Thiết kế máy lau nhà tự Động

Trong thời đại công nghệ không ngừng thay đổi, sự phát triển của các thiết bị tự động đã mang lại nhiều tiện ích trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta. Trong lĩnh vực vệ sinh nhà cửa, một trong những công việc mất thời gian và công sức nhất là làm sạch sàn nhà. Nhằm giảm bớt gánh nặng và tiết kiệm thời gian cho người sử dụng, nghiên cứu và thiết kế một máy lau nhà trở thành một đề tài được đánh giá có tính cấp thiết. Đề tài này nhằm mục đích nghiên cứu và phát triển một thiết bị tự động có khả năng làm sạch các bề mặt sàn nhà một cách hiệu quả và tiện lợi. Với mong muốn là cải thiện chất lượng cuộc sống con người cùng với ứng dụng các kiến thức đã học chúng em chọn đề tài “ Thiết kế máy lau nhà tự động ” xây dựng một máy lau nhà tự động giúp giải quyết vấn đề về việc lau nhà một cách tự động, tiết kiệm thời gian và công sức cho người sử dụng. Đồng thời, đề tài cũng nhằm nghiên cứu và áp dụng các công nghệ hiện đại để cải thiện hiệu suất và tiện ích của máy lau nhà tự động.

Đề tài:

THIẾT KẾ MÁY LAU NHÀ TỰ ĐỘNG

Sinh viên thực hiện:

Hà Nội, Tháng 6/2023

LỜI MỞ ĐẦU

Trong thời đại công nghệ không ngừng thay đổi, sự phát triển của các thiết bị tự động đã mang lại nhiều tiện ích trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta Trong lĩnh vực vệ sinh nhà cửa, một trong những công việc mất thời gian và công sức nhất là làm sạch sàn nhà

Nhằm giảm bớt gánh nặng và tiết kiệm thời gian cho người sử dụng, nghiên cứu và thiết kế một máy lau nhà trở thành một đề tài được đánh giá có tính cấp thiết Đề tài này nhằm mục đích nghiên cứu và phát triển một thiết bị tự động có khả năng làm sạch các bề mặt sàn nhà một cách hiệu quả và tiện lợi.

Với mong muốn là cải thiện chất lượng cuộc sống con người cùng với ứng dụng các

kiến thức đã học chúng em chọn đề tài “ Thiết kế máy lau nhà tự động ” xây dựng một

máy lau nhà tự động giúp giải quyết vấn đề về việc lau nhà một cách tự động, tiết kiệm thời gian và công sức cho người sử dụng Đồng thời, đề tài cũng nhằm nghiên cứu và áp dụng các công nghệ hiện đại để cải thiện hiệu suất và tiện ích của máy lau nhà tự động.

Đối tượng nghiên cứu của đề tài là các hộ gia đình và cá nhân có nhu cầu lau nhà, đặc biệt là những người có thời gian hạn chế hoặc có khó khăn về việc thực hiện công việc lau dọn nhà cửa thường xuyên Nghiên cứu sẽ tập trung vào việc phân tích và đáp ứng các yêu cầu và nhu cầu của người sử dụng để thiết kế một máy lau nhà tự động phù hợp Nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài là tiến hành phân tích, thiết kế và phát triển một máy lau nhà tự động có khả năng tự động di chuyển, phát hiện và làm sạch các bề mặt sàn nhà Nghiên cứu sẽ tìm hiểu về các công nghệ cảm biến, trí tuệ nhân tạo và hệ thống điều khiển tự động để xây dựng một hệ thống hoạt động hiệu quả và an toàn.

Để thực hiện đề tài này chúng em đã tham khảo các công trình nghiên cứu liên quan, tiến hành phân tích và đánh giá các yêu cầu và nhu cầu của người sử dụng Sau đó, sẽ được thực hiện thiết kế và xây dựng một máy lau nhà tự động dựa trên các công nghệ và phương pháp hiện đại như cảm biến, trí tuệ nhân tạo và hệ thống điều khiển tự động Cuối cùng, sẽ tiến hành thử nghiệm và đánh giá hiệu quả của máy lau nhà tự động được thiết kế.

