Kiến thức cơ bản chế tạo Robot

Chia sẻ: Duong Van Tu | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:20

Thêm vào BST

Báo xấu

574
lượt xem 242
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tài liệu tham khảo Kiến thức cơ bản chế tạo Robot

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Kiến thức cơ bản chế tạo Robot

I/Gi i thi u: Ngày nay ,ch t o robot là 1 phong trào trong gi i sinh viên (và ngay c h c sinh ).Công ngh ch t o robot không nh ng áp d ng vào các cu c thi sáng tao robocon mà còn có nhi u ng d ng th c t .Hi n này r t nhi u h c sinh,sinh viên r t yêu thích ch t o robocon.Nhưng các ki n th c ch có ñư c qua tìm tòi t h c h i trên m ng,trong chương trình h c không có môn nào h c chuyên sâu v robot.Ch b i vì ch t o robot là công vi c bao g m c l p trình, ñi n,cơ khí ..... Nay v i ,tư cách là ñàn em.Không dám ch d y gì c .Ch ñưa ra 1 vài ki n th c cơ b n trong 1 bài vi t này ñ anh em trên m ng có th t p h p các ki n th c cơ b n mà ch ng ph i tìm ki m ñâu xa.Mình thì chu n b là sinh viên thôi ch chưa ph i là sinh viên gì c nên vi t 1 tư li u chuyên môn th này không tránh kh i sai sót mong các anh em,b n bè g n xa ñ c qua và cho góp ý,ch góp ý thôi ch ñ ng chê trách gì khi có sai sót.Trong t p tài li u này có l y m t s tài li u khác trên m ng ,nên vi ph m b n quy n là không th tránh kh i nên mong các b n ni m tình và tha th ñ cho anh em b n ñ c có th truy n cho nhau nh ng ki n th c này.Nh ng ph n nào ñu c l y t tài li u khác mình s có ghi chú l i. Chân Thành C m Ơn.
II/Ki n th c c b n: Trong ph n này mình xin chia s v i các b n 3 kĩ thu t trong robot,Nói cách khác cơ b n thì 1 robot có th tham gia thi robocon c n có là 3 y u t này,trong ñó ñ nh t là h th ng c m bi n và ph c t p khó h c nh t là Vi ñi u khi n,vi m ch,bao g m c l p trình và m ch ñi n, ñ h c các v n ñ này thì t n không ít th i gian.Minh xin ñưa ra th i gian tham kh o khi mình hoc nh ng v n ñ trên: 1. H th ng c m bi n(th i gian h c t 1 tu n ñ n n a tháng): 2. H th ng truy n ñ ng(t 1 tháng ñ n 6 tháng): 3. Vi ði u Khi n,vi m ch (1 năm ñ n 3 năm). 1./H th ng c m bi n. a. ð nh nghĩa: -Trong m t con robot cơ b n.M t trong nh ng ph n quan tr ng nh t trong robot chính là h th ng c m bi n.V y c m bi n là gì: -c m bi n ñư c ñ nh nghĩa nôm na là h th ng các giác quan c a robot, ñúng v y.Robot c n xác ñ nh tr ng thái m i trư ng bên ngoài(như là các v ch tr ng,màu s c c a các v t ghi ñi m,nơi ghi ñi m....) ñ g i tr ng thái môi trư ng ñ n b x lí r i ñưa ra các ph n ng ñi u khi n robot ñ ñ i phó v i các s ki n bên ngoài y. ð các b n hi u hơn v cách làm vi c c a các b c m bi n mình xin ñưa ra 1 ví d nhé: -Ví d ñơn gi n nh t chính là con ngu i c a chúng ta.Ta ví con m t như là 1 b c m bi n.Khi chúng ta ñang ñi s p ñ ng vào vách tư ng thì m t s như nh ng c m bi n truy n d li u v cho b b não.Tương t như v y,các c m bi n s chuy n d li u v cho b vi x lí.Sau ñó b não s g i tr thông thông ph n ng như là ñi hư ng khác ñ tránh va ñ ng vào vách tư ng.Vi x lí c a robot cũng th ,nó s g i thông tin ñ cho robot ñi ñúng ñư ng. b.Các lo i c m bi n: -Trong kĩ thu t robocon ngư i ta s d ng nhi u lo i c m bi n như là : 1. led h ng ngo i(b phát thu h ng ngo i) 2. Quang ñi n tr (PHOTORESISTANCE):cds ho c cdse 3. T bào quang ñi n 4. c m bi n công nghi p 5. Camera s trong công ngh x lí nh - ñ y mình ch xin gi i thi u 1 thi t b c m bi n thông d ng và giá sinh viên cho các b n, ñó là led h ng ngo i: c.Led h ng ngo i (Light Emiting Diode)
