Download miễn phí Đồ án Thiết kế chế tạo robot tự động tham gia cuộc thi sáng tạo robocon 2010
Vào những năm đầu thế kỷ 20, “robot” là một khái niệm hết sức mới mẻ. Thuật ngữ “robot” xuất hiện đầu tiên trong một vở kịch khi tác giả mô tả về những cỗ máy có khả năng làm việc thay thế con người. Trải qua nhiều giai đoạn phát triển, ngày nay, hình ảnh của những chú robot đã trở nên quen thuộc và gần gũi với chúng ta hơn bao giờ hết.
Gọi là “chú robot”, chúng ta dễ liên tưởng đến những “con người được làm bằng máy”. Điều này chỉ đúng ở giai đoạn sơ khai khi khái niệm robot vừa mới ra đời bởi các nhà phát minh hầu như chỉ hướng đến những robot mang dáng dấp con người. Kết quả là họ cho ra đời những chú robot giống người và có thể thực hiện những động tác đơn giản. Điểm hạn chế của những robot này là không được thông minh và cũng không được ứng dụng nhiều. càng về sau, con người càng trở nên thực tế hơn. Họ không đặt nặng vấn đề hình dáng nữa. họ cần những robot có thể thực thi một công việc rõ rệt. Chính vì vậy, đa số những robot ngày nay chỉ mang hình dạng một bộ phận nào đó của con người hay thậm chí hoàn toàn không giống con người.

http://s1.luanvan.co/qYjQuXJz1boKCeiU9qAb3in9SJBEGxos/swf/2013/06/23/do_an_thiet_ke_che_tao_robot_tu_dong_tham_gia_cuoc.5QesGX33GJ.swf luanvanco /luan-van/de-tai-ung-dung-tren-liketly-32233/
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí

Tóm tắt nội dung tài liệu:

