Luận văn đề tài: Thiết kế robo đo đường

THIẾT KẾ MẠCH ANALOG GVHD: THS.NGUYỄN VĂN HÀO Sự phát triển của khoa học kỹ thuật ngày càng nhanh tạo ra nhiểu sản phẩm phục vụ nhu cầu của con người trong mọi lĩnh vực. Các công nghệ mới luôn thu hút được sự quan tâm, chú ý của nhiều người.Đặc biệt là công nghệ chế tạo robot. Robot di động(Mobile Robot) là một thành phần có vai trò quan trọng trọng ngành robot học. Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của các hệ thống tự động hóa, robot di động ngày một được hoàn thiện và càng cho thấy lợi ích của nó trong công nghiệp và sinh hoạt. Một vấn đề rất được quan tâm khi nghiên cứu về robot di động là làm thế nào để robot biết được vị trí nó đang đứng và có thể di chuyển tới một vị trí xác định, đồng thời có thể tự động tránh được các chướng ngại vật trên đường đi. Với suy nghĩ là ứng dụng các kiến thức đã học ở trường và tìm hiểu thêm ở bên ngoài, chúng em đã quyết định chọn đề tài :”THIẾT KẾ ROBOT DÒ ĐƯỜNG” Do điều kiện hạn chế về mặt thời gian như kinh nghiệm còn ít nên chương trình còn có nhiều sai sót,rất mong dược sự đóng góp ý kiến của thầy cô và các bạn Trong quá trình thực hiện đồ án, chúng em xin chân thành cảm ơn thầy NGUYỄN VĂN HÀO giáo viên hướng dẫn, các thầy cô trong Khoa Kỹ Thuật và Công Nghệ, các bạn trong và ngoài lớp đã trao đổi, góp ý, giúp đỡ chúng em hoàn thành đồ án môn học này. Chúng em xin chân thành cảm ơn. LỚP ĐTVT-K31 NHÓM 5 Page 1 THIẾT KẾ MẠCH ANALOG GVHD: THS.NGUYỄN VĂN HÀO CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU Thật ra, robot dò đường là 1 biến thể đặc biệt của robot hướng sáng. Sở dĩ nói như vậy là do chúng có cùng nguyên tắc hoạt động là sử dụng cảm biến quang điện ( quang trở hoặc diode hồng ngoại) để so sánh cường độ sáng từ đó điều chỉnh hướng đi thích hợp. Tuy nhiên, ở robot dò đường, cảm biến được bố trí gần mặt đường và nguồn sáng để so sánh lúc này do chính robot tạo ra. Nhưng do đâu lại có sự sai lệch về cường độ sáng. Câu trả lời nằm ở đường vẽ, đường vẽ này có tính chất khác với xung quanh, thường thì nó có màu đen để hấp thụ ánh sáng. Khi robot đi lệch vào vùng có vạch vẽ, ánh sáng phát ra từ robot không phản xạ lại như bình thường mà bị đường kẻ hấp thụ 1 phần làm sai lệch độ sáng giữa 2 cảm biến. Việc còn lại là thiết kế sao cho robot có hành vi khắc phục sự sai lệch đó và ta có được loại robot đi theo đường vẽ. LỚP ĐTVT-K31 NHÓM 5 Page 2 THIẾT KẾ MẠCH ANALOG GVHD: THS.NGUYỄN VĂN HÀO CHƯƠNG II GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT CÁC LINH KIỆN TRONG MẠCH 2.1Các linh kiện sử dụng trong mạch 2 con khuếch đại thuật toán LM741. 2 con BJT loại NPN C1815 2 quang trở. 2 led siêu sáng (trắng,đỏ). 6 điện trở 10k. 2 Mô tơ, loại cỡ 5V Nguồn sử dụng 9V hoặc 4.5V (ở đây dùng nguồn 9V). 4 điện trở hạn dòng cho led phát 1k 2.2-Nguyên lý hoạt động của từng loại linh kiện 2.2.1Vi mạch khuyêch đại thuật toán LM741: Vi mạch khuyếch đại thuật toán 741 có hai đầu vào inverting (Đảo), non- inverting (thuận) và đầu ra ở chân 6. Khuyếch đại đảo: Chân 2 nối với tín hiệu vào và tín hiệu ra đảo LỚP ĐTVT-K31 NHÓM 5 Page 3 THIẾT KẾ MẠCH ANALOG GVHD: THS.NGUYỄN VĂN HÀO Khuyếch đại không đảo: Chân 3 nối với tín hiệu vào và tín hiệu ra không đảo Để 741 hoạt động được, cần phải lắp thêm 2 điện trở R1, R2 vào mạch như sơ đồ ở hình dưới Tính hệ số khuyếch đại của mạch dùng vi mạch 741 Khuyếch đại đảo: Hệ số khuyếch đại (AV) = -R2 / R1 Ví dụ: Nếu R2 = 100 Kohm, R1 = 10 kohm, hệ số khuyếch đại của mạch: -100 / 10 = -10 (AV) Nếu điện áp đầu vào là 0.5v thì điện áp đầu ra 0.5v X -10 = -5v Khuyếch đại không đảo : Hệ số khuyếch đại(AV) = 1+(R2 / R1) Ví dụ: Nếu R2 = 1000 kohm, R1 = 100 kohm, hệ số khuyếch đại của mạch: 1+ (1000/100) = 1 + 10 Hệ số khuyếch đại (AV) = 11 LỚP ĐTVT-K31 NHÓM 5 Page 4 THIẾT KẾ MẠCH ANALOG GVHD: THS.NGUYỄN VĂN HÀO Nếu tín hiệu đầu vào là 0.5V thì tín hiệu đầu ra 0.5 X 11 = 5.5v 2.3 – NPN C1815: 2.3.1Cấu tạo của Transistor. ( Bóng bán dẫn ): Transistor gồm ba lớp bán dẫn ghép với nhau hình thành hai mối tiếp giáp P-N , nếu ghép theo thứ tự PNP ta được Transistor thuận , nếu ghép theo thứ tự NPN ta được Transistor ngược. về phương diện cấu tạo Transistor tương đương với hai Diode đấu ngược chiều nhau . Cấu tạo Transistor • Ba lớp bán dẫn được nối ra thành ba cực , lớp giữa gọi là cực gốc ký hiệu là B ( Base ), lớp bán dẫn B rất mỏng và có nồng độ tạp chất thấp. • Hai lớp bán dẫn bên ngoài được nối ra thành cực phát ( Emitter )viết tắt là E, và cực thu hay cực góp ( Collector ) viết tắt là C, vùng bán dẫn E và C có cùng loại bán dẫn (loại N hay P ) nhưng có kích thước và nồng độ tạp chất khác nhau nên không hoán vị chonhau được. 2.3.2- Nguyên tắc hoạt động của Transistor. Xét hoạt động của Transistor NPN : LỚP ĐTVT-K31 NHÓM 5 Page 5 ... - tailieumienphi.vn