Hình nh c a 1 b phát thu h ng ngo i. - Led h ng ngo i: là m t lo i c m bi n ñu c s d ng r t nhi u và giá thành r t r ,mình nh có 1 l n ñi qua ch nh t t o h i mua thì ch có 7000 ñ ng 1 c p trong ñó b phát(Emitter) là 2000 ñ ng và b thu(detector) 5000 ñ ng. - Cơ ch ho t ñ ng: Như trên hình b n th y hình bên trái: light source là b phát h ng ngo i ho c là 1 ngu n sáng nào ñó có tia h ng ngo i.khi chi u xu ng 1 b m t màu ñen(ho c là b m t có màu
s m,t i)thì các ánh sáng s b b m t h p thu và lư ng ánh sáng b b c xa tr l i r t ít,nên b thu(detector) nh n ñư c ánh sáng ph n h i ít. Ta xét hình bên trái:Khi b m t màu tr ng(ho c màu sáng)thì ánh sáng ñu c phát b i b phát h ng ngo i s không bi h p th b i b m t mà b h t d i ngư c l i,và khi ñó ñ u thu detector s thu m t lư ng tia h ng ngo i r t l n. -Do ñó led h ng ngo i có th phân bi t ñu c b c m bi n ñang chi u vào 1 v t màu sáng hay màu t i ñ truy n t i b x lý. - C u t o b phát h ng ngo i: Hình bên trái là c u t o c a ñèn led phát h ng ngo i,Không có gì ñ t bi t c .Ta ch nên chú ý ñ n 2 chân n i v i m ch ñi n c a Led thôi.Chân Anode(a - n t) ñư c n i v i c c dương c a ngu n ñi n.Chân Cathode (ca th t) ñu c n i v i ñ t (c c âm).Qua hình bên ta cũng có th phân bi t ñ oc r ng thông thư ng thì chân anode dài hơn chân cathode nên r t d nh n bi t.N u như b n m c nh m chân trong m ch ñi n thì led s không sáng ! và dòng ñi n cũng s không ch y wa ñu c ñâu.Cho nên ñây là v n ñ ñáng chú ý khi m c ñi n cho led. - Cách m c b phát thu h ng ngo i vào m ch ñi n: Sơ ñ m ch ñi n c a b c m bi n.
- Led ñây chính là b phát h ng ngo i,còn quang tro là b thu.Mình ñuâ m ch ñi n này ra ñ ch bao quát v m ch ñi n c a c m bi n bao g m led h ng ngo i và quang tr . - Lưu ý khi m c Led h ng ngo i ph i m c ñúng c c c a nó ñ led có th ho t ñ ng.N u s d ng b thu là con thu h ng ngo i(detector) thì chân cathode ñu c n i xu ng mass(-) còn chân anoder thì n i vào ngu n ñi n và ñu ng d n tín hi u ñ n b so sánh logic. - Cách b trí c m bi n trên robot : - Có nhi u cách b trí led trên robot các cách b trí tuỳ thu c vào chi n thu t c a t ng ñ i ,các ñ i c a Bách Khoa Hà N i thư ng dùng 6 Led dò ñư ng và 1 led ñ m v ch (theo mình bi t là như v y).Còn các ñ i Bách Khoa Thành Ph h Chí Mình thì dùng ñ n 8 led dò ñư ng.Nhưng m i cách dùng ñ u có m t l i ñi ñôi v i cái h i.Ví d như ta dùng 8 led dò ñu ng thì Robot se ñi u khi n hư ng ñi ñư c linh ho t hơn.Vì v y robot s khó mà b l c ñu ng,Nhưng mà các led quá nhi u nên s t nhi u lên nhau d n ñ n nhi u tín hi u robot s dò ñư ng không chính xác,nhưng ñây là trư ng h p r t ít khi x y ra,vì chúng ta có th l y các có v t có màu ñen ñ che ch n gi a các c m bi n v i nhau.Còm s d ng 6 led dò ñu ng và 1 led ñ m v ch thì robot dò ñư ng s ít lính ho t hơn vì ch có 6 led.Nhưng 6 led cách nhau nên s h n ch s nhi u sóng gi a các led.Sau ñây xin ñưa các sơ ñ b trí led c a 1 s ñ i robocon Vi t Nam ñã s d ng mình l y t tài li u c a BKPro ñ i ñã vô ñ ch robocon 2006.trong ñó các ch m màu ñ là led c m bi n và v ch màu ñen là v ch dò ñu ng ñu c v trên sân: ðây là cách b trí led c a ñ i BKIT (BK TPHCM) dùng 2 led dò ñu ng và 1 led ñ m v ch. ðây là cách b trí led c a ñ i Basic Bot (Ti n thân c a BK Pro )Cũng dùng 1 led ñ m v ch nhưng 5 led dò ñu ng.
