Công nghệ robot tránh vật cản – cơ sở cơ bản của robot hiện đại

Với nhu cầu cuộc sống ngày càng phát triển, mỗi công nghệ mới hiện đại đều có một sức hút rất lớn. Robot dò đường tránh vật cản cũng là một trong những công nghệ mới, đã và đang được áp dụng vào đời sống sinh hoạt hằng ngày của con người. Sau đây Uniduc sẽ cùng các bạn tìm hiểu và hướng dẫn cách làm robot tránh vật cản đơn giản.

Danh mục

• Robot tránh vật cản là gì?
• Chuẩn bị linh kiện thiết kế Robot tránh vật cản
• Thiết kế robot tránh vật cản Arduino
• Lập trình Robot tránh vật cản
• Hoạt động của Robot
• Ứng dụng của Robot tránh vật cản

Robot tránh vật cản là gì?

Là một loại Robot di động có thể tự tránh các chướng ngại vật phía trước để tiếp tục tự tìm đường đi. Với tính năng dò đường nên còn được gọi là Robot dò line tránh vật cản. Dù chỉ là một công nghệ nhỏ nhưng nó là cơ sở cho những ứng dụng hết sức hiện đại.

Chuẩn bị linh kiện thiết kế Robot tránh vật cản

Sơ đồ mạch Robot tránh vật cản:

Phần cứng linh kiện cần có

• Arduino Uno
• Cảm biến tìm dải siêu âm – HC – SR04
• IC điều khiển động cơ – L298
• Động cơ Servo (Tower Pro SG90)
• Động cơ giảm tốc x 2
• Khung gầm robot
• Nguồn cấp
• Đầu nối pin
• Giá đỡ pin

Chức năng linh kiện

• Arduino Uno R3: là một bo mạch thế hệ thứ 3 (R3). Vi điều khiển ATmega328 8bit. Có 32KB bộ nhớ Flash lưu trữ các lệnh lập trình. 2KB cho SRAM các biến khai báo được lưu ở đây. 1KB cho EEPROM được xem là ổ cứng mini giúp lưu dữ liệu mà không lo mất. Arduino Uno có 14 chân (6 chân hardware PWM) I / O kỹ thuật số. Trong đó chúng ta sẽ sử dụng 7 chân trong đề tài.
• HC – SR04: là một cảm biến đo khoảng cách bằng sóng siêu âm. Là 1 module nhỏ có thể đo chính xác khoảng cách từ 2 đến 300cm.
• L293D: Đây là module mở rộng chuyên sử dụng cho các cơ cấu điều khiển động cơ. L293D rất dễ vận hành với nhiều chức năng và có thư viện hỗ trợ. Các chân rất tương thích với Arduino, nên rất dễ dàng lập trình.
• Động cơ Servo: Tower Pro SG90 là động cơ servo đơn giản, thường dùng trong thiết kế Robot. Có thể quay 90 độ ở mỗi hướng (tổng khoảng 180 độ).

Thiết kế robot tránh vật cản Arduino

Robot được xử lý điều khiển chính trên vi điều khiển Arduino. Gồm 14 chân I/O kỹ thuật số, chúng ta dùng 7 chân để sử dụng trong dự án xe Robot Arduino này.

Cảm biến siêu âm kết nối 4 chân: VCC, Echo, GND và Trig. Trong đó VCC và GND kết nối lần lượt với +5V và GND của Arduino. Chân Trig ( kích hoạt) kết nối với chân thứ 9 còn Echo kết nối với chân số 8 của Arduino tương ứng. Để xoay cảm biến siêu âm chúng ta sử dụng một động cơ Servo kết nối vào chân 11 của Arduino, các chân VCC và GND cũng lần lượt được nối vào chân +5V và GND.

Robot tránh vật cản dùng L298 là 1 IC có 16 chân. Chân 1 và 9 của L298 kết nối với chân +5V Arduino. Chân 2 và 7 điều khiển động cơ thứ nhất bên trái. Chân 10 và 15 điều khiển động cơ thứ 2 bên phải. Chúng được kết nối lần lượt với các chân 6,7, 5 và 4 của vi điều khiển Arduino. Các chân nối đất của L298 là 4, 5, 12 và 13 nối với chân GND.

