Giới thiệu:
Hiện nay, nhiều ngành công nghiệp đang sử dụng rô bốt do mức độ hiệu suất và độ tin cậy cao và đây là một trợ giúp đắc lực cho con người. Robot tránh chướng ngại vật được sử dụng để phát hiện chướng ngại vật và tránh va chạm. Đây là một robot tự động. Việc thiết kế robot tránh chướng ngại vật cần tích hợp nhiều cảm biến tùy theo nhiệm vụ của chúng.
Phát hiện chướng ngại vật là yêu cầu chính của robot tự động này. Robot lấy thông tin từ khu vực xung quanh thông qua các cảm biến gắn trên robot. Một số thiết bị cảm biến được sử dụng để phát hiện chướng ngại vật như cảm biến va chạm, cảm biến hồng ngoại, cảm biến siêu âm, v.v. Cảm biến siêu âm phù hợp nhất để phát hiện chướng ngại vật và nó có giá thành thấp và khả năng thay đổi cao.
Xe robot tránh chướng ngại vật
Nguyên tắc làm việc:
Việc tránh chướng ngại vật phương tiện robot sử dụng cảm biến siêu âm cho các chuyển động của nó. Một bộ vi điều khiển thuộc họ 8051 được sử dụng để đạt được hoạt động mong muốn. Các động cơ được kết nối thông qua IC điều khiển động cơ với bộ vi điều khiển. Cảm biến siêu âm được gắn phía trước robot.
Bất cứ khi nào robot đang đi trên con đường mong muốn, cảm biến siêu âm sẽ truyền sóng siêu âm liên tục từ đầu cảm biến của nó. Bất cứ khi nào có chướng ngại vật đi trước nó, sóng siêu âm sẽ được phản xạ từ một vật thể và thông tin đó được chuyển đến bộ vi điều khiển. Bộ vi điều khiển điều khiển động cơ trái, phải, sau, trước, dựa trên tín hiệu siêu âm. Để điều khiển tốc độ của mỗi động cơ điều chế độ rộng xung được sử dụng (PWM).
Sơ đồ khối Xe rô bốt tránh chướng ngại vật
Các cảm biến khác nhau được sử dụng để tránh chướng ngại vật Xe rô bốt
1. Phát hiện chướng ngại vật (cảm biến hồng ngoại):
Các cảm biến IR được sử dụng để phát hiện chướng ngại vật. Tín hiệu đầu ra của cảm biến sẽ gửi đến bộ vi điều khiển. Bộ vi điều khiển điều khiển xe (tiến / lùi / dừng) bằng cách sử dụng động cơ DC được đặt trong xe. Nếu bất kỳ chướng ngại vật nào được đặt bên trong, cảm biến IR không thể nhận được các tia sáng và đưa tín hiệu đến bộ vi điều khiển. Bộ vi điều khiển sẽ dừng xe ngay lập tức và còi báo động sẽ bật. Sau một phút, rô bốt sẽ kiểm tra trạng thái đường đi nếu chướng ngại vật được loại bỏ, rô bốt di chuyển xa từ đó rô bốt sẽ quay lại nơi bắt đầu di chuyển. Cảm biến phát hiện vật thể bằng cách phát ra một vụ nổ siêu âm ngắn và sau đó lắng nghe môi trường. Dưới sự điều khiển của vi điều khiển chủ, cảm biến phát ra một tiếng nổ ngắn 40 kHz. Vụ nổ này gây nổ hoặc di chuyển trong không khí chạm vào một bài báo và sau đó một lần nữa dội lại vào cảm biến. Cảm biến cung cấp một xung đầu ra cho máy chủ sẽ kết thúc khi tiếng vọng được phát hiện, do đó độ rộng của một xung tiếp theo được chương trình đưa vào tính toán để cung cấp kết quả trong khoảng cách của đối tượng.
hai. Phát hiện đường dẫn (cảm biến tiệm cận):
Nguyên nhân bình thường là cả hai cảm biến đưa ra hướng dẫn và rô bốt theo nó đi thẳng trên đường. Khi dòng kết thúc lúc đó robot quay ngược lại 180 và quay lại chỗ cũ.
Trực tuyến
Cảm biến tiệm cận được sử dụng để phát hiện đường đi. Khi cảm biến bên phải không được phát hiện trong đường cong, bộ vi điều khiển sẽ kích hoạt động cơ bên trái để rẽ trái cho đến khi có tín hiệu từ cảm biến bên phải. Khi tín hiệu được phát hiện bên phải cảm biến, hai động cơ được kích hoạt để đi tiếp. Khi dòng kết thúc lúc đó robot quay ngược lại 180 và quay lại chỗ cũ.