Còn ñây là cách b trí led c a FXR (Vô ñ ch robocon năm 2004) dùng 6 led dò ñu ng và led dò ñu ng cũng chính là led ñ m v ch. ðây là sơ ñ b trí led c a RLB (Vô ñ ch robocon 2005) dùng 8 led ñ dò ñu ng và ñ m v ch - Cách th c ho t ñ ng c a các sơ ñ b trí led: 1.Cách b trí led theo hàng ngang,không có led ñ m v ch: - sơ ñ này thì các led s ñ m v ch như sau:N u như robot ñang chay qua v ch ngang thì t t c các led trong hàng s ñ ng th i truy n tín hi u v vi ñi u khi n cùng m t lúc ,báo hi u r ng robot ñang v ch ngang,Chúng ta có th ch ng nhi u b ng cách trong khi l p trình chúng ta ch l y 6/8 (ho c 7/8 tuỳ b n) led có tín hi u là xem như robot ñang trên v ch ngang. 2.Cách b trí led theo hàng ngang,Có led ñ m v ch: - sơ ñ này thì các led trong hàng ngang s ph trách vi c bám v ch d c ñ robot ñi ñúng hư ng.Còn v ch ngang thì có led ñ m v ch ngang ph trách.Khi robot chay qua vach ngang.Lúc ñó led ñ m v ch s cũng chay qua v ch ngang và g p v ch s truy n tín hi u v cho b vi x lí. - Cách b trí các led trên m ch in : Sau ñây là hình v bó trí các led trên b n m ch in (dùng cho robot s d ng 3 led ):
Lưu ý r ng chúng ta nên b trí các b phát bên ngoài (ph n rìa c a robot)và các b thu tín hi u bên trong ñ tránh nhi u. 1./H th ng truy n ñ ng. a. ð nh nghĩa: H th ng truy n ñ ng ñư c ví như là chân,tay c a robot v y.Robot di chuy n ñư c ,c m ,n m,...... ñu c là do có h th ng truy n ñ ng.Gi i thích như th này ch c các b n ñã bi t v h th ng truy n ñ ng r i ph i không ? N u chưa bi t thì xem ti p thì ch c s bi t thôi :D .H th ng truy n ñ ng các bánh xe. ð ng cơ(bao g m ñ ng cơ bư c (Stepper Motor) ñ ng cơ 1 chi u (DC Motor) ð ng cơ tr ñ ng (Servo Motor) v...v...v.... , ñây truy n ñ ng: ñây cuaroa,dây xích(xên nhông dĩa),dây kéo,ròng r c ,và các v t d ng cơ khí khác. ñây mình ch ñ c p ñ n các lo i ñ ng cơ.Còn các lo i lo i khác thì thu c ph n chuyên sâu r i,t p tài li u này ch d ng ph n cơ b n th i.V chuyên sâu mình s trình bày trong 1 tài li u khác. b.Các lo i ñ ng cơ: - ð ng cơ thì ! ôi thôi nhi u vô k và nhi u lo i,kích c màu s c ñ n ki u dáng,nhưng ñây ch phân lo i thành 3 lo i chính.
1. ð ng cơ 1 chi u (DC Motor) 2. ð ng cơ bư c (Stepper Motor) 3. ð ng cơ Tr ñ ng (Servo Motor) - Sau ñây ta s xét v t ng ñ ng cơ nhé: I./ ð ng cơ 1 chi u (DC Motor): - ð ng cơ 1 chi u là gì: - Trong tài li u,t ñây tr v sau tôi xin g i ñ ng cơ 1 chi u là DC Motor,các b n nên ñ ý nhé, ñ ng cơ m t chi u có c u t o t 2 b ph n: b ph n ñ ng yên c u t o t nam châm vĩnh vi n ñu c g i là stato và b ph n quay ñ oc c u t o t 1 nam châm nh n t o có c u t o t 1 cu n dây ñ ng có lõi là 1 thanh kim lo i ñu c g i là roto: - Xét ho t ñ ng c a DC motor: - Xét hình bên trên ta th y r ng khi cho dòng di n 1 chi u (tuy t ñ i ko dùng ñi n xoay chi u nhé) ñi qua motor s khi n cho motor quay như trên hình. - Nhưng n u ta thay ñ i chi u dòng ñi n thì s như th nào ? v y thì c bình tĩnh mà xem ti p ^^ (câu này có v t c c oi v i nh ng ngư i ñã bi t ho t ñ ng c a DC Motor r i nhĩ :D ) - Khi ta ñ o 2 c c c a dòng ñi n thì ta s s ñu c hi n tư ng như hình trên, ñó là ñ ng cơ s quay Theo chi u hoàn toàn ngư c l i so v i hình tru c ñó.Qua ñó ta có th rút ñu c k t lu n như sau: - ð ng cơ DC cho dòng di n 1 chi u chay qua và làm quay ph n roto d n ñ n motor quay,n u ta ñ i chi u dòng ñi n thì motor s quay theo chi u ngư c l i.Do ñó ta có th ñi u ch nh ñư c hư ng quay c a Dc motor. ð c tính kĩ thu t c a h u h t ñ ng cơ DC là t c ñ quay(vòng/phut) cao và moment ng u l c th p.Nhưng mà h u h t robot c n t c ñ quay ch m và moment ng u l c cao.Do ñó
