Hướng Dẫn Làm Robot Dò Đường Dùng Arduino, Hướng Dẫn Làm Một Robot Dò Đường Đơn Giản

THÔNG TIN CHI TIẾT KHÓA HỌC

– Tên khóa học: Chế tạo Robot dò đường

Thời gian đào tạo:– Đối với sinh viên: 45 tiết.– Đối với cá nhân, doanh nghiệp: 4 ngày.

Bạn là người hâm mộ chương trình Robocon bởi đội tuyển Việt Nam đã vô địch 5 lần?

Bạn yêu thích các loại robot thông minh từ Mỹ, Nhật Bản?

Bạn mong muốn tự tay chế tạo robot thông minh và mang lại lợi ích thực tiễn?

Với khóa học này, ngay cả khi bạn chưa biết chút gì về máy móc hay các linh kiện điện tử, thậm chí là nguyên lý hoạt động vật lý thì bạn cũng có thể tự tay chế tạo Robot.

Robot dò đường là một mẫu robot kinh điển dành người mới nhập môn trong robotics. Việc học về Robot dò đường giúp người học có những kiến thức cơ bản nhất cho việc học lập trình và chế tạo trong điều khiển và tự động hóa

Tại sao gọi là ROBOT DÒ ĐƯỜNG?

Với những lắp ráp đơn giản và thêm chút hướng dẫn về nguyên lý hoạt động và áp dụng bộ cảm biến, bạn sẽ có ngay 1 chú robot thông minh biết nhận biết màu sắc và đi theo màu sắc đó.

Xem thêm: Cách làm cánh gà chiên nước mắm ngon tuyệt vời, cách làm thịt gà chiên nước mắm

Sau khi kết thúc khóa học Chế tạo Robot dò đường các bạn học sinh- sinh viên có thể tự học, tự nghiên cứu và tìm tòi công nghệ, giải các bài toán trong robotics liên quan đến vạch dò đường cùng những kiến thức nền tảng về sử dụng cảm biến.

Phần 1: Tổng quan về Arduino

Bài 1: Khái niệm vi điều khiển và Arduino

Bài 2: Phân loại Arduino

Bài 3: Ứng dụng của Arduino trong thực tế

Bài 4: Lý do sử dụng Arduino để làm robot

Bài 5: Linh kiện và công cụ

Bài 6: Demo sản phẩm khóa học

Phần 2: Lắp ráp robot và làm quen với mạch điện

Bài 7: Cảnh báo chập mạch và quá dòng

Bài 8: Phương pháp nối dây điện

Bài 9: Nguyên tắc hoạt động của động cơ

Bài 10: Mắc mạch điện cơ bản cho động cơ

Bài 11: Cấp nguồn bằng công tắc cho Arduino

Bài 12: Giới thiệu pin Lion, cách sạc pin

Bài 13: Lắp khung robot

Phần 3: Hướng dẫn cài đặt và sử dụng phần mềm quản lý Arduino

Bài 14: Giới thiệu về Arduino IDE Download và cài đặt

Bài 15: Giới thiệu và cài đặt Drive CH340G

Phần 4: Lập trình led

Bài 16: Khái niệm đèn LED

Bài 17: Cách nạp code cho Arduino

Bài 18: Nháy LED với Arduino

Bài 19: Sử dụng Breadboard

Bài 20: Hướng dẫn làm 2 led nháy luân phiên

Bài 21: Bài tập 1: Làm 3 led nháy đuổi nhau

Bài 22: Bài tập 2: Phân chia 5 led ra 5 góc của robot

Bài 23: Bài tập 3: Làm 5 led nháy đồng loạt 3 lần

Phần 5: Giới thiệu mạch điều khiển L298

Bài 24: Giới thiệu về mạch L298 và lý do sử dụng

Bài 25: Hướng dẫn cách mắc nối L298

Bài 26: Nguyên tắc điều khiển L298

Bài 27: Bài tập 1: Làm động cơ tiến 1s, lùi 1s

Bài 28: Bài tập 2: Làm robot tiến 0,5s, quay phải 1s

Bài 29: Bài tập 3: Làm robot tiến 0.5s, quay trái 0.3s, quay phải 0.8s, lùi 1s

Bài 30: Điều khiển tốc độ động cơ với L298

Bài 31: Bài tập 4: Làm động cơ quay 1s 100% tốc độ và quay 2s với 50% tốc độ

Phần 6: Hiển thị máy tính

Bài 32: Gửi tín hiệu lên máy tính

Bài 33: Biến trong arduino

Bài 34: Bài tập 1: Gửi tên tuổi địa chỉ lên máy tính

Phần 7: Tín hiệu đầu vào

Bài 35: Nhận tín hiệu đầu vào với nút bấm hiện lên Serial monitor

Bài 36: Nhận tín hiệu đầu vào với lệnh input pullup

Bài 37: Lệnh if else với arduino, sử dụng nút bấm để bật đèn

Bài 38: Lệnh switch/ case sử dụng nút bấm để bật đèn

Bài 39: Bài tập 1: Sử dụng nút bấm để khi nhấn nút đèn sẽ tắt và thả nút bấm đèn sẽ bật

Bài 40: Bài tập 2: sử dụng lệnh if với 2 nút bấm

Bài 41: Bài tập 3: Dùng 3 nút bấm điều khiển 3 led. Mỗi nút làm sáng số đèn led khác nhau