Nội dung đề tài gồm các phần như sau:

CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT VỀ MÁY LAU NHÀ TỰ ĐỘNG CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ MÔ HÌNH PHẦN CỨNG

CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN

CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU 2 DANH MỤC HÌNH ẢNH 6 DANH MỤC BẢNG 7

CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT VỀ MÁY LAU NHÀ TỰ ĐỘNG 8

1.1 Tổng quan về máy lau nhà tự động 8

1.2 Các yêu cầu của hệ thống Máy lau nhà tự động 9

CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN 31

3.1 Lưu đồ thuật toán chung 31

PHỤ LỤC 38

TÀI LIỆU THAM KHẢO 45

DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Xiaomi Máy Vacuum S10 8

Hình 1.2 Xiaomi Máy Vacuum S10+ 9

Bảng 2.1.Giải pháp thiết kế cho Máy lau nhà 11

Hình 2.1 Sơ đồ khối mô hình Máy lau nhà 12

Hình 2.1 Bộ điều khiển trung tâm 13

Hình 2.6 Cảm biến siêu âm SRF05 22

Hình 2.7 Nguyên lý hoạt động của cảm biến siêu âm SRF05 23

Hình 2.8 Mạch giảm áp LM2596 24

Hình 2.9 Module điều tốc động cơ DC 4.5-35V 25

Hình 2.10 Động cơ giảm tốc 27

Hình 2.11 Động cơ DC Servo GA12 N20 Dc 27

Bảng 2.3 Bảng thông số kỹ thuật của động cơ tỉ số truyền 1:30/1:50/1:100/1:150 29

Hình 2.12 Máy hút bụi 12V chổi than quạt nhôm 30

Hình 2.13 Hình ảnh pin 18650 30

Hình 3.1 Lưu đồ thật toán mô hình Máy lau nhà 32

Hình 3.1 Lưu đồ thuật toán đo khoảng cách 33

CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT VỀ MÁY LAU NHÀ TỰ ĐỘNG1.1.Tổng quan về máy lau nhà tự động

Hiện nay, máy lau nhà thông minh đang dần trở thành xu thế mới, thay thế các loại máy hút bụi truyền thống để hỗ trợ con người trong việc dọn dẹp nhà cửa Tại Việt Nam,

dòng sản phẩm này đã có mặt trên thị trường và hứa hẹn sẽ trở thành một sản phẩm hot trong thời gian tới Máy lau nhà tự động được xem là “người” giúp việc vô cùng thông minh và hiệu quả cho các gia đình, đặc biệt đối với những người nữ nội trợ phải đi làm suốt cả ngày, không có thời gian chăm sóc nhà cửa Máy thiết kế thông minh, có thể tự động thực hiện công việc hút bụi, lau dọn nhà mà không cần có sự hướng dẫn của con người Kích thước của máy hút bụi tự động nhỏ gọn, có thể đi đến tất cả các ngóc ngách như: gầm bàn, gầm giường, ghế sofa, góc tường… để làm sạch toàn diện Hơn nữa, thiết bị thông minh cũng có thể sử dụng được trên nhiều loài sàn nhà như: gỗ, thảm, sàn gạch, gạch ceramic…

Trên thị trường hiện nay có 3 loại máy làm sạch sàn nhà đó là sản phẩm lau nhà và máy hút bụi, với mỗi loại máy lau nhà hay máy hút bui thì đều có những ưu điểm và nhược điểm riêng chính vì vậy để tăng hiệu quả làm sạch một cách tối đa các nhà sản xuất đã kết hợp hai loại máy lau nhà và hút bụi lại thành loại máy vừa có khả năng lau nhà vừa có khả năng hút bụi Tuy nhiên xét về sự phổ biến thì hiện nay thì máy hút bụi vẫn đươc sử dụng nhiều hơn vì có giá thành hợp lý nhưng vẫn giữ được nhiều ưu điểm lớn là có thể làm sạch trên nhiều bề mặt sàn khác nhau, có thể làm sạch nhiều loại bụi bẩn Dưới Hình 1.3 là sản

phẩm Xiaomi Máy Vacuum S10, sản phẩm có thiết kế dạng khối trụ trông khá thanh thoát