1 h p s có th ñư c l p vào DC Motor nh m gi m t c ñ quay và tăng moment ng u l c.Trên h p s thư ng ghi rõ thì s truy n ñ ng gi a trư c và sau h p s ,ví d t c ñ quay c a 1 Dc Motor là 1000 vòng/phút ñu c g n vào 1 h p s 1000:1 .có nghĩa là t c ñ quay c a ñ u ra h p s ñu c 1/1000 c a t c ñ DC Motor khi chưa g n h p s V n t c h p s = V n t c DC Motor/1000=8000/1000=8 vòng/phút. - ði u khi n chi u quay c a DC Motor: - Trong ph n này ta xét 2 cách ñi u khi n ph bi n nh t ña s ñu c các ñ i Robocon s d ng - ði u khi n chi u DC Motor b ng m ch c u H: - M ch c u H r t ñư c nhi u ñ i s d ng b i t nh ñơn gi n c a nó,s dĩ nó có tên m ch c u H vì sơ ñ c a nó có hình ch H: - Trư c h t ta xét trư ng h p xoay thu n c a DC Motor,ta l y m t ví d vui chút nhé,trong ño n m ch d ơi ñây,tư ng tư ng r ng ño n m ch là m t chi c c u và hãy xem nh ng transistor Q1,Q2,Q3,Q4 là nh ng khúc c u b gãy,ngư i ta b t ñ u ñi t ngu n ñi n ñ n mass,m t chi c c u n u b gãy thì ngư i ta s không th qua ñ ơc do ñó ngư i ta s không th ñi qua các ñi n Q1,Q2,Q3.Q4.Khi mà nhà nư c nghe tin c u g y thì s cho kĩ sư s a c u ñ n s a c u b ng ñư ng “thu n” và theo ñư ng “thu n” ch s a ñư c nh ng ñi m Q1,Q4.Sau khi s a xong thì c u ñã li n l i các ñi m Q1,Q4 do ñó ngư i ta có th ñi t Nguu n ñi n ñ n Mass b ng ñư ng Ngu n ði n DC Motor Q1 Q4 Mass .Bây gi tr l i th c t .Ta thay th ngư i ñi qua c u b ng dòng ñi n,nh ng ño n c u gãy Q1,Q2,Q3,Q4 là nh ng transistor và nh ng kĩ sư s a c u là dòng ñi n 3V ñư c truy n ñ n theo ñư ng dây “thu n”, ñư ng thu n là ñu ng dây màu ñen,như ñã mô ph ng như trên thì dòng ñi n sau khi ñ ơc khai thông s chay qua motor làm motor quay :
- Bây gi ,ta xét trư ng h p xoay Ngh ch c a DC Motor,cũng trong ño n m ch trên,tư ng tư ng r ng ño n m ch là m t chi c c u và hãy xem nh ng transistor Q1,Q2,Q3,Q4 là nh ng khúc c u b gãy,ngư i ta b t ñ u ñi t ngu n ñi n ñ n mass,m t chi c c u n u b gãy thì ngư i ta s không th qua ñ ơc do ñó ngư i ta s không th ñi qua các ñi m Q1,Q2,Q3.Q4.Khi mà nhà nư c nghe tin c u g y thì s cho kĩ sư s a c u ñ n s a c u b ng ñư ng “ngh ch” và theo ñư ng “ngh ch” ch s a ñư c nh ng ñi m Q2,Q3.Sau khi s a xong thì c u ñã li n l i các ñi m Q2,Q3 do ñó ngư i ta có th ñi t Nguu n ñi n ñ n Mass b ng ñư ng Ngu n ði n DC Motor Q2 Q3 Mass .Bây gi tr l i th c t .Ta thay th ngư i ñi qua c u b ng dòng ñi n,nh ng ño n c u gãy Q1,Q2,Q3,Q4 là nh ng transistor và nh ng kĩ sư s a c u là dòng ñi n 3V ñư c truy n ñ n theo ñư ng dây “ngh ch”, ñư ng dây ngh ch là nh ng ñư ng màu ñ ,như ñã mô ph ng như trên thì dòng ñi n sau khi ñ ơc khai thông s chay qua motor làm motor quay : - ðó là cách mà m ch c u H –Brigh ho t ñ ng các b n nào còn chưa hi u v nguyên lí ho t ñ ng c a m ch c u này ta có th liên l c v i mình qua ñ a ch email: lucky_star_ndt@yahoo.com mình s hư ng d n ñ n khi hi u m i thôi :D còn không thì liên l c qua nick chat c a email trên luôn nhé. - ði u khi n DC Motor b ng Role (Relay): - Role là gì ? - Role (Relay) là m t IC ñ ơc c u t o b i 1 m ch ñi n có 1 ño n m ch n i v i 1 cái b n l ñu c m ho c ñóng nh 1 m t cu n dây nam châm. - Sơ ñ nguyên lí c a Role:
