SoCooLian Robot Team http://socoolian.siam2web.com/

แผนการดำเนินโครงงาน

      ในการดำเนินโครงงานนี้เริ่มต้นจากการศึกษากติกาที่ใช้ในการแข่งขันให้เข้าใจ และช่วยกันออกแบบโครงสร้างของตัวหุ่นยนต์ ฝ่ายอิเล็กฯทำการออกแบบวงจรภายใน และศึกษาหลักการทำงานของอุปกรณ์ต่างๆที่จะใช้ในการทำวงจรนั้นๆ โดยจะทำงานควบคู่กับฝ่ายโปรแกรมเพื่อช่วยกันวิเคราะห์ว่าจะมี output input อย่างไรบ้าง เมื่อทำการออกแบบเรียบร้อยแล้วจึงไปหาซื้ออุปกรณ์เพื่อนำมาขึ้นโครงสร้างของหุ่นยนต์ และแต่ละฝ่ายก็ทำงานในส่วนของตนเอง แล้วนำมาประกอบกัน

 

 

การค่าใช้จ่าย

งบประมาณ 4,000 บาท

วันที่

รายการ

จำนวน

ราคา

20/07/52

ล้อตะขาบ

1ชุด

260

ชิ้นต่อพลาสติก

-

150

15/08/52

DC Motor12V

5

1,400

ชุดล้อพร้อมข้อต่อ

2

100

แกน8mm.

1

40

ข้อต่อโซ่

5

75

เฟืองโซ่ 18 ฟัน

2

240

เฟืองราง

1

300

โซ่ 50 cm.

2

180

ล้อลูกปืน

2

80

ลูกปืนตุ๊กตา

2

300

Step motor

2

140

อะครีลิก 2 mm.

1

150

อะครีลิก 3 mm.

3

495

อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

-

930

แบตเตอรี่

3

780

ค่าทำแผ่นPCB

-

1850

 

 

 

7,470

 

 

บล็อกไดอะแกรมของหุ่นยนต์อัตโนมัติและหุ่นยนต์บังคับมือ 

 

BLOCK DIAGRAM OF MANUAL ROBOT 

Manual Block

BLOCK DIAGRAM OF AUTO ROBOT

Auto Block
 
 

 

 

การออกแบบวงจร 

   1) Sensor ที่ใช้ Track เส้น ใช้ IC เบอร์ TCRT5000 ซึ่งเป็น Reflective Optical Sensor with Transistor Output คือ ภายใน IC มีตัวส่งแสงหรือที่รูปสัญญลักษณ์ที่เป็นหลอด LED จะทำหน้าที่ส่งแสงออกไปตลอดเวลา แสงที่ส่งออกไปก็จะไปกระทบกับพื้น แล้วสะท้อนกลับมาที่ตัวรับแสงหรือสัญญลักษณ์ในที่นี้ คือ Photo Transistor ถ้าพื้นนั้นเป็นสีขาว แล้วแสงที่กระทบกับไปก็จะสะท้อนกลับมาได้ดี และถ้าแสงนั้นเป็นสีดำ แสงที่สะท้อนออกมาก็แทบไม่มี เพราะสีดำมีการดูดแสง สิ่งที่ต้องคำนวณ คือ ค่า R ที่ต่ออยู่เพื่อจำกัดกระแส ทางด้านฝั่งตัวส่ง และฝั่งตัวรับ
         - ตัวส่ง จะต้องดูค่า Forward current, Forward voltage โดยดูจากกราฟ และต้องกำหนด แรงดันจากแหล่งจ่ายหรือที่เรียกว่า Vcc แล้วใช้หลักการ KVL ในการคำนวณหาค่า R
         - ตัวรับ จะต้องดูค