BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG CAO ĐẲNG KỸ THUẬT CAO THẮNG
@&?
KHOA : CƠ KHÍ BỘ MÔN : CƠ ĐIỆN TỬ

BÀI TẬP LỚN CƠ ĐIỆN TỬ
THIẾT KẾ , THI CÔNG VÀ ĐIỀU KHIỂN MÁY
DỆT KẼM TỰ ĐỘNG
GVHD : Nguyễn Ngọc Thông
SVTH :Trần Quang Thái
Trần Quốc Tuấn
Nguyễn Anh Trường
TP.HỒ CHÍ MINH , tháng 12 năm 2010
LỜI NÓI ĐẦU
&
 ườếớệệạấướấềể
ọỹậấốầớệủựơ điệửơ khí….

ớướảốểứườốấộ ỏả
ềế!ịề"#ềự ộấứế ứườ$%&
ệệạầềơ sơ vậấểụụ'ảấệ
ệạư "#ềảấựộỗựụụườ$%ể(
ầọệ)ếạềạ!"ướ#!ả
ếộạ!*!"+,ộơ điềể,!ư dụng cảm biến
tránh vật cản.
ờ-ạ(*.)ốắếứưng thiế
ểỏậ/'/ầ!ộểệơ%
&+ớự(ởủầ0ễ0ọ)ốấ(ỡ(*ấề
ệứế1!%2#ảơn sự(ỡủầ
#ảơn sựủộ(ỡệ3ủớ&4&456


Bộ điều khiển trung tâm sử dụng 2 VĐK Pic 16F877A giao tiếp với nhau bằng
chuẩn giao tiếp spi để đảm bảo tốc độ xử lý cho vi điều khiển
Nhóm sinh viên thực hiện
YÊU CẦU THỰC HIỆN ĐỂ TÀI
Để hoàn thành tốt yêu cầu của đề tài các thành viên trong nhóm phải hoàn thành các yêu cầu
sau:
1.Thiết kế cơ khí chính xác tính toán để xác định vị trí của ba động cơ và các trục đỡ
2.tìm hiểu về chuẩn giao tiếp SPI, ADC,Encoder,Pic 16F877A
3.TÌm hiểu, thiết kế và thi công mạch càm biến và mạch công suất
4.Tìm hiểu về bánh omni
Nhóm sinh viên thực hiện
SƠ LƯỢC MỘT SỐ HÌNH ẢNH VỀ ROBOTINO
Với cấu tạo đơn giản gồm 3 động cơ được gắn với 3 bánh omni tuy nhiên nó lại dễ dàng dịch
chuyển theo mọi hướng trên địa hình bằng phằng
Một số loại robotino khác
Với việc sử dụng các loại bánh omni khác nhau và hình dạng khác nhau các robo náy có kiêu di
chuyen rất riêng biệt.
PHẦN II: NỘI DUNG BÁO CÁO
CHƯƠNG I
CÁC PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ
I. PHÂN TÍCH YÊU CẦU ĐỀ TÀI
Đề tài: thiết kế mô hình mobile robot 3 bánh 3 motor
Phân tích yêu cầu đề tài:
- Tìm 3 motor cùng công suất và cùng thông số.
- Tìm thông số của 3 motor để cho motor đi thẳng, rẽ
trái, rẽ phải.
- Thiết kế sao cho 3 bánh nằm ở 3 đỉnh tam giác đều,
đường kính bánh xe vuông góc với trục của motor hướng
vào tâm.
- Thiết kế mô hình phù hợp.

