Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.77 MB, 50 trang )
<span class='text_page_counter'>(1)</span><div class='page_container' data-page=1>
<b>CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VÀ TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ... 1 </b>
<b>1.1.Lý do chọn đề tài ... 1 </b>
<b>1.2.Mục tiêu nghiên cứu ... 2 </b>
<b>1.3.Phương pháp nghiên cứu ... 2 </b>
<b>1.4.</b> <b>Đối tượng nghiên cứu ... 3 </b>
<b>CHƯƠNG 2: THIẾT KÊ MƠ HÌNH ROBOT LAU NHÀ THƠNG MINH ... 4 </b>
<b>2.1.Sơ đồ khối chung của hệ thống ... 4 </b>
<b>2.2.Thiết kế mô hình cơ khí cho robot ... 5 </b>
<b>2.3.Phần mạch điện tử ... 7 </b>
<b>2.3.1.</b> <b>Khối điều khiển ... 8 </b>
<i><b>2.3.1.1.</b></i> <b>Arduino UNO R3Board Arduino Uno R3 ... 8 </b>
<i><b>2.3.1.2.</b></i> <b>ESP8266 NodeMCU ... 10 </b>
<b>2.3.2.</b> <b>Khối nguồn ... 12 </b>
<i><b>2.3.2.1.</b><b>Khối ổn áp 5v ... 12 </b></i>
<i><b>2.3.3.2. Khối nguồn cho động cơ chính ... 13 </b></i>
<i><b>2.3.2.3. Pin và mạch nạp pin ... 14 </b></i>
<b>2.3.3.</b> <b>Khối cảm biến... 15 </b>
<i><b>2.3.3.1.</b><b>Hệ thống cảm biến vật cản ... 15 </b></i>
<i><b>2.3.3.2.</b></i> <i><b>Hệ thống cảm biến độ cao ... 17 </b></i>
<i><b>2.3.3.3.</b></i> <i><b>Cảm biến nhiệt độ và độ ẩm ... 17 </b></i>
<i><b>2.3.3.4.</b><b>Module cảm biến khi gas MQ2 ... 18 </b></i>
<i><b>2.3.4.2.</b></i> <i><b>Hệ thống điều khiển động cơ chính ... 20 </b></i>
<b>CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG PHẦN MỀM ĐIỀU KHIỂN ... 22 </b>
<b>3.1.Sử dụng trình biên dịch Arduino IDE ... 22 </b>
<b>3.2.Giới thiệu phần mềm Blynk ... 27 </b>
<b>3.3.Lưu đồ thuật toán điều khiển robot ... 29 </b>
<i><b>3.3.1.</b></i><b>Lưu đồ thuật toán chung(điều khiển trên robot)... 29 </b>
<i><b>3.3.2.</b></i><b>Lưu đồ thuật toán chế độ tự động ... 30 </b>
<i><b>3.3.3.</b><b>Lưu đồ thuật toán chế độ bật tắt qua smartphone ... 31 </b></i>
<b>3.4.Hoạt động. ... 32 </b>
<i><b>3.4.1.</b></i> <i><b>Xử lý bàn phím ... 32 </b></i>
<i><b>3.4.2.</b></i> <i><b>Tránh vật cản ... 32 </b></i>
<i><b>3.4.3.</b></i> <i><b>Tránh rơi cầu thang ... 33 </b></i>
<i><b>3.4.4.</b></i> <i><b>Điều khiển robot từ xa qua sóng Wifi ... 33 </b></i>
<i><b>3.4.5.</b></i> <i><b>Cảm biến khí gas MQ2 ... 33 </b></i>
<i><b>3.4.6.</b></i> <i><b>Cảm biến lửa ... 34 </b></i>
<b>CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ... 35 </b>
<b>4.1.Kiểm tra trước khi hoạt động ... 35 </b>
<b>4.2.Kết luận ... 38 </b>
<b>1.Kết quả đạt được ... 38 </b>
<b>2.Các điểm hạn chế ... 38 </b>
<b>4.3.</b> <b>Hướng phát triển cho đề tài ... 38 </b>
<b>DANH MỤC HÌNH ẢNH </b>
Hình 1.1: Robot Rover thám hiểm sao Hoả ... 1
Hình 1.2: Robot do thám Dragon Runner ... 1
Hình 1.3: Robot lau nhà Ilife A4s ... 2
Hình 2.1: Sơ đồ khới các thành phần cơ bản của robot ... 4
Hình 2.2: Thiết kế cơ khí của robot ... 5
Hình 2.3: Hình ảnh chởi quét của robot ... 6
Hình 2.4: Hình ảnh đơ ông cơ JGA25-370 ... 6
Hình 2.5: Hình ảnh bánh xe được sử dụng trong robot ... 7
Hình 2.6: Bánh dẫn đơ ơng dạng bi ... 7
Hình 2.7. Sơ đồ chân của vi điều khiển atmega 328p. ... 8
Hình 2.8. Board Arduino Uno R3 thực tế ... 9
Hình 2.9. Board ESP8266 Node MCU ...11
Hình 2.10. Mạch esp8266 Node Mcu v1.0. ... 12
Hình 2.11 : Sơ đồ khới ởn áp 5v ... 13
Hình 2.12: Sơ đồ chân của LM2596S ... 13
Hình 1.13: Sơ đồ nguyên lý mạch nguồn dùng LM2596 ... 14
Hình 2.14: Hình ảnh pin 18650 ... 14
Hình 2,15: Sơ đồ nguyên lý của adapter ... 15
Hình 2.16: Module cảm biến siêu âm HC - SR04 ... 16
Hình 2.17: Nguyên tắc thu phát siêu âm ... 16
Hình 2.18: Cảm biến siêu âm HC - SR04 ... 17
Hình 2.19: Module thu phát hồng ngoại MH-IR01 ... 17
Hình 2.21: Module cảm biến khi gas ... 18
Hình 2.22: Sơi đồ nới dây cho cảm biến khí gas ... 19
Hình 2.23: Module cảm biến lửa ... 19
Hình 2.24: Sơ đồ nối dây cảm biến lửa với ESP8266 NodeMCU ... 20
Hình 2.25: Mơ tả IRF540 ... 20
Hình 3.2: Driver Software Installation. ... 22
Hình 3.3: Device Manager ... 23
Hình 3.4: Right click và chọn ”Update Driver ... 23
Hình 3.5: Click chọn “Browse my computer for driver software” ... 23
Hình 3.6: Arduino IDE... 24
Hình 3.7: Arduino Toolbar ... 24
Hình 3.8: IDE Menu ... 24
Hình 3.9: File menu. ... 25
Hình 3.10: Click Examples ... 25
Hình 3.11: Tool menu. ... 26
Hình 3.12: Chọn Board ... 26
Hình 3.13. Màn hình hiển thị app blynk trên smartphone ... 28
Hình 3.14. Màn hình hiển thị app blynk trên smartphone ... 28
Hình 3.15. Lưu đồ thuật tốn chung(điều khiển trên robot) ... 29
Hình 3.16. Lưu đồ thuật tốn chế độ tự động ... 30
Hình 3.17: Lưu đồ thuật tốn điều khiển qua wifi ... 31
Hình 3.18: Hoạt động của module cảm biến siêu âm HC-SR04 ... 32
Hình 3.19: Hoạt động của module cảm biến khi gas ... 34
Hình 3.20: Kết nới của module cảm biến lửa ... 34
Hình 4.1: Kiểm tra nguồn Pin + Hình 4.2: Kiểm tra phím nhấn ... 35
Hình 4.3: Vị trí bắt đầu chạy của robot ... 36
Hình 4.4: Robot gă ơp vâ ơt cản và dừng lạ.i ... 36
Hình 4.5: Robot di chuyển sang hướng khác ... 36
Hình 4.6: Robot đi thẳng ... 36
Hình 4.7: Robot gă ơp cạnh bàn ... 37
<b>CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VÀ TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU </b>
<b>1.1.Lý do chọn đề tài </b>
Robot hay người máy là mơ ơt loại máy có thể thực hiện những công việc mô ôt cách
tự đô ông bằng sự điều khiển của máy tính hoă ôc các vi mạch điện tử được lâ ơp trình.