- Nguyên lí ho t ñ ng là cu n dây khi có dòng di n s hút các thanh (mình nghĩ là s t nên nó m i hút ñ ơc) kim lo i v phía cu n dây l p t c 2 thanh kim lo i này s r i b 2 ñ u dây cũ và ti p xùi 2 ñ u dây khác: - Ta xét hình th 1: - Lúc này khi chưa có dòng ñi n ñi qua cu n dây nam châm (2 c c ñ u là x ) ,các thanh kim lo i (thanh màu ñen y ) ñ u n i ñ u 1 ñ n ñ u a , ñ u 2 ñ n ñ u c,do v y dòng ñi n ch ñi t ñ u 1 ñ n ñ u a và ñ u 2 ñ n ñ u c. - Ta xét hình th 2: - Lúc này ñã có dòng ñi n ñi qua cu n dây nam châm và cu n dây s hút các thanh kim lo i v phía cu n dây,do ñó các thanh kim lo i lúc này s n i t ñ u 1 ñ n d u b và ñ u 2 ñ n ñ u c,do v y dòng ñi n ch ñi t ñ u 1 ñ n ñ u b và ñ u 2 ñ n ñ u c. - Qua nhưng gì b n ñã th y trên thì chúng ta k t lu n r ng: nguyên lý ho t ñ ng c a Rơle là bi n ñ i dòng ñi n thành t trư ng thông qua qu n dây, t trư ng l i t o thành l c cơ h c thông qua l c hút ñ th c hi n m t ñ ng tác v cơ khí như ñóng m công t c, ñóng m các hành trình c a m t thi t b t ñ ng. - ng d ng Role vào m ch ñi u khi n chi u quay cho DC Motor: - Bây gi ta b t ñ u ng d ng role vào m ch ñi u khi n chi u quay cho ñ ng cơ DC nhé: - M ch nguyên lý s có d ng như sau:
- Ta xem ño n m ch trên có 2 ño n dây c n n i v i nhau là dây ROLE1 n i v i dây ROLE1 và dây PWM1 n i v i dây PWM1.dây role là dây ñi u khi n tín hi u chi u c a ñ ng cơ.N u dây ROLE1 chuy n ñ n tín hi u 12V thì ñ ng cơ quay chi u thu n.N u ROLE1 chuy n ñ n tín hi u < 11 V thì Motor quay theo chi u ngh ch,Dây PWM1 là chuy n tín hi u xung ñ ñi u khi n v n t c c a ñ ng cơ ,cái này thì mình s nói sau.Ngoài ra trên m ch còn có IRF540 con FET này dùng ñ b o v cho Role m i khi xoay chi u(con này b t bu c ph i có).Các b n nghiên c u ño n m ch cho k và tìm ra cách ho t ñ ng c a nó nhé,h c ch ýêu là tìm tòi ma ^_^.V i cái m ch role này th ng ñ n ñ n như mình cũng ch m t có vào gi ñ ng h ñ tìm ra nguy n lý ho t ñ ng c a nó mà :D - Như v y chúng ta ñã ñư c bi t 2 cách ph bi n nh t ñ n ñi u khi n chi u quay c a ñ ng cơ r i. ð n ñây các b n ñã n m ch c v ñ ng cơ DC r i.còn v ñ ng cơ bư c(stepped Motor) và ñ ng cơ tr ñ ng (Servo Motor) là 2 ñ ng c chuy n sâu và pro hơn nên mình không nói gì thêm trong t p tài li u cơ b n này.Mình s ñ c p ñ n 2 lo i này m t tài li u khác.Bây gi chúng ta cùng b ơc qua m c ti p theo. - ði u Xung PWM , ñi u ch nh v n t c cho ñ ng cơ: ð i u xung PWM (Pulse With Moduration) là m t khâu quan tr ng trong thi t k robocon.Qua ñó b n có th ñi u khi n t c ñ linh ho t cho DC Motor t ñó có th dùng các hàm v n t c ñ cho robot có th bám theo v ch tr ng mà ñi,Không có bư c này k như v nhà bán khoai lang luôn ^_^ . a. ñ nh nghĩa: - ði u xung nói chung là cách b t t t ngu n ñi n c a motor liên t c làm motor lúc nh n ñ ơc ñi n lúc m t ñi n.Khi t n s ñ cao Motor s quay n ñ nh 1 t c ñ nh moment quay c a bánh xe. - Xung vuông là m t ñ th bi u tr ng thái c a ngu n ñi n.Ngu n ñư c m thì Motor ho t ñ ng,lúc này xung vuông ñang tr ng thái cao và Ngu n t t thì Motor d ng lúc này xung vuông tr ng thái th p T c ñ c a motor ph thu c vào d dài c a xung vuông các b n xem hình bi u th m t xung vuông d ơi ñây g m:xung 20%,xung 50% và xung 80% xem khác bi t c a nó.
