chương 1: khái quát động cơ servo

- Vi điều khiển (VĐK) gởi tín hiệu điều khiển hệ Pan-Tilt hoạt động (mang cảm biến quay và quét).- Trong quá trình Pan-Tilt quay, cảm biến SRF04 liên tục phát ra sóng để đo khoảng cách xác định có vật. Khi có vất, SRF04 gởi tín hiệu (giá trị tọa độ tại điểm có vật) về VĐK.- VĐK gởi tọa độ này lên máy tính để thực hiện việc vẽ biên dạng vật.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
chương 1: khái quát động cơ servo Lời mở đầuSau 1 khoảng thời gian học tập, tìm hiểu và làm việc nghiêm túc,đồ án đã hoàn thành đúng kỳ hạn. Để có được thành quả này, mộtmặt là sự cố gắng và kiến thức của bản thân, mặt khác còn là sự chỉdẫn tận tình của thầy cô, sự giúp đỡ của bạn bè. Xin được gửi lờicảm ơn đến Thầy KS. Lê Tấn Cường, giáo viên hướng dẫn, ngườiđã trực tiếp chỉ bảo, giúp đỡ nhóm thực hiện trong suốt thời gianthực hiện đồ án.A. Tổng quan đề tài: Sau 1 khoảng thời gian hơn 2 tháng học tập và làm việc, đềtài đã hoàn thành đúng thời hạn. Đề tài đã giải quyết được nhữngvấn đề trọng tâm sau:- Nghiên cứu sử dụng phần mềm MatLab, một trong những phầnmềm kỹ thuật mạnh nhất hiện nay.- Nghiên cứu sử dụng công cụ lập trình giao diện GUI trênMatLab.- Nghiên cứu chuẩn RS232 và giao tiếp máy tính bằng MatLab.- Tìm hiểu họ vi điều khiển AVR - Atmega 32.- Tìm hiểu cấu trúc hệ Pan-Tilt, thiết kế được 1 hệ Pan-Tilt cơ bản.- Tìm hiểu cảm biến siêu âm SRF04, xác định khoảng cách dùngSRF04. MatLab Programing PAN-TILT Hình 01: Sơ đồ khối tổng thể* Quy trình: - Vi điều khiển (VĐK) gởi tín hiệu điều khiển hệ Pan-Tilthoạt động (mang cảm biến quay và quét). - Trong quá trình Pan-Tilt quay, cảm biến SRF04 liên tụcphát ra sóng để đo khoảng cách xác định có vật. Khi có vất, SRF04gởi tín hiệu (giá trị tọa độ tại điểm có vật) về VĐK. - VĐK gởi tọa độ này lên máy tính để thực hiện việc vẽ biêndạng vật.B. Lý thuyết: I. Cảm biến siêu âm SRF04 (Sonar Range Finder): 1. Giới thiệu SRF04: - Siêu âm Devantech SRF04 được sử dụng để thu các thôngtin về khoảng cách một cách chính xác trong dải từ 3cm đến 3m.Sensor này gồm bộ thu phát siêu âm tách biệt, sensor có 4 chân nốitrong đó hai chân cho nguồn nuôi, hai chân còn lại một cho xungtín hiệu vào (Trigger Pulse Input), một cho tín hiệu ra (Echo PulseOutput). Hình 2.1: Mặt top SRF04 Hình 2.2: Mặt bottom SRF04 - SRF04 hoạt động thông qua việc truyền một xung âm thanhcó tần số nằm ngoài dải tần số nghe của con người. Xung nàytruyền ở tốc độ âm thanh khoảng 0.9ft/giây, dưới dạng một chùmhình nón, âm thanh phản xạ trở lại tới đầu thu từ vật thể bất kì trênđường đi của sóng siêu âm. Tín hiệu điện tại đầu thu có dạng cácxung với độ kéo dài xung phụ thuộc vào khoảng cách phản xạ kểtừ vị trí vật tới đầu thu. Để việc thu phát làm việc hiệu quả, bộ pháttạm ngừng phát sóng trong khoảng thời gian siêu âm được truyềnsau đó đợi tín hiệu phản xạ.- Xung ở đầu ra của sensor được đưa tới chân ngắt INT2 của viđiều khiển. Việc xác định thời gian kéo dài xung sẽ giúp cho chúngta xác định được khoảng cách. 2. Thông số kỹ thuật: + Điện áp sử dụng: 5VDC. + Dòng tiêu thụ: cực đại là: 50mA, thường là 30mA. + Vùng làm việc của sensor: phát hiện khoảng cách từ 3cmtới 3m. + Tần số sử dụng 40Khz. + Xung kích phát 10us mức cao tương thích TTL. + Xung phản xạ mức cao có độ rộng xung tỉ lệ với khoảngcách. + Góc mở của bộ phát : 300. + Vùng làm việc của sensor: phát hiện khoảng cách từ 3cmtới 3m.3. Nguyên lý hoạt động: Hình 3: Giản đồ xung thu phát SRF04 - Tín hiệu xung kích phát siêu âm được giữ ở mức thấp (logic0) và sau đó đưa lên mức cao (logic 1) trong 10us để khởi phátxung siêu âm. Trong đề tài, chúng em tạo xung trigger từ chânPD.7 của VĐK, nối chân này với chân Trigger Pulse Input củaSRF04 để kích nó hoạt động. - Xung siêu âm được tạo ra thông qua sườn xuống của tínhiệu lối vào. Sau khi được kích phát, sóng siêu âm sẽ được phát ratrong 8 chu kì burst. Bộ nhận sẽ giữ khoảng trống trong khoảngthời gian chừng 100us để tránh nhiễu... và sau đó cho tự động tạoxung cạnh lên ở chân Echo (set chân này lên mức cao). Lúc này sẽcó ngắt cạnh lên ở INT2 của VĐK. - Sóng siêu âm từ cảm biến phát ra ngoài môi trường, phảnxạ trở lại khi gặp vật cản. Khi có tín hiệu phản xạ về cảm biến thìcảm biến sẽ đưa chân Echo xuống mức thấp, lúc này tạo ra ngắtcanh xuống ở chân INT2. Trường hợp nếu không gặp vật cản nàothì chân Echo sẽ tự động rớt xuống mức thấp sau 1 khoảng thờigian timeout mặc định là 36ms kể từ lúc có cạnh lên trên chânEcho. - Để xác định được khoảng cách giữa cảm biến và vật, ta tiếnhành đo khoảng time từ lúc có xung cạnh lên tới lúc có xung cạnhxuống trên chân Echo. Cụ thể chúng em dùng ngắt INT2 để xácđịnh thời điểm có xung cạnh lên/xuống (trên chân Echo) và kếthợp với Timer0 (có ngắt tràn) để đo khoảng time đó. - Kết quả đo tính theo lý thuyết của nhà sản xuất: Khoảng cách (cm) = Thời gian(us)/58 Khoảng cách (inch) = Thời gian(us)/1483. Sử dụng cảm biến:3.1. Kết nối phần cứng: 5V 1 INT2 echo AT ...