Robot là mơơt tác nhân cơ khí nhân tạo, thường là mô ôt hệ thống cơ khí- điện tử. Với sự
xuất hiện và chuyển đơ ơng của mình, robot gây cho người ta cảm giác rằng nó giác quan
giớng như con người. Từ "robot" (người máy) thường được hiểu với hai nghĩa: robot cơ
khí và phần mềm tự hoạt đô ông.
Mơơt sớ hình ảnh về các Robot di đơ ơng và ứng dụng của nó:
<i><b>Hình 1.1: Robot Rover thám hiểm sao Hoả </b></i>
<i><b>Hình 1.2: Robot do thám Dragon Runner </b></i>
đô ông được xem là “người” giúp việc vô cùng thông minh và hiệu quả cho các gia đình.
Robot thiết kế với kích thước nhỏ gọn, có thể đi đến tất cả các ngóc ngách như: gầm bàn,
gầm giường, ghế sofa, góc tường… để làm sạch toàn diện. Hơn nữa, robot thơng minh
cũng có thể sử dụng được trên nhiều loài sàn nhà như: gỗ, thảm, sàn gạch, gạch ceramic…
<i><b>Hình 1.3: Robot lau nhà Ilife A4s </b></i>
<b>1.2.Mục tiêu nghiên cứu </b>
“Robot lau nhà thơng minh” được nhóm nghiên cứu chế tạo phải thỏa mãn các yêu
cầu sau:
- Robot có thể làm sạch được cả những vết bẩn ướt, dính với bề mă ôt sàn.
- Robot hoạt đô ông không gây nhiều tiếng ồn như robot hút bụi, ít gây ảnh hưởng
đến người sử dụng vào buổi đêm.
- Robot có thể tự đơ ơng đi vào các ngóc ngách trong nhà, khơng va chạm với vật cản,
không rơi xuống cầu thang khi đang hoạt động.
- Robot có thể cảm nhận và báo động khí gas.
- Robot có thể cảm nhận và báo động khi phát hiện lửa
- Robot có thể điều khiển từ xa qua smartphone, trên robot có đặt cảm biến nhiệt độ và
độ ẩm để báo về trên điện thoại.
- Thiết kế Robot lau nhà đơn giản với chi phí thấp. Lựa chọn phương án thiết kế robot
<b>1.3.Phương pháp nghiên cứu </b>
Như trình bày ở trên, đề tài đã giới thiệu mô ôt cách tổng quan về robot lau nhà tự đô ông,
qua đó nhóm đã đề ra một sớ giải pháp để tiến hành nghiên cứu:
cho mục đích lau nhà tự đô ông.
- Phân tích các yêu cầu của mô ôt robot lau nhà thông minh. Trên cơ sở đó cũng lựa
chọn phương án thiết kế robot lau nhà đơn giản.
- Tìm hiểu các phần cứng và phần mềm lập trình để phục cho đề tài.
- Viết chương trình hoạt động cho từng bộ phận của Robot.
- Thiết kế mơ hình và lắp đặt phần cứng lên Robot.
- Tiến hành chạy thử và điều chỉnh các thơng sớ.
- Hồn thành bài báo cáo và sản phẩm dự thi.
<b>1.4.</b> <b>Đối tượng nghiên cứu </b>
- Sử dụng vi điều khiển Arduino Uno R3 làm hệ thống trung tâm điều khiển mọi hoạt
động của Robot.
-Sử dụng EPS8266 NodeMCU để điều khiển Robot từ xa qua smartphone.
-Sử dụng module cảm biến vật cản để Robot chuyển hướng khi gặp vật cản.
-Sử dụng module cảm biến hồng ngoại để cảm nhận độ cao tránh cho Robot rơi ở vị trí
cầu thang.
- Sử dụng module cảm biến nhiệt và độ ẩm DHT11 để báo nhiệt độ và độ ẩm của vị trí
Robot hoạt động hiển thị trên smartphone.
- Sử dụng cảm biến khí gas MQ2 để cảm nhận và báo động qua loa và trên điện thoại
khi khí gas vượt ngưỡng an toàn.
-Sử dụng cảm biến lửa để phát hiện lửa.
- Sử dụng trình biên dịch Arduino IDE viết chương cho Arduino Uno và ESP8266
NodeMCU
<b>CHƯƠNG 2: THIẾT KÊ MÔ HÌNH ROBOT LAU NHÀ THƠNG MINH </b>
<b>2.1.Sơ đồ khối chung của hệ thống </b>
Môôt robot thường gồm 3 bô ô phâ ôn: bô ô phâ ôn cảm biến, bô ô phâ ôn điểu
khiểnvà bô phâ ôn chấp hành.
<i><b>Bô ô phânô </b></i>
sensor ngoại.
<i><b>Bô ô phânô </b></i>
<i><b>cảm biến: thu nhâ ôn thông tin từ môi trường. Bao gồm các sensor nô ôi và </b></i>
<i><b>điều khiển: nhâ ôn thông tin từ bô phâ ơn cảm biến, từ đó đưa ra tín hiệu </b></i>
điều khiển bô ô phâ ôn chấp hành. Bao gồm vi xử lý và bônhớ.
<i><b>Bộ phân chấp hành: nhâ ôn thông tin từ bô ô điều khiển, thực hiện hành đô ông của </b></i>
robot. Trong nhiều trường hợp, bô ô phâ ôn chấp hành nhâ ôn thông tintrực tiếp từ bô ô phâ
ôn cảm biến.
Môi
trường
Cảm biến
Chấp hành
Điều khiển
(gồm vi xử lý PC
và bơ ơ nhớ)
<i><b>Hình 2.1: Sơ đồ khối các thành phần cơ bản của robot </b></i>
<i><b>sạch: </b></i>
<b>2.2.Thiết kê ́ mô hình cơ khi ́ cho robot </b>
<i><b>Chi tiết phần cơ khí của mơ hình: </b></i>
<i><b>Đế hình trịn bằng mica đô ô dày 2mm, đường kính 26cm. </b></i>
<i><b>Vỏ được làm từ fomex </b></i>
Tấm Formex (Viết chuẩn quốc tế là Fomex ) là loại vâ ôt liệu được sản xuất theo công nghệ
cao, chủ yếu sử dụng nhựa PVC (Poly Vinyl Clorua), với cô ông tính, bọt và được
nén thành hình dạng qua kỹ th ơt hiện đại.