ảm biến có độ nhạy cao. Cơ sở vật lý của điện trở quang là hiện tượng quang dẫn do kết quả của hiệu ứng quang điện nội: hiện tượng giải phóng hạt tải điện trong vật liệu dưới tác dụng của ánh sáng làm tăng độ dẫn của vật liệu.
Hình 3.12: Sự phụ thuộc của điện trở vào độ rọi sáng.
b.Nguyên tắc hoạt động.
Khi quang trở không nhận được ánh sáng của led phát thì điện trở của quang trở cao, dòng qua quang trở rất nhỏ, điện áp rơi trên quang trở lớn.
Khi quang trở nhận được ánh sáng do led phát ra thì điện trở của quang trở giảm, dòng qua quang trở lớn điện áp rơi trên đó rất nhỏ.
c.Mạch cảm biến dùng quang trở điển hình.
Hình 3.13: Mạch quang trở điển hình.
Nguyên tắc hoạt động của mạch.
Trước hết ta điều chỉnh biến trở VR để tạo điện áp chuẩn so sánh.
Khi quang trở không nhận được ánh sáng (hay nhận dược rất ít ánh sáng) do Led phát phát ra, tức là không gặp vạch trắng thì điện trở của quang trở lớn nên dòng điện qua quang trở là nhỏ do đó điện áp tại chân 2 là lớn U2 > U3 nên đầu ra của LM324 là mức “0” Ura = 0V, đồng thời đầu ra của LM324 được đưa vào VĐK do đo đầu vào của VĐK lúc này là 0V.
Khi quang trở nhận được ánh sáng do Led phát phát ra thì điện trở của quang trở giảm do đó dòng điện qua quang trở lớn nên điện áp đặt vào chân 2 nhỏ U2 < U3 nên đầu ra của LM324 là “1” khi đó đầu vào VĐK là 5V.
Mạch sử dụng quang trở đơn giản, dễ điều chỉnh, giá thành thấp nhưng cũng có nhược điểm đó là quang trở rất nhạy và phụ thuộc vào ánh sáng môi trường do đó sử dụng quang trở cần che chắn tốt, mặt khác đặc tính của quang trở không phải phụ thuộc tuyến tính vào cường độ sáng mà là một đường phi tuyến nên có những điểm làm việc ta rất khó có thể chỉnh được độ nhạy của quang trở để phân biệt được các màu.
3.2.1.2.Mạch cảm biến dùng Led thu phát hồng ngoại.
Hình 3.14: Hình dáng, cấu tạo LED Thu, Phát.
a.Mạch cảm biến hồng ngoại phát thẳng.
Trong cặp thu phát hồng ngoại (IR) này: một linh kiện phát hồng ngoại (IR emitter (IRE)) và một linh kiện nhận (IR receiver (IRS)) tạo thành 1 cặp cảm biến sensor. Led thu là loại phản quang, nghĩa là chỉ nhận được ánh sáng hồng ngoại của Led phát khi ánh sáng đó được phản xạ bởi một vật chắn sáng. Linh kiện phát sẽ tạo tia hồng ngoại và sau khi phản xạ sẽ truyền tới linh kiện nhận.
Hình 3.15: Nguyên lý thu phát của thu phát hồng ngoại.
Dòng điện đi qua linh kiện thu sẽ tỉ lệ với cường độ năng lượng của tia hồng ngoại mà nó nhận được.
Hình 3.16: Sự phụ thuộc của dòng điện vào cường độ tia hồng ngoại.
Trong mạch thu phát thì led phát và led nhận được nối mạch theo sơ đồ hình dưới đây, trong đó:
Hình 3.17: Sơ đồ nguyên lý của cặp thu phát hồng ngoại.
Chân TX là chân cấp mass, nếu cấp thẳng mass vào chân này thì ta sẽ có mạch thu phát hồng ngoại phát thẳng, còn nếu chân TX được cấp bởi bộ dao động với tần số thì ta có mạch phát hồng ngoại điều biến.
Điểm IRSO là điểm phân áp của R9, VR1 và led nhận hồng ngoại (IRS1), dòng sẽ đi qua linh kiện phát và nó sẽ phát ra tia hồng ngoại. Nếu có 1 vật phản xạ mầu trắng thì năng lượng hồng ngoại sẽ phản hồi lại, IRS1 nhận được ánh sáng hồng ngoại do Led phát phát ra, khi đó điện trở của Led thu sẽ giảm và tạo một dòng cao hơn đi qua IRS1, do đó điện áp trên IRS0 sẽ hạ xuống. Nếu vật phản xạ có mầu đen, hay mầu sẫm hơn thì ngược lại, do đó điện áp trên IRS0 sẽ nâng lên. IRSO là điểm phân áp để kích mở Transistor.
b.IR Sensor phát xung.
Mức điện áp trên đầu ra của sensor IR không chỉ phụ thuộc vào cường độ ánh sáng phản xạ mà còn bị ảnh hưởng bởi điều kiện ánh sáng môi trường. Trên sân thi đấu có rất nhiều loại đèn với nhiều màu sắc khác nhau do vậy nếu che chắn không cẩn thận thì led thu sẽ nhận được rất nhiều ánh sáng bên ngoài, với những nhiễu của.
môi trường như vậy thì cảm biến sẽ làm việc không chính xác, điều đó sẽ dẫn đến robot hoạt động không như ý muốn.
Để hạn chế sự ảnh hưởng của ánh sáng môi trường, thì bên phát hồng ngoại chỉ cho phát ra 1 tần số nhất định (bước sóng hồng ngoại cố định), rồi điều chỉnh bên thu, chỉ thu được tần số đó (bước sóng đó).
Trong hệ thống sensor IR phát xung thì bên phát được tạo tần số phát bằng NE555 và được đưa vào chân TX.
Như vậy, với những phân tích như ở trên và yêu cầu của cuộc thi năm nay chúng em đã quyết định sử dụng Led thu phát hồng ngoại để thiết kế mạch cảm biến dò đường.
3.2.2.Bố trí cảm biến dò đường.
Trên robot, về nguyên tắc bố trí càng nhiều cảm biến dò đường thì khả năng bám đường càng tốt. Tuy nhiên, trên thực tế ta thường sử dụng 6, hay 8 cảm biến, tùy vào đề tài, chất lượng động cơ mà ta bố trí cảm biến. Thường có hai phương pháp bố trí cảm biến.
3.2.2.1.Sử dụng 6 cảm biến xếp thành hàng ngang.
Cách này thích hợp với loại động cơ có khả năng hãm tốt (loại động cơ có hộp giảm tốc), khi quay thường sử dụng quay bằng 1 bánh (1 bánh dừng còn 1 bánh tiến).
Hình 3.18: Bố trí 6 cảm biến theo hàng ngang.
3.2.2.2.Sử dụng 8 cảm biến.
Hình 3.19: Bố trí 8 cảm biến 6 trước 2 sau.
hay theo một đường thẳng như hình vẽ.
Hình 3.20: Bố trí 8 cảm biến theo 1 hàng ngang.
Cách này thích hợp với những loại động cơ có khả năng hãm kém, khi quay thì cho bánh tiến bánh lùi.
3.2.3.Sơ đồ và nguyên lý hoạt động của mạch cảm biến.
Để robot có thể dò đường theo các vạch trắng trên sân thì cần có cảm biến để xác định các vạch trên sân, ta sử dụng một dàn gồm 8 cặp thu phát hồng ngoại có sử dụng điều xung để xác định vạch trắng trên sân. Như đã phân tích ở trên để giảm tối đa những ảnh hưởng, nhiễu do môi trường đem lại thì các tín hiệu cảm biến phải được điều chế. Cách điều chế ở đây là tạo ra một tần số để phần phát với tần số đó và ở bên thu muốn thu được tín hiệu thì phải có tần số thu thích hợp với bên phát. Do ta tiến hành điều chế xung phát ra từ phần phát nên trong phần thu ta cũng phải tiến hành lọc và xử lý tín hiệu này.
Phần tử phát (Led phát) trong cặp thu phát hồng ngoại được điều xung để phát ra ánh sáng hồng ngoại với một tần số nhất định. Tần số này được tạo ra từ bộ dao động đa hài dùng NE555 và có thể thay đổi được bằng cách thay đổi giá trị điện trở.
của biến trở mắc giữa chân 6 và chân 7 của NE555 tín hiệu ra ở chân 3 của NE555 được đưa vào đầu vào của IC ULN2003AN, IC ULN 2003AN có tác dụng nâng biên độ của tín hiệu ra, để đảm bảo tín hiệu ra không bị đảo ta lấy phản hồi từ đầu ra của ULN2003 đưa ngược lại vào đầu vào khác. Ở đây tín hiệu đưa ra từ chân số 3 của NE555 (có dạng xung clock) có mức điện áp là 5V còn tín hiệu ra từ chân số 15 của ULN2003AN là 12V.
Ta có sơ đồ nguyên lý của mạch tạo xung Clock cho phần phát của cảm biến như sau:
Hình 3.21: Nguyên lý mạch tạo xung.
Tín hiệu ra khi này (CLK) có dạng xung clock sẽ được đem đi để điều khiển phần phát của cặp thu phát hồng ngoại dò đường.
Hình 3.22: Bộ lọc cảm biến.
P...

---