ng máy thông minh ph cộ ặ ữ ứ ụ ự ộ ự ụ ữ ụ v cho nh ng nhu c u sinh ho t cho con ng i . t t c nh ng máy móc đó đi u đ c đi uụ ữ ầ ạ ườ ấ ả ữ ề ượ ề khi n b i b x lí trung tâm, nh ng h th ng l n thì b x lí trung tâm là PLC, máy tínhể ở ộ ử ở ữ ệ ố ớ ộ ử công nghi p , nh ng h th ng x lí nh h n thì ng i ta dùng vi đi u khi n.ệ ở ữ ệ ố ử ỏ ơ ườ ề ể V i m t vi đi u khi n , khi k t h p v i m t c c u ch p hành h p lí, ng i l p trình có thớ ộ ề ể ế ợ ớ ộ ơ ấ ấ ợ ườ ậ ể đi u khi n m t cách linh ho t c c u đó theo yêu c u đ t ra , làm cho mô hình ho t đ ng linhề ể ộ ạ ơ ấ ầ ặ ạ ộ ho t h n, thông minh h n. Chính vì y u t này nên có nhi u nhà s n xu t cho vi đi u khi nạ ơ ơ ế ố ề ả ấ ề ể ,t o nên nh ng dòng vi đi u khi n có tính năng c nh tranh v i nhau và các vi đi u khi n liênạ ữ ề ể ạ ớ ề ể t c đ c c i ti n. Và PIC c a hãng MICROCHIPụ ượ ả ế ủ là m t trong nh ng dòng vi đi u khi n cóộ ữ ề ể tính năng m nh m mà đ i v i sinh viên Vi t Nam đã b t đ u quen thu c.ạ ẽ ố ớ ệ ắ ầ ộ Bên c nh vi đi u khi n , c m bi n là y u t quan tr ng không kém trong m t c c u hayạ ề ể ả ế ế ố ọ ộ ơ ấ m t h th ng, nó nh là “tay”, “m t” c a m t c c u. Emộ ệ ố ư ắ ủ ộ ơ ấ ng d ngứ ụ nh ng y u t này vàoữ ế ố mô hình “Xe Robot Bám Theo Ng i”. Tuy nhiên do ki n th c, kinh nghi m và th i gian cóườ ế ứ ệ ờ h n nên đ tài em còn nhi u khuy t đi m, kính mong quý th y, cô cùng b n bè đóng góp ýạ ề ề ế ể ầ ạ ki n đ đ tài đ c hoàn thi n h n.ế ể ề ượ ệ ơCH NG IƯƠ Lí Thuy tế1.1/Vi đi u khi n PIC 16F877Aề ể A/ S đ chân :ơ ồ B/S đ kh i :ơ ồ ố Tóm l c ph n c ng PIC 16F877A :ượ ầ ứ-T n s th ch anh 20 MHz.ầ ố ạ-B nh ROM n i :8 KB(Flash ROM).ộ ớ ộ-386 BYTE RAM n i.ộ-256 BYTE EFROM trong vùng ROM n i dùng ch a d li u.ộ ứ ữ ệ-V giao ti p, có 5 portề ế A, port B, port C, port D, port E vào ra v i tín hi u đi u khi n đ cớ ệ ề ể ộ l p.ậ-2 b đ nh th i :Timer 0 và Timer 2 đ phân gi i 8 bit.ộ ị ờ ộ ả- 1 b đ nh th i Timer 1 đ phân gi i 16 bit.ộ ị ờ ộ ả-2 CCP(Capture/Compare/PWM).-1 b ADC 10 bit v i 8 ngõ vào.ộ ớ-1 b Watch Dog Timer .ộ-15 ngu n ng tồ ắ-N p ch ng trình thông qua c ng n i ti p(ICSP-In Circuit Serial Programming).ạ ươ ổ ố ế-Cũng như các vi đi u khi n khác ta c p dao đ ng cho PIC, chân ngu n, chân Reset. PICề ể ấ ộ ồ Ở 16F877A : +Chân 1: reset tích c c m c th p.ự ứ ấ +Chân 13,14 c p dao đ ng ,có th dùng th ch anh 20MHz,4 MHzấ ộ ể ạ + Chân 12,31 c p ngu n 0 V.(Vss)ấ ồ + Chân 11,32 c p ngu n 5 V(Vdd)ấ ồ +Các chân còn l i x p thành 5 port xu t nh p nh s đ trên.