Hình 1.1 Xiaomi Máy Vacuum S10

Mặc dù máy hút bụi có nhiều ưu điểm vượt trội và được sử dụng rộng rãi hơn nhưng cũng không thể phủ nhận những điểm tích cực của máy lau nhà vẫn chiếm được lòng tin của rất nhiều người dùng Mặc dù không hoạt động tốt trên nhiều về mặt nhưng hiệu quả làm sạch của máy lau nhà có phần vượt trội so với máy hút bụi, máy lau nhà có thể làm sạch được cả những vết bẩn ướt, dính với bề mặt sàn Bên cạnh đó máy lau nhà hoạt động không

gây nhiều tiếng ồn như Mám hút bụi, ít gây ảnh hưởng đến người sử dụng vào buổi đêm Hình 1.4 Xiaomi Máy Vacuum S10+, là sản phẩm cải tiến mới hơn S10.

Hình 1.2 Xiaomi Máy Vacuum S10+

1.2.Các yêu cầu của hệ thống Máy lau nhà tự động

Yêu cầu cơ bản của một máy hút bụi là có thể tự động làm sạch trên nhiều chất liệu mặt sàn khác nhau một cách tối đa, có thể đi vào các ngóc ngách trong nhà, dễ dàng thao tác sử dụng, hoạt động với tiếng ồn nhỏ, không làm ảnh hưởng tới thú nuôi và vật dụng trong

Như vậy, trong chương này đồ án đã giới thiệu một cách tổng quan về máy lau nhà tự động Qua đó ta có thể hiểu một cách sơ bộ nhất về cấu tạo cũng như nguyên lý hoạt động của máy được thiết kế cho mục đích lau nhà tự động Đồng thời cũng phân tích các yêu cầu của một máy lau nhà thông minh Trên cơ sở đó cũng lựa chọn phương án thiết kế máy lau

nhà đơn giản Từ đó, đồ án có thể đưa ra yêu cầu, phương hướng triển khai và các thành phần bắt buộc trong việc sử dụng vi xử lý vào việc thiết kế mô hình máy lau nhà thông minh Trong các chương tiếp theo đồ án sẽ tiếp tục giới thiệu rõ hơn về phần lý thuyết của từng modul cũng như nguyên lý hoạt động của chúng.

CHƯƠNG 2 : THIẾT KẾ MÔ HÌNH PHẦN CỨNG2.1.Giải pháp thiết kế

Hệ thống điều khiển tự động

Máy lau nhà cần có hệ thống điều khiển tự động để di chuyển và hoạt động trong không gian nhà một cách tự động và thông minh Hệ thống này có thể dựa trên cảm biến

để phát hiện vị trí và tránh các vật cản trong quá trình làm việc Trong đồ án này chúng em sử dụng vi điều khiển Arduino.

Cảm biến

Máy lau nhà cần được trang bị các cảm biến để phát hiện môi trường xung quanh và tránh va chạm Đồ án sử dụng cảm biến siêu âm HC - SR04.

Hệ thống di chuyển

Máy lau nhà cần có hệ thống di chuyển linh hoạt để điều hướng và di chuyển trên các bề mặt nhà, bao gồm sàn nhà,

2.2.1 Thiết kế mô hình cơ khí cho máy lau nhà

Mô hình Máy lau nhà tự động bao gồm các phần:

 Phần cơ khí: đế, vỏ, bộ phận làm sạch, chắn dò vật cản, bộ phận cơ cấu chuyển động.

 Phần mạch điện tử: khối nguồn, khối vi xử lý, khối điều khiển động cơ, các cảm biến, đèn,…

Chi tiết phần cơ khí của mô hình:

 Thiết bị hình bát giác bằng Fomex dày 5mm,

Tầm Fomex là loại vật liệu được sản xuất theo công nghệ cao, chủ yếu sử dụng nhựa PVC ( Poly Vinyl Clorua), với cộng tính, bọt và được nén thành hình dạng qua kỹ thuật hiện đại.

Đặc điểm của tấm Fomex là có trọng lượng nhẹ, dễ vận chuyển, chịu được lực tác động lớn, có khả năng cách âm cách nhiệt tốt Bên cạnh đó, gỗ còn có khả năng chống chấm nước vệ sinh dễ dàng, tuổi thọ cao bền lâu, không độc hại an toàn sử dụng Đồng thời formex dễ dàng cắt, uốn nên thuận tiện trong tạo hình Do đó em đã chọn formex để làm phần vỏ cho thiết bị.