- Ta xem các xung trên,m i xung dù là 20% 50% hay 80% ñ u có 2 tr ng thái là 12V và 0V,12V ñ ơc g i là tr ng thái cao tr ng thái này motor s quay,còn 0V là tr ng thái th p tr ng thái này motor s có có ñi n áp d ng.Trong m t bi u ñ xung,T ng % c a trang thái cao và tr ng thái th p là 100% và con s xung 20% ,50% và 80% là xung cao.Cho nên % xung th p = 100% - Xung cao.N u xung cao càng dài thì t c ñ motor càng cao,Do ñó ta có Motor ñ t ñ ơc t c ñ cao nh t khi motor ñư c g i ñ n xung 100% và Motor d ng có khi có xung 0% ñ ơc g i t i. - V y chúng ta ñi u xung cho 1 motor b ng cách nào ? - Chúng ta ch có th ñi u xung cho 1 motor khi dùng 1 con vi ñi u khi n có h tr kênh ñi u xung mà thôi.Các con vi ñi u khi n có kênh ñi u xung có r t nhi u như là Pic16F877A ho c là P89C51RD c a Philip....Ti c là con AT89C51 không có kênh ñi u xung.Cách ñi u xung cho m i chip cũng khác nhau nên mình không th hư ng d n chi ti t ñư c.Các b n ráng tìm các datasheet c a chip ñ bi t cách l p ch ñ ñi u xung cho chip nhé. - 3./Encoder cho bánh xe: - a.Encoder la gì ? - Enconder là 1 h th ng g m 1 c p thu,phát h ng ngo i và m t ñĩa tròn có rãnh.Encoder dùng ñ qu n lí và xác ñ nh v trí góc quay c a 1 v t chuy n ñ ng tròn như là bánh xe,tr c ñ ng cơ,mà ng d ng c a encoder trong kĩ thu t robocon là ñ m s vòng quay c a bánh xe.ðây là hình c a 1 ñĩa tròn encoder 2 vòng vòng l :
- Vì trong robot ng d ng chính c a encoder là ñ m vòng quay c a ñ ng cơ nên ñây mình ch ñ c p ñ n encoder ñ m lên (Incremental encoder) - Trong Encoder ñ phân gi i chính là s l trên 1 vòng,ví d như ñĩa encoder trên thì nó có 2 l /vòng.Cách th c ho t ñ ng c a nó cũng không có gì là ph c t p.Encoder s d ng 1 c p led phát,thu h ng ngo i.Các led h ng ngo i ñ ơc ñ t ñ i di n nhau.gi a 2 led ta ñ t cái ñĩa encoder vào: - Như hình trên b n th y, khi bánh xe chuy n ñ ng thì ñĩa quay cũng chuy n ñ ng còn ñĩa ñ ng ch s d ng ñ thu nh tia sáng thôi,chúng ta không nên chú ý ñ n ñĩa ñ ng làm gì.Trên ñĩa quay có các rãnh (l )khi quay ñ n n u led chi u vào các rãnh thì các tia h ng ngo i s ñu c chi u xuyên qua các rãnh r i ñ n led thu,còn khi led chi u vào ch không có rãnh trên ñĩa thì ánh sáng không th ñi qua ñĩa ñư c.Cho nên khi nh n ñươc tín hi u thì chúng ta bi t r ng led ñã ñi qua ñư c 1 rãnh.
- V y làm sao ñ bi t ñư c ñĩa ñã quay 1 vòng ? r t ñơn gi n,chúng ta gi s như chúng ta có 1 ñĩa encoder có 1 vòng l và và vòng lõ ñó ch có 1 l .Khi b t ñ u ta ñ cho led chi u qua vòng l ñó và cho encoder quay.Khi nào nó quay ñ 1 vòng thì nó s quay l i cái l ñó và led chi u vào l thì s truy n tín hi u là ñã quay hoàn t t 1 vòng,như v y 1 l s g i v 1 tín hi u xung vuông. - Encoder có vòng càng nhi u l thì có ñ phân gi i càng cao (xung/vòng) và khi ñó b x lí c a b n ph i có t c ñ th t cao ñ nh n bi t k p th i các xung vì t c ñ c a ñ ng cơ r t cao.do ñó v i các ng d ng bình thư ng thì ta ch nên dùng vòng encoder ít l ñ ñ m thôi.ví d như chúng ta có 1 ñĩa encoder 16 l trên 1 vòng.Chúng ta s l p trình b ñ m (Counter) ngoài ñ ñ m s l .khi ñ m lên ñ n 16 l thì chúng ta s d ng ng t ñ báo r ng ñông cơ ñã hoàn t t 1 vòng quay. - Trong trư ng h p có m t tác ñ ng nào ñó khi n cho encoder ñ m sai 1 l . ñ m sai 1 l tuy không ph i là con s l n.Nhưng trong trư ng h p ta mu n ñ ng cơ quay nhi u vong thì sai 1 l ñó s càng tích lu và s là 1 con s l n.Cho nên chúng ta s t o theo 1 l ñ nh v ngay bên trong võng l ñ m n a: - - khi led c a l ñ nh v báo r ng motor ñã hoàn t t 1 vòng quay mà vong ngoài chưa có tin hi u hoàn t t 1 vòng quay thì chúng ta cho r ng ñó là do l i c a b ñ m và ch p nh n ñó là m t vòng quay. - Làm th nào ñ bi t chi u quay c a 1 ñông cơ ? Ta s d ng thêm 1 c p led phát thu c p này ñ t l ch so v i c p th 1,ví d c p th nh t chi u vào 1 rãnh thì c p này không chi u vào rãnh.Do ñó khi rãnh quay chúng ta s có sơ ñ xung như hình sau: - Các b n th y r ng n u như khi xung A ñang t m c cao xu ng m c th p, mà lúc ñó B ñang m c th p, thì chúng ta s xác ñ nh ñư c chi u chuy n ñ ng c a encoder theo chi u mũi tên màu cam.
