ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH KIÊN GIANG
TRƯỜNG CAO ĐẲNG KIÊN GIANG
GIÁO TRÌNH
(Lưu hành nội bộ)
Mô đun: ĐIỀU KHIỂN ROBOT
CÔNG NGHIỆP
NGHỀ: CNKT ĐIỆN, ĐIỆN TỬ
TRÌNH ĐỘ CAO ĐẲNG
Ban hành kèm theo Quyết định số: 338/QĐ-CĐKG ngày 31 tháng 08 năm 2022 của
Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Kiên Giang
Kiên Giang, năm 2022
ii
TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN
Tài liệu này thuộc loại giáo trình giảng dạy nên các nguồn thông tin có thể
được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham
khảo.
Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh
thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm.
iii
LỜI GIỚI THIỆU
Cuốn giáo trình “Điều khiển Robot trong công nghiệp” được biên soạn nhằm
làm tài liệu chính phục vụ cho công tác dạy học của giảng viên và dùng làm tài liệu
học tập dành cho sinh viên hệ cao đẳng ngành tự động hóa. Nội dung tài liệu gồm
5 chương được trình bày theo đúng trình tự và mục tiêu thiết kế của chương trình.
Trong đó: 3 chương đầu nói về cấu trúc chung của Robot và hoạt động của tay
máy; 2 chương cuối hướng dẫn sinh viên nghiên cứu và lập trình, lắp ráp được các
loại robot cơ bản.
Từ việc xác định chuẩn đầu vào và chuẩn đầu ra của đối tượng sinh viên cao
đẳng ngành tự động hóa đang theo học tại Trường, sao cho đáp ứng đươc yêu cầu
về kỹ năng nghề nghiệp, học đi đôi với hành và phù hợp với xu thế mới, nhóm đã
dày công biên soạn các bài học lý thuyết sao cho các biểu thức tính toán động học
vốn rất hàn lâm được đơn giản hóa. Qua đó, nhóm chỉ tập trung cập nhật về các
kiến thức mới, công nghệ mới mà có tính ứng dụng cao. Không chỉ thế, nhóm còn
phân tích chi tiết các bài hướng dẫn thực hành về chế tạo các loại robot theo cách
viết từ quá trình làm việc thực tế và kinh nghiệm đã qua của bản thân, để từ đó sinh
viên có khả năng tự học, tự chế tạo robot và tự tin hơn trong nghiên cứu khoa học.
Có lẽ vì thế cuốn giáo trình này trình bày khá khác biệt và sát với thực tế hơn so
với các cuốn giáo trình về robot có trên thị trường hiện nay. Đồng thời cuốn giáo
trình được biên soạn không thuần túy là lý thuyết mà lại hướng đến việc dạy và
học tích hợp và cuối mỗi chương đều có phần câu hỏi ôn tập nhằm giúp người học
củng cố kiến thức và rèn luyện thêm kỹ năng. Cuốn giáo trình được biên soạn khá
công phu, mỗi phần đều có lời giải thích chi tiết, hình ảnh phù hợp, tăng tính trực
quan để sinh viên dễ dàng tiếp thu. Ngoài ra nhóm cũng trích một số thông tin trên
internet về cuộc đời và sự nghiệp của các nhà khoa học nổi tiếng nhằm tạo kích
thích tinh thần hiếu học cũng như lòng say mê nghiên cứu khoa học trong sinh viên
để từ đó Nhà trường, Khoa có thể dễ dàng phát động phong trào tham gia cuộc thi
Robot tự hành do trường tổ chức hằng năm.
Việc hoàn thiện cuốn giáo trình như mong đợi, đó là điều mà nhóm biên soạn
không thể nào quên lời cảm ơn sâu sắc đến công đóng góp rất lớn từ sự định hướng
phát triển giáo dục, đẩy mạnh công tác nghiên cứu khoa học của Ban Giám hiệu
nhà trường, cảm ơn chân thành sự hướng dẫn cách trình bày, bố cục nội dung, mục
tiêu đào tạo sao cho hợp lý của Phòng Đào tạo, Phòng đảm bảo chất lượng và lời
cảm ơn sâu xa đến thầy Trưởng khoa Điện – Điện tử đã đôn đốc, hỗ trợ chuyên
môn, cùng với các thầy cô đồng nghiệp góp ý cả về nội dung lẫn hình thức.
Mặc dù, nhóm biên soạn đã rất cố gắng, tận tâm nhưng vẫn không tránh khỏi
những thiếu sót, rất mong đón nhận những ý kiến đóng góp từ phía các
chuyên gia, độc giả để lần tái bản sau cuốn giáo trình hoàn thiện hơn.
Chân thành cảm ơn!.
Kiên Giang,ngày ....... tháng ......... năm ...............