Đă ôc điểm của tấm formex (Fomex) là có trọng lượng nhẹ, dễ vâ ôn chuyển, chịu được lực
tác đô ông lớn, có khả năng cách âm, cách nhiệt tốt, tuổi thọ cao bền lâu, không đô ôc hại
Chắn dị vật cản
Cảm biến đơ ô cao
Bánh dẫn đô ông
Chổi quét
26cm
13cm
Hô ôp đựng
rác
Bánh phát đơ ơng
<i><b>Hình 2.2: Thiết kế cơ khí của robot </b></i>
<i><b>Bô ôphân làm </b></i>
<i><b>Hình 2.3: Hình ảnh chởi quét của robot </b></i>
<i><b>Module cảm biến vật cản lắp phía trước robot để nhâ ôn biết vâ ôt cản bao gồm các </b></i>
vâ ôt dụng, tường trong gia đình, văn phịng.
<i><b>Cảm biến đơ ơ cao: sử dụng cảm biến hồng ngoại để nhâ ôn biết địa hình giúp robot </b></i>
tránh rơi.
<i><b>Module cảm biến khí gas được lắp trong robot có đầu dị khí gas đưa ra ngoài để </b></i>
đo nồng độ khí gas trong không khí
<i><b>Module cảm biến nhiệt độ và độ ẩm DHT11. </b></i>
<i><b>Module cảm biến lửa. </b></i>
<i><b>Bô ôphân phát đônô g: </b></i>
Do đă ôc điểm của Robot lau nhà là di chuyển với tốc đô ô châ ôm để tăng hiệu quả lau nhà.
Robot sử dụng că ôp đô ông cơ giảm tốc JGA25-370 có:
Điện áp hoạt đô ông: 3-24v
Điện áp hoạt đô ông tốt nhất: 6-9v
Cơng śt: 2W
<i><b>Hình 2.4: Hình ảnh đơnơ g cơ JGA25-370 </b></i>
Că ơp bánh xe có:
Đường kính bánh xe: 65mm
Đô ô dày lốp xe: 6.5mm
Chiều rơ ơng bánh: 27mm
<i><b>Hình 2.5: Hình ảnh bánh xe được sử dụng trong robot </b></i>
Với điện áp 9V và có tải, đơ ơng cơ có thể quay với tớc đơ ơ tới đa 90 vịng/phút. Nếu
sử dụng bánh đường kính 65mm đơ ơng cơ có thể di chủn được qng đường 18m/phút.
Bánh dẫn đô ông dạng bi.
với Arduino thì mạch Arduino thường nói tới chính là dịng Arduino UNO. Hiện dịng
<i><b>Hình 2.6: Bánh dẫn đônô g dạng bi. </b></i>
<b>2.3.Phần mạch điện tử </b>
Mạch điện tử của robot bao gồm các khối lớn sau:
<i><b>Khối vi xử lý: </b></i>
- Sử dụng vi điều khiển Arduno UNO R3 khi robot hoạt động ở chế độ tự động.
- Sử dụng vi xử lý NodeMCU khi robot hoạt động ở chế độ điều khiển bằng tay thông
qua sóng Wifi.
❖ <i><b>Khối nguồn: </b></i>
Nguồn lấy từ Pin khi hoạt đô ông, điện lưới thông qua Adapter khi sạc Pin.
Khối nguồn cho đô ông cơ.
Khối nguồn cho vi điều khiển, cảm biến.
❖ <i><b>Khối cảm biến: </b></i>
Cảm biến siêu âm dò vật cản
Cảm biến hồng ngoại dị đơ ơ cao.
Cảm biến nhiệt độ và độ ẩm.
Cảm biến khí gas.
Cảm biến lửa.
❖ <i><b>Khối giao tiếp: </b></i>
Bàn phím.
❖ <i><b>Mạch công suất: Mạch điều khiển đô ông cơ. </b></i>
<b>2.3.1.Khối điều khiển </b>
<i><b>2.3.1.1.</b></i> <b>Arduino UNO R3Board Arduino Uno R3. </b>
<i><b>Hình 2.7. Sơ đồ chân của vi điều khiển atmega 328p. </b></i>
<i><b>Hình 2.8. Board Arduino Uno R3 thực tế. </b></i>
<i>Một số phiên bản khác với nó như: </i>Arduino Mega, Arduino Nano, Arduino Pro mini(loại
3,3v và 5v), Arduino Leonardo pro micro…
-Các thông số cơ bản của board Arduino Uno R3:
o Vi điều khiển chính: Atmega328p họ 8 bit.
o Số chân I/O: 14 chân(6 chân hardware PWM).
o Số chân analog: 6 chân(độ phân giải 10 bit).
o Dịng ra tới đa 5Vdc là 500mA.
o Dịng ra tới đa 3.3Vdc là 50mA.
o Bộ nhớ Flash 32kb( với 0.5KB dùng bởi bootloader).
o SRAM 2kb.
o EEPROM 1kb.
o Thạch anh dao động: 16Mhz.
❖ <i><b>Chức năng của các chân : </b></i>
Arduino UNO có 14 chân digital dùng để đọc hoặc xuất tín hiệu. Chúng chỉ có 2 mức
điện áp là 0V và 5V với dịng ra tới đa trên mỗi chân là 30mA. Ở mỗi chân đều có các
điện trở pull-up ngay trong vi điều khiển ATmega328 (mặc định thì các điện trở này
khơng được kết nới).
Một sớ chân digital có các chức năng đặc biệt như sau:
o Chân Serial: 0 (RX) và 1 (TX): dùng để gửi (transmit – TX) và nhận (receive –
RX) dữ liệu TTL Serial. Arduino Uno có thể giao tiếp với thiết bị khác thông qua 2
chân này. Nếu không cần giao tiếp Serial thì khơng nên sử dụng 2 chân này nếu
không cần thiết.
o Chân PWM (~): 3, 5, 6, 9, 10, và 11: cho phép xuất ra xung PWM với độ phân
giải 8bit (giá trị từ 0 → 28<sub>-1 tương ứng với 0V → 5V) bằng hàm analogWrite(). </sub>
Nói một cách đơn giản, có thể điều chỉnh được điện áp ra ở chân này từ mức 0V
đến 5V thay vì chỉ cớ định ở mức 0V và 5V như những chân khác.
o Chân giao tiếp SPI: 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). Ngoài các chức
năng thơng thường, 4 chân này cịn dùng để truyền phát dữ liệu bằng giao thức SPI
với các thiết bị khác.
o LED 13: trên Arduino UNO có 1 đèn led màu vàng (kí hiệu chữ L). Khi bấm nút
Reset, sẽ thấy đèn này nhấp nháy để báo hiệu. Nó được nới với chân sớ 13. Khi
chân này được người dùng sử dụng, LED sẽ sáng.
o Arduino UNO có 6 chân analog (A0 → A5) cung cấp độ phân giải tín hiệu 10bit (0
có thể để đưa vào điện áp tham chiếu khi sử dụng các chân analog. Tức là nếu cấp
điện áp 2.5V vào chân này thì có thể dùng các chân analog để đo điện áp trong
khoảng từ 0V → 2.5V với độ phân giải vẫn là 10bit.