Trên Hình 2.1 là mô hình của Máy lau nhà, Máy gồm 4 thành phần chính

Hình 2.1 Sơ đồ khối mô hình Máy lau nhà

Arduino Uno R3 là bộ não điều khiển mọi hoạt động của hệ thống, khi phát hiện vật cản phía trước nhờ cảm biến siêu âm SRF05, Arduino Uno R3 sẽ đưa ra tín hiệu PWM phù hợp điều khiển động cơ giúp máy lau nhà tránh vật cản Modul L298 và mạch cầu H như một nhận tín hiệu điều khiển từ Arduino Uno R3 điều khiển tốc độ của hai bánh xe chính, việc điều khiển tốc độ hai bánh xe cũng đồng thời là điều khiển hướng di chuyển của thiết bị Cảm biến siêu âm SRF05 đo khoảng cách từ thiết bị tới vật cản phía trước nhờ đó có thể điều khiển thay đổi hướng di chuyển của xe tránh vật cản Cuối cùng là miếng lau sàn được gắn phía dưới của khung xe vệ sinh những nơi mà máy đi qua.

Hình 2.1 Bộ điều khiển trung tâm

2.2.2.Arduino Uno R3Giới thiệu về Arduino

Arduino là nền tảng điện tử mã nguồn mở, dựa trên phần cứng và phần mềm, linh hoạt và dễ sử dụng.

Các board mạch Arduino có khả năng đọc dữ liệu từ môi trường (ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm,…), trạng thái nút bấm,… Arduino cũng có thể điều khiển các thiết bị như động cơ, đèn LED và gửi thông tin đến các thiết bị khác,…

Chúng ta có thể lập trình điều khiển Arduino với ngôn ngữ lập trình C++ trên công cụ phát triển Arduino là Arduino IDE.

Dự án Arduino được phát triển tại học viện Interaction Design ở Ivrea, Italy vào năm 2003 Mục đích ban đầu là giúp cho các sinh viên ở học viện có thể tạo ra các sản phẩm điện tử thú vị một cách dễ dàng, nhanh chóng với chi phí thấp.

Arduino là một dự án mã nguồn mở Arduino phát triển thông qua việc cho phép người dùng trên toàn thế giới có thể xây dựng, phát triển và đóng góp vào dự án.

Hiện nay, Arduino được sử dụng rất rộng rãi, không chỉ Việt Nam mà trên toàn thế giới Điều đó cho thấy, Arduino có những ưu điểm độc đáo của mình.

Môi trường phát triển đơn giản, rõ ràng (Simple, clear programming environment) Đặc điểm nổi bật nhất của Arduino là môi trường phát triển ứng dụng cực kỳ dễ sử dụng Cách sử dụng board mạch Arduino cũng như Arduino IDE là rất dễ dàng ngay cả với người ít am hiểu về điện tử và lập trình.

Arduino có các tập lệnh hết sức đơn giản Nhờ đó, Arduino che đi sự phức tạp của việc lập trình cho vi điều khiển Ví dụ, chỉ với vài câu lệnh đơn giản là có thể chớp, tắt được được một con LED mà không cần hiểu kiến trúc của vi điều khiển.

Giá thành rẻ (Inexpensive)

Một điều làm nên sự phổ biến của Arduino chính là mức giá rất thấp cho một board mạch Arduino Thường ít hơn 50$ (khoảng dưới 100,000 VNĐ).

Đa nền tảng (Cross-Platform)

Công cụ phát triển Arduino có thể chạy trên cả hệ điều hành Windows, Mac OS, Linux.

Phần mềm mã nguồn mở và dễ dàng mở rộng (Open source and extensible software) Chính điều này giúp cho các lập trình viên tạo ra rất nhiều thư viện và mã nguồn hữu ích Từ đó, việc tìm kiếm các những dòng code phù hợp của người dùng là hết sức dễ dàng Và một cộng đồng hỗ trợ lớn dần dần phát triển.

