Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
2 Tính toán thiết kế mạch điều khiển robot nhện

2 Tính toán thiết kế mạch điều khiển robot nhện

Tải bản đầy đủ - 0trang

Điện áp đầu ra: 5V DC, 20A

Công suất: 100W

Nhiệt độ làm việc: 0o – 60oC



Hình 4.8 Mạch nguồn cung cấp cho động cơ RC servo

Bảng 4.1 Chức năng các chân ra của mạch nguồn

Các chân ra

2 chân L, N

+V

COM

VADJ



Chức năng

Lấy nguồn AC vào

Chân ra 5V DC

Chân nối mass

Chiết áp điều chỉnh điện áp ra



Nguồn Cung cấp cho vi điều khiển và nguồn cung cấp cho module USC-16.

Chúng ta có thể cấp nguồn cho Arduino và module USC-16 bằng cách sử dụng

mạch nguồn dùng IC LM7805 như hình dưới để cấp nguồn cho thiết bị:

Biến áp T1 có nhiệm vụ hạ dòng điện xoay có điện thế 220V xuống thành dòng

điện xoay chiều có mức điện thế 12V. Dòng điện này khi qua mạch cầu Diode D1 sẽ

chuyển thành dòng điện một chiều 5V. Nhưng tại lúc này dòng điện vẫn chưa ổn định.

Vì thế ta sử dụng IC ổn áp LM7805 để ổn định điện áp ra 5V để cấp cho thiết bị.



Hình 4.9 Sơ đồ mạch nguyên lý ổn áp nguồn 5V dùng IC 7805

Trên mạch Arduino có tích hợp thêm mạch ổn áp 5V bằng các IC nguồn

MC33269D và IC MC33269ST cấp ra một nguồn 5V ổn định. Vì thế ta có thể sử dụng



mạch này để lấy nguồn 5V cho module bluetooth hay cho cảm biến khoảng cách SRF05.



Hình 4.10 Sơ đồ mạch nguyên lý khối nguồn 5V

4.2.2 Sơ đồ nguyên lý mạch giao tiếp giữa vi điều khiển và cảm biến khoảng cách

HC-05

Sơ đồ giao tiếp cảm biến khoảng cách SRF-05 với vi điều khiển:

Bảng 4.2 Sơ đồ giao tiếp giữa SRF05 và vi điều khiển



SRF05



Vi điều khiển



Vcc



5V



Trig



Một chân Digital output



Echo



nguyên lý

GND

giữa cảm

khoảng cách SRF-05 và vi điều khiển



Một chân Digital input

GND



đồ mạch

giao tiếp

biến



Hình 4.11 Sơ đồ mạch nguyên lý giao tiếp giữa vi điều khiển và cảm biến

khoảng cách SRF-05

Mạch nguyên lý giao tiếp giữa vi điều khiển và cảm biến khoảng cách SRF-05

được thể hiện ở Hình 4.11. Để giao tiếp giữa vi điều khiển với cảm biến khoảng cách

SRF-05, ta phải cấp nguồn cho cảm biến bằng cách lần lượt nối chân các chân VCC và

GND của cảm biến với các chân nguồn 5V và GND trên board mạch Arduino Uno

R3. Để cảm biến thực hiện nhiệm vụ đo khoảng cách, ta nối lần lượt chân số 7 và số 8

của board mạch Arduino với chân Triger và Echo của cảm biến siêu âm. Sau đó dùng

phần mềm IDE (Intergrated Development Enviroment) viết chương trình giao tiếp

giữa vi điều khiển và cảm biến.

4.2.3 Sơ đồ nguyên lí mạch giao tiếp giữa vi điều khiển và module bluetooth

HC05

Sơ đồ mạch nguyên lý:



Hình 4.12 Sơ đồ mạch nguyên lý module bluetooth HC-05

Chức năng từng chân của module bluetooth HC-05:

Bảng 4.3 Chức năng từng chân của HC05



STT



Tên chân



Chức năng



1



GND



Nối cực âm nguồn.



2



3.3V



Cấp điện áp nguồn 3.3V.



3



5V



Cấp điện áp 5V.



4



TXD



Transmit Data (Dữ liệu từ HC05 truyền

tới PC hoặc VĐK qua chân TXD).



5



RXD



Receive Data (Dữ liệu từ PC hoặc

VĐK đến HC05 qua chân RXD).



6



KEY



Sử dụng khi đặt lệnh AT, not connect

khi hoạt động thu

phát.



Sơ đồ mạch nguyên lý giao tiếp giữa vi điều khiển và module bluetooth

HC-05



Hình 4.13 Sơ đồ mạch nguyên lý giao tiếp giữa module bluetooth HC-05 và vi điều

khiển

Sơ đồ nguyên lý giao tiếp giữa module bluetooth HC-05 và board mạch

Arduino Uno R3 được thể hiện ở Hình 4.13. Nguyên lý hoạt động dựa trên việc truyền

và nhận tín hiệu ở chân nhận tín hiệu – RXD (Reveived Data ) và chân truyền tín hiệu

– TXD (Transmitted Data). Vì các chân truyền/nhận dữ liệu chỉ đảm nhiệm 1 chức

năng độc lập (hoặc là truyền, hoặc là nhận), để kết nối các chip AVR với nhau (hoặc

kết nối AVR với thiết bị hỗ trợ UART khác) ta đấu chéo 2 chân này nghĩa là chân TXD

của Arduino nối với chân RXD của module bluetooth HC0-05 và ngược lại . Khi máy

tính hoặc điện thoại truyền tín hiệu đến HC-05 thì nó sẽ truyền tín hiệu sang Arduino,

và Arduino xuất các lệnh để diều khiển động cơ.