ạ ế ấ ậ ư ơ ồ-Các ch c năng ph n c ng c a PIC đ c h tr trong ph n m m l p trình: cách thi t đ t portứ ầ ứ ủ ượ ổ ợ ầ ề ậ ế ặ xu t nh p, th vi n h tr ph n c ng ,khai báo t n s th ch anh , đ t đ a ch tín hi u vàoấ ậ ư ệ ổ ợ ầ ứ ầ ố ạ ặ ị ỉ ệ ra .Nh v y ng i l p trình s d dàng h n trong thao tác l p trình, s d ng h p lí các ô như ậ ườ ậ ẽ ễ ơ ậ ử ụ ợ ớ ,đ a ch c n thi t. Tùy theo m i dòng PIC mà nhà s n xu t tích h p nh ng module chuyênị ỉ ầ ế ỗ ả ấ ợ ữ d ng, ví d module PWM, ADC, , khi mu n s d ng module nào ta ch c n khai báo và thi tụ ụ ố ử ụ ỉ ầ ế l p ph n m m và ng d ng. chính vì y u t này nên ngày càng nhi u ng i quan tâm đ nậ ầ ề ứ ụ ế ố ề ườ ế PIC b i tính hi u qu và d s d ng c a nó.ở ệ ả ễ ử ụ ủ1.2/ Ch ng trình l p trình cho PIC : PIC C COMPILERươ ậCh ng trình có c u trúc l nh gi ng C++ , file g c là C file, sau khi biên d ch(compile) t o raươ ấ ệ ố ố ị ạ HEX file và ASM file, h tr s a l i. có th vi t ch ng trình cho nhi u dòng PIC nh dòngỗ ợ ữ ỗ ể ế ươ ề ư PIC 12bit(PCB), PIC 14bit(PCM), PIC 16bit(PCH),PIC 24bit(PCD), PIC 16F877A là dòng 14bit, khi vi t ch ng trình ta ph i ch n h tr cho t ng dòng PIC, n u không biên d ch fileế ươ ả ọ ỗ ợ ừ ế ị không có ý nghĩa. Trong m i ch ng trình ta ph i khai báo th vi n h tr cho chip đang l pỗ ươ ả ư ệ ỗ ợ ậ trình, t n s th ch anh s d ng,các th vi n ph tr khác, h tr “HELP” là m t công c đ cầ ố ạ ử ụ ư ệ ụ ợ ỗ ợ ộ ụ ắ l c cho ng i l p trình, v i m i ch c năng c a PIC ta có th tìm cách khai báo , thi t l p, sự ừơ ậ ớ ọ ứ ủ ể ế ậ ử d ng trong “HELP”. ụ1.3/ Ch ng Trình N p : WIN PIC800ươ ạCh ng trình n p đa năng cho nhi u dòng PIC , ta ph i ch n dòng chip , ví d nh 16F877A,ươ ạ ề ả ọ ụ ư ch n nh hình v ,ọ ư ẽ sau đó ch n đúng tên chip mình đang n p, ch n setting/hardware/JDMọ ạ ọ programmer: < Thi u hình >ếDo PIC đ c h tr t i đa t ph n m m nên các thao tác vi t ch ng trình và n p ch ngượ ỗ ợ ố ừ ầ ề ế ươ ạ ươ trình vào chip ph i chính xác.ả1.4/ C m Bi n Siêu Âm SRF05 :ả ếA Hình Dáng Hình 1.4.1 SRF05 là c m bi n siêu âm g m m ch phát và m ch thu trên cùng m t board, có th nh nả ế ồ ạ ạ ộ ể ậ d ng đ c nhi uạ ượ ề v t c n và nhi u kho ng cách, có th đo đ c kho ng cách t 4cm -> 4m .ậ ả ề ả ể ượ ả ừ V i 2 ch đ ho t đ ng (mode 1,mode2). Trong đ tài em ch n ch đ ho t đ ng mode 1.