Nghiên cứu, thiết kế chế tạo Mazing Robot/Robot mê cung. T20-2006

Thực hiện: KS. Lê Tấn Cường Trang: 1

Phần 1: ĐẶT VẤN ĐỀ
#"

I. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU.

Nhu cầu học tập môn thí nghiệm vi xử lý của sinh viên ngành cơ điện tử:
khác với sinh viên ngành điện tử và điện tử viễn thông, sinh viên ngành cơ điện
tử khi học môn thí nghiệm vi xử lý cần mô hình học tập sinh động và có xu
hướng liên quan đến lĩnh vực lập trình điều khiển phù hợp với chuyên ngành
học của mình. Việc chế tạo mô hình dạy học phù hợp vớ
i sinh viên là vấn đề
cấp bách mà cán bộ giảng dạy môn thí nghiệm cần quan tâm.
Robot luôn là đối tượng hấp dẫn, việc học lập trình thì nghiệm vi xử lý trên
mô hình Robot sẽ làm cho người học cảm thấy thích thú hơn. Chọn một mô
hình robot phù hợp với môn học thí nghiệm là vấn đề cần phải quan tâm.
Linh kiện trên mô hình Robot phải có ở thị trường Việt Nam, nhằm đảm
bảo thuận lợi khi gia công chế tạo và giảm giá thành chi phí sản xuất.

II. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC.
Mazing robot được lấy ý tưởng từ 2 sản phẩm Robot Micromouse và Robot
Ariat2. Robot Micromouse được công ty Alpha Innovations Pte, Singapore sản
xuất như là một sản phẩm giành cho giáo dục.
Robot Micromouse được công ty tài trợ sử dụng trong cuộc thi Robo Grand
Prix tổ chức mỗi năm một lần cho học sinh trung học ở Singapore. Lần thứ nhất
vào tháng 12 năm 2002 với 35 đội từ 30 trường trung học trong Singapore.
CLB KHOA HOC TRE_SPKT
CLB KHOA HOC TRE_SPKT

www.kht.com.vn
Nghiên cứu, thiết kế chế tạo Mazing Robot/Robot mê cung. T20-2006

Thực hiện: KS. Lê Tấn Cường Trang: 2



Hình 1 : cuộc thi Micromouse năm 2003 tại Singapore.

Trên nền robot Micromouse thì nó với các module sensor khác nhau, nó có
những họat động khác nhau: dò line (line tracer), chạy dò đường trong mê
cung, vẽ hình trên giấy….
CLB KHOA HOC TRE_SPKT
CLB KHOA HOC TRE_SPKT
www.kht.com.vn
Nghiên cứu, thiết kế chế tạo Mazing Robot/Robot mê cung. T20-2006

Thực hiện: KS. Lê Tấn Cường Trang: 3


Hình 2 : Robot Micromouse thực hiện thao tác vẽ hình.



Hình 3 : Robot Micromouse chạy trong mê cung.

CLB KHOA HOC TRE_SPKT
CLB KHOA HOC TRE_SPKT
www.kht.com.vn
Nghiên cứu, thiết kế chế tạo Mazing Robot/Robot mê cung. T20-2006


Thực hiện: KS. Lê Tấn Cường Trang: 4

Robot Ariat2 : cũng là sản phẩm giành cho giáo dục do Hàn Quốc sàn xuất.
Nó có hình dáng như sau:

Hình 4 : Robot Ariat2.

Mổi sản phẩm đều có ưu và khuyết điểm riêng, có những linh kiện ở nước ta
không có. Trong nước thì sản phẩm trí tuệ giành cho giáo dục ở nước ta còn hạn
chế, việc nghiên cứu dựa trên ý tưởng sản phẩm có sẳn từ đó nâng cấp thiết kế sao
cho phù hợp với thị trường linh kiện ở nước ta là vấn đề cần phải được quan tâm
và phát triể
n.




