Đồ Án Robot hút bụi

LỜI NÓI ĐẦU
Trong xu thế hiện nay, đất nước ta đang chuyển mình theo sự phát triển chung của
thế giới bằng nền sản xuất đa dạng và đầy chuyển biến. Trên đà phát triển đó, vấn đề tự
động hóa trong quá trình vệ sinh nhà máy và trong đời sống sinh hoạt trở thành một nhu
cầu cần thiết hơn bao giờ hết. Việc ứng dụng tự động hóa vào quá trình vệ sinh trong
quá trình sản xuất đã trở nên phổ biến trong các máy móc hiện đại ngày nay và ngày
càng được đưa lên một tầm cao mới quan trọng hơn và thiết thực hơn với cuộc sống của
con người.
Robot hút bụi là một thành phần có vai trò quan trọng trong ngành Robot học.
Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của các hệ thống Điện - Điện tử, robot hút bụi tự động
ngày một được hoàn thiện và càng cho thấy lợi ích của nó trong công nghiệp và sinh
hoạt hằng ngày.
Một vấn đề rất được quan tâm khi nghiên cứu về robot hút bụi là làm thế nào để
robot có thể di hết một khu vực nhất định mà có thể tự động tránh được chướng ngại vật
trên đường đi. Tiểu luận này có mục đích đưa ra một vài phương pháp để giải quyết vấn
đề trên.

MỤC LỤC
TRANG BÌA .
LỜI CẢM ƠN
NHIỆM VỤ LUẬN VĂN .
PHIẾU CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
MỤC LỤC .
DANH SÁCH HÌNH ẢNH .
LỜI NÓI ĐẦU .
CHƯƠNG I
GIỚI THIỆU TỔNG QUAN . 1
1.1 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 2
1.2 YÊU CẦU VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI. . 3
1.2.1 Yêu cầu. 3
1.2.2 Hướng nghiên cứu. . 3
1.3 GIẢI BÀI TOÀN TÌM ĐƯỜNG CHO ROBOT TỰ HÀNH 4
1.4 NHỮNG PHƯƠNG PHÁP TRÁNH VẬT CẢN PHỔ BIẾN . 6
1.4.1 Sử dụng cảm biến siêu âm . 6
1.4.2 Dùng xử lý ảnh . 7
1.4.2.1 Phương pháp Optical Flow . 7
1.4.2.2 Phương pháp trừ nền . 8
iv
1.5 PHƯƠNG PHÁP TRÁNH VẬT CẢN TRONG LUẬN VĂN 8
CHƯƠNG II
CẢM BIẾN 9
2.1 PHÂN LOẠI CẢM BIẾN . 10
2.1.1 Cảm biến nội . 10
2.1.2 Cảm biến ngoại . 10
2.1.3 Cảm biến khóa 10
2.2 MỘT SỐ CẢM BIẾN THƯỜNG GẶP . 10
2.3 CẢM BIẾN SIÊU ÂM SRF05 VÀ ĐẶC ĐIỂM KĨ THUẬT . 11
2.3.1 Giới thiệu chung 11
2.3.2 Các chế độ của SRF05 11
2.3.2.1 Chế độ 1 : Tương ứng SRF04 – tách biệt kích hoạt và phản hồi . 11
2.3.2.2 Chế độ 2 : Dùng một chân cho cả kích hoạt và phản hồi 12
2.3.3 Hoạt động phát và nhận phản hồi sóng âm cơ bản của SRF05 14
2.4 CÁC SAI SỐ NHIỄU PHỔ BIẾN VỚI CẢM BIẾN SIÊU ÂM . 16
2.4.1 Sai số lặp . 16
2.4.2 Hiện tượng forecasting 16
2.4.3 Hiện tượng crosstalk . 17
2.4.4 Phân loại hiện tượng đọc chéo 16
2.4.5 Xử lý hiện tượng đọc chéo của siêu âm 17
2.4.5.1 Thuật ngữ. . 18
2.4.5.2 Các ký hiệu được sử dụng 19
iv
2.4.5.3 Phân tích xử lý hiện tượng crosstalk. 20
2.4.6 Chứng minh 21
CHƯƠNG III
ĐỘNG CƠ VÀ CÁC THIẾT BỊ LIÊN QUAN . 16
3.1 ĐỘNG CƠ . 17
3.1.1 Phân loại motor điện. 17
3.1.2 Mô hình hóa động cơ DC. . 18
3.1.3 Phương pháp điều khiển tốc độ động cơ . 19
3.1.4 Phương pháp ổn định động cơ dùng thuật toán PID . 20
3.2 MẠCH CẦU H 22
3.3 ENCODER. 2
CHƯƠNG IV
GIỚI THIỆU VỀ LPC1114 . 30
4.1 THÔNG TIN CHUNG VI ĐIỀU KHIỂN ARM CORTEX-M0. 31
4.2 KHỐI TIMER 35
4.2.1 Giới thiệu chung 35
4.2.2 Timer 32 bit 35
4.2.2.1 Timer 32 bit TMR32B0 37
4.2.2.2 Timer 32 bit TMR32B1 38
4.2.3 Timer 16 bit 40
4.2.3.1 Timer 16 bit TMR16B0 41
4.2.3.2 Timer 16 bit TMR16B1 42
iv
4.3 Ứng dụng chức năng PWM của timer 44
4.3.1 Quy tắc điều rộng xung 44
4.3.1 Trình tự thiết lập PWM 45
4.4 Các timer được sử dụng trong luận văn. 46
4.5 Nạp chương trình cho vi điều khiển. 50
CHƯƠNG V
THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH ROBOT HÚT BỤI . 61
5.1 PHẦN CỨNG 62
5.1.1 Sơ đồ khối . 62
5.1.2 Mạch nguồn 63
5.1.3 Mạch cầu H . 65
5.1.4 Máy hút bụi. . 67
5.1.5 Mạch điều khiển LPC1114 68
5.2 GIẢI THUẬT 77
5.2.1 Phương pháp quét theo các đường thẳng song song 78
5.2.2 Phương pháp quét theo đường xoắn ốc 79
5.2.3 Giải thuật tránh vật cản 82
CHƯƠNG VI
KẾT QUẢ VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 83
6.1 KẾT QUẢ 84
6.2 MỘT SỐ KHÓ KHĂN VÀ HẠN CHẾ CỦA ĐỀ TÀI 85
6.2.1 Khó khăn . 85
iv
6.2.2 Hạn chế của đề tài 85
6.3 HƯỚNG PHÁT TRIỂN . 86
TÀI LIỆU THAM KHẢO 88