Phần cứng nguồn mở và dễ dàng mở rộng (Open source and extensible hardware) Không chỉ mã nguồn mở mà với giấy phép Tư liệu mở (Creative Commons license), người dùng còn có phần cứng nguồn mở Bạn hoàn toàn có thể tự thiết kế cho mình một board mạch Arduino mới dựa trên ý tưởng của Arduino Có thể mở rộng các module, các vi xử lý, các linh kiện phục vụ mục đích sử dụng của bạn mà không sợ bản quyền.

Cấu tạo Arduino

Hình 2.2 Arduino Uno R3

Vi điều khiển ATmega328 họ 8bit

Điện áp hoạt động 5V DC (chỉ được cấp qua cổng USB)

Điện áp vào khuyên dùng 7-12V DC Điện áp vào giới hạn 6-20V DC

Số chân Digital I/O 14 (6 chân hardware PWM) Số chân Analog 6 (độ phân giải 10bit) Dòng tối đa trên mỗi chân I/O 30 mA

Bảng 2.2 Bảng thông số Arduino

Arduino UNO có 14 chân digital dùng để đọc hoặc xuất tín hiệu Chúng chỉ có 2 mức điện áp là 0V và 5V với dòng vào/ra tối đa trên mỗi chân là 40mA Ở mỗi chân đều có các điện trở pull-up từ được cài đặt ngay trong vi điều khiển ATmega328 (mặc định thì các điện trở này không được kết nối).

Một số chân digital có các chức năng đặc biệt như sau:

 2 chân Serial: 0 (RX) và 1 (TX): dùng để gửi (transmit – TX) và nhận (receive –

RX) dữ liệu TTL Serial Arduino Uno có thể giao tiếp với thiết bị khác thông qua 2 chân này Kết nối bluetooth thường thấy nói nôm na chính là kết nối Serial không dây Nếu không cần giao tiếp Serial, không nên sử dụng 2 chân này nếu không cần thiết

 Chân PWM (~): 3, 5, 6, 9, 10, và 11: cho phép xuất ra xung PWM với độ phân

giải 8bit (giá trị từ 0 → 28-1 tương ứng với 0V → 5V) bằng hàm analogWrite() Nói một cách đơn giản, có thể điều chỉnh được điện áp ra ở chân này từ mức 0V đến 5V thay vì chỉ cố định ở mức 0V và 5V như những chân khác.

 Chân giao tiếp SPI: 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK) Ngoài các chức

năng thông thường, 4 chân này còn dùng để truyền phát dữ liệu bằng giao thức SPI với các thiết bị khác.

 LED 13: trên Arduino UNO có 1 đèn led màu cam (kí hiệu chữ L) Khi bấm nút

Reset, bạn sẽ thấy đèn này nhấp nháy để báo hiệu Nó được nối với chân số 13 Khi chân này được người dùng sử dụng, LED sẽ sáng.

Arduino UNO có 6 chân analog (A0 → A5) cung cấp độ phân giải tín hiệu 10bit (0 → 210-1) để đọc giá trị điện áp trong khoảng 0V → 5V Với chân AREF trên board, có

thể để đưa vào điện áp tham chiếu khi sử dụng các chân analog Tức là nếu cấp điện áp 2.5V vào chân này thì bạn có thể dùng các chân analog để đo điện áp trong khoảng từ 0V → 2.5V với độ phân giải vẫn là 10bit.

Đặc biệt, Arduino UNO có 2 chân A4 (SDA) và A5 (SCL) hỗ trợ giao tiếp I2C/TWI với các thiết bị khác.

Lập trình cho Arduino

Các thiết bị dựa trên nền tảng Arduino được lập trình bằng ngôn riêng Ngôn ngữ này dựa trên ngôn ngữ Wiring được viết cho phần cứng nói chung Và Wiring lại là một biến thể của C/C++ Một số người gọi nó là Wiring, một số khác thì gọi là C hay C/C++.

2.2.3.Mạch cầu H

Mạch cầu H là là một mạch thông dụng và đơn giản dùng trong điều khiển động cơ DC Xét một cách tổng quát, mạch cầu H là một mạch gồm 4 "công tắc" được mắc theo hình chữ H như Hình 2.3 Thành phần chính tạo nên mạch cầu H của là 4 “khóa” L1, L2, R1 và R2 (L: Left, R:Right) Ở điều kiện bình thường 4 khóa này “mở”, mạch cầu H không hoạt động Việc khảo sát hoạt động của mạch cầu H sẽ được minh họa trên Hình 2.4.