CLB KHOA HOC TRE_SPKT
CLB KHOA HOC TRE_SPKT
www.kht.com.vn
Nghiên cứu, thiết kế chế tạo Mazing Robot/Robot mê cung. T20-2006

Thực hiện: KS. Lê Tấn Cường Trang: 5


Phần 2: GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ
#"

I. MỤC ĐÍCH ĐỀ TÀI.

Thiết kế mô hình học tập môn thí nghiệm vi xử lý phù hợp với chuyên
ngành đào tạo sinh viên ngành cơ điện tử.
Học tập trên Robot mê cung sẽ khơi dậy niềm đam mê và khả năng tư duy
sáng tạo trong học tập.
Nếu Robot Mazing hoạt động tốt, có triển khai tổ chức các cuộc thi robot
cho sinh viên như cuộc thi robot Micromouse ở Singapore.
Trên phần cứng robot Mazing, sinh viên có thể xây dựng và phát triển các
thuật toán như: Fuzzy logic, PID,….trong tìm đường đi, và ứng dụng làm đề tài
tốt nghiệp.

II. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.
Mạng Internet: Sử dụng mạng Internet trong quá trình tìm kiếm các thông
tin co liên quan đến đề tài, các cơ cấu cơ khí, các board điều khiển, ngôn ngữ
lập trình
Kham khảo tài liệu : các tài liệu có liên quan đến đề tài.

III. NỘI DUNG.
1. Thiết kế bộ điều khiển robot.
1.1 Yêu cầu thiết kế: cần đảm bảo các yêu cầu sau:
Linh kiện phù hợp với thị trường Việt Nam
Mạch dễ nâng cấp và phát triển, có khả năng gắn các module sensor khác
nhau nhằm làm cho robot Mazing có thêm nhiều chức năng khác.
Mạch nhỏ gọn, đảm bảo chất lượng và giá thành.











CLB KHOA HOC TRE_SPKT
CLB KHOA HOC TRE_SPKT
www.kht.com.vn
Nghiên cứu, thiết kế chế tạo Mazing Robot/Robot mê cung. T20-2006

Thực hiện: KS. Lê Tấn Cường Trang: 6

1.2 Phương án lựa chọn.
a. Sơ đồ khối.



Hình 5 : Sơ đồ khối board điều khiển

b. Phương án lựa chọn khi thiết kế.
Cảm biến : sử dụng loại cảm biến quang phản xạ hồng ngoại.
Thiết bị hiển thị: là giao diện dùng để hiển thị các thơng số như: thơng số
cảm biến, tốc độ di chuyển…., sử dụng 1 LCD 16x2 làm thiết bị hiển thị.
Vi mạch điều khiển cơng suất động cơ: sử dụng vi mạch tích hợp
SLA7026 Allegro điều khiển lái dòng cao theo phương pháp điều chế độ rộng
xung PWM.
Bộ sử lý trung tâm : sử dung vi điều khiển ATMEGA 8535 điều khiển
mọi hoạt động robot, lập trình theo chuẩn ISP (In-System Programmable ) rất
phù hợp với xu hướng hiện nay.
Từ sơ đồ khối trên ta nhận thấy: để robot dễ dàng trong việc điều khiển,
thay thế và lắp ráp. Bộ điều khiển Mazing robot được thiết kế gồm 3 board
mạch chính:

¾ Board cảm biến.
¾
Board điều khiển cơng suất.
¾ Board xử lý trung tâm.



Cảm biến
Phát từng cặp
Bộ xử lý
trung tâm
Thiết bò hiển
thò LCD
Các led hiển
thò trạng thái
Vi mạch điều
khiển công
suất đo
ä
n
g
c
ơ
Động cơ bước
Chọn kênh
CLB KHOA HOC TRE_SPKT
CLB KHOA HOC TRE_SPKT
www.kht.com.vn
Nghiên cứu, thiết kế chế tạo Mazing Robot/Robot mê cung. T20-2006


Thực hiện: KS. Lê Tấn Cường Trang: 7

1.3 Thiết kế các board điều khiển.
1.3.1 Board cảm biến: có chức năng là thát tín hiệu và thu tín hiệu phản xạ
đưa về board xử lý trung tâm. Nó có nhiệm vụ phát hiện vật cản.
Bộ phận phát hồng ngoại: sử dụng led phát hồng ngoại EL-1KL3,
thực chất là một điốt phát ra ánh sáng hồng ngoại (Infrared Emitting
Diodes).
 Đặc điểm:
- Góc phát hẹp, nên có thể phát xa.
- Bền, các chân của nó có độ dẻo cao nên khó bò gãy hay đứt.
- Có độ tin cậy cao trong các môi trường hoạt động phù hợp.
- Có 2 chân.
 Ứng dụng:
- Đo khoảng cách.
- Dùng làm công tắc chuyển mạch theo ánh sáng.
- Dùng để xác đònh ánh sáng.
 Cấu tạo: đơn vò đo là mm



Hình 6: Cấu tạo của EL-1KL3.