ớ ế ộ ạ ộ ề ọ ế ộ ạ ộ B Nguyên Lí Ho t Đ ng:ạ ộ ch đ h at đ ng mode 1 , chân mode trên board đ l ngở ế ộ ọ ộ ể ữ không k t n i nh s đ chânế ố ư ơ ồ trên. Gi n đ xung nh sau:ả ồ ư < Thi u hình >ếMu n SRF05 ho t đ ng, ta c p ngu n vào cho nó, khi mu n đo kho ng cách ,ta c p vào chânố ạ ộ ấ ồ ố ả ấ trigger xung có TON >=10uS, SRF05 đ c l p trình s n ,nó phát ra 8 burst siêu âm, khi sóngượ ậ ẵ siêu âm g p v t c n ,ph n h i v m ch thu siêu âm trên Board, lúc này tùy theo kho ng cáchặ ậ ả ả ồ ề ạ ả gi a v t c n và board ,SRF05 tr v m t xung có TON thay đ i 100uS --> 25mS, n u khôngữ ậ ả ả ề ộ ổ ế có v t c n thì TON =30mS.ậ ảMu n đo kho ng cách th c t ta đo giá tr xung ph n h i, đ i ra uS, sau đó chia cho 58 đ l yố ả ự ế ị ả ồ ổ ể ấ giá tr đo là cm, chia cho 148 l y giá tr là inchị ấ ị T n s kích chân Trigger t i đa là 20Hz, đ ng nghĩa ta có th c p nh t giá tr đo nhanh nh tầ ố ở ố ồ ể ậ ậ ị ấ là 20 l n/giây.ầ1.5 C m Bi n Chuy n Đ ng PIR 325ả ế ể ộ A Gi i thi u v h ng ngo iớ ệ ề ồ ạTia h ng ngo i t n t i trong ph tr ng đi n t ,có b c sóng dài h n b c sóng c a ánhồ ạ ồ ạ ổ ườ ệ ừ ướ ơ ướ ủ sáng có th nhìn th y đ c. Tia h ng ngo i không th nhìn th y nh ng có th phát hi n đ cể ấ ượ ồ ạ ể ấ ư ể ệ ượ nh vào nh ng trang thi t b chuyên d ng. nh ng v t sinh ra nhi t năng đ u sinh ra tia h ngờ ữ ế ị ụ ữ ậ ệ ề ồ ngo i, bao g m c đ ng v t và con ng i, b c sóng c a tia h ng ngo i do con ng i sinh raạ ồ ả ộ ậ ườ ướ ủ ồ ạ ườ vào kho ng 9.4 m.ả B C u trúc và ho t đ ng PIR325ấ ạ ộ 1 s đ kh iơ ồ ố Hình 1.5.1 Thông s PIR325ố< Thi u hình>ế2 Nguyên lí ho t đ ng và cách b tríạ ộ ố Hình 1.5.2Nguyên t c chung c a PIR là thu tia h ng ngo i do con ng i hay đ i t ng t o ra h ngắ ủ ồ ạ ườ ố ượ ạ ồ ngo i di chuy n, trong đ u thu PIR có 2 phi n c m ng h ng ngo i, khi có tia h ng ngo iạ ể ầ ế ả ứ ồ ạ ồ ạ đ c h p th , 2 phi n này t o ra 1 áp r t nh g n nh tín hi u nhi u và có đ l ch nhau, 2ượ ấ ụ ế ạ ấ ỏ ầ ư ệ ễ ộ ệ tín hi u này đ c đ a vào chân FET nh hình 1.5.1, t ng này tín hi u đ c khu ch đ i 100ệ ượ ư ư ở ầ ệ ượ ế ạ l n, t ng 2 khu ch đ i 100 l n, sau khi khu ch đ i tín hi u đi vào m ch so sánh , t i đây tínầ ở ầ ế ạ ầ ế ạ ệ ạ ạ hi u đ c l c nhi u và cho tín hi u ra 3.9 VDCệ ượ ọ ễ ệ ở Ch ng IIươ THI CÔNG:2.1 Nhi m v và c s lý lu n phân tích đ tài:ệ ụ ơ ở ậ ềA/Yêu c u đ tài:ầ ềXe g m 2 đ ng c DC lái h ng xe,vi x lí lái đ ng b 2 đ ng c đi u khi n xe ch y theoồ ộ ơ ướ ử ồ ộ ộ ơ ề ể ạ ng i. Nguyên lí phát hi n s di chuy n ng i dùng sóng h ng ngo i do b c m bi n PIRườ ệ ự ể ườ ồ ạ ộ ả ế đ m nh n,m ch lái công su t dùng mostfet và r le 2 ti p đi m đi u khi n đ ng c . C mả ậ ạ ấ ơ ế ể ề ể ộ ơ ả bi n nh n d ng s thay đ i h ng ngo i khi ta di chuy n báo v vi x lí , vi x líế ậ ạ ự ổ ồ ạ ể ề ử ử đi u khi nề ể xe ch y theo ng i có s di chuy n đó.