Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
2 Chức năng từng khối

2 Chức năng từng khối

Tải bản đầy đủ - 0trang

Nghiên cứu KHCN

-



Xử lý tín hiệu điều khiển

Gửi tín hiệu điều khiển qua khối hiển thị

Truyền tín hiệu điều khiển đầu ra

Giao tiếp với bộ điều khiển thông qua bộ truyền / thu nhận tín hiệu (tín hiệu



điều khiển bằng điều khiển từ xa)

Điều khiển thông minh thông qua chế độ tự động.

Thiết bị chính: Arduino Mega2560. (Hình 2.1)



Hình . Mạch Arduino

a, Giới thiệu về Arduino.

Ardruino

Arduino là một bo mạch vi xử lý được dùng để lập trình tương tác với các thiết

bị phần cứng như cảm biến, động cơ, đèn và các thiết bị khác.

Đặc điểm nổi bật của Arduino là môi trường phát triển ứng dụng cực kỳ dễ sử

dụng, với một ngơn ngữ lập trình có thể học một cách nhanh chóng ngay cả với người

ít am hiểu về điện tử và lập trình. Và điều làm nên hiện tượng Arduino chính là mức

giá rất thấp và tính chất mã nguồn mở từ phần cứng tới phần mềm.

Khả năng của bo mạch Arduino

Bo mạch Arduino sử dụng dòng vi xử lý 8-bit megaAVR của Atmel với hai chip

phổ biến nhất là ATmega328 và ATmega2560. Các dòng vi xử lý này cho phép lập

trình các ứng dụng điều khiển phức tạp do được trang bị cấu hình mạnh với các loại bộ

nhớ ROM, RAM và Flash, các ngõ vào ra digital I/O trong đó có nhiều ngõ có khả

năng xuất tín hiệu PWM, các ngõ đọc tín hiệu analog và các chuẩn giao tiếp đa dạng

như UART, SPI, TWI (I2C).



Page 15



Nghiên cứu KHCN











Xung nhịp: 16MHz

EEPROM: 1KB (ATmega328) và 4KB (ATmega2560)

SRAM: 2KB (Atmega328) và 8KB (Atmega2560)

Flash: 32KB (Atmega328) và 256KB (Atmega2560)



Người dùng có thể linh hoạt số lượng ngõ vào và ngõ ra.

Digital: Tổng số lượng cổng digital trên các mạch dùng Atmega328 là 14, và

trên Atmega2560 là 54.

Analog: Các bo mạch Arduino đều có trang bị các ngõ vào analog với độ phân

giải 10-bit (1024 phân mức, ví dụ với điện áp chuẩn là 5V thì độ phân giải khoảng

0.5mV). Số lượng cổng vào analog là 6 đối với Atmega328, và 16 đối với

Atmega2560. Với tính năng đọc analog, người dùng có thể đọc nhiều loại cảm biến

như nhiệt độ, áp suất, độ ẩm, ánh sáng, gyro, accelerometer…

- PWM: Độ phân giải các chân này là 8-bit. Số lượng cổng PWM đối với các

bo dùng Atmega328 là 6, và đối với các bo dùng Atmega2560 là 14. PWM có nhiều

ứng dụng trong viễn thơng, xử lý âm thanh hoặc điều khiển động cơ mà phổ biến nhất

là động cơ DC trong các máy bay mơ hình.

Mơi trường lập trình bo mạch Arduino: Thiết kế bo mạch nhỏ gọn, trang bị nhiều

tính năng thơng dụng mang lại nhiều lợi thế cho Arduino, tuy nhiên sức mạnh thực sự

của Arduino nằm ở phần mềm. Mơi trường lập trình đơn giản dễ sử dụng, ngơn ngữ

lập trình Wiring dễ hiểu và dựa trên nền tảng C/C++ rất quen thuộc với người làm kỹ

thuật. Quan trọng là số lượng thư viện code được viết sẵn và chia sẻ bởi cộng đồng.

 Giao diện IDE của Arduino

Mơi trường lập trình Arduino IDE có thể chạy trên ba nền tảng phổ biến nhất

hiện nay là Windows, Macintosh OSX và Linux.

Do có tính chất nguồn mở nên mơi trường lập trình này hồn tồn miễn phí và

có thể mở rộng.

Ngơn ngữ lập trình có thể được mở rộng thông qua các thư viện C++. Và do

ngơn ngữ lập trình này dựa trên nền tảng ngơn ngữ C của AVR nên người dùng hồn

tồn có thể nhúng thêm code viết bằng AVR C vào chương trình.