CLB KHOA HOC TRE_SPKT
CLB KHOA HOC TRE_SPKT

www.kht.com.vn
Nghiên cứu, thiết kế chế tạo Mazing Robot/Robot mê cung. T20-2006

Thực hiện: KS. Lê Tấn Cường Trang: 8

 Thông số kỹ thuật.

Bảng 1: Đặc điểm quang điện của EL-1KL3.

Bộ phận thu hồng ngoại: sử dụng led thu hồng ngoại ST-1KL3B thực
chất là một trazito quang (Photo Trazito).
 Đặc điểm:
- Đáp ứng với góc thu hẹp.
- Bền, các chân dẻo nên khó bò gãy và đứt.
- Có độ tin cậy cao trong các môi trường hoạt động phù hợp.
 Ứng dụng:
- Đo khoảng cacùh.
- Dùng làm công tắc chuyển mạch theo ánh sáng.
- Dùng để xác đònh ánh sáng.
 Cấu tạo: đơn vò đo là mm


Hình 7: Cấu tạo của ST-1KL3B.


CLB KHOA HOC TRE_SPKT
CLB KHOA HOC TRE_SPKT
www.kht.com.vn
Nghiên cứu, thiết kế chế tạo Mazing Robot/Robot mê cung. T20-2006


Thực hiện: KS. Lê Tấn Cường Trang: 9

 Thông số kỹ thuật.

Bảng 2: Đặc điểm quang điện của ST-1KL3B.
Sơ đồ nguyên lý mạch thu-phát.


Hình 6: Sơ đồ nguyên lý của mạch thu-phát cảm biến.

Sơ đồ bố trí linh kiện.

Hình 7: Sơ đồ bố trí linh kiện của mạch thu-phát hồng ngoại.
CLB KHOA HOC TRE_SPKT
CLB KHOA HOC TRE_SPKT
www.kht.com.vn
Nghiên cứu, thiết kế chế tạo Mazing Robot/Robot mê cung. T20-2006

Thực hiện: KS. Lê Tấn Cường Trang: 10

Hình dáng board cảm biến đã hồn tất.










Hình 8 : board cảm biến.


1.3.2 Board điều khiển cơng suất:
Các động cơ bước sử dụng trong robot là các động cơ của hãng SANYO
DENKI, có hình dáng như sau:


Hình 9 : motor bước.

Thông số kỹ thuật:
- Góc quay :
0
1.8
- Khối lượng :
0.2kg
- Điện trở :
3.15( / phase)
Ω

- Momen giữ :
0.147(N.m)

- Điện áp :
1A




CLB KHOA HOC TRE_SPKT

CLB KHOA HOC TRE_SPKT
www.kht.com.vn
Nghiên cứu, thiết kế chế tạo Mazing Robot/Robot mê cung. T20-2006

Thực hiện: KS. Lê Tấn Cường Trang: 11

Công suất lái motor bước sử dụng vi mạch tích hợp SLA7026 Allegro
điều khiển lái dòng cao theo phương pháp điều chế độ rộng xung PWM. Có
các đặc tính và thông số như sau:
 Đặc tính:
- Được thiết kế để lái các stepper motor 2 pha và đơn cực.
- Mạch công suất sử dụng các NMOS FETS cho dòng và điện áp lái
ngõ ra cao, chuyển mạch nhanh.
- Không cần gắn cánh tản nhiệt để giải nhiệt cho vi mạch
- Dòng tải theo phương pháp PWM được điề
u hoà bằng cách so sánh
tương thích với dòng thông qua điện trở dò dòng tải và điện áp tham
chiếu.
- Ngõ vào tương thích với mức logic 5V và với vi xử lý.
 Thông số:
- Điện áp cung cấp tải : V
BB
= 46V
- Điện áp ngõ ra trên FET : V
DS
= 100V
- Nguồn cung cấp điều khiển V
CC
= 46V
- Dòng đỉnh ngõ ra I

OUTM
= 5.0A ( t
W
< 100µs )
- Dòng hoạt động ngõ ra I
OUT
= 3.0A
- Tầm điện áp ngõ vào V
IN
= - 0.3V

đến 7.0
- Điện áp tham chiếu V
REF
= 2V
 Sơ đồ khối chức năng SLA7026M:

Hình 10: Sơ đồ khối SLA7026
CLB KHOA HOC TRE_SPKT
CLB KHOA HOC TRE_SPKT
www.kht.com.vn
Nghiên cứu, thiết kế chế tạo Mazing Robot/Robot mê cung. T20-2006

Thực hiện: KS. Lê Tấn Cường Trang: 12


 Sơ đồ chân:


Hình 11 : Sơ đồ chân SLA7026


 Ứng dụng điều khiển động cơ bước:

Hình 12 : Sơ đồ mạch ứng dụng điều khiển motor bước.