vuôn góc với trục của bánh xe vì thế bánh omni có thể dễ dàng dịch chuyển theo mọi hướng
Một số loại bánh omni khác
B.CƠ KHÍ.
Do đây là mô hình mobile robot không chịu tải trọng nặng
nên hầu hết các vật liệu và kết cấu cơ khí đều mang tính gọn
nhẹ, dễ gia công và nhóm quyết định chọn nhôm làm vật liệu
chính.
Một tấm nhôm mỏng bề dày 2mm, kích thước 350*350mm
2
,
gia công thành hình đĩa tròn, bán kính 150mm làm đế mô hình
và cũng là phần gắn động cơ trực tiếp.
Nhôm ống hình vuông, cắt kích thước 20mm làm trụ cho
robot.
3 cặp bánh đa hướng lắp trực tiếp trên trục của motor.
Nhôm tấm co be dày 1 mm duoc cắt thành những thnah dài
làm phần chi tiết bao quanh đế robot hình trụ tròn
Gia công khoan, bắt trực tiếp motor lên mặt đế của robot
kích thước và vị trí theo đúng yêu cầu đề tài.
Nhôm thanh chữ V gia công cắt kích thước 15mm, 14mm
làm đế giữ bình acqui.
Các chi tiết cơ khí đều được gia công định vị chặt bằng đinh
IV.

C: ĐỘNG CƠ DC SERVO :
DC SERVO :
Động cơ servo là thiết bị được điều
khiển bằng chu trình kín. Từ tín hiệu hồi tiếp
vận tốc/vị trí, hệ thống điều khiển số sẽ điều
khiển họat động của một động cơ servo. Với lý

encoder :
Nguyên lý cơ bản của encoder, đó là
một đĩa tròn xoay, quay quanh trục.
Trên đĩa có các lỗ (rãnh). Người ta
dùng một đèn led để chiếu lên mặt đĩa.
Khi đĩa quay, chỗ không có lỗ (rãnh),
đèn led không chiếu xuyên qua được,
chỗ có lỗ (rãnh), đèn led sẽ chiếu xuyên
qua. Khi đó, phía mặt bên kia của đĩa,
người ta đặt một con mắt thu. Với các
tín hiệu có, hoặc không có ánh sáng chiếu qua, người ta ghi nhận được đèn led có
chiếu qua hay không .
Khi trục quay , giả sử trên đĩa chỉ có 1 lỗ duy nhất , cứ mỗi lần con mắt thu
nhận được tín hiệu đèn led thì có nghĩa là đĩa đã qua được 1 vòng .
Q 3
D 4 6 8
R 4
1 0 0
Q 2
I R F 1 5 0 _ 3
2 4 V
P W M
Q 7
B 5 6 4
R 5
1 0 K
R 1 0
3 K 3
D 9
F R 2 0 1

P C 8 1 7
2 1
3 4
R 7
1 0 0 R - 3 W 3
J 1
H E A D E R 2
1
2
J 2
H E A D E R 3
1
2
3
R 6
1 K 5
D I R
D 3
L E D
P W M
D 1 5
F R 2 0 1
2 4 V 2 4 V
D 1 0
F R 2 0 1
5 V
R 1 1
1 0 0
D 1
L E D

năng lượng (SLEEP MODE) với nguồn
xung Clock ngoài.
- 2 bô CCP( Capture / Compare/
PWM).
- 1 bộ biến đổi AD 10 bits, 8 ngõ vào.
- 2 bộ so sánh tương tự (Compartor).
- 1 bộ định thời giám sát (WatchDog Timer).
- Một cổng song song 8 bits với các tín hiệu điều khiển.
- Một cổng nối tiếp.
- 15 nguồn ngắt.
- Có chế độ tiết kiệm năng lượng.
- Nạp chương trình bằng cổng nối tiếp ICSP(In-Circuit Serial Programming)
- Được chế tạo bằng công nghệ CMOS
- 35 tập lệnh có độ dài 14 bits.
- Tần số hoạt động tối đa 20MHz.
Sơ đồ khối vi điều khiển PIC16F877A