ạ ườ ự ể B / Phân tích đ tài:ề Xe có th t cân b ng , ch y th ng, qu o trái, thi t k xe 3 bánh xe, bánh tr c cân b ng vàể ự ằ ạ ẳ ẹ ế ế ướ ằ có th quay đa h ng , 2 bánh sau đ c truy n đ ng c p moment chuy n đ ngể ướ ượ ề ộ ấ ể ộ cho xe, ch nọ lo i đ ng c có công su t phù h p v i khung xe, truy n đ ng đ n gi n nên ch n lo i đ ngạ ộ ơ ấ ợ ớ ề ộ ơ ả ọ ạ ộ c có h p s . Sau khi có giàn khung ta c n c c u đi u khi n nên ph i có “M ch X Líơ ộ ố ầ ơ ấ ề ể ả ạ ử Trung Tâm”, nhi m v m ch x lí là đi u khi n xe ch y tùy theo giá tr đi u khi n nh nệ ụ ạ ử ề ể ạ ị ề ể ậ đ c. Yêu c u đ tài là “ Xe Bám Theo Ng i”, tr c khi bám theo ng i,xe c n ph iượ ầ ề ườ ướ ườ ầ ả “Th y” ng i , nguyên lí dùng c m bi n PIR nh n d ng h ng ngo i c a con ng i khi ng iấ ườ ả ế ậ ạ ồ ạ ủ ườ ườ đó di chuy n. Khi xe ch y v h ng có ng i nh ng không đ ng vào ng i đó,v y c n cóể ạ ề ướ ườ ư ụ ườ ậ ầ m ch dò kho ng cáchạ ả gi a ng i và xe, đây em dùng c m bi n Siêu Âm đ đo kho ngữ ườ ở ả ế ể ả cách gi a ng i và xe. Trên xe b trí m ch đi u khi n vô tuy n đ kh i đ ng và d ng xe.ữ ườ ố ạ ề ể ế ể ở ộ ừ Gi a m ch đi u khi n và đ ng c có m ch Công Su t Cách Li đ m b o tín hi u đi u khi nữ ạ ề ể ộ ơ ạ ấ ả ả ệ ề ể n đ nh.ổ ịT cách phân tích trên em đ a ra s đ kh i t ng th cho xe nh hình 2.1ừ ư ơ ồ ố ổ ể ư < thi u hình >ế*S Đ KH I :Ơ Ồ Ố Hình 2.1*NGUYÊN LÍ HO T ĐÔNG:Ạ Nh n phím kh i đ ng , ấ ở ộ xe xoay vòng, sau đó dò tìm đ i t ng ng i, khi c m bi n PIR phátố ượ ườ ả ế hi n có s hi n di n ng i , xe d ng xoay, ch y v h ng có ng i di chuy n đó, trong lúcệ ự ệ ệ ườ ừ ạ ề ướ ườ ể ch y đ n xe đo kho ng cách và ch y v i t c đ h p lí h n, bám theo đ i t ng.ạ ế ả ạ ớ ố ộ ợ ơ ố ượ2.2/ S Đ M CH T NG KH I:Ơ Ồ Ạ Ừ ỐA/ M ch x lí trung tâm:ạ ử - Nhi m v : nh n tín hi u t các c m bi n PIR, siêu âm, tín hi u vô tuy n , xu t tín hi uệ ụ ậ ệ ừ ả ế ệ ế ấ ệ đi u khi n ra m ch cách li công su t lái 2 đ ng c ho t đ ng theo ý đ l p trình.ề ể ạ ấ ộ ơ ạ ộ ồ ậ- S đ m ch nh trên, chân 1:m ch reset tích c c m c th p, dùng port D, portB nh n giá trơ ồ ạ ư ạ ự ứ ấ ậ ị đi u khi n, port C xu t tín hi u đi u khi n v i:ề ể ấ ệ ề ể ớo ROLE_L :đ a ch C0, đ o chi u đ ng c trái.ị ỉ ả ề ộ ơo PWM_L:đ a ch C1, c p xung đi u khi n t c đ ng c trái.ị ỉ ấ ề ể ố ộ ơo ROLE_R:đ a ch C3, đ o chi u đ ng c ph i.ị ỉ ả ề ộ ơ ảo PWM_R:đ a ch C2, c p xung đi u khi n t c đ ng c ph i.