Nối module bluetooth HC-05 lên mạch điều khiển động cơ vì cặp cổng TXD,

RXD của Arduino sẽ được nối với mạch điều khiển. Nó cũng có chức năng tương tự

như nối chân trên Arduino khơng có gì khác nhau.



4.2.4 Sơ đồ mạch giao tiếp giữa vi điều khiển và mạch điều khiển động cơ USC-16

Mạch điều khiển 16 servo USC-16 được thiết kế dựa trên chip ARM vi điều

khiển 32 bit, tốc độ xử lý cao giúp quá trình điều khiển động cơ trở nên mịn hơn. Giao

thức truyền của USC-16 là giao tiếp nối tiếp (TTL), tốc độ truyền 9600 (1/9600 s),

khơng có bit kiểm tra, 8 bit dữ liệu và 1 bit dừng. Để điều khiển động cơ thông qua

mạch điều khiển USC-16 ta có thể sử dụng Arduino gửi lệnh để điều khiển các servo.

Chúng tương tác lẫn nhau qua cổng truyền và nhận dữ tín hiệu. Chân truyền tín hiệu TXD (Transmitted Data) và chân nhận tín hiệu – RXD (Reveived Data ).



Nối chân giữa vi điều khiển và mạch điều khiển USC-16:

Bảng 4.4 Bảng giao tiếp giữa vi điều khiển và USC-16



Arduino

TXD

RXD



USC-16

RXD

TXD



GND



GND



Sơ đồ nối chân giữa vi điều khiển và mạch điều khiển 16 động cơ USC-16 được

thể hiện ở Bảng 4.4. Vì các chân truyền/nhận dữ liệu chỉ đảm nhiệm 1 chức năng độc

lập (hoặc là truyền, hoặc là nhận), để kết nối các chip AVR với nhau (hoặc kết nối

AVR với thiết bị hỗ trợ UART khác) ta đấu chéo 2 chân này nghĩa là chân TXD của

Arduino nối với chân RXD của module USC-16 và ngược lại. Chân GND của chúng

được nối chung với nhau.

4.2.5 Sơ đồ mạch giao tiếp giữa Arduino và động cơ RC Servo

Động cơ servo là một động cơ được sử dụng phổ biến và đóng vai trò vơ cùng

quan trọng trong việc chế tạo và vận hành robot. Không giống như động cơ thông



thường cứ cắm điện vào là quay liên tục, servo chỉ quay khi được điều khiển (bằng

xung PWM) với góc quay nằm trong khoảng 0o – 180o. Nó cho phép ta điều khiển góc

quay đến một vị trí rất chính xác. Động cơ servo yêu cầu ta phải cấp nguồn và nhận

điều khiển từ mạch chính, dây được đánh màu như sau:

Đỏ: nhận điện nguồn, tùy vào loại động cơ mà giá trị này có thể khác nhau.

Đen: nối với cực âm của mạch.

Vàng (trắng): nhận tín hiệu từ mạch điều khiển.

Mạch nguyên lí giao tiếp giữa vi điều khiển và động cơ RC servo:



Hình 4.14 Sơ đồ nguyên lí giao tiếp giữa Arduino và động cơ RC servo



Sơ đồ nguyên lí giao tiếp giữa Arduino và động cơ RC servo được thể hiện ở

Hình 4.14. Để điều khiển động cơ RC servo. Ta phải cấp nguồn cho servo, chân VCC

và GND của RC servo lần lượt được nối với chân GND của board mạch Arduino.

Chân tín hiệu của RC servo được nối với chân PWM của board mạch Arduino Uno

R3. Viết chương trình giao tiếp giữa vi điều khiển và động cơ thông qua mơi trường

lập trình IDE (Intergrated Development Enviroment) để điều khiển động cơ hoạt động

theo ý muốn của người điều khiển.

Nguyên lý hoạt động:

Arduino cung cấp cho ta sẵn một thư viện để hỗ trợ việc điều khiển hoạt động

của động cơ. Ta sử dụng thư viện này để lập trình cho Arduino điều khiển servo như

sau:

Servo khởi đầu ở góc 0o.

Xoay tới 90o rồi dừng lại 1s.

Xoay tới 180o rồi dừng lại 1s.

Trở về 0o và lặp lại quá trình này.

4.2.6 Giao tiếp giữa động cơ servo với mạch điều khiển động cơ USC-16

Bảng 4.5: Giao tiếp giữa động cơ RC servo và mạch điều khiển USC-16



RC servo



USC-16



VCC



5V



GND



GND



Chân xung



Chân xung



Hình 4.15 Giao tiếp giữa module USC-16 và động cơ RC servo

Sơ đồ giao tiếp giữa mạch điều khiển 16 động cơ USC-16 và động cơ RC Servo

được thể hiện ở Hình 4.15. Những chỗ được đánh dấu màu đỏ được gắn với các dây

tín hiệu điều khiển (dây vàng hoặc dây trắng) của động cơ RC servo. Tiếp bên cạnh là

cực dương, cực âm của module USC-16 lần lượt nối với cực dương và cực âm của

động cơ. Tín hiệu sẽ được truyền từ mạch Arduino qua mạch điều khiển và đến dây

điều khiển tín hiệu của động cơ servo. Ta có thể điều khiển vị trí của động cơ servo

hay chân của robot theo ý muốn lập trình.



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

2 Tính toán thiết kế mạch điều khiển robot nhện

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×