Ứng dụng kết nối Arduino - lập trình điều khiển robot vẽ chữ Delta Rostock

Robot song song Delta Rostock với nhiều ưu điểm về độ cứng vững, độ chính xác cũng như khả năng ứng dụng trong thực tế và cho đến nay đã dần khẳng định vai trò quan trọng không thể thiếu trong nhiều lĩnh vực như: Y tế, công nghiệp, dịch vụ… Bài viết Ứng dụng kết nối Arduino - lập trình điều khiển robot vẽ chữ Delta Rostock tập trung vào vấn đề kết nối mạch Aduino - Robot vẽ chữ, điều khiển bằng máy tính.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Ứng dụng kết nối Arduino - lập trình điều khiển robot vẽ chữ Delta Rostock Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2018. ISBN: 978-604-82-2548-3 ỨNG DỤNG KẾT NỐI ARDUINO - LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN ROBOT VẼ CHỮ DELTA ROSTOCK Trần Văn Hải, Triệu Thị Minh Thu Khoa Cơ khí - Trường Đại học Thủy lợi 1. GIỚI THIỆU CHUNG nhau trên bàn máy di động thì Robot lại có khả năng làm việc tương ứng với đầu công Robot song song Delta Rostock với nhiều tác tích hợp: như một máy in 3D, robot lắp ưu điểm về độ cứng vững, độ chính xác cũng ráp linh kiện điện tử, máy phay mini, tay gắp như khả năng ứng dụng trong thực tế và cho vật... Trong giới hạn bài viết này tác giả trung đến nay đã dần khẳng định vai trò quan trọng vào vấn đề kết nối mạch Aduino - Robot vẽ không thể thiếu trong nhiều lĩnh vực như: y chữ, điều khiển bằng máy tính. tế, công nghiệp, dịch vụ… Trong lĩnh vực y tế, robot có độ chính xác cao đảm bảo khả năng thao tác trong các nhiệm vụ như phẫu thuật. Trong lĩnh vực công nghiệp, robot song song có thể thao tác nhanh với gia tốc lớn đảm bảo trong quá trình lắp đặt, phân loại sản phẩm. Robot song song ứng dụng trong máy in 3D là một sản phẩm đã và đang ứng dụng rất nhiều trong đời sống... Bên cạnh đó sự xuất hiện của Aduino từ năm 2005, ngày càng phổ biến phát triển mạnh mẽ đã hỗ trợ rất nhiều cho việc lập trình và thiết kế điều khiển [5]. Phần cứng của thiết bị đã được tích hợp nhiều chức năng Hình 1. Mô hình Robot đã được cơ bản và là mã nguồn mở, ngôn ngữ lập thiết kế và chế tạo trình dễ sử dụng tương thích với ngôn ngữ C [4] và hệ thư viện phong phú được chia sẻ 2. KẾT NỐI MẠCH ĐIỆN TỬ-LẬP miễn phí. TRÌNH ĐIỀU KHIỂN ROBOT Nhằm giúp sinh viên ngành cơ điện tử hiểu rõ kết cấu cũng như lập trình điều khiển và 2.1. Mạch Điều khiển trung tâm ứng dụng Robot trong sản xuất thực tế, Khoa Cơ khí-Đại học Thủy lợi đã thiết kết chế tạo Robot vẽ chữ Delta Rostock. Robot được thiết kế vẽ hình dạng các quỹ đạo nên trên bàn máy di động sẽ được tích hợp thêm bút viết. Robot có khả năng vẽ các hình đơn giản: hình tròn, tam giác, hình vuông, ngôi sao... Đặc biệt với kết cấu cấu của Robot song song này, khi ta thay thế bộ phận gá đặt bút vẽ bằng các bộ phận thao tác công việc khác Hình 2. Bo mạch Aduino 243 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2018. ISBN: 978-604-82-2548-3 Arduino là một nền tảng mã nguồn mở 2.3. Serial Monitor được sử dụng để xây dựng các ứng dụng điện tử tương tác với nhau hoặc với môi trường Serial Monitor là thành phần của arduino được thuận lợi hơn. Người dùng có thể lập IDE, giúp bo mạch và máy tính có thể gửi và trình và thực hiện các dự án điện tử mà nhận dữ liệu với nhau qua giao tiếp USB. Để không cần phải có các công cụ chuyên biệt để mở màn hình Serial Monitor, chọn Tool > phục vụ việc nạp code. Serial Monitor Arduino bao gồm: Để giao tiếp với máy tính, chúng ta cần - Phần cứng gồm một board mạch mã phải thiết lập tốc độ kết nối qua cổng usb nguồn mở (thường gọi là vi điều khiển): có bằng hàm Serial.begin(). Sau đó dùng thể lập trình được. hàm Serial.print() để hiện thị nội dung ra màn - Các phần mềm hỗ trợ phát triển tích hợp hình Serial Monitor IDE (Integrated Development Environment) Sau khi kết nối bo mạch điều khiển chính dùng để soạn thảo, biên dịch code và nạp được đặt ở dưới đế bàn làm việc của Robot chương cho board. với máy tính thông qua cổng nối USB. Khởi 2.2. Nguyên lý hoạt động mạch điều khiển động IDE để viết code điều khiển sau đó mở Robot vẽ các hình dáng quỹ đạo đơn giản Serial Monitor để thao tác các lệnh điều như tròn, vuông tam giác, hình sao… trên khiển cho Robot. bàn máy nhờ 03 động cơ bước dẫn động. Để điều khiển 03 động cơ bước này theo quỹ đạo được lập trình sẵn, tín hiệu được gửi từ máy tính xuống Aduino nhờ bảng Serial Monitor có sẵn trong IDE qua cổng USB xuống mạch Aduino. Máy tính và Aduino có thể giao tiếp với nhau qua giao thức Serial. Tại đây, vi xử lý của bo mạch trung tâm sẽ phân tích tín hiệu được gửi xuống từ máy tính để điều khiển 03 động cơ bước qua 03 driver A4988 chuyển động theo quỹ đạo: setup robot về Hình 4. Giao diện điều khiển Robot điểm gốc hay vẽ các hình tròn với bán kính trên máy tính bao nhiêu, hình đa giác với kích thước như 2.4. Mạch công suất điều khiển động cơ nào. Để di chuyển bàn máy gắn bút vẽ về điểm gốc nhờ 03 tiếp điểm có gắn trên 03 Tác giả sử dụng driver A4988 điều khiển trục máy của robot. Để xác định được tâm động cơ bước [1] bởi đây là driver điều khiển của các hình tròn, vuông, tam giác…nhờ so nhỏ gọn, hổ trợ nhiều chế độ làm việc, sánh vị trí giữa điểm gốc của bàn máy gắn điều chỉnh được dòng ra cho động cơ, tự bút viết trên hệ tọa độ Đecac. động ngắt điện khi quá nóng. Ngoài ra driver A4988 còn có giao thức điều khiển số bước và chiều quay đơn giản. Tuy kích thước nhỏ gọn nhưng module có thể điều khiển được động cơ bước cỡ lớn với điện áp điều khiển cho động cơ (VMOT) là 8V-35V DC. Kết ...