Tham gia biên soạn
Lâm Văn Linh
iv
MỤC LỤC
Bài 1. BÀI MỞ ĐẦU ....................................................................................................................... i
1.1. Mục tiêu: .............................................................................................................................. 1
1.2. Nội dung chính: ...................................................................................... 1
1.2.1. Cài đặt phần mềm ..................................................................................... 1
1.2.2. Liên kết thư viện Arduino mô phỏng trên Proteus. .................................. 3
1.2.3. Nạp chạy mẫu ........................................................................................... 4
1.2.4. Nạp file hex và mô phỏng ........................................................................ 7
Bài 2. LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN ỨNG DỤNG CƠ BẢN ..................................... 9
2.1. Mục tiêu: ......................................................................................................... 9
2.2. Nội dung chính: ............................................................................................... 9
2.2.1. Giới thiệu cấu trúc chung chương trình .................................................... 9
2.2.2. Lập trình điều khiển phím nhấn hiển thị 1 led đơn ............................... 13
2.2.3. Lập trình điều khiển phím nhấn hiển thị 1 led 7 đoạn............................ 15
2.2.4. Lập trình điều khiển quay – dừng động cơ DC ..................................... 22
Bài 3. LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ SERVO ........................................ 29
3.1. Mục tiêu: ....................................................................................................... 29
3.2. Nội dung chính: ............................................................................................. 29
3.2.1. Giới thiệu động cơ servo ........................................................................ 29
3.2.2. Phương pháp điều khiển ......................................................................... 30
3.2.3. Điều khiển động cơ servo thứ 1 xoay góc cố định ................................. 31
3.2.4. Điều khiển động cơ servo thứ 1, thứ 2 xoay góc cố định ....................... 33
Bài 4. LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN CÁNH TAY ROBOT ..................................... 35
4.1. Mục tiêu của bài ............................................................................................ 35
4.2. Nội dung chính: ............................................................................................. 35
4.2.1. Giới thiệu hoạt động cánh tay robot ....................................................... 35
4.2.2. Điều khiển cánh tay robot xoay khớp thứ 1 góc cho trước .................... 38
4.2.3. Điều khiển cánh tay robot xoay các khớp 1 góc cho trước và điều khiển
nút nhấn gấp sản phẩm ..................................................................................... 39
Bài 5. ĐIỀU KHIỂN THU PHÁT SỬ DỤNG SÓNG RF 433Mhz ....................... 40
5.1. Mục tiêu của bài ............................................................................................ 40
5.2. Nội dung chính: ............................................................................................. 40
5.2.1. Nguyên lý điều khiển thu phát ............................................................... 40
5.2.2. Sơ đồ phần cứng mạch điều khiển RF .................................................... 46
5.2.3. Viết chương trình truyền nhận chuổi dữ liệu ......................................... 48
5.2.4. Bài tập áp dụng ....................................................................................... 51
Bài 6. LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN CẢM BIẾN CẢNH BÁO HIỂN THỊ ............. 53
6.1. Mục tiêu của bài ............................................................................................ 53
6.2. Nội dung chính: ............................................................................................. 53
6.2.1. Giới thiệu cảm biến báo cháy, cảm biến gas .......................................... 53
6.2.2. Điều khiển cảnh báo chuông khi đọc tín hiệu cảm biến khí gas. ........... 55
6.2.3. Điều khiển cảnh báo chuông khi đọc tín hiệu cảm biến báo cháy. ........ 57
6.2.4. Điều khiển cảnh báo lưu lượng mực nước ............................................. 60
6.2.5. Bài tập áp dụng ....................................................................................... 64
v
MÔ ĐUN: ĐIỀU KHIỂN ROBOT TRONG CÔNG NGHIỆP
Mã mô đun: MĐ34
Thời gian thực hiện mô đun: 90 giờ; (Lý thuyết: 30 giờ; Thực hành, thí nghiệm,
thảo luận, bài tập: 56 giờ; Kiểm tra:4 giờ)
I. Vị trí, tính chất của mô đun:
- Vị trí: là mô đun chuyên ngành được bố trí dạy trong học kỳ cuối. Mô
đun này được giảng dạy cho ngành Công nghệ kỹ thuật Điện-Điện tử, Điện tử
truyền thông, Điều khiển và tự động hóa bậc cao đẳng.
- Tính chất: Là mô đun chuyên ngành tự chọn. Nhằm cung cấp cho người
học kiến thức và kỹ năng về lập trình ứng dụng vi điều khiển họ Mega2560.
II. Mục tiêu mô đun:
- Kiến thức:
+ Trình bày được các ứng dụng liên quan đến hệ thống điều khiển tự động.
+ Phân tích được nguyên lý hoạt động của các hệ thống điều khiển tự động
đơn giản.
+ Xác định được phương pháp điều khiển servo vận hành cánh tay robot.
+ Vẽ được các lưu đồ điều khiển một số ứng dụng cơ bản khi phân tích yêu
cầu.
+ Lập trình điều khiển được các ứng dụng trong hệ thống điều khiển cơ bản.
+ Vận hành được các hệ thống điều khiển tự động đơn giản trong thực tế.
- Kỹ năng:
+ Xây dựng được phần cứng các hệ điều khiển tự động đơn giản.
+ Viết chương trình điều khiển cho các hệ tự động đơn giản hoạt động theo
đúng yêu cầu.
- Năng lực tự chủ và trách nhiệm:
+ Làm việc độc lập hoặc theo nhóm, chủ động và sáng tạo trong việc học tập
và nghiên cứu giải quyết công việc trong điều kiện làm việc thay đổi.
+ Đánh giá chất lượng công việc sau khi hoàn thành và kết quả thực hiện của
thành viên trong nhóm.
+ Rèn luyện tính nghiêm túc, tỉ mỉ, cẩn thận, chính xác, khoa học, an toàn và
vệ sinh công nghiệp.
III. Nội dung mô đun: