Báo cáo đồ án thiết kế hệ thống cơ điện tử thiết kế, chế tạo và điều khiển robot dò line (line following robot) (Phan Hữu Thanh Tú)

MỤC TIÊU THIẾT KẾ

Thiết kế và chế tạo xe dò line di chuyển tốc độ cao trên sa bàn có các đặc điểm :

- Màu sắc đường line: đen.

- Màu nền: trắng.

- Bề rộng đường line: 26mm.

- Bề mặt địa hình di chuyển: phẳng.

- Sa bàn được thể hiện trên Hình 0.1.

- Mỗi robot mang trên người một vật nặng hình hộp chữ nhật có trọng lượng 2 Kg.

NỘI DUNG:

DANH SÁCH HÌNH ẢNH ...................................................................................................... iv
DANH MỤC BẢNG BIỂU ..................................................................................................... vi
MỤC TIÊU THIẾT KẾ ........................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN .................................................................................................... 2
1.1 Sơ đồ nguyên lý ................................................................................................................ 2
1.2 Cảm biến ........................................................................................................................... 5
1.3 Động Cơ ............................................................................................................................ 7
1.4 Cấu trúc điều khiển ........................................................................................................... 7
1.5 Giải thuật điều khiển ......................................................................................................... 8
CHƯƠNG 2: PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ ............................................................................... 9
2.1 Đề xuất sơ đồ nguyên lý ................................................................................................... 9
2.2 Đề xuất cảm biến .............................................................................................................. 9
2.3 Đề xuất cấu trúc điều khiển ............................................................................................ 10
2.4 Đề xuất giải thuật điều khiển .......................................................................................... 10
2.5 Phương án thiết kế .......................................................................................................... 11
CHƯƠNG 3: CƠ KHÍ ............................................................................................................ 12
3.1 Lựa chọn bánh xe ............................................................................................................ 12
3.1.1 Lựa chọn bánh chủ động .......................................................................................... 12

3.1.2 Lựa chọn bánh bị động ............................................................................................. 12
3.2 Tính toán lựa chọn động cơ ............................................................................................ 12
3.3 Kích thước thân xe .......................................................................................................... 14
3.3.1 Chiều cao trọng tâm xe ............................................................................................ 14
3.3.2 Các kích thước cơ sở của xe ..................................................................................... 15
3.4 Hình ảnh mô hình 3D xe ................................................................................................. 17
3.5 Tính toán dung sai độ đồng trục hai động cơ.................................................................. 17
3.5.1 Tính chuỗi kích thước .............................................................................................. 17
3.5.2 Sơ đồ và phương pháp kiểm tra độ đồng trục của 2 động cơ ................................... 21
3.6 Bản vẽ robot xe dò line ................................................................................................... 22
CHƯƠNG 4: MÔ HÌNH HÓA .............................................................................................. 23
4.1 Mô hình động học ........................................................................................................... 23
4.2 Cách xác định vị trí của robot ......................................................................................... 24
ii

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ

GVHD: TS. Ngô Hà Quang Thịnh

4.3 Bộ điều khiển tracking, tìm khoảng cách d .................................................................... 25
4.4 Mô phỏng sa bàn ............................................................................................................. 26
CHƯƠNG 5: CẢM BIẾN VÀ LẬP TRÌNH ........................................................................ 33
5.1 Thiết kế cảm biến ............................................................................................................ 33
5.1.1 Chọn cảm biến.......................................................................................................... 33
5.1.2 Tính toán giá trị điện trờ .......................................................................................... 33
5.2 Lựa chọn vi điều khiển ................................................................................................... 34
5.3 Cách bộ trí cảm biến ....................................................................................................... 35
5.4 Chọn khoảng cách hợp lý giữa cảm biến với sàn ........................................................... 36
5.5 Kiểm tra khoảng cách thực tế ......................................................................................... 37

5.6 Tính toán khoảng cách giữa 2 led ................................................................................... 37
5.7 Tính toán số lượng cảm biến........................................................................................... 39
5.8 Ca-líp cảm biến ............................................................................................................... 39
5.9 Xác định vị trí tâm đường line ........................................................................................ 40
5.10 Mô hình thí nghiệm....................................................................................................... 41
5.11 Giải thuật điều khiển xe ................................................................................................ 42
5.11.1 Sơ đồ khối của bộ điều khiển ................................................................................. 42
5.11.2 Giải thuật điều khiển .............................................................................................. 42
5.12 Lập trình chương trình .................................................................................................. 47
CHƯƠNG 6: ĐIỆN – MẠCH ĐIỆN ..................................................................................... 62
6.1 Sơ đồ khối hệ thống điện ................................................................................................ 62
6.2 Nguồn điện ...................................................................................................................... 62
6.3 Mạch nguồn .................................................................................................................... 63
6.4 Mạch driver động cơ ....................................................................................................... 64
6.5 Thiết kế board mạch tổng kết nối các thiết bị ................................................................. 67
6.6 Thiết kế mạch cảm biến .................................................................................................. 67
6.7 Giải thuật PID để nâng cao đáp ứng của bộ driver và motor .......................................... 68
6.8 Kết quả thực hiện phần điện cho xe dò line .................................................................... 71
CHƯƠNG 7: THỰC NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ ................................................................ 72
TÀI LIỆU THAM KHẢO..

LINK ĐẶT MUA TÀI LIỆU ONLINE

LINK ĐẶT MUA TÀI LIỆU ONLINE 1

LINK 1 - TÌM KIẾM SÁCH/TÀI LIỆU ONLINE (GIÁ ƯU ĐÃI NHẤT)

LINK 2 - TÌM KIẾM SÁCH/TÀI LIỆU ONLINE (GIÁ ƯU ĐÃI NHẤT)

LINK 3 - TÌM KIẾM SÁCH/TÀI LIỆU ONLINE (GIÁ ƯU ĐÃI NHẤT)

LINK 4 - TÌM KIẾM SÁCH/TÀI LIỆU ONLINE (GIÁ ƯU ĐÃI NHẤT)

LINK DOWNLOAD (UPDATING...)