CLB KHOA HOC TRE_SPKT
CLB KHOA HOC TRE_SPKT
www.kht.com.vn
Nghiên cứu, thiết kế chế tạo Mazing Robot/Robot mê cung. T20-2006

Thực hiện: KS. Lê Tấn Cường Trang: 13

 Bảng sự thật điều khiển:
• Lái bước đủ :


• Lái bước đủ trên cả 2 phase :

• Lái nửa bước (2-1-2):














CLB KHOA HOC TRE_SPKT
CLB KHOA HOC TRE_SPKT
www.kht.com.vn
Nghiên cứu, thiết kế chế tạo Mazing Robot/Robot mê cung. T20-2006

Thực hiện: KS. Lê Tấn Cường Trang: 14

 Điều hoà dòng ngõ ra PWM:
¾ Sơ đồ khối mạch điều khiển PWM:


Hình 13: Sơ đồ khối mạch điều khiển PWM
¾ Dòng ngõ ra ( dòng trên cuộn dây động cơ ) có dạng sóng như
hình sau:
Ví dụ cho pha A

Hình 14 : Dạng sóng dòng ngõ ra trên pha A

¾ Việc thiết lập mốc giá trị cho dòng PWM bao gồm các giá trị
thành phần sau:
9 Nguồn cung cấp cho điện áp tham chiếu, V
b
thường là 5V
9 Điện trở phân áp trong mạch cung cấp điện áp tham chiếu
R1, R2
9 Điện trở dò dòng R
S


CLB KHOA HOC TRE_SPKT
CLB KHOA HOC TRE_SPKT
www.kht.com.vn
Nghiên cứu, thiết kế chế tạo Mazing Robot/Robot mê cung. T20-2006

Thực hiện: KS. Lê Tấn Cường Trang: 15

¾ Dòng ngõ ra I
OUT
được tính bởi công thức sau:

hay


 Thiết kế phần điều khiển SLA7026 :
- Để điều khiển một SLA7026 thì phải 4 ngõ điều khiển : A, A\, B
và B\. Do đó 1 board điều khiển công suất với 3 motor bước thì phải cần
đến 12 đường tín hiệu, do vậy sẽ hạn chế số đường tín hiệu của vi điều
khiển khi muốn giao tiếp điều khiển các đối tượng khác. Để giả
i quyết
vấn đề này người thiết kế đã sử dụng một vi mạch số lập trình được
PLD GAL16V8B giao tiếp điều khiển SLA7026. GAL16V8 có chức
năng nhận tín hiệu xung nối tiếp sau đó chuyển thành tín hiệu song song
điều khiển SLA7026.
- GAL16V8 có sơ đồ khối như sau:

Hình 15 : Sơ đồ khối GAL16V8





CLB KHOA HOC TRE_SPKT
CLB KHOA HOC TRE_SPKT
www.kht.com.vn
Nghiên cứu, thiết kế chế tạo Mazing Robot/Robot mê cung. T20-2006

Thực hiện: KS. Lê Tấn Cường Trang: 16


- GAL16V8 có sơ đồ chân như sau:


Hình 16 : Sơ đồ chân GAL16V8

- Chương trình nạp cho GAL16V8 được viết bằng ngôn ngữ ABEL,
kham khảo phần phụ lục .
- Sau khi lập trình GAL16V8 sẽ có chức năng như sau:

Hình 17 : GAL16V8 đã lập trình

CLB KHOA HOC TRE_SPKT
CLB KHOA HOC TRE_SPKT
www.kht.com.vn
Nghiên cứu, thiết kế chế tạo Mazing Robot/Robot mê cung. T20-2006

Thực hiện: KS. Lê Tấn Cường Trang: 17


Sơ đồ nguyên lý: xem phần phụ lục.
Sơ đồ bố trí linh kiện.