Mất dòng
3. Thiết bị cảm biến sóng siêu âm:
Cảm biến siêu âm được sử dụng để phát hiện chướng ngại vật. Cảm biến siêu âm truyền sóng siêu âm từ đầu cảm biến của nó và lại nhận sóng siêu âm phản xạ từ một vật thể.
Có rất nhiều ứng dụng sử dụng cảm biến siêu âm như hệ thống cảnh báo chỉ dẫn, mở cửa tự động, ... Cảm biến siêu âm rất nhỏ gọn và có hiệu suất rất cao.
Sơ đồ chung cảm biến siêu âm
Nguyên tắc làm việc:
Cảm biến siêu âm phát ra tín hiệu tần số cao và ngắn. Chúng truyền trong không khí với vận tốc âm thanh. Nếu chúng va vào bất kỳ vật thể nào, thì chúng sẽ phản xạ tín hiệu tiếng vọng đến cảm biến. Cảm biến siêu âm bao gồm một máy phát đa sóng, được gắn cố định vào đế. Multivibrator là sự kết hợp của một bộ cộng hưởng và một bộ rung. Bộ cộng hưởng cung cấp sóng siêu âm do rung động tạo ra. Cảm biến siêu âm bao gồm hai phần là bộ phát tạo ra sóng âm thanh 40 kHz và bộ phát hiện phát hiện sóng âm thanh 40 kHz và gửi tín hiệu điện trở lại bộ vi điều khiển.
Nguyên lý làm việc siêu âm
Cảm biến siêu âm cho phép robot hầu như nhìn thấy và nhận ra một vật thể, tránh chướng ngại vật, đo khoảng cách. Phạm vi hoạt động của cảm biến siêu âm là 10 cm đến 30 cm.
Hoạt động của cảm biến siêu âm:
Khi một xung điện có điện áp cao được áp dụng cho đầu dò siêu âm, nó sẽ rung trên một phổ tần số cụ thể và tạo ra một loạt sóng âm thanh. Bất cứ khi nào có bất kỳ chướng ngại vật nào đi trước cảm biến siêu âm, sóng âm thanh sẽ phản xạ dưới dạng tiếng vang và tạo ra xung điện. Nó tính toán thời gian từ khi gửi sóng âm đến khi nhận được tiếng vọng. Các mẫu tiếng vọng sẽ được so sánh với các mẫu sóng âm thanh để xác định tình trạng của tín hiệu được phát hiện.
Ghi chú: Máy thu siêu âm phải phát hiện tín hiệu từ máy phát siêu âm trong khi sóng truyền tới vật thể. Sự kết hợp của hai cảm biến này sẽ cho phép robot phát hiện đối tượng trên đường đi của nó. Cảm biến siêu âm được gắn phía trước robot và cảm biến đó cũng sẽ giúp robot điều hướng qua sảnh của bất kỳ tòa nhà nào.
Các ứng dụng của cảm biến siêu âm:
- Tự động thay đổi các tín hiệu giao thông
- Hệ thống báo động kẻ xâm nhập
- Công cụ đếm công tắc truy cập công tắc bãi đậu xe
- Sonar lùi của ô tô
Các tính năng của cảm biến siêu âm:
- Nhỏ gọn và nhẹ
- Độ nhạy cao và áp suất cao
- Độ tin cậy cao
- Công suất tiêu thụ 20mA
- Giao tiếp xung vào / ra
- Góc chấp nhận hẹp
- Cung cấp ước tính phân tách chính xác, không tiếp xúc trong vòng từ 2cm đến 3m
- Đèn LED điểm nổ hiển thị các ước tính trong tiến trình
- Đầu cắm 3 chân giúp kết nối đơn giản bằng cách sử dụng liên kết phát triển servo
Các ứng dụng của Xe robot tránh chướng ngại vật:
- Đặc biệt là các ứng dụng quân sự
- Nó có thể được sử dụng cho các cuộc chiến tranh trong thành phố
Bây giờ rõ ràng đã có ý tưởng về khái niệm phương tiện robot sử dụng cảm biến siêu âm phát hiện chướng ngại vật nếu có thêm thắc mắc về chủ đề này hoặc khái niệm về các dự án điện và điện tử, hãy để lại bình luận bên dưới.
Tín dụng hình ảnh:
- Sơ đồ chung của cảm biến siêu âm bởi Letsmakerobots
- Nguyên lý làm việc của cảm biến siêu âm bằng Siêu âm