ị ỉ ấ ề ể ố ộ ơ ả- Vi đi u khi n là PIC 16F877A ,nh ph n gi i thi u ph n lí thuy tề ể ư ầ ớ ệ ầ ế 16F877A có h trỗ ợ module PWM 2 kênh thu n ti n trong đi u khi n t c đ đ ng c (do xe ch y nhi u ch đậ ệ ề ể ố ộ ộ ơ ạ ở ề ế ộ nên c n nhi u t c đ ),đ ng th i PIC có h tr ph n m m chuyên l p trình riêng cho nó nênầ ề ố ộ ồ ờ ỗ ợ ầ ề ậ t ng đ i d ti p c n l p trình h n.ươ ố ễ ế ậ ậ ơB/ M ch vô tuy n : ạ ế- Nhi m v : truy n tín hi u đi u khi n c a ng i đi u khi n đ n xe,g m 4 kênh :A,B,C,Dệ ụ ề ệ ề ể ủ ườ ề ể ế ồ ,tích c c m c 1, có duy trì:ự ứ+ Kênh A: kh i đ ng.ở ộ+ Kênh B: d ng.ừ + Kênh C.+Kênh D. C/ M ch công cu t cách li:ạ ấ+Nguyên Lí Đi u R ng Xung:ề ộ-T i 2 chân PWM_R, PWM_L vi đi u khi n c p ra xung có th đi u ch nh T_ON, T_OFF, giáạ ề ể ấ ể ề ỉ tr thay đ i tùy theo yêu c u v n hành ng i l p trìnhị ổ ầ ậ ườ ậ-Chu kỳ xung ra đ c tính nh sau:ượ ư (1/20000000)*4*16*256= 819.2 us ho cặ 1.2 KHz Dùng th ch anh 20MHz ạChu kì xung đ c chia làm 256 m uượ ẫnh m ch trên m ch tích c c m c”0” nên khi mu n tăng t c đ đ ng c ta tăng giá trư ạ ạ ự ở ứ ố ố ộ ộ ơ ị T_ON qua câu l nh ví d PWM_L =PWM1, PWM_R =PWM2ệ ụset_pwm1_duty(255-value);-Giá tr T_ON = 255-value.ị-2 chân ROLE_R,ROLE_L dùng đóng đi n cho cu n dây r le trái và ph i , đ o ti p đi m =>ệ ộ ơ ả ả ế ể đ o chi u dòng đi n qua đ ng c ,đ ng c quay đ o chi u.ả ề ệ ộ ơ ộ ơ ả ề* Chú ý : m i đ ng c có s đáp ng dòng không gi ng nhau nên khi xét giá tr ta căn c th cỗ ộ ơ ự ứ ố ị ứ ự t m i đ ng c .ế ỗ ộ ơD/ M ch Ngu n:ạ ồ Ngu n DC 12v c p t acqui khô, dùng 2 acqui c p cho m ch vi đi u khi n và công su t.ồ ấ ừ ấ ạ ề ể ấ 2.3L U Đ GI I THU TƯ Ồ Ả ẬA/ L u Đ Gi i Thu t Ch ng Trình Mainư ồ ả ậ ươ [...]... hướng giải quyết thêm Em tự nhận xét đề tài có những ưu khuyết đi m sau: Ưu đi m: Xe khởi động và dừng từ xa,rất thuận tiện,trong lúc xe bám theo đối tượng ta có thể lập trình những khoảng cách bám hợp lí, xe trang bị nguồn đi u khiển và nguồn công suất rời nên hoạt động tương đối ổn định,khi xe bị lạc đối tượng tự tìm lại ,bám theo Khuyết đi m: Cảm biến nhận người PIR hoạt động không ổn định , dễ nhiễu... có tín hiệu khởi động bit RF_A=1, xe chạy quay vòng tìm người, nếu phát hiện có người xe dừng lại , đo khoảng cách giữa người và xe, nếu có người và khoảng cách người và xe . c n c c u đi u khi n nên ph i có “M ch X Líơ ộ ố ầ ơ ấ ề ể ả ạ ử Trung Tâm”, nhi m v m ch x lí là đi u khi n xe ch y tùy theo giá tr đi u khi n nh. ấ+Nguyên Lí Đi u R ng Xung:ề ộ-T i 2 chân PWM_R, PWM_L vi đi u khi n c p ra xung có th đi u ch nh T_ON, T_OFF, giáạ ề ể ấ ể ề ỉ tr thay đ i tùy theo yêu