CHE TAO ROBOT

Hướng dẫn
ROBOCON 2005 Sample Robots
Người dịch:
[email protected]
www.robocon.vn
www.skynet.com.vn





Hà nội 2006
Nội dung


Chương 1: Điều khiển DC Motor

Giới thiệu hoạt động DC motor
Điều khiển hướng chuyển động dùng mạch cầu H
Điều khiển DC motor dòng nhỏ (1A) dùng L293B
Điều khiển DC motor dòng lớn (2A) dùng L298
Điều khiển tốc độ DC Motor dùng chỉnh độ rộng xung (Pulse Width Modulation -PWM)
Phần cứng Pulse Width Modulation (PWM)
Phần mềm Pulse Width Modulation (PWM)


Chương 2: Dò đường trắng dùng Sensor hồng ngoại (IR)

2.1 các đặc tính của IR sensor
2.2 IR Sensor điều biến


Chương 3: Lập trình Robot tự động

3.1 Chạy theo đường trắng
3.2 Dò và đếm những đường cắt


Chương 1: Điều khiển DC Motor

Giới thiệu hoạt động DC motor

Để cho motor 1 chiều hoạt động, chúng ta cần đặt 1 điện áp 1 chiều vào motor and 1 dòng điện 1 chiều sẽ chạy qua motor, motor sẽ quay theo 1 chiều nào đó.






Nếu chúng ta đổi chiều của điện áp 1 chiều này, motor sẽ quay ngược lại





Chú ý: điện áp V và dòng I không nên vượt quá giá trị được ghi trên motor, nếu không motor sẽ bị hỏng. Tuy nhiên nếu ta đặt 1 điện áp thấp hơn V hoặc 1 dòng điện thấp hơn I, thì tốc độ và độ chịu tải của motor sẽ giảm theo.


Điều khiển hướng chuyển động dùng mạch cầu H

Để điều khiển hướng quay của motor 1 chiều, chúng ta cần đặt điện áp lên motor. Có 1 mạch phổ biến dùng để điều khiển motor gọi là cầu H. Nó được gọi như vậy bởi vì mạch này trông giống hình chữ ‘H’. Một trong những khả năng cực hay của mạch này là nó cho phép điều khiển motor tiến lên hoặc lùi lại ở bất kỳ tốc độ nào, ngoài ra nó còn có thể dùng 1 nguồn điện độc lập [1].





Khi đầu vào ‘Direction’ ở trạng thái cao thì motor sẽ chuyển sang chế độ hướng bình thường. Nếu đầu vào ‘Direction’ ở trạng thái thấp thì motor sẽ quay ngược chiều.

Có rất nhiều loại IC dùng cho mạch cầu H. Loại phổ thông dùng cho motor dòng thấp là L293B và motor dòng cao là L298.


Điều khiển DC motor dòng nhỏ (1A) dùng L293B

Ứng dụng điển hình của L293B được vẽ trên hình dưới [2]. Vs là điện áp đặt vào motor và có thể lên tới 36V. Dòng lớn nhất của L293B có thể lên tới 1A mỗi kênh. Một IC L293B có thể dùng để điều khiển 2 motor. Đầu vào 2 và 7 dùng để điều khiển motor 1. Đầu 10 và 15 dùng để điều khiển motor 2. Diode D1 và D8 tạo 1 mạch cặp. L293B là một IC phổ thông có thể mua ở các cửa hàng điện tử (giá khoảng 20 ngàn đồng – tham khảo www.skynet.com.vn)








Trong các robot tự động, chúng tôi sử dụng con L293B để điều khiển motor rẽ trái và phải. Mạch được vẽ trên hình dưới đây.

Trong sơ đồ P1.1 và P1.3 là các tín hiệu điều khiển chiều motor từ con vi sử lý 87C552. Những tín hiệu điều khiển hướng này được tổ hợp AND với các tín hiệu điều biến độ rộng xung PWM0 và PWM1 để điều khiển tốc độ motor. Chúng tôi sẽ giải thích việc điều khiển này trong mục sau.

Nguồn motor được cung cấp vào chân 8 của con L293B. Điện áp thực tế phụ thuộc vào thông số của motor, thường từ 9V đến 12V. Robot mẫu này sử dụng điện áp 12V. Chân 16 được nối vào điện áp 5V logic dùng làm nguồn IC.

L1 và L2 tách nguồn nuôi L293B ra khỏi hệ thống. Chúng hoạt động giống như những bộ lọc các tín hiệu nhiễu được sinh ra bởi motor.





Điều khiển DC motor dòng lớn (2A) dùng L298

L298 cũng tương tự như con L293B nhưng nó cho phép dòng lớn hơn. Ứng dụng điển hình được miêu tả như sau [3]. (Giá con này khoảng 40 ngàn đồng – tham khảo www.skynet.com.vn)








Cho ứng dụng dòng lớn hơn, chúng ta dùng 2 kênh như hình vẽ trên. Vs là nguồn motor và Vss là nguồn logic. Điện trở Rs được dùng để hạn chế.

Trong robot mẫu điều khiển bằng tay, chúng tôi dùng con L298 để điều khiển 2 motor