 Kết nối với Arduino

Page 16



Nghiên cứu KHCN

Kết nối phần cứng Arduino với phần mềm Arduino trên máy tính là việc đầu

tiên các bạn thực hiện để có thể tiến hành lập trình, các bước đơn giản như sau:

Bước 1: Tải và cài đặt phần mềm

Bước 2: Các bạn kết nối phần cứng là Board mạch Arduino vào máy tính qua

cổng USB, giúp Arduino giao tiếp với máy tính (truyền nhận dữ liệu) cũng như cấp

nguồn 5VDC qua cổng USB cho board hoạt động. Khi kết nối board mạch với máy

tính, board sẽ tự động cài Driver, nếu không cần thực hiện thêm các bước sau (thực

hiện trên hệ điều hành Windows, Linux hoặc Mac):

Nhấp chuột phải vào My Computer > Device Manager > Other Devices sẽ thấy

1 mục xuất hiện khi cắm board vào là Unknow devices hoặc Arduino. ( Hình 2.2)

Nhấn chuột phải vào mục vừa

xuất hiện trong Other Devices >

Update Driver Software > Browse

my computer for Driver software,

sau đó chọn đường dẫn là thư mục

Arduino vừa cài đặt vào máy tính

(thường nằm trong Program Files),

sau đó nhấn OK và chờ đợi cho đến

khi cài đặt thành cơng.



Hình . Giao diện vào Ports (COM&LPT)



Sau khi cài đặt thành công, trong Device Manager sẽ hiện tên board tương ứng

kèm thứ tự cổng Comport như sau:

* Thông tin thêm: Ở bước 2 khi các bạn cài đặt thành công, việc hiện Arduino

như một thiết bị kết nối cổng COM trên máy tính chứng tỏ giao tiếp thực tế giữa

Arduino và máy tính khơng phải là giao tiếp USB mà thơng qua 1 IC chuyển giao tiếp

từ USB sang COM, so với USB thì COM là 1 giao tiếp có độ đơn giản và dễ dàng sử

dụng hơn rất nhiều khi lập trình.



Page 17



Nghiên cứu KHCN

Bước 3: Mở phần mềm Arduino

vừa cài đặt > Tools > Board, chọn

board Arduino tương ứng đang sử

dụng, sau đó chọn Tools > Serial Port,

chọn cổng COM theo thứ tự tương ứng

của Board trong Device Manager, nếu

có thêm mục Tools > Processor thì

chọn vi điều khiển tương tứng trên

board (trên IC trung tâm thường có in

tên), nếu khơng thì khơng cần chọn. Hình . Giao diện Arduino (Hình 2.3)

Bước 4: Chọn 1 ví dụ đơn giản trong File > Examples > Basic > Blink, sau đó nhấn

Ctrl + U để tiến hành nạp thử, khi nạp bạn sẽ thấy 2 đèn báo TX, RX trên board chớp

báo hiệu đang nạp chương trình, sau khi hồn tất hai đèn này sẽ ngừng chớp và

chương trình bắt đầu hoạt động. (Hình 2.4)



Lưu ý:

Khi chương trình đã được nạp, nó sẽ được lưu giữ cho đến khi nạp chương trình

mới, khi nạp chương trình mới đồng nghĩa với 2 việc là bạn xóa chương trình cũ và

chương trình mới được nạp, để

thấy rõ tất cả tiến trình nạp

chương trình xin chọn File >

Preferences



>



Show



verbose



output during, tick vào hai mục là

compilation và upload để theo dõi

tồn bộ q trình này.

Các loại bo mạch Arduino:

Hình . Giao diện Arduino-hướng dẫn nạp

chương trình

Page 18



Nghiên cứu KHCN

Về mặt chức năng, các bo mạch Arduino được chia thành hai loại: loại bo mạch

chính có chip Atmega và loại mở rộng thêm chức năng cho bo mạch chính (thường

được gọi là shield).

Các bo mạch chính về cơ bản là giống nhau về chức năng, tuy nhiên về mặt cấu

hình như số lượng I/O, dung lượng bộ nhớ, hay kích thước có sự khác nhau. Một số bo

có trang bị thêm các tính năng kết nối như Ethernet và Bluetooth.

Các bo mở rộng chủ yếu mở rộng thêm một số tính năng cho bo mạch chính ví

dụ như tính năng kết nối Ethernet, Wireless, điều khiển động cơ v.v…

b, Arduino Mega 2560

Giới thiệu:

Arduino Mega 2560 là phiên bản nâng cấp của Arduino Mega hay còn gọi là

Arduino Mega 1280. Sự khác biệt lớn nhất với Arduino Mega 1280 là chip nhân.

Ở Arduino Mega 1280 sử dụng chip ATmega1280 với flash memory 128KB,

SRAM 8KB và EEPROM 4 KB

Arduino Mega 2560 là phiên bản hiện đang được sử dụng rộng rãi và ứng dụng

nhiều hơn. Với chip ATmega2560 có bộ nhớ flash memory 256 KB, 8KB cho bộ nhớ

SRAM, 4 KB cho bộ nhớ EEPROM. Giúp cho người dùng thêm khả năng viết những

chương trình phức tạp và điều khiển các thiết bị lớn hơn như máy in 3D, điều khiển

robot.



