Hình 13: Sự phụ thuộc của điện trở vào độ rọi sáng
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.55 MB, 79 trang )
Nguyên tắc hoạt động của mạch
Trước hết ta điều chỉnh biến trở VR để tạo điện áp chuẩn so sánh.
Khi quang trở không nhận được ánh sáng (hay nhận dược rất ít ánh sáng) do Led
phát phát ra, tức là không gặp vạch trắng thì điện trở của quang trở lớn nên dòng
điện qua quang trở là nhỏ do đó điện áp tại chân 2 là lớn U2 > U3 nên đầu ra của
LM324 là mức “0” Ura = 0V, đồng thời đầu ra của LM324 được đưa vào VĐK do
đo đầu vào của VĐK lúc này là 0V
Khi quang trở nhận được ánh sáng do Led phát phát ra thì điện trở của quang trở
giảm do đó dòng điện qua quang trở lớn nên điện áp đặt vào chân 2 nhỏ U2 < U3
nên đầu ra của LM324 là “1” khi đó đầu vào VĐK là 5V
Mạch sử dụng quang trở đơn giản, dễ điều chỉnh, giá thành thấp nhưng cũng có
nhược điểm đó là quang trở rất nhạy và phụ thuộc vào ánh sáng môi trường do đó
sử dụng quang trở cần phải che chắn tốt, mặt khác đặc tính của quang trở không
phải phụ thuộc tuyến tính vào cường độ sáng mà là một đường phi tuyến nên có
những điểm làm việc ta rất khó có thể chỉnh được độ nhạy của quang trở để phân
biệt được các màu.
1.1.2.Mạch cảm biến dùng thu phát hồng ngoại
Hình dáng, cấu tạo LED Thu, Phát
a.Mạch cảm biến hông ngoại phát thẳng
Trong cặp thu phát hồng ngoại (IR) này: một linh kiện phát hồng ngoại (IR emitter
(IRE)) và một linh kiện nhận (IR receiver (IRS)) tạo thành 1 cặp cảm biến sensor.
Led thu là loại phản quang, nghĩa là chỉ nhận được ánh sáng hồng ngoại của Led
phát khi ánh sáng đó được phản xạ bởi một vật chắn sáng. Linh kiện phát sẽ tạo tia
hồng ngoại và sau khi phản xạ sẽ truyền tới linh kiện nhận.
Nguyên lý thu phát của thu phát hồng ngoại
Dòng điện đi qua linh kiện thu sẽ tỉ lệ với cường độ năng lượng của tia hồng ngoại
mà nó nhận được.
Sự phụ thuộc của dòng điện vào cường độ tia hồng ngoại
Trong mạch thu phát thì led phát và led nhận được nối mạch theo sơ đồ hình dưới
đây, trong đó:
Sơ đồ nguyên lý của cặp thu phát hồng ngoại
Chân TX là chân cấp mass, nếu cấp thẳng mass vào chân này thì ta sẽ có mạch thu
phát hồng ngoại phát thẳng, còn nếu chân TX được cấp bởi bộ dao động với tần số
thì ta có mạch phát hồng ngoại điều biến.
Điểm IRSO là điểm phân áp của R9, VR1 và led nhận hồng ngoại (IRS1), dòng sẽ
đi qua linh kiện phát và nó sẽ phát ra tia hồng ngoại. Nếu có 1 vật phản xạ mầu
trắng thì năng lượng hồng ngoại sẽ phản hồi lại, IRS1 nhận được ánh sáng hồng
ngoại do Led phát phát ra, khi đó điện trở của Led thu sẽ giảm và tạo một dòng cao
hơn đi qua IRS1, do đó điện áp trên IRS0 sẽ hạ xuống. Nếu vật phản xạ có mầu
đen, hoặc mầu sẫm hơn thì ngược lại, do đó điện áp trên IRS0 sẽ nâng lên. IRSO là
điểm phân áp để kích mở Transistor.
1.2.Bố trí cảm biến dò đường
Trên robot, về nguyên tắc bố trí càng nhiều cảm biến dò đường thì khả năng bám
đường càng tốt. Tuy nhiên, trên thực tế ta thường sử dụng 6, hoặc 8 cảm biến, tùy
vào đề tài, chất lượng động cơ mà ta bố trí cảm biến. Thường có hai phương pháp
bố trí cảm biến.
