Con robo dò đường đơn giản
I. Giới thiệu
Robot dò đường là loại robot có thể đi theo 1 đường vẽ hay có thể là băng dính đen...
Bài viết này giới thiệu với các bạn 1 loại robot dò đường đơn giản chỉ sử dụng linh kiện điện tử
thông thường, chưa dùng đến IC hay các linh kiện cao cấp hơn.
II. Nguyên lý hoạt động của robot dò đường.
Thật ra, robot dò đường là 1 biến thể đặc biệt của robot hướng sáng. Sở dĩ nói như vậy là do
chúng có cùng nguyên tắc hoạt động là sử dụng cảm biến quang điện ( quang trở hoặc diode
hồng ngoại) để so sánh cường độ sáng từ đó điều chỉnh hướng đi thích hợp.
Tuy nhiên, ở robot dò đường, cảm biến được bố trí gần mặt đường và nguồn sáng để so sánh lúc
này do chính robot tạo ra. Nhưng do đâu lại có sự sai lệch về cường độ sáng. Câu trả lời nằm ở
đường vẽ, đường vẽ này có tính chất khác với xung quanh, thường thì nó có màu đen để hấp thụ
ánh sáng. Khi robot đi lệch vào vùng có vạch vẽ, ánh sáng phát ra từ robot không phản xạ lại như
bình thường mà bị đường kẻ hấp thụ 1 phần làm sai lệch độ sáng giữa 2 cảm biến. Việc còn lại là
thiết kế sao cho robot có hành vi khắc phục sự sai lệch đó và ta có được loại robot đi theo đường
vẽ.
Nhiệm vụ của các cảm biến quang được mô tả như hình sau:
Căn cứ vào hoạt động trên, mạch được thiết kế đơn giản như sau:
Mạch gồm 2 transistor công suất nhỏ để điều khiển cấp dòng cho động cơ, biến trở 10k và quang
trở tạo thành điện trở phân cực cho transistor. Khi cường độ sáng lớn, quang trở dẫn mạnh nên
cường độ dòng cấp cho động cơ cũng lớn theo. Khi cường độ sáng yếu đi, quang trở dẫn điện
kém nên cường độ dòng cấp cho động cơ cũng giảm. Hai biến trở có nhiệm vụ điều chỉnh độ
nhạy cảm biến quang điện.
Ở mạch này transistor có thể thay thế bằng loại tương đương như C1815, nếu động cơ lớn thì
dùng các loại transistor công suất lớn hơn như TIP120, TIP122.
Mạch trên được sử dụng để theo dõi, định vị đường vẽ thông qua 2 cặp thu phát ánh sáng là led
và quang trở. Các bộ cảm biến được bố trí như sau:
Trong mạch điện, diode 1N4148 dùng bảo vệ transistor khỏi sức điện động tạo ra bởi các cuộn
dây của động cơ. Việc sử dụng mạch này thành công hay không phụ thuộc vào việc chọn động
cơ.
Hãy chọn những động cơ có hộp giảm tốc vì vài lý do sau:
+Quang trở có phản ứng chậm, nếu dùng động cơ tốc độ quay cao robot sẽ không phản ứng kịp
để điều chỉnh hướng đi.
+Dòng cấp bởi transistor không lớn, nếu động cơ không có hộp giảm tốc có thể không hoạt động
đúng công suất gây cháy transistor.
Vì vậy lựa chọn động cơ có hộp giảm tốc quay càng chậm càng tốt.
Khi cảm biến bên trái gặp đường vẽ đen, động cơ bên phải chậm lại, vì vậy robot sẽ hướng sang
trái, và ngược lại.
Khi cả 2 cảm biến không gặp đường vẽ thì tốc độ quay của 2 động cơ sẽ ngang nhau vì vậy robot
sẽ đi thẳng.
III. Tiến hành chế tạo
Bộ khung của robot được chế tạo bằng vật liệu rất đơn giản, bố trí theo sơ đồ tham khảo như sau:
Việc chọn lựa vật liệu là tùy điều kiện mỗi người, vì thế những hình ảnh sau chỉ mang tính tham
khảo, bạn chỉ cần lưu ý về khoảng cách đặt các cảm biến và việc lựa chọn motor đã được đề cập
ở trên.
Bộ khung làm từ vật liệu dễ kiếm.