Hình 2.1 Mega 2560

Ngồi ra có những phiên bản khác như Arduino Mega ADK, hay Arduino DUE

với những tính năng cao cấp hơn.(Hình 2.5)



Page 19



Nghiên cứu KHCN

Arduino Mega 2560 là một vi điều khiển hoạt động dựa trên chip ATmega2560.

Bao gồm:

 54 chân digital (trong đó có 15 chân có thể được sủ dụng như những

chân PWM là từ chân số 2 → 13 và chân 44 45 46).

 6 ngắt ngoài: chân 2 (interrupt 0), chân 3 (interrupt 1), chân 18 (interrupt

















5), chân 19 (interrupt 4), chân 20 (interrupt 3), and chân 21 (interrupt 2).

16 chân vào analog (từ A0 đến A15).

1 thạch anh với tần số dao động 16 MHz.

1 cổng kết nối USB.

1 jack cắm điện.

1 đầu ICSP.

1 nút reset.

4 cổng Serial giao tiếp với phần cứng:



CỔNG SERIAL



CHÂN RX



CHÂN TX



Cổng 0



0



1



Cổng 1



19



18



Cổng 2



17



16



Cổng 3



15



14



Bảng Thông số kĩ thuật

Chip xử lý



ATmega2560



Điện áp hoạt động



5V



Điện áp vào (đề nghị)



7V-15V



Điện áp vào (giới hạn)



6V-20V



Cường độ dòng điện trên mỗi 3.3V pin



50 mA



Cường độ dòng điện trên mỗi I/O pin



20 mA



Flash Memory



256 KB



SRAM



8 KB



EEPROM



4 KB



Clock Speed



16 MHz



Ưu điểm của thiết bị:

- Mạnh mẽ với bộ nhớ flash lớn, số chân nhiều hơn và cùng số lượng shield hỗ

trợ không nhỏ, Arduino Mega được đưa vào các dự án lớn hơn như xử lý thông



Page 20



Nghiên cứu KHCN

tin nhiều luồng, điều khiền nhiều động cơ, xe điều khiển từ xa, LED cube hay

còn mở rộng cánh cửa với thế giới IoT.

- Giá thành khơng cao, dễ tìm mua và lắp đặt.

2.3 Acquy Và Khối Nguồn 5V



- Chọn acquy (Hình 2.6): Để đảm bảo yêu cầu chạy trong công ty xe AGV phải

đáp ứng được quá trình sử dụng bình ắc quy trong thời gian 4h làm việc. Cơng

thức tính thời lượng dùng ắc quy được tính như sau:



Trong đó:

T –thời gian cần có điện trong hệ thống, giờ;

Ah –dung lượng bình ắc quy, Ah;

U – hiệu điện thế của ắc quy, V;

pt – hiệu suất của hệ thống: 0,8

P – công suất tiêu thụ của tải, W;

Vậy đối với loại bình ắc quy 12VDC để đáp



Hình . Ac quy 12V /6A

ứng được yêu cầu làm việc 8h thì dung lượng ắc quy cần thiết sẽ là:

Ah==

Nguồn 7.4V chúng em sử dụng nguồn riêng từ 2 quả Cell pin   samsung Lion

IRC18650-5R-2600mAh. (Hình 2.7)

2.4 Khối cảm biến

Khối dò line (Hình 2.8)

Ngun lí cảm biến hồng ngoại:

-



Gồm một mắt phát và thu hồng



-



ngoại.

Khi nhân được tín hiệu hồng



Hình . Pin cell 18650



ngoại từ đèn phát thì đèn thu sẽ

hoạt động.

Hình . Mạch dò line

Page 21



Nghiên cứu KHCN

-



Khi có ánh sáng hồng ngoại từ led phát, nếu có một vật cản, ánh sáng sẽ được



-



phản xạ lại led thu.

Ứng dụng: dùng trong các ứng dụng phát hiện vật cản, xe dò đường,....

Cảm biến dò line làm việc dựa trên nguyên lí giống cảm biến hồng ngoại.

Về mặt cơ bản 1 led phát hồng ngoại 1 led thu hồng ngoại . Khi nhận được tín



hiệu hồng ngoại từ đèn phát thì đèn thu sẽ hoạt động. Khi có ánh sáng hồng ngoại từ

led phát, nếu có một vật cản, ánh sáng sẽ được phản xạ lại led thu. Vậy nên nhóm

chúng em đã chọn loại cảm biến dò line MTE-L021.

Thơng số kỹ thuật:

-



Điện áp hoạt động: 5V (DC)

Vi xử lí tích hợp: Stm8s003F3P6

Số mắt line số: 5 mắt

Tín hiệu trả về: Digital (0/1)

Kích thước: Rộng: 27mm, Dài: 107mm, Cao 190mm.



Sơ đồ nguyên lý mạch : (Hình 2.9)



Hình . Sơ đồ nguyên lý



Cảm biến siêu âm HC-SRF04



Hình . Nguyên lý hoạt

động



Hình . Các chân HC_SRF04



Page 22



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

2 Chức năng từng khối

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×