Phần 8: Đọc giá trị cảm biến

Bài 42: Giới thiệu cảm biến hồng ngoại dò đường và nguyên lý hoạt động

Bài 43: Lắp ráp và hiệu chỉnh cảm biến hồng ngoại

Bài 44: Thực hành gửi tín hiệu cảm biến hồng ngoại lên Serial

Bài 45: Bài tập 1: Gửi lên white nếu cảm biến vào vạch trắng và black nếu vào vạch đen

Bài 46: Bài tập 2: Hiển thị giá trị đọc được của 4 cảm biến lên màn hình Serial

Bài 47: Bài tâp 3: Hiển thị màu đọc được của 4 cảm biến lên màn hình Serial

Bài 48: Toán tử “&&” (và); toán tử “||” (hoặc)

Bài 49: Bài tập 4: Lập trình sao cho khi cả 4 cảm biến gặp vạch đen thì một động cơ quay tiến, các trường hợp còn lại động cơ đó sẽ dừng

Phần 9: Chương trình con, hàm và thủ tục

Bài 50: Giới thiệu các khái niệm chương trình con trong Arduino

Bài 51: Thủ tục trong arduino

Bài 52: Bài tập:Tạo chương trình blink3led()

Bài 53: Bài tập Viết các chương trình con: move 1(), move 2(), stop
Motor()

Bài 54: Câu hỏi mở: Giải thích thủ tục motor
Control
No
Speed

Bài 55: Câu hỏi mở: Giải thích thủ tục robot
Mover

Bài 56: Bài tập: lập trình để robot chạy tiến 1s, lùi 1s, quay trái 1s, quay phải 1s

Bài viết này giới thiệu đến các bạn cách làm một robot dò đường đơn giản chỉ sử dụng linh kiện điện tử thông thường, chưa dùng đến IC hay các linh kiện cao cấp hơn. Robot dò đường là loại robot có thể đi theo 1 đường vẽ hay có thể là băng dính đen. Thật ra, robot dò đường là 1 biến thể đặc biệt của robot hướng sáng.

Sở dĩ nói như vậy là do chúng có cùng nguyên tắc hoạt động là sử dụng cảm biến quang điện (quang trở hoặc diode hồng ngoại) để so sánh cường độ sáng từ đó điều chỉnh hướng đi thích hợp.Tuy nhiên, ở robot dò đường, cảm biến được bố trí gần mặt đường và nguồn sáng để so sánh lúc này do chính robot tạo ra. Nhưng do đâu lại có sự sai lệch về cường độ sáng. Câu trả lời nằm ở đường vẽ, đường vẽ này có tính chất khác với xung quanh, thường thì nó có màu đen để hấp thụ ánh sáng. Khi robot đi lệch vào vùng có vạch vẽ, ánh sáng phát ra từ robot không phản xạ lại như bình thường mà bị đường kẻ hấp thụ 1 phần làm sai lệch độ sáng giữa 2 cảm biến. Việc còn lại là thiết kế sao cho robot có hành vi khắc phục sự sai lệch đó và ta có được loại robot đi theo đường vẽ.* Chuẩn bị:– Linh kiện:– 1 con Opamp loại 8 chân LM393 (2 kênh) hoặc loại 14 chân (4 kênh) LM324. Nếu không có loại LM có thể xài loại khác, như HA chẳng hạn.– 2 con BJT loại NPN C1815 (hoặc loại khác cũng được).– 2 quang trở.– 2 led siu sáng (trắng).– 6 điện trở 10k.– 2 Mô tơ, loại cỡ 5V, có thể lấy từ xe đồ chơi của con nít (ở đây tớ lấy từ ổ CD-Rom 1 cái và chôm của thằng bạn 1 cái).– Nguồn sử dụng 9V hoặc 4.5V (ở đây mình xài nguồn 9V).– 2 điện trở hạn dòng cho led phát 1k (nếu xài nguồn 9V) và khoảng 220 ôm nếu xài nguồn 4.5V).

– Và các đồ phụ gia tráng trí khác, chủ yếu là led gắn vào cho đẹp, một vài cái dắt cắm, công tắc…– Đồ dùng khác: mỏ hàn, chì hàn, kéo, băng keo đen (làm vạch)…

* Hướng dẫn thực hiện:+ Phần mạch (ta tách riêng thành 2 phần, 1 phần cảm biến và 1 phần mạch chính cho dễ lắp đặt):1. Bộ phận “cảm biến”-Cách làm:Sử dụng 2 quang trở, 2 led phát, 2 trở hạn dòng cho led phát. Mắc theo sơ đồ sau:

Đặt 2 quang trở cách nhau khoảng 3.5cm-4cm, dùng băng keo đen quấn quanh quang trở để chống nhiễu. Ở đây mình sử dụng thêm 2 công tắc cho led phát để tắc ”khi cần thiết”.

-Nguyên lý hoạt động:Khi có ánh sáng thì điện trở của quang trở sẽ giảm và ngược lại, điện trở của nó thay đổi cỡ từ 5k (khi có ánh sáng) đến 100k (không có ánh sáng), ta sử dụng 2 led phát làm nguồn sáng cho nó.=> khi gặp nền trắng, ánh sáng sẽ phản xạ lên quang trở làm điện trở nó giảm xuống và khi gặp vạch đen (băng keo đen) thì ánh sáng sẽ khó phản xạ nên quang trở nhận ít ánh sáng => trở nó tăng. Từ đó dựa vào 2 quang trở, robot có thể phân biệt được vạch đen trên nền trắng (dưới sự hỗ trợ của opamp so sánh).