Hình 18: Sơ đồ bố trí linh kiện của mạch điều khiển công suất.
Hình dáng board cơng suất đã hồn tất.


Hình 19: Board điều khiển công suất.









CLB KHOA HOC TRE_SPKT
CLB KHOA HOC TRE_SPKT
www.kht.com.vn
Nghiên cứu, thiết kế chế tạo Mazing Robot/Robot mê cung. T20-2006

Thực hiện: KS. Lê Tấn Cường Trang: 18

1.3.3 Thiết kế board xử lý trung tâm:
Mạch điều khiển đóng vai trò là nơi thu các tín hiệu phản hồi về từ cảm
biến, xuất tín hiệu để điều khiển thiết bò hiển thò LCD, các led, động cơ
bước, cảm biến với trung tâm là vi điều khiển Atmega8535.
Khái quát về vi điều khiển Atmega8535: vi xử điều khiển dòng AVR
do hãng Atmel sản xuất, nó có những đặc điểm sau:
- 8Kbyte FlashROM nội.
- 512byte SRAM nội.

- 512 byte EEPROM.
- 2 Timer/Counter 8-bit.
- 1 Timer/Counter 16-bit.
- 8 kênh chuyển đổi ADC 10-bit.
- 4 kênh điều chỉnh độ rộng xung PWM.
- Giao tiếp nối tiếp I2C.
- Giao tiếp nối tiếp SPI chủ-tớ.
- Bộ đònh thời Watchdog WDT.
- 32 thanh ghi làm việc đa năng.
- Điện áp sử dụng từ 2.7V-5.5V.
- Có mạch đặt lại trạng thái mỗi khi cấp lại nguồn điện.
- Hoạt động với xung giữ nhòp 0-8MHz.
 Sơ đồ chân.
Atmega8535
33
34
35
36
37
38
39
40
1
2
3
4
5
6
7
8

22
23
24
25
26
27
28
29
14
15
16
17
18
19
20
21
12
13
10
11
30
31
32
9
(ADC7)PA7
(ADC6)PA6
(ADC5)PA5
(ADC4)PA4
(ADC3)PA3
(ADC2)PA2

(ADC1)PA1
(ADC0)PA0
(T0)PB0
(T1)PB1
(AIN0)PB2
(AIN1)PB3
(SS)PB4
(MOSI)PB5
(MISO)PB6
(SCK)PB7
PC0
PC1
PC2
PC3
PC4
PC5
(TOSC1)PC6
(TOSC2)PC7
(RXD)PD0
(TXD)PD1
(INT0)PD2
(INT1)PD3
(OC1B)PD4
(OC1A)PD5
(ICP)PD6
(OC2)PD7
XTAL2
XTAL1
VCC
GND

AVCC
AGND
AREF
RST

Hình 20: sơ đồ bố trí chân Atmega 8535.
CLB KHOA HOC TRE_SPKT
CLB KHOA HOC TRE_SPKT
www.kht.com.vn
Nghiên cứu, thiết kế chế tạo Mazing Robot/Robot mê cung. T20-2006

Thực hiện: KS. Lê Tấn Cường Trang: 19

 Sơ đồ khối.



Hình 21: Sơ đồ khối Atmega8535.




Bộ nhớ Flash
8K x 16 cho
chươn
g
trình
Bộ đếm
chương trình
Trạng thái và

kiểm tra
Thanh ghi điều
khiển
Thanh ghi
lệnh
Bộ giải mã
lệnh
Thanh ghi đa
năng 32 x 8
Đơn vò ngắt
Đơn vò SPI
UART nối tiếp
Timer/Counter
8 bit
Timer/Counter
16 bit với PWM
Bộ đònh thời
watchdog
Bộ so sánh
analog
Bộ chuyển đổi
ADC
ALU
Các đường điều khiển
512 x 8
Data SRAM
512 x 8
EEPROM
Bus dữ liệu 8 bit
Đònh đòa chỉ gián tiếp

Đònh đòa chỉ trực tiếp
32 đường I/0
CLB KHOA HOC TRE_SPKT
CLB KHOA HOC TRE_SPKT
www.kht.com.vn
Nghiên cứu, thiết kế chế tạo Mazing Robot/Robot mê cung. T20-2006

Thực hiện: KS. Lê Tấn Cường Trang: 20

 Chức năng chân.