Hình 2.3 Mạch cầu H

Do thành phần chính của mạch cầu H chính là các “khóa”, việc chọn linh kiện để làm các khóa này phụ thuộc vào mục đích sử dụng mạch cầu, loại đối tượng cần điều khiển, công suất tiêu thụ của đối tượng Nhìn chung, các khóa của mạch cầu H thường được chế tạo bằng rờ le (relay), BJT(Bipolar Junction Transistor) hay MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor).

Để thay đổi tốc độ động cơ ta chỉ cần chỉ cần thay đổi điện áp đặt vào 2 cực điều khiển của mạch cầu H Hiệu điện thế giữa 2 cực điều khiển càng lớn thì động cơ chạy càng nhanh Động cơ chạy theo chiều thuận khi điện áp ở A nhỏ hơn B và ngược lại.

Trong phạm đồ án này em sử dụng mạch cầu H trong IC L298 L298 là IC tích hợp hai mạch cầu H, có thể điều khiển tốc độ cùng lúc 2 động cơ chạy theo 2 hướng độc lập nhau.

Hình 2.4 Nguyên lý hoạt động của mạch cầu H

Do thành phần chính của mạch cầu H chính là các “khóa”, việc chọn linh kiện để làm các khóa này phụ thuộc vào mục đích sử dụng mạch cầu, loại đối tượng cần điều khiển, công suất tiêu thụ của đối tượng Nhìn chung, các khóa của mạch cầu H thường được chế tạo bằng rờ le (relay), BJT(Bipolar Junction Transistor) hay MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor)

Để thay đổi tốc độ động cơ ta chỉ cần chỉ cần thay đổi điện áp đặt vào 2 cực điều khiển của mạch cầu H Hiệu điện thế giữa 2 cực điều khiển càng lớn thì động cơ chạy càng nhanh Động cơ chạy theo chiều thuận khi điện áp ở A nhỏ hơn B và ngược lại

Trong phạm đồ án này em sử dụng mạch cầu H trong IC L298 L298 là IC tích hợp hai mạch cầu H, có thể điều khiển tốc độ cùng lúc 2 động cơ chạy theo 2 hướng độc lập nhau.

2.2.4.Modul L298

Modul L298 là mọt mạch tích hợp sử dụng IC L298 IC L298 đã tích hợp sẵn hai mạch cầu H, ứng dụng trong việc điều khiển cùng lúc 2 động cơ theo chiều quay bất kì, kết hợp với điều xung PWM có thể điều chỉnh tốc độ xoay của động cơ

Hình 2.5 Modul L198

Các thông số kỹ thuật cơ bản của mạch cầu H gồm:

 Driver: L298N tích hợp hai mạch cầu H  Điện áp điều khiển: +5 V ~ +12 V

 Dòng tối đa cho mỗi cầu H là: 2A (=>2A cho mỗi motor)  Điện áp của tín hiệu điều khiển: +5 V ~ +7 V

 Dòng của tín hiệu điều khiển: 0 ~ 36mA

 Công suất hao phí: 20W (khi nhiệt độ T = 75 )℃ )  Nhiệt độ bảo quản: -25 ~ +130 ℃ ) ℃ )

Các chân kết nối trên modul L298:

 +12V Power: Đây là chân cấp nguồn trược tiếp cho modul và toàn bộ động cơ  Nguồn cấp cho modul có thể giao động từ 9-12V.

 Power GND: Chân mát của modul và toàn bộ hệ thống.

 +5V Power: Chân cấp nguồn cho vi điều khiển và các cảm biến.

 5V Enable: Chân Enable nguồn 5V Nếu hai jum này được nối (như hình) thì sẽ có nguồn 5V tại chân +5V Power, ngược lại thì không.

 A Enable: Chân enable cổng output A Nếu chân này được tích cực ở 5V (Nối với nguồn 5V như Hình 2.5) cổng output A được enable Nếu muốn điều khiển tốc độ động cơ sử dụng xung PWM thì xung PWM sẽ được cập vào chân A Enable này để điều khiển tốc độ động cơ A.