N u A ñang t m c cao xu ng m c th p, mà B ñang m c cao, thì chúng ta s bi t encoder ñang quay theo chi u màu ñen. - 4./Vi ñi u khi n,vi m ch. - Vi ði u Khi n: - Ngày nay vi ñi u khi n có r t hãng s n xu t và ña d ng v ch ng lo i m t hàng.Các nhà s n xu t vi ñi u khi n n i ti ng hi n nay là ATMEL,Intel,Dallas,Philip,Pic(C a Microchip).v...v.... vi c ñ u tiên là chúng ta ph i bi t chúng ta dùng vi ñi u khi n vào vi c gì,trong t p tài li u này thì ch c ch n chúng ta dùng nó ñ ch t o robot.Nhưng nên dùng lo i nào.Theo 4 năm kinh nghi m c a mình thì khi m i b t ñ u h c v vi ñi u khi n thì b n nên s dung các lo i sau: AT89C51,PIC16F84 .Hai con vi ñi u khi n này là lo i ñơn gi n d h c và r ti n hơn các lo i vi ñi u khi n khác ph c t p hơn.V y chúng ta nên b t ñ u h c t ñâu ? - Nói th t ra thì khi h c v vi ñi u khi n cũng không nên t n kém mua 1 con v th c hành làm gì.B i vì khi m i h c chúng ta còn m c các sai sót r t nghiêm tr ng và có th d n ñén hư vi ñi u khi n.Nên t t nh t các b n hãy xài các ph n mêm mô ph ng m ch ñi n r t hay như là Proteus nó mô ph ng và ho t ñ ng y như th t trên giao di n máy tính .H u h t các vi ñi u khi n,linh ki n ñi n t hi n nay nó ñ u m ph ng ñ ơc c .Còn n u như b n là ngư i có ti n thì mua vi ñi u khi n v mà th c hành trên th c t .Cái ñó thì quá t t r i.Theo tôi nghĩ b n nên ki m tài li u v h c vi ñi u khi n cho th t k trư c khi th t s làm 1 m ch ng d ng ñ n vi ñi u khi n.Như mình ñây ngày nào cũng lên m ng ki m c núi tài li u v nhà h c c n a năm g n 1 năm m i dám s d ng 1 con vi ñi u khi n th t s .Trong th i gian h c ch s d ng m ch mô ph ng thôi.Các b n có th liên h mình ñ share các tài li u,ph n m m mô ph ng ho c l p trình.N u có th giúp ñ ơc gì thì mình s giúp ñ a ch liên h mình s ghi vào cu i t p tài li u này.Tr l i v n ñ chính. Khi b t ñ u h c vi ñi u khi n thì nh ng vi t sau ñây b n nên h c (h c theo th t li t kê d ơi ñây,cái nào li t kê trư c thì h c trư c). - C u trúc ph n c ng ,chân c a vi ñi u khi n. - Các lo i ki n trúc c a Vi ði u Khi n (Harvard,Von Neumann) - Các thanh ghi trong vi ñi u khi n - Khái ni m v Stack Pointer (SP) - Khái ni m v con tr DPTR - ð a ch gián ti p, ñ a ch tr c ti p c a thanh ghi - Timer,Ng t. Mình s không nói gì thêm v các ph n này vì ñây là n i dung năm ngoài t p tài li u này.N u có th i gian mình s vi t 1 tài li u khác hư ng d n kĩ hơn v vi c này.Sau khi ñã h c ñu c các khái ni m trên ta b t ñ u vào h c b ơc ti p theo.Cũng là bư c quan tr ng nh t trong các bư c ñó là ph i h c m t ngôn ng ñ có th l p trình cho vi ñi u khi n.Ngôn ng l p trình thì có nhi u lo i.Trong ñó có Assembly là ngôn ng c p th p và các ngôn ng c p cao như là C,C++,C#,Visual Basic,Pascan..... Ngôn ng l p trình c p th p là chúng ta ph i tư ng tác v i vi ñi u khi n còn ngôn ng l p trình c p cao thì không.Cho nên mu n hi u rõ và thu n th c vi ñi u khi n chúng ta nên ch n ngôn ng c p th p Assembly ñ b t ñ u h c v l p trình.Trên m ng có c núi tài li u d y t h c Assembly,b n down v r i h c.Còn n u không có thì c lên 1 di n ñàn chuyên ngành nào ñó ñ h i,còn n u không có n a thì h i ...... mình :D ñ a ch liên lãc s ghi cu i t p tài li u này.B n cũng có th b t ñ u bư c vào h c các ngôn ng l p trình c p cao nhưng s r t khó khăn.Nên tôi khuyên các b n m i h c l p trình hãy hoc Assembly trư c.Khi h c l p trình cũng c n ph i có 1 vài công c như là Trình d ch (Compiler),trình n p(Programer),Boot loader và debuger.M y cái ñó có c kho trên m ng ,các b n vào google h i là có ngay.Vi c ti p theo n a là b n hãy hoc các ph n sau ñây: - H c v các thanh ghi SFR,Ram - Giao ti p I2C - Giao Ti p UARST,RS232