Chân Chức năng.
Port A

-Là ngõ vào của bộ chuyển đổi ADC.
-Là chân I/O nếu chức năng ADC không sử dụng, để chọn chức
năng vào hay ra nhờ vào việc thay đổi điện trở kéo lên (pull-up)
nội.
-Sau khi reset thì các chân ở trạng thái tổng trở cao.
Port B

-Là chân I/O, để chọn chức năng vào hay ra nhờ vào việc thay đổi
điện trở kéo lên (pull-up) nội.
-Sau khi reset thì các chân ở trạng thái tổng trở cao.
Port C
-Là chân I/O, để chọn chức năng vào hay ra nhờ vào việc thay đổi
điện trở kéo lên (pull-up) nội.
-Sau khi reset thì các chân ở trạng thái tổng trở cao.
-Có 2 chân được sử dụng như là bộ dao động cho Timer/Counter 2.
Port D

-Là chân I/O, để chọn chức năng vào hay ra nhờ vào việc thay đổi
điện trở kéo lên (pull-up) nội.
Bit Tên Chức năng chuyển đổi
PD.0 RXD Dữ liệu nhận cho port nối tiếp.
PD.1 TXD Dữ liệu phát cho port nối tiếp.
PD.2 /INT0 Ngắt ngoài 0.
PD.3 /INTI Ngắt ngoài 1.
PD.4 OC1B -Là ngõ ra của chế độ so sánh chế
độ B Timer/Counter 1.
-Là chân ngõ ra của bộ điều chế
xung PWM.
PD.5 OC1A -Là ngõ ra của chế độ so sánh chế
độ A Timer/Counter 1.
-Là chân ngõ ra của bộ điều chế
xung PWM.
PD.6 ICP -Là chân In Put Capture của
Timer/Counter 1.
PD.7 OC2 -Chân ngõ ra so sánh của
Timer/Counter 1.

RST
-Ngõ vào reset của IC, được đưa xuống mức thấp ( ít nhất là 50ns)
để khởi động hệ thống.
CLB KHOA HOC TRE_SPKT
CLB KHOA HOC TRE_SPKT
www.kht.com.vn
Nghiên cứu, thiết kế chế tạo Mazing Robot/Robot mê cung. T20-2006

Thực hiện: KS. Lê Tấn Cường Trang: 21



X1, X2

-Ngõ vào và ra dao động của IC. Tần số thạch anh thường là 8
MHz.
VCC,
GND
-Chân cấp nguồn va ømass cho IC.
AVCC
-Chân cấp nguồn cho Bộ biến đổi ADC trên port A. Khi không sử
dụng chức năng biến đổi ADC thì chân này nối nguồn, còn khi sử
dụng chức năng ADC thì chân này nối với một mạch thấp qua
(low-pass).
AREF -Chân ngõ vào điện áp tham chiếu cho bộ chuyển đổi ADC.
AGND -Nối mass.
Bảng 3: Chức năng chân Atmega8535.

Sơ đồ nguyên lý của mạch: xem phần phụ lục.
Sơ đồ bố trí linh kiện:

Hình 42: Sơ đồ bố trí linh kiện của mạch điều khiển
Hình dáng board điều khiển đã hồn tất.

Thiết kế phần nguồn cho robot: trong đề tài này ta sử dụng 3 nguồn:
+ Nguồn 20V cung cấp cho động cơ bước.
CLB KHOA HOC TRE_SPKT
CLB KHOA HOC TRE_SPKT
www.kht.com.vn
Nghiên cứu, thiết kế chế tạo Mazing Robot/Robot mê cung. T20-2006


Thực hiện: KS. Lê Tấn Cường Trang: 22

+ Nguồn 12V cung cấp cho các cảm biến .
+ Nguồn 5V cho board trung tâm và các IC số khác.
 Thiết kế nguồn 5V:
- Để tạo nguồn 5V, không dùng LM7805 vì nó không đáp ứng được các yêu
cầu về thiết kế, cụ thể là:

