Tiểu luận: Xe Đua Dò Line
Ngành: Tự động hóa
Tóm tắt nội dung tài liệu:
Đồ án môn học 1 này tập trung vào việc thiết kế và chế tạo một robot dò line. Robot dò line là một hệ thống tự động có khả năng di chuyển theo một vạch kẻ trên mặt đất, thường là đường line màu đen trên nền trắng hoặc ngược lại. Đồ án này trình bày chi tiết về cấu trúc, nguyên lý hoạt động, các thành phần linh kiện, sơ đồ mạch điện tử, thuật toán điều khiển và mã nguồn lập trình cho robot.
Cấu trúc của robot bao gồm:
- Hai bánh xe sau được nối với động cơ truyền động.
- Hai bánh xe trước được điều khiển bằng động cơ Servo để thay đổi hướng di chuyển.
- Bo mạch chủ sử dụng vi điều khiển AVR Atmega8 để xử lý tín hiệu từ cảm biến và điều khiển hoạt động của xe.
- Hệ thống cảm biến dò đường bao gồm 6 cặp quang trở - LED siêu sáng để phát hiện vạch kẻ đường.
Phần cứng bao gồm mạch nguồn sử dụng IC ổn áp 7805 để cung cấp nguồn 5V cho vi điều khiển, và mạch điều khiển sử dụng chip Atmega8. Mạch công suất sử dụng IC L298 để điều khiển động cơ, mỗi IC L298 có thể cung cấp dòng 2A cho mỗi cầu H, hoặc 4A khi kết hợp hai cầu H. Cần gắn tản nhiệt cho IC L298 do khả năng sinh nhiệt cao khi hoạt động.
Đường đua được thiết kế với nhiều dạng địa hình như đường thẳng, đường vòng, khúc cua 90 độ, đường cong chữ S, và có cả độ dốc. Các vạch kẻ đường được quy định rõ ràng về kích thước và khoảng cách để robot có thể nhận diện và bám theo.
Nguyên lý hoạt động của robot dựa trên việc cảm biến dò đường phát hiện sự thay đổi màu sắc của mặt đường. Tín hiệu từ cảm biến được gửi về vi điều khiển Atmega8. Dựa trên các tín hiệu này, vi điều khiển sẽ điều khiển động cơ Servo để điều chỉnh hướng đi và động cơ bánh xe để duy trì tốc độ, đảm bảo robot di chuyển chính xác theo đường line.
Thuật toán điều khiển tập trung vào việc liên tục kiểm tra tín hiệu từ cảm biến và điều chỉnh hướng đi của robot thông qua động cơ Servo với tần suất 20ms. Khi gặp các vạch báo hiệu đặc biệt (như khúc cua 90 độ, chuyển làn), tốc độ của robot sẽ được giảm xuống để xử lý tình huống dễ dàng hơn.
Mã nguồn lập trình được viết bằng ngôn ngữ C, sử dụng các thư viện của AVR và các hàm điều khiển PWM để điều chỉnh tốc độ động cơ và góc quay của Servo.
Mục lục chi tiết:
- Giới thiệu (Trang 4)
- I. Tổng quan (Trang 4)
- 1. Cấu trúc (Trang 4)
- 2. Hệ thống điều khiển (Trang 4)
- 3. Sơ đồ nguyên lý hệ thống điều khiển (Trang 5)
- II. Hoạt động (Trang 7)
- 1. Đặc tả đường đua (Trang 7)
- 2. Hoạt động của động cơ Servo (Trang 10)
- 3. Hoạt động của sensor dò đường (Trang 11)
- 4. Giải thuật (Trang 12)
- 5. Code điều khiển (Trang 13)
- III. Ứng dụng, hạn chế và hướng giải quyết (Trang 28)