1.2.1.Sử dụng 6 cảm biến xếp thành hàng ngang
Cách này thích hợp với loại động cơ có khả năng hãm tốt (loại động cơ có hộp
giảm tốc), khi quay thường sử dụng quay bằng 1 bánh (1 bánh dừng còn 1 bánh
tiến).
Hình 19: Bố trí 6 cảm biến theo hàng ngang
1.2.2.Sử dụng 8 cảm biến
Hình 20: Bố trí 8 cảm biến 6 trước 2 sau
Hoặc theo một đường thẳng như hình vẽ.
Hình 21: Bố trí 8 cảm biến theo 1 hàng ngang
Cách này thích hợp với những loại động cơ có khả năng hãm kém, khi quay thì cho
bánh tiến bánh lùi.
CHƯƠNG 2.
1.Động cơ điện 1 chiều sử dụng trong robot.
1.1.Lý thuyết về động cơ
Động cơ điện đóng vai trò rất quan trọng nó giống như cơ bắp của con người vậy, là
nguồn gốc của mọi chuyển động trên robot. Động cơ sử dụng trong robot thường là động
cơ DC làm việc ở điện áp 12VDC hoặc 24VDC.
Cấu tạo của động cơ gồm có 2 phần: stato đứng yên và rôto quay so với stato. Phần
cảm (phần kích từ-thường đặt trên stato) tạo ra từ trường đi trong mạch từ, xuyên qua các
vòng dây quấn của phần ứng (thường đặt trên rôto). Khi có dòng điện chạy trong mạch
phần ứng, các thanh dẫn phần ứng sẽ chịu tác động bởi các lực điện từ theo phương tiếp
tuyến với mặt trụ rôto, làm cho rôto quay. Chính xác hơn, lực điện từ trên một đơn vị
chiều dài thanh dẫn là tích có hướng của vectơ mật độ từ thông B và vectơ cường độ dòng
điện I. Dòng điện phần ứng được đưa vào rôto thông qua hệ thống chổi than và cổ góp.
Cổ góp sẽ giúp cho dòng điện trong mỗi thanh dẫn phần ứng được đổi chiều khi thanh
dẫn đi đến một cực từ khác tên với cực từ mà nó vừa đi qua (điều này làm cho lực điện từ
được sinh ra luôn luôn tạo ra mômen theo một chiều nhất định).
Stator của động cơ điện 1 chiều thường là 1 hay nhiều cặp nam châm vĩnh cửu, hay
nam châm điện, rotor có các cuộn dây quấn và được nối với nguồn điện một chiều, 1 phần
quan trọng khác của động cơ điện 1 chiều là bộ phận chỉnh lưu, nó có nhiệm vụ là đổi
chiều dòng điện trong khi chuyển động quay của rotor là liên tục. Thông thường bộ phận
này gồm có một bộ cổ góp và một bộ chổi than tiếp xúc với cổ góp.
Nếu trục của một động cơ điện một chiều được kéo bằng 1 lực ngoài, động cơ sẽ
hoạt động như một máy phát điện một chiều, và tạo ra một sức điện động cảm ứng
Electromotive force (EMF). Khi vận hành bình thường, rotor khi quay sẽ phát ra một điện
áp gọi là sức phản điện động counter-EMF (CEMF) hoặc sức điện động đối kháng, vì nó
đối kháng lại điện áp bên ngoài đặt vào động cơ. Sức điện động này tương tự như sức
điện động phát ra khi động cơ được sử dụng như một máy phát điện (như lúc ta nối một
điện trở tải vào đầu ra của động cơ, và kéo trục động cơ bằng một ngẫu lực bên ngoài).
Như vậy điện áp đặt trên động cơ bao gồm 2 thành phần: sức phản điện động, và điện áp
giáng tạo ra do điện trở nội của các cuộn dây phần ứng.
Nguyên tắc hoạt độngcủa động cơ điện một chiều
Pha 1: Từ trường của rotor
Pha 3: Bộ phận chỉnh điện sẽ
cùng cực với stator, sẽ đẩy Pha 2: Rotor tiếp tục
đổi cực sao cho từ trường
nhau tạo ra chuyển động
giữa stator và rotor cùng dấu,
quay của rotor
quay
trở lại pha 1
Nguyên tắc hoạt động của động cơ một chiều
Dưới đây là một số động cơ đã được dùng trong robot thi đấu.
Một số động cơ được dùng trong Robot