0i
VV13V−≤ đối với LM7805trong khi ta cần

0i
V V 20 5 15V 13V−=−= >
Do đó nguồn bị nóng, có khả năng hư hỏng hoặc làm việc không chính xác
- Để giải quyết vấn đề trên : thay thế LM7805 bằng LM2575, nó có các đặc
điểm sau:
+ Là nguồn ổn áp xung.
+ Cung cấp các điện áp ngõ ra cố đònh: 5V với dòng lớn : 1A
+ Linh kiện phụ bên ngoài đơn giản chỉ bao gồm : cuộn dây feedback
330mH
 Thông số kỹ thuật:
- Điện áp ngõ vào tối đa: Vin Max = 45V.
- Điện áp ngõ vào chân
ON / OFF :
in
0.3 V V
−
≤≤+
- Khoảng nhiệt độ hoạt động: -65
0

C đến 150
0
C
- Cường độ dòng tải:
LOAD
I1A
≤

- Tần số dao động nội cố đònh: 52kHz
 Sơ đồ khối chức năng:

Hình 7: Sơ đồ khối chức năng của LM2575.

CLB KHOA HOC TRE_SPKT
CLB KHOA HOC TRE_SPKT
www.kht.com.vn
Nghiên cứu, thiết kế chế tạo Mazing Robot/Robot mê cung. T20-2006

Thực hiện: KS. Lê Tấn Cường Trang: 23


 Hình dạng, sơ đồ chân và ký hiệu:


Hình 8: Hình dạng và sơ đồ chân của Lm2575.
LM2575
1
2
3
4

5
VIN
OUT
GND
FB
ON/OFF

Hình 9: Ký hiệu của Lm2575 trong Orcad.
 Mạch ng dụng :
- Tạo nguồn 5V :

Hình 10: Sơ đồ tạo nguồn 5V bằng Lm2575.
 Thiết kế nguồn 12V:
- Không dùng nguồn 5V để cấp cho cảm biến phát mà dùng nguồn 12V
để cảm biến có thể phát xa hơn, và giảm dòng tải cho nguồn 5V.
- Sử dụng IC LM7812 để tạo nguồn 12V
 Đặc điểm của LM7812:
- Dòng ngõ ra có thể đạt tới 1A.
- Có khả năng chòu nhiệt khi bò quá dòng.
- Không cần các linh kiện ngoại vi khi sử dụng.
 Sơ đồ chân và hình dạng:

Hình 11: Hình dạng của LM7812.
CLB KHOA HOC TRE_SPKT
CLB KHOA HOC TRE_SPKT
www.kht.com.vn
Nghiên cứu, thiết kế chế tạo Mazing Robot/Robot mê cung. T20-2006

Thực hiện: KS. Lê Tấn Cường Trang: 24


 Sô ñoà nguyeân lyù maïch taïo nguoàn 12Vù:
12V
0.1uf
Vin
LM7812/TO
1
3
2
VIN
GND
VOUT
0.33uf

Hình 12: Sô ñoà nguyeân lyù maïch taïo nguoàn 12V.

2.Khả năng triển khai ứng dụng vào thực tế:
Robot Mazing được thiết kế với các linh kiện có sẵn trong nước, do đó
hoàn toàn có khả năng triển khai thành sản phẩm giáo dục.
Mô hình hoàn chỉnh, gọn ,đẹp do đó gây hứng thú nhiều ở người học.
Phù hợp với các chuyên ngành đào tạo có học môn thí nghiệm vi xử lý
như ngành Tự động hóa, Cơ điện tử.


























CLB KHOA HOC TRE_SPKT
CLB KHOA HOC TRE_SPKT
www.kht.com.vn
Nghiên cứu, thiết kế chế tạo Mazing Robot/Robot mê cung. T20-2006

Thực hiện: KS. Lê Tấn Cường Trang: 25

Phần 3 : KẾT LUẬN
#"
I. KẾT LUẬN
Sau thời gian nghiên cứu và thi công phần cứng đến nay mô hình
mazing robot đã hoàn thành đúng như các yêu cầu thiết kế đã đề ra.
Mô hình sản phẩm đã hoàn thành:




II. ĐỀ NGHỊ
Thiết kế thêm module dò line nhằm tăng khả năng hoạt động của
robot.
Thiết kế phần mềm hỗ trợ nhằm giúp thay đổi các thông số như: tốc
độ động cơ, tín hiệu sensor…, giúp thao tác dễ dàng
Từ mô hình robot hoàn chỉnh, triển khai các cuộc thi lập trình điều
khiển robot trong sinh viên.











CLB KHOA HOC TRE_SPKT
CLB KHOA HOC TRE_SPKT
www.kht.com.vn