-Bộ nhớ:
Vi điều khiển Atmega328 tiêu chuẩn cung cấp cho người dùng: 32KB bộ nhớ Flash,
những đoạn lệnh lập trình sẽ được lưu trữ trong bộ nhớ Flash của vi điều khiển. Thường
thì sẽ có khoảng vài KB trong số này sẽ được dùng cho bootloader .
2KB cho SRAM (Static Random Access Memory): giá trị các biến khai báo khi lập trình
sẽ lưu ở đây. Khai báo càng nhiều biến thì càng cần nhiều bộ nhớ RAM.
Tuy vậy, thực sự thì cũng hiếm khi nào bộ nhớ RAM lại trở thành thứ mà chúng ta phải
bận tâm. Khi mất điện, dữ liệu trên SRAM sẽ bị mất.
1KB cho EEPROM (Electrically <b>Eraseble </b> <b>Programmable Read Only Memory): đây </b>
giống như một chiếc ở cứng mini – nơi có thể đọc và ghi dữ liệu vào đây mà không phải
lo bị mất khi cúp điện giống như dữ liệu trên SRAM.
<i><b>2.3.1.2.</b></i> <b>ESP8266 NodeMCU </b>
Kit ESP8266 là kít phát triển dựa trên nền chíp Wifi SoC ESP8266 với thiết kế dễ dàng sử
dụng vì tích hợp sẵn mạch nạp sử dụng chíp CP2102 trên board mạch. Bên trong
ESP8266 có sẵn một lõi vi xử lý vì thế có thể trực tiếp lập trình cho ESP8266 mà không
cần thêm bất kì con vi xử lý nào nữa. Hiện tại có hai ngơn ngữ có thể lập trình cho
ESP8266 là ngơn ngữ C/C++ và ngơn ngữ Lua, thường thì sử dụng trực tiếp phần mềm
IDE của Arduino để lập trình.
<i><b>Hình 2.9. Board ESP8266 Node MCU. </b></i>
o IC chính: ESP8266 V1.0 Wifi SoC.
o Phiên bản firmware: NodeMCU Lua.
o Chip nạp và giao tiếp UART: CP2102.
o Cấp nguồn: 5VDC MicroUSB hoặc Vin.
o GIPO giao tiếp mức 3.3VDC.
o Dịng ra 800mA.
o Sớ chân GPIO: 12 chân.
o Chuẩn wi-fi : 2.4 -2.5Ghz hỗ trợ các chuẩn wi-fi 802.11b/g/n.
o Bộ nhớ flash: 4M và hỗ trợ bảo mật WPA/WPA2.
❖ <i><b>Đặc tính nổi bật: </b></i>
o Tích hợp MCU 32-bit công suất thấp.
o Hỗ trợ Chức năng liên kết thông minh cho cả thiết bị Android và iOS.
o SDIO 2.0, (H) SPI, UART, I2C, I2S, IRDA, PWM, GPIO.
o Tích hợp 1 chân ADC với độ phân giải 10-bit .
o
o Lập trình trên các ngôn ngữ: C/C++, Micropython, NodeMCU – Lua.
o Tiêu thu ̣ điện năng ơ ̉ chê ́ độ chơ ̀ <1.0mW (DTIM3).
o Wake up và truyền các gói dữ liệu trong <2ms.
❖ <i><b>Chức năng các chân: </b></i>
o Hầu hết các chân I/O đều có khả năng đọc và xuất mức tín hiệu tương ứng với mức
logic 0v và 3.3v.
o Tấc cả các chân đều có thể sử dụng ngắt ngồi, ngoại trừ chân GPIO16 khơng có
chức năng này.
o Ngồi việc sử dụng xuất, nhập bình thường thì các chân D0, D3, D4, D5
->D8, TX, RX, SD2, SD3 có thể sử dụng để truyền nhận tín hiệu.
o Chân A0 là chân đọc analog có độ phân giải 10bit, ngồi ra trên mạch có tích hợp
sẵn 1 đèn led kết nới với chân GPIO16.
o Các chân giao tiếp chuẩn SPI: D5(CLK), D6(MISO), D7(MOSI), D8(CS).
Đặc điểm mạch nguồn trong mạch esp8266:
o IC chính: NCP1117ST33T3G với điện áp ra c ố định 3.3Vdc.
o Chê ́ độ bảo vệ ngắn mạch ngõ ra.
o Điện áp vào max: 20V
o Điện áp vào khuyên dùng: 5Vdc.
Mạch nạp cho esp8266 sử dụng ic giao tiếp CP2102 thông qua cổng micro USB.
Đặc điểm các chân của IC:
Chân TXD: chân truyền dữ liệu UART, dùng kết nối đến chân Rx của esp8266.
Chân RXD: chân nhận dữ liệu UART, dùng kết nối đến chân Tx của esp8266.
<i><b>Hình 2.10. Mạch esp8266 Node Mcu v1.0. </b></i>
<b>2.3.2.Khối nguồn </b>
<i><b>2.3.2.1.</b><b>Khối ổn áp 5v</b></i>
Tạo điện áp 5v: Sử dụng IC7805.
Điện áp 5v được dùng để nuôi vi xử lý, các khối cảm biến, motor quét, loa và các led hiển
thị.
<i><b>Hình 2.11 : Sơ đồ khối ổn áp 5v </b></i>
<i><b>2.3.3.2. Khối nguồn cho động cơ chính. </b></i>
Để đảm bảo cho robot di chuyển mơ ơt cách đồng đều khi có sự tăng giảm
của điện áp trên nguồn hoă ôc khi sử dụng mô ôt nguồn điện khác, đồng
thời làm tăng đô ô bền của đô ông cơ chính, ta sử dụng thêm mô ôt mạch ổn
ápcung cấp nguồn cho motor chính.
Các yêu cầu cho bô ô nguồn motor:
- Điện áp ra 9v (điện áp khún nghị cho motor).
- Dịng cung cấp có thể đạt tới 3A.
kiểu Switching Step-Down dùng IC LM2596S.
Lý do lựa chọn nguồn Switching thay cho nguồn tuyến tính (Linear):
<b>-</b> Hiệu suất làm việc cao.
<b>-</b> Có thể cung cấp dịng ra lớn (điều mà hiếm IC nguồn Linear nào có thể đạt được hoă ôc
phải dùng tản nhiệt lớn, ví dụ như LM138
– 5A, LM150 – 3A, LM317 – 1.5A).
<b>-</b> Công suất tiêu tán nhỏ.
Mô tả về LM2596S
Các đă ôc tính:
- Dài điện áp vào:
4.5 – 40VDC.
- Điệp áp ra: 1.7V – 37VDC.
- Dòng điện ra:
0.2A – 3A.
- Dải nhiệt đô ô hoạt đơ ơng: -45 –125oC.
<i><b>Hình 2.12: Sơ đồ chân của LM2596S </b></i>
- Có khả năng ngắt ngồi khi dịng chờ 50uA và ngắt tự đô ông khi quá nhiệt.