T i ñây nh ng gì mình li t kê trên b n ñ u thu n th c thì b n có th lap tr nh cho 1 robot r i ñ y.C th mà trao d i kinh nghi m vào thì b n s thành công thôi. - Vi M ch: - Vi m ch ñư c ñ nh nghĩa (ñ nh nghĩa c a mình ñ t ra :D )là t p h p các con chip ,con tr ho c các linh ki n ñi n t ñu c k t n i thành m t m ch ñi n và m ch ñi n có th v n hành t t.M ch chúng ta thư ng th y là m ch in,mình s ñ c p ñ n cách làm m ch in ph n sau.Bây gi mình xin gi i thi u cách h c ñi n t : - Th nh t :h c các linh ki n thư ng th y trong các m ch ñi n t như là con tr ,t ñi n,IC...v....v... - Th hai:h c các ñ nh lu t v ñi n,các công th c tính toán giá tr c a các ñ i lư ng dùng trong ñi n t ,ví d như c ng th c tính ñi p áp gi a 2 ñ u ño n m ch là U=R.I - Th ba:h c cách thi t k 1 m ch ñi n t (m ch nguy n lý) dùng OrCAD hay Protel ...v...v... - Th tư:h c cách làm 1 m ch in,m ch test v i các socket chân c m. - Th năm h c kĩ thu t hàn ñi n t . Ch 5 ñi u ñí thôi h c cũng m t g n c năm tr i :D .Các b n c theo ñó mà h c.Ti n th mình xin giúp các b n m t s ki n th c v làm m ch in.hàn ñi n t : - Làm m ch in,Hàn ñi n t : - ð u tiên b n ph i h c s d ng 1 ph n m m thi t k m ch in nào ñó ñ có th thi t k cho b n 1 m ch in sau ñó save nó l i.dùng solid converter pdf ho c các trương trình mô ph ng máy in nào ñó ñ chuy n file *.max mà b n ñã thi t k thành file *.pdf - N u nhà b n không có máy in lazer thì có th ñem ra ngoài ti m nh ngư i ta in ra (nh là ph i dùng máy in lazer m i ñ ơc nha) .Gi y in cũng nên ch n các lo i gi y có ñ bóng t t ,nhưng ñ ng bóng quá k o m c in b nhoè trong khi i.T t nh t là nên làm theo kinh nghi m c a các ñàn anh ñi trư c là dùng gi y th công h ng hà 2500 ñ ng 10 t c A4.In ra m t bóng c a gi y .
- R i ñem ñi l y t m ñ ng mà b n ñ nh làm b n m ch áp vào m t có m c in c a gi y.Sau ñó gi ch t,l y bàn i ra ñ ch ñ nóng nh t r i i lên m t sau c a t gi y in,d ng i lên m t sau t m ñ ng vì ñó là vi c làm vô ích. i lên m t sau gi y in ph i i kh p gi y in i t trong ra ngoài.Cho ñ n khi nào th y toàn b m c in b th m ra m t sau c a gi y thì thôi - .Sau ñó ñ 2-3 phút cho nó ngu i r i cho vào ch u nư c dùng tay ñ bóc l p gi y in ra b n s th y l p m c in ñã dính lên trên t m ñ ng.
- Sau ñó ta r a s ch t m ñ ng,nh ng n i có m c in ta không ñ ng t i ch c s ch nh ng n i không có m c in thôi.Lúc này ta th y t m ñ ng ñã có hình v c a m ch in r i. Vi c sau cùng là ta dùng dung d ch an mòn FeCl ñ ăn mòn t m ñ ng,ti n hành như sau:l y 1 cái ch u ñ to ñ ñ t v a t m m ch in c a b n vào.Sau ñó ñ dung d ch FeCl vào kho ng 1,5 cm tính t m t dung d ch ñ n ñáy ch u,sau ñó dùng 1 v t dài c t d y n i v i t m ñ ng nh hình v và ñ t vào ch u.Nh r ng ph i quay m t có m c in xu ng cho nó ti p xúc v i dung d ch FeCl m i ñu c. ð i kho ng 5-10 phút. - Sau ñó ta l y t m ñ ng lên thì ñã có 1 t m m ch in hoàn h o r i ^^ :
- Sau khi ñã hoàn thành ph n m ch in ta b t tay vào khoan l ñ hàn(Trong tài li u c a Tr n Vũ H p): - Các mũi khoan ñ khoan: - Mũi 0.8 ly dùng ñ khoan các con tr ,t ñi n và các IC - Mũi 1 ly dùng ñ khoan các l Jum - Mũi 3 ly dùng ñ khoan l b t c - Khi in m ch ra ñ ý vào tâm c a các chân linh ki n có các l tr ng,hãy khoan vào nh ng l ñó ñ có th hàn ñu c ñ p - R i b t ñ u hàn linh ki n vào m ch.