Động cơ bánh xe bên trái được nối vào 2 chân 3 và 6 của L298. Tương tự với động cơ bên phải kết nối vào chân 11 và 14. Chân VCC1 của L298 là chân thứ 16, chân VCC2 là chân thứ 8. VCC1 kết nối với +5V, chân VCC2 có nối ở bất kỳ giữa 4.7V và 36V. Với dự án robot tránh vật cản dùng Arduino này sẽ nối vào +5V

Chú ý: Nguồn cung cấp điều khiển động cơ cho các chân 1 (bật 1), chân 8 ( VCC2), chân 9 (cho phép 2) và chân 16 (VCC1) phải được cấp bằng nguồn riêng biệt.

Lập trình Robot tránh vật cản

Sau khi hoàn thành lắp ráp cơ khí robot. Chúng ta sẽ tiếp tục tìm hiểu code robot dò line tránh vật cản để dự án có thể vận hành. Các bạn có thể lập trình Arduino trên IDE.

Sau đây là code và giải thích chi tiết các câu lệnh. Cho các bạn có nhu cầu tìm hiểu và làm đề tài đồ án Robot tránh vật cản tham khảo tại đây.

Hoạt động của Robot

Sau khi hoàn thành đổ chương trình và vận hành bật nguồn Robot. Các động cơ sẽ bắt đầu chạy di chuyển về phía trước. đồng thời, cảm biến siêu âm sẽ phân tích dữ liệu vật cản. Các thông tin được chuyển và xử lý bởi bộ điều khiển trung tâm Arduino. Khoảng cách giữa vật cản và Robot nếu nhỏ hơn 15cm robot sẽ dừng lại và quay sang trái (hoặc phải). Đến khi không còn vật cản Robot sẽ tiếp tục di chuyển. Trước khi di chuyển, Robot lùi lại và tính toán khoảng cách vật cản bên trái và phải. Bên nào có khoảng cách lớn hơn thì Robot sẽ quay về hướng ấy. Quá trình này sẽ lặp lại với tất cả các vật cản tiếp theo khi Robot di chuyển

Ứng dụng của Robot tránh vật cản

AGV – Robot vận chuyển hàng hóa trong công nghiệp

Là ứng dụng thực tiễn được sử dụng rất nhiều trong các nhà máy. AGV có nhiệm vụ vận chuyển hàng hóa nhanh chóng từ công đoạn này đến công đoạn khác. Với khả năng tìm đường và tránh vật cản AGV sẽ thực hiện nhiệm vụ chính xác và an toàn. Việc sử dụng AGV cũng sẽ tăng tính đồng bộ, tăng năng suất lao động cho các doanh nghiệp.

Ứng dụng vào ô tô

Các dòng ô tô mới hiện đại luôn có hệ thống cảnh báo trước va chạm. Với việc thiết lập hệ thống này giúp người lái luôn trong thế chủ động khi di chuyển tránh những tai nạn ngoài ý muốn. Ngoài ra, còn giúp người lái có những trải nghiệm mới lạ. Khi lùi xe vào chỗ đậu, các cảm biến liên tục đo. Nếu gần va chạm sẽ báo cho người lái biết, tránh những thiệt hại không cần thiết.

Trên đây là một số kiến thức của chúng tôi về Robot tự hành tránh vật cản, cũng như là cách làm robot tránh vật cản đơn giản. Đây là những kiến thức cơ bản nhất về công nghệ Robot, các bạn có thể từ đây để tìm hiểu thêm những điều hay hơn. Cảm ơn các bạn đã luôn đồng hành và đón đọc bài viết của chúng tôi. Xin chân thành cảm ơn.

UNIDUC – KIẾN TẠO NHÀ MÁY SẢN XUẤT TỰ ĐỘNG

• Hotline: 089 6688 629 (Phòng kinh doanh)
• Địa chỉ: 22 Đường 54, Thảo Điền, Quận 2, TP.HCM
• Email: [email protected]
• Website: friend.com.vn