<i><b>Hình 1.13: Sơ đồ nguyên lý mạch nguồn dùng LM2596 </b></i>
Điện áp ra Volt được quyết định thông qua điện áp phản hổi về chân 4 (FB-
Feedback). Điện áp này sau đó được so sánh với mơ ơt điện áp chuẩn VREF
để điều khiển đô ô dẫn của Transistor trong LM2596 sao cho điện áp ra luôn
ổn định theo mong muốn.
Lựa chọn linh kiện:
Biến trở VR1: chọn điến trở 10k (104) được xoay chỉnh sao cho điện áp trên 2 cực
đô ông cơ là 9V.
<i><b>2.3.2.3. Pin và mạch nạp pin </b></i>
Pin 18650 là loại pin sạc sử dụng công nghệ Li-ion, viên pin có điện áp
3.7V, đường kính 1.8cm và chiều dài 6.5cm. Khi sạc đầy, điện pin có thể
đạt 4.2V và đạt dưới 3V khi pin yếu. Tuổi thọ pin có thể đạt tới là 500 xả và
sạc đầy.
<i><b>Hình 2.14: Hình ảnh pin 18650 </b></i>
Robot trong đề tài sử dụng 3 cell pin 18650, mỗi viên có dung lượng 4000mAH, tạo ra
nguồn điện DC khoảng 12V cung cấp cho robot.
Mạch nạp pin:
Sử dụng adapter chuyên dụng để sạc pin cho robot.
- Điện thế AC vào dải rô ông từ 100-240v.
- Điện thế ra DC 12,6v.
- Dịng sạc ởn định 2A.
- Có bảo vệ quá điện áp, bảo vệ ngắn mạch và bảo vệ phân cực ngược.
<i><b>Hình 2,15: Sơ đồ nguyên lý của adapter </b></i>
<i><b>Nguyên lý hoạt động: </b></i>
Khi kết nối bô ô nạp, nếu điện áp pin dưới 11V, dòng điện từ LM317 chảy
qua diode D5 và điện trở R5 vào pin. Tại thời điểm này diode zener D6
phân cực thuâ ôn, BD139 không dẫn. Diode D5 làm nhiệm vụ chống phân
cực ngược khi kết nối pin với bô ô nạp.
Khi điện áp pin tăng lên 12.6V, quá trình nạp dừng lại và diode zener D6
phân cực ngược làm cho BD139 dẫn, chân ADJ của LM317 ở mức thấp,
khơng có điện áp ra từ LM317, quá trình nạp bị ngắt.
<b>2.3.3.Khối cảm biến </b>
<i><b>2.3.3.1.</b><b>Hệ thống cảm biến vật cản</b></i>
<i><b>Hình 2.16: Module cảm biến siêu âm HC - SR04 </b></i>
Cảm biến khoảng cách siêu âm HC-SR04 được sử dụng rất phổ biến để xác định
khoảng cách. Cảm biến sử dụng sóng siêu âm và có thể đo khoảng cách trong khoảng
từ 2 -> 300 cm, với độ chính xác gần như chỉ phụ thuộc vào cách lập trình.
Sơ đồ chân của HC-SR04 gồm: VCC, trig, echo, GND.
Trong đó: VCC --> pin 5V Arduino.
trig --> chân digital (OUTPUT), đây là chân sẽ phát tín hiệu từ cảm biến.
<i><b>Hình 2.17: Nguyên tắc thu phát siêu âm </b></i>
<i><b>Hình 2.18: Cảm biến siêu âm HC - SR04 </b></i>
<i><b>2.3.3.2.</b></i> <i><b>Hệ thống cảm biến độ cao </b></i>
Khi robot làm việc ở những vùng có bâ ơc thang để khơng bị rơi, robot có bơ ô phâ ôn cảm
<i><b>Hình 2.19: Module thu phát hồng ngoại MH-IR01 </b></i>
Tia hồng ngoại của thiết bị cảm biến hồng ngoại là bức xa ̣ điện tư ̀ có bước sóng dài hơn
ánh sáng khả kiến nhưng ngắn hơn tia bức xa ̣ vi ba. Tia “hồng ngoại” có nghĩa là “ngồi
mức đỏ”, màu đỏ là màu sắc có bước sóng dài nhất trong ánh sáng thường.
kính Fresnel, nó được thiết kế cho loại đầu có 2 cảm biến, góc dị lớn, có tác dụng ngăn
tia tử ngoại.
<i><b>2.3.3.3.</b></i> <i><b>Cảm biến nhiệt độ và độ ẩm </b></i>
Cảm biến nhiệt độ - độ ẩm DHT11
<i><b>Hình 2.20: Module DHT 11</b></i>
Breadboard
Dây cắm breadboard
Cảm biến DHT11
Cảm biến DHT11 đã được tích hợp trong một mạch duy nhất, bạn chỉ việc nối
dây nguồn (Vcc, GND) và dây tín hiệu (Signal) vào mạch Arduino là xong.
Thông số kĩ thuật
Điện áp hoạt động: 3-5.5V DC
Ngưỡng độ ẩm: 20 - 90%
Sai số độ ẩm: ± 5%
Ngưỡng nhiệt độ: 0 - 55o<sub>C </sub>
Sai số nhiệt độ: ± 2oC
Cảm biến khói MQ-2 nhạy cảm với khói và các loại khí dễ cháy sau:LPG, Butane,
Propane, Methane, Alcohol, Hydrogen.
Cảm biến khói có tích hợp chiết áp cho phép ta điều chỉnh ngưỡng đầu ra kỹ thuật số
(D0) của cảm biến. Ngưỡng này đặt giá trị trên đó chân kỹ thuật sớ sẽ phát tín hiệu
HIGH.
Đầu ra có thể là tín hiệu tương tự (A0) có thể được đọc bằng đầu vào tương tự của
Arduino hoặc đầu ra kỹ thuật số (D0) có thể được đọc bằng đầu vào kỹ thuật sớ của
Arduino.
<i><b>Hình 2.22: Sơi đồ nối dây cho cảm biến khí gas </b></i>
<i><b>2.3.3.5.</b><b>Cảm biến lửa. </b></i>
<i><b>Hình 2.23: Module cảm biến lửa </b></i>
nhất là loại có bước sóng từ 760nm - 1100nm. Mạch được tích hợp IC LM393 so sánh để
tạo mức tín hiệu => ta có thể chỉnh độ nhạy bằng biến trở.
Thơng sớ kỹ thuật:
Nguồn : 3.3V - 5V, 15mA
Điên áp ra : 3.3 - 5V, có cả analog và
Digital. Khoảng cách : 80 cm
Góc quét : 60 độ
Kích thước : 3.2 x 1.4 cm
<i><b>Hình 2.24: Sơ đồ nối dây cảm biến lửa với ESP8266 NodeMCU </b></i>
<b>2.3.4.Mạch công suất </b>
<i><b>2.3.4.1.</b></i> <i><b>Hệ thống điều khiển motor chổi quét. </b></i>
Chổi quét sử dụng mô ôt đô ông cơ có dịng tiêu thụ tới đa là 0.5A. Do
chổi quét chỉ quay theo môôt chiều nên mạch điều khiển không cần mạch
cầu H mà chỉ sử dụng mô ôt MOSTFET-N là IRF540 làm nhiệm vụ đóng
mở thơng thường.
<i><b>Hình 2.25: Mô tả IRF540 </b></i>
trong IRF540 có sẵn mơ ơt diode Schottky để bảo vệ dịng ngược từ S sang D
mà có thể làm hỏng cấu trúc của MOSFET.
<i><b>2.3.4.2.</b></i> <i><b>Hệ thống điều khiển động cơ chính </b></i>
Robot sử dụng hai đô ông cơ DC chổi than làm đô ông cơ chính, cho nên để điềukhiển hướng
di chuyển của robot ta sử dụng mạch cầu H để điều khiển đóng mở và chiều đô ông cơ.
Modul L298 là mọt mạch tích hợp sử dụng IC L298. IC L298 đã tích hợp sẵn hai mạch
cầu H, ứng dụng trong việc điều khiển cùng lúc 2 đô ông cơ theo chiều quay bất kì, kết
hợp với điều xung PWM có thể điều chỉnh tốc đô ô xoay của đô ông cơ.
<b>CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG PHẦN MỀM ĐIỀU KHIỂN </b>
<b>3.1.Sử dụng trình biên dịch Arduino IDE </b>
<i><b>Cài đặt chương trình Arduino IDE </b></i>
Truy cập vào trang web và tải về chương trình
Arduino IDE phù hợp với hệ điều hành của máy mình bao gồm Windown, Mac OS
hay Linux. Đới với Windown có bản cài đặt (.exe) và bản Zip, đới với Zip thì chỉ cần
giải nén và chạy chương trình khơng cần cài đặt.
Sau khi cài đặt xong thì giao diện chương trình như sau:
<i><b>Hình 3.1: Arduino IDECài đặt Driver </b></i>
Sử dụng cáp USB kết nối Arduino với máy tính, lúc này ta sẽ thấy đèn led power của
bo sáng. Máy tính sẽ nhận dạng thiết bị và sẽ nhận được thông báo:
<i>“Device driver software was not successfully installed” </i>
<i><b>Hình 3.2: Driver Software Installation. </b></i>
<i><b>Hình 3.3: Device Manager. </b></i>
Chúng ta sẽ thấy cảnh báo màu vàng thiếu driver trên Arduino. Click chuột phải trên
Arduino Uno icon sau đó chọn “Update Driver Software”
<i><b>Hình 3.4: Right click và chọn </b></i>
<i><b>”Update Driver </b></i>
Software” Chọn “Browse my computer for driver software”.
<i><b>Hình 3.5: Click chọn “Browse my computer for driver software” </b></i>
Chọn đường dẫn tới folder “driver” nơi mà phần mềm Arduino được lưu trữ.
Arduino IDE là nơi để soạn thảo code, kiểm tra lỗi và upload code cho arduino
<i><b>Hình 3.6: Arduino IDE. </b></i>
a) Arduino Toolbar: có một sớ button và chức năng của chúng như sau :
<i><b>Hình 3.7: Arduino Toolbar. </b></i>
Verify : kiểm tra code có lỗi hay khơng
Upload: nạp code đang soạn thảo vào Arduino
New, Open, Save : Tạo mới, mở và Save sketch
Serial Monitor : Đây là màn hình hiển thị dữ liệu từ Arduino gửi lên máy tính
b) Arduino IDE Menu:
<i><b>Hình 3.9: File menu. </b></i>
Trong file menu chúng ta quan tâm tới mục Examples đây là nơi chứa code mẫu ví
dụ như: cách sử dụng các chân digital, analog, sensor …
<i><b>Hình 3.11: Tool menu. </b></i>
Trong Tool menu ta quan tâm các mục Board và Serial Port
Mục Board : cần phải lựa chọn bo mạch cho phù hợp với loại bo sử dụng nếu là
Arduino Uno thì phải chọn như hình:
<i><b>Hình 3.12: Chọn Board </b></i>
Nếu sử dụng loại bo khác thì phải chọn đúng loại bo mà mình đang có nếu sai thì code
Upload vào chip sẽ bị lỗi.
Có ba thành phần chính trong nền tảng:
Blynk App - cho phép tạo giao diện cho sản phẩm bằng cách kéo thả các widget khác
nhau mà nhà cung cấp đã thiết kế sẵn.
Blynk Server - chịu trách nhiệm xử lý dữ liệu trung tâm giữa điện thoại, máy tính bảng và
phần cứng. Bạn có thể sử dụng Blynk Cloud của Blynk cung cấp hoặc tự tạo máy chủ
Blynk riêng của bạn. Vì đây là mã nguồn mở, nên có thể dễ dàng intergrate vào các thiết
bị và thậm chí có thể sử dụng Raspberry Pi làm server của bạn.
Library Blynk – support cho hầu hết tất cả các nền tảng phần cứng phổ biến - cho phép
giao tiếp với máy chủ và xử lý tất cả các lệnh đến và đi.
<b>3.2.Giới thiệu phần mềm Blynk </b>
Blynk được thiết kế cho Internet of Things. Nó có thể điều khiển phần cứng từ xa, nó
có thể hiển thị dữ liệu cảm biến, nó có thể lưu trữ dữ liệu, hóa đơn nó và làm nhiều
điều thú vị khác.
<b>Tính năng, đặc điểm </b>
Cung cấp API & giao diện người dùng tương tự cho tất cả các thiết bị và
phần cứng được hỗ trợ
Kết nối với server bằng cách sử dụng:
o Wifi
o Bluetooth và BLE
o Ethernet
o USB (Serial)
o GSM
o …
Các tiện ích trên giao diện được nhà cung cấp dễ sử dụng
Thao tác kéo thả trực tiếp giao diện mà không cần viết mã
Dễ dàng tích hợp và thêm chức năng mới bằng cách sử dụng các cổng kết
nối ảo được tích hợp trên blynk app
Theo dõi lịch sử dữ liệu
Thông tin liên lạc từ thiết bị đến thiết bị bằng Widget
Gửi email, tweet, thông báo realtime, v.v.
... được cập nhật các tính năng liên tục!
Trong đề tài này không đề cập việc cài đặt Blynk cho điện thoại và cách tạo giao diện điều
khiển cho smartphone.
Các tiện ích trên giao diện được nhà cung cấp dễ sử dụng
Dễ dàng tích hợp và thêm chức năng mới bằng cách sử dụng các cổng kết nối ảo
được tích hợp trên blynk app
Theo dõi lịch sử dữ liệu
Thông tin liên lạc từ thiết bị đến thiết bị bằng Widget
Gửi email, tweet, thông báo realtime, v.v.
... được cập nhật các tính năng liên tục!