II)Chuẩn Giao Tiếp SPI
SPI : Serial Perippheral Interface- Giao tiếp ngoại vi nối tiếp
Giao thức SPI do hãng Motorola phát minh và còn được biết đến với tên gọi khác là Microwire
(hãng National Semiconductor phát triển). Cả SPI và Microwire đều có chung nguyên tắc hoạt
động. Hiện nay giao thức SPI đã có các phiên bản cải tiến như QSPI (Queue SPI) và
Microwire Plus.
Giao thức SPI cung cấp một giao thức nối tiếp đơn giản giữa MCU và thiết bị ngoại vi. Giống
với các Bus nối tiếp khác như I2C, CAN hoặc USB , chuẩn giao tiếp SPI ngày càng được sử
dụng rộng rãi trong lĩnh vực điện tử, đặc biệt là trong giao tiếp trao đổi dữ liệu với các ngoại
vi.
Giao thức SPI được tích hợp trong một số loại thiết bị như:
+ Các bộ chuyển đổi (ADC và DAC)
+ Các loại bộ nhớ (EEPROM và FLASH)Thiết bị tên ‘Processor’ đóng vai trò Master, thiết bị ‘Peripheral’ là Slave.
Cả Master và Slave đều có thanh ghi dịch nối tiếp ở bên trong. Thiết bị Master bắt đầu việc
trao đổi dữ liệu bằng cách truyền đi một Byte vào thanh ghi dịch của nó, sau đó Byte dữ liệu
sẽ được đưa sang Slave theo đường tín hiệu MOSI (SDI), Slave sẽ truyền dữ liệu nằm trong
thanh ghi dịch của chính nó ngược trở về Master thông qua đường tín hiệu MISO (SDO). Bằng
cách này, dữ liệu của hai thanh ghi sẽ được trao đổi với nhau. Việc đọc và ghi dữ liệu vào
Slave diễn ra cùng một lúc nên tốc độ trao đổi dữ liệu diễn ra rất nhanh. Do đó, giao thức SPI
là một giao thức rất có hiệu quả.
Trong giao thức chủ-tớ, chỉ có thiết bị Master mới có thể điều khiển (phát ra) xung SCK. Dữ
liệu sẽ không được truyền đi nếu như Master không cung cấp xung SCK và tất cả các thiết bị
Slave đều được điều khiển bởi xung nhịp phát ra từ Master trong khi đó, Slave lại không có
khả năng phát xung.
Có 2 cách kết nối Master-Slave:
a. Master và các Slave độc lậpTrong cách kết nối này, tín hiệu SCK và SDO từ Master được cung cấp đến từng Slave. Đường
tín hiệu SDO của các Slave nối chung lại với nhau và truyền về Master. Lúc này, Master sẽ lựa
chọn Chip Slave nào để trao đổi dữ liệu thông qua các chân SS riêng lẻ.
b. Cách nối Daisy-Chained
Hình dưới đây mô tả cách kết nối Daisy-Chained giữa Master và SlaveVí dụ ta thực hiện giao tiếp SPI giữa Master và 3 thiết bị Slave. Cách nối dây như hình vẽ,
khác với cách kết nối cơ bản, ở phương pháp này ta chỉ sử dụng duy nhất 1 chân SS (Chip
Select). Giả sử Master truyền đi 3 Bytes dữ liệu lên Bus SPI. Byte đầu tiên được dịch vào

truyền dữ liệu.
+ SPI Mode 0:
Mô tả : Xung dương, dữ liệu được chốt trước khi dịch
Giản đồ thời gian:+ SPI Mode 1:
Mô tả : Xung dương, dữ liệu được dịch đi trước khi chốt
Giản đồ thời gian

+ SPI Mode 2:
Mô tả : Xung âm, dữ liệu được chốt lại trước khi dịch
Giản đồ thời gian:

+ SPI Mode 3:

Mô tả : Xung âm, dữ liệu bị dịch đi trước khi chốt lại
Giản đồ thời gian:II – SPI TRONG VĐK PIC :
SPI Mode trong PIC cho phép 8 bit dữ liệu được truyền nhận đồng bộ 1 cách simultaneously.
Hỗ trợ hoạt động ở cả 4 Mode. Để tiến hành hoạt động giao tiếp, về cơ bản, 3 chân sau đây
được sử dụng:
+ Serial Data Out – RC5/SDO
+ Serial Data In – RC4/SDI/SDA
+ Serial Clock – RC3/SCK/SCL
Ngoài ra, nếu trong hệ thống có nhiều hơn 1 Slave thì chân Chip Select sẽ được dùng:
+ Slave Select – RA5/AN4/SS/HLVDIN
Sơ đồ nguyên lý của khối SPI tích hợp trong Vi Điều Khiển PIC