 B Enable: Chân enable cổng output B Nếu chân này được tích cực ở 5V (Nối với nguồn 5V như Hình 2.5) cổng output B được enable Nếu muốn điều khiển tốc độ động cơ sử dụng xung PWM thì xung PWM sẽ được cập vào chân B Enable này để điều khiển tốc độ động cơ B.

 Input: Nhóm này gồm 4 chân INA, INB, INC, IND Đây là 4 chân chính dùng để nhận tín hiệu điều khiển động cơ từ vi điều khiển.

- INA = 1 , INB = 0: Động cơ A sẽ quay theo chiều thuận.

- INA = 0 , INB = 1: Động cơ sẽ A quay theo chiều nghịch.

- INA = 0 , INB = 0: Dừng động cơ A.

- INC = 1 , IND = 0: Động cơ B quay theo chiều thuận.

- INC = 0 , IND = 1: Động cơ B quay theo chiều nghịch.

- INC = 0 , IND = 0: Dừng động cơ B

Nếu 4 chân input được thiết lập như trên thì động cơ sẽ quay với tốc độ tối đa Tương tự như các chân A Enable và B Enable ta cũng có thể điều khiển tốc độ động cơ bằng cách cấp xung PWM vào các chân này, giả sử ta cấp một xung PWM có duty cycle = 50% vào chân INA và giữ chân INB ở mức 0 thì động cơ A sẽ quay với tốc độ 50% Tương tự với các chân còn lại.

2.2.5.Cảm biến siêu âm HC-SR04

Như tên gọi cảm biến SRF05 sử dụng sóng siêu âm để đo khoảng cách tới vật cản phía trước sử dụng soáng siêu âm Sóng siêu âm là một loại sóng cao tầng mà con người không thể nghe thấy được Tuy nhiên, ta có thể sử dụng chúng để đo các vật trong không gian (cũng như cách thức phát hiện con mồi và đi săn mồi của cá heo mà mọi người đã biết)

Hình 2.6 Cảm biến siêu âm SRF05

Trên Hình 2.5.1 là cảm biến siêu âm SRF05, cảm biến gồm bộ phận phát sóng siêu âm (Trig) phía bên trái và bộ thu sóng phản xạ phía bên phải Cảm biến SRF05 cho khoảng cách đo tối đa lên tới 3-4m và giao tiếp với vi điều khiển qua 5 chân:

 Vcc: Ta cần cấp nguồn 5V vào chân này để cảm biến hoạt động.

 Trig: Khi muốn cảm biến phát sóng siêu âm thì ta cấp tín hiệu vào chân này  Echo: Chân phát hiện sóng phản xạ.

 OUT: Không sử dụng  GND: Nối mát.

Hình 2.7 Nguyên lý hoạt động của cảm biến siêu âm SRF05

Nguyên lý để đo khoảng cách đến một vật là dùng một nguồn phát sóng siêu âm

(TRIG) và một bộ thu sóng siêu âm (ECHO), khi TRIG phát sóng đi đến nơi có vật cản nó sẽ đập vào vật đó và sẽ tạo ra 1 luồng sóng đi trở về , ngay lập tức ECHO sẽ nhận Sau đó dựa vào thời gian phát thu mà sẽ tính ra khoảng cách đến vật Vì vậy cảm biến siêu âm SRF05 sẽ gồm một nguồn phát (TRIG), một bộ thu (ECHO) và 5 chân tín hiệu để giao tiếp với vi điều khiển.

Khi muốn bắt đầu đo khoảng cách ta cấp một xung dương có thời gian tối thiểu là 10µs vào chân Trig Khi có xung trên 10µs ở chân Trig cảm biến sẽ bắt đầu phát 8 xung sóng siêu âm qua bộ phát Sau khi 8 xung sóng siêu âm được phát đi chân Echo sẽ tự động được kéo lên mức cao, khi sóng siêu âm gặp vật cản và phàn xạ trở lại, bộ thu của cảm biến nhận được sóng phản xạ sẽ kéo chân Echo xuống mức thấp Việc xác định khoảng khời gian chân Echo ở mức cao sẽ giúp vi điều khiển tính toán được khoảng cách đến vật cản.