<b>Begin</b>
<b>Đ</b>
<b>Chọn chế </b>
<b>độ làm </b>
<b>việc</b>
<b>S</b>
<b>ESP8266</b>
<b>NodeMCU+ Arduino </b>
<b>Uno +Blynk</b>
<b>S</b>
<b>Stop</b>
<b>Điều khiển </b>
<b>bằng nút </b>
<b>nhấn</b>
<b>Điều khiển </b>
<b>bằng điện </b>
<b>thoại</b>
<i><b>3.3.1.</b></i>
<b>Begin</b>
<b>Bật relay cung cấp điện </b>
<b>áp cho động cơ chính</b>
<b>Vướng </b>
<b>trước</b>
<b>Đ</b>
<b>S</b>
<b>Vướng </b>
<b>trái</b>
<b>Đ</b>
<b>S</b>
<b>Vướng </b>
<b>phải</b>
<b>Dừng lại +chuyển </b>
<b>hướng sang trái</b>
<b>Dừng lại +chuyển </b>
<b>hướng sang phải</b>
<b>Dừng lại +chuyển </b>
<b>hướng sang trái</b>
<b>Kiểm tra vật cản</b>
<b>Chạy thẳng</b>
<b>Điều khiển bằng điện </b>
<b>thoại+ Báo động</b>
<b>Cơ sở dữ liệu Blynk</b>
<b>Cảm biến nhiệt </b>
<b>độ và độ ẩm</b>
<i><b>3.3.3.</b></i>
<b>ESP8266</b>
<b>NodeMC U</b>
<b>Robot vận hành</b>
<b>Stop</b>
<i><b>Hình 3.17: Lưu đồ thuật toán điều khiển qua wifi </b></i>
<b>Cảm biến lửa</b>
<b>Cảm biến khí </b>
<b>3.4.Hoạt động. </b>
<i><b>3.4.1.</b><b>Xử lý bàn phím: </b></i>
Công tắc nguồn là loại cơng tắc kép, đóng cắt hai vị trí. Ở vị trí trung gian nó
khơng đóng tiếp điểm. Khi cơng tắc nguồn ở vị trí 1, nó đóng tiếp điểm để sạc pin khi
đó đèn led màu xanh sáng. Khi pin đủ điện tự ngắt khỏi nguồn sạc và led chuyển sang
màu đỏ. Khi công tắc nguồn chuyển sang vị trí 2 pin cấp nguồn cho khối vi điều khiển
Sau khi bâ ôt công tắc nguồn và điện áp Pin lớn hơn mức cho phép, robot sẽ ở chế
đô ô chờ. Trong trường hợp này Robot hoạt động ở chế độ điều khiển bằng tay qua
giao diện trên smartphone và điều khiển hoạt động bằng sóng Wifi.
Nếu nhấn nút Manual, robot sẽ hoạt đô ông ở chế độ tự động đến khi ta nhấn nút
Manual lần nữa để dừng, khi đó robot sẽ quay về chế đơ ô chờ.
<i><b>3.4.2.</b><b>Tránh vật cản. </b></i>
Cảm biến siêu âm HC-SR04 sử dụng sóng siêu âm để xác định khoảng cách đến một
vật thể như dơi. Nó cung cấp khả năng phát hiện phạm vi không tiếp xúc tuyệt vời với
độ chính xác cao và đọc ổn định trong một gói dễ sử dụng. Từ 2cm đến 400 cm hoặc 1
đến 13 feet. Hoạt động của nó khơng bị ảnh hưởng bởi ánh sáng mặt trời hoặc vật liệu
đen như rangefinder sắc nét (mặc dù các vật liệu mềm âm thanh như vải có thể khó
phát hiện). Nó đi kèm với mơ-đun máy phát và máy thu siêu âm.
Cảm biến siêu âm sử dụng sóng siêu âm để xác định khoảng cách đến một vật thể.
Thời gian giữa việc truyền và nhận tín hiệu cho phép chúng ta tính khoảng cách đến
một vật thể. Điều này là có thể bởi vì chúng ta biết vận tốc âm thanh trong không khí.
Nguyên lý cảm nhâ ôn: sử dụng 3 module thu phát hồng ngoại MH-IR01 được lắp
đă ôt ở phía trước và hai bên của robot. Bình thường, tín hiệu phát từ led phát hồng
ngoại gă ôp sàn nhà sẽ phản xạ từ mă ôt sàn lên led thu hồng ngoại, nhưng nếu gă
ôp phải đô ô cao (tức là khoảng cách khoảng cách giữa mă ôt sàn và bô ô thu phát
hồng ngoại lớn hơn ngưỡng đă ơt trước) thì tín hiệu phản xạ sẽ rất ́u hoă ơc khơng
có. Tín hiệu thu được trên led thu sẽ đi qua bô ô lọc, khuếch đại rồi so sánh để
chuyển thành tín dạng hiệu số.
Module cảm biến siêu âm đặt phía trước và cảm biến hồng ngoại dưới gầm cho ta
biết robot có gă ơp vâ ơt cản hay đơ ơ cao hay không. Nếu phát hiện độ cao phía trước
cảm biến đưa tín hiệu về vi điều khiển, vi điều khiển phát lệnh cho robot dừng lại,
chuyển động lùi 1s và rẽ trái 900<sub> sau đó tiếp tục chuyển động tới trước. </sub>
Module cảm biến hồng ngoại đặt bên trái, khi phát hiện độ cao bên trái Robot dừng
lại và chuyển hướng qua bên phải tránh rơi độ cao.
Module cảm biến hồng ngoại đặt bên phải, khi phát hiện độ cao bên phải Robot
<i><b>3.4.4.</b><b>Điều khiển robot từ xa qua sóng Wifi </b></i>
Khi khơng ḿn robot hoạt động ở chế độ tự động ta có thể điều chỉnh hướng di
chuyển của robot từ xa bằng smart phone. Khi robot đang ở chế độ chờ, ta mở app
blynk được lập trình trên smartphone và điều khiển hướng di chuyển của Robot
bằng Joystick. Đây là hướng mở mới cho Robot lau nhà mà các Robot lau nhà khác
hiện có trên thị trường chưa có. Với hướng mở này ta có thể biến Robot lau nhà
thành một Robot trắc địa quan sát mọi vị trí trong ngôi nhà nếu tích hợp thêm
camera ta có thể quan sát mọi vị trí mong ḿn của ngơi qua từ xa qua smartphone.
Trên Robot này nhóm đã tích hợp module cảm biến nhiệt độ và độ ẩm, 3 module
cảm biến lửa đặt quanh robot 1200<sub>, 2 cảm biến khí gas. Các cảm biến này báo trạng </sub>
thái nhiệt độ và độ ẩm, phát hiện lửa, phát hiện khí gas và báo về điện thoại. Khi
các trạng thái này vượt ngưỡng cho phép nó hiển thị thông tin lên smartphone đồng
thời chuông điện thoại reo lên báo động.
<i><b>3.4.5.</b><b>Cảm biến khi ́ gas MQ2: </b></i>
Đây là loại cảm biến chuyên dùng để phát hiện lửa , thường được sử dụng trong hệ
thông báo cháy. Tầm phát hiện trong khoảng 80cm, góc quét là 60 độ. Có thể phát
hiện lửa tớt nhất là loại có bước sóng từ 760nm - 1100nm. Mạch được tích hợp IC
LM393 so sánh để tạo mức tín hiệu => ta có thể chỉnh độ nhạy bằng biến trở.
Thông số kỹ thuật:
Nguồn : 3.3V - 5V, 15mA
Điên áp ra : 3.3 - 5V, có cả analog và Digital. Khoảng cách : 80 cm
Nói cách khác, mới quan hệ giữa điện áp và nồng độ khí như trong hình:
•Nồng độ khí càng lớn, điện áp đầu ra càng lớn
•Nồng độ khí càng thấp, điện áp đầu ra càng thấp
<i><b>Hình 3.19: Hoạt động của module cảm biến khi gas </b></i>
<i><b>3.4.6.</b><b>Cảm biến lửa </b></i>
<i><b>Hình 3.20: Kết nối của module cảm biến lửa </b></i>
Góc quét : 60 độ
Kích thước : 3.2 x 1.4 cm
<b>CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN </b>
<b>4.1.Kiểm tra trước khi hoạt động </b>
Tiến hành đo đạc nguồn cấp, mạch công suất, mạch cấp nguồn, kiểm tra phím bấm
giao tiếp, các công tắc hành trình và cảm biến trước khi thử nghiệm các hoạt đơ ơng
của robot.
- Kiểm tra tình trạng Pin: Dùng đồng hồ đo ở chế đô ô đo điện áp, kiểm tra cực dương
và cực âm của bơ ơ 3 cell Pin cịn sử dụng tớt nếu điện áp đạt được từ 11.1 - 12,6(V).
<b>Chạy thử mơ hình </b>
<i><b>Hình 4.3: Vị trí bắt đầu chạy của robot </b></i>
<i><b>Hình 4.5: Robot di chủn tới góc bàn </b></i> <i><b>Hình 4.6: Robot điều khiển </b></i>
<i><b>Hình 4.7: Rác robot thu được </b></i> <i><b><sub>Hình 4.8: Hiển thị app điều </sub></b></i>
<b>4.2.Kết luận </b>
Đề tài đã nghiên cứu phương pháp điều khiển cũng như thiết kế, chế tạo robot lau
nhà dựa trên nhu cầu thực tiễn. Hệ thống mới chỉ ở mức đô ô đơn giản, cịn nhiều
vấn đề phức tạp để có thể đưa vào thực tiễn. Tuy nhiên, robot lau nhà đã đạt u cầu
đề ra.
Mơ hình được hồn thiện bao gồm cả phần thiết kế cơ khí, mạch điện tử và chương
trình điều khiển. Nghiên cứu và ứng dụng vi điều khiển thành công trong việc điều
khiển robot lau nhà tự đô ông thành công
<b>1.Kết quả đạt được: </b>
- Robot làm việc hiệu quả, sàn nhà sạch bụi, mảnh vụn.
- Robot di chuyển và tránh vâ ôt cản linhhoạt.
- Khối mạch vi điều khiển và cơng śt hoạt đơ ơng an tồn.
- Các phím nhấn chọn chế đô ô hoạt đô ôngtốt.
- Bơ ơ nạp pin hoạt đơ ơngtớt.
- Có thể nạp, thay đởi code chương trình dễ dàng.
- Bô ô đọc điện áp và cảnh báo hoạt đô ông ổnđịnh.
- Hoạt động ổn định cả hai chế độ Auto và điều khiển từ xa qua smartphone.
- Các cảm biến hoạt động ổn định và báo động về điện thoại
<b>2.Các điểm hạn chế </b>
- Robot chỉ hoạt đô ông tốt ở các sàn gỗ và gạch men, hạn chế hoạt đô ông ở
những nơi có đơ ơ mấp mơ cao, không gian châ ôt hẹp.
- Tiếng ồn hơi lớn khi robot hoạt đô ông.
- Chưa làm sạch tớt các góc.
- Cịn lă ơp lại những diện tích đã làm việc.
- Dung lượng pin còn khiêm tốn.
- Robot chưa tự đô ông nạp điện được mà vẫn cần sự trợ giúp của con người.
<b>4.3.</b> <b>Hướng phát triển cho đề tài </b>
Với điều kiện hiện thực tế nhóm xin đề x́t mơ ơt sớ hướng phát triển của đề tài như
sau:
- Robot cần được nâng cấp khả năng tự sạc nguồn khi cạn.
- Robot cần phát triển khả năng nhâ ôn dạng khônggian.
Trên robot ta đă ôt mô ôt hệ thống camera gồm: môt camera thông thường và mô
ôt camera hồng ngoại tích hợp đèn chiếu tia hồng ngoại. Bằng việc sử dụng thêm
camera cảm nhâ ôn đô ô sâu ta thu được đầy đủ hơn thông tin từ môi trường, nhờ
vâ ôy mà những hạn chế trên được khắc phục. Ảnh từ không gian làm viẹc được
thu về thông qua hai camera, sau đó qua khâu hiệu chỉnh, khắc phục méo trước khi
Có thể phát hiện vâ ôt cản chính xác, hiệu quả, không phụ thuô ôchình dạng, kích
thước hay màu sắc vâ ơt, có thể phát hiện các vâ ôt thể trong không trung.
Robot có thêm “cái nhìn” về mơi trường, từ đó hỗ trợ việc dẫn đường cho robot
tốt hơn.
Ít bị ảnh hưởng bởi nhiễu.
Việc có thêm camera xử lý ảnh giúp phát triển nhiều tính năng thông minh hơn
nữa cho robot ví dụ như ra lệnh cho robot bằng cách ra hiệu bằng tay cho robot
v.v…
<b>TÀI LIỆU THAM KHẢO </b>
Các tài liệu
1.Nguyễn Thiện Phúc. Robot giống người. Nxb KHKT.
2.Sascha Kolski. Mobile Robots Perception & Navigation. Publisher: InTech 2007.
3.Zoran Gacovski. Mobile Robots Current Trends. Published: October 26th 2011.
4.Arduino Robotics
5.Hướng dẫn Thiết kế- lắp đặt Robot.
Các website:
1. />
2. />
3. />
4. />
5. http:// www.microchip.com.
6. />
7. />
8. />
9. />
![]( <br /> </p><!-- <p class="text-xl pb-40 overlay-read-more absolute bottom-0 left-0 w-full text-center bg-gradient-to-t from-white to-transparent">--><!----><!-- </p>--><!-- </div>--><!-- <a href="javascript:" class="bg-secondary px-6 py-2 rounded text-white absolute bottom-0 left-1/2 mb-4 transform -translate-x-1/2" id="showmore">Xem Thêm</a>--> </div> <div style="position: relative;" class="col-span-3 hidden md:block px-1 text-center"> <div style="position: sticky;top: 10px;width: 300px; height: 600px;"> <ins class="adsbygoogle" style="display:inline-block;width:300px;height:600px" data-ad-client="ca-pub-2979760623205174" data-ad-slot="8377321249"></ins><script defer>(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});</script> </div> </div> </div> <div class="vf_link_relate px-2 my-2"> <h2 class="vf_doc_relate text-2xl font-bold my-4">Tài liệu liên quan</h2> <ul class="grid grid-cols-12 gap-2"> <li class="col-span-6 md:col-span-2"> <div class="card-doc " onclick="actionDocRelated(this)"> <a class="card-doc-img" href="https://text.123docz.com/document/7923469-stem-mon-tin-hoc-thiet-ke-robot-lau-nha.htm" title="Stem_mon_Tin_hoc_Thiet_ke_robot_lau_nha"> <i class="icon i_type_doc i_type_doc2"></i> <img class="lazy" src="data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAP///wAAACH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAICRAEAOw==" data-src="https://media.store123doc.com/images/document/2021_04/02/medium_T5ehv41TPU6kWrGAyLA0H9Lg3.jpg" width="124" height="179" alt="Stem_mon_Tin_hoc_Thiet_ke_robot_lau_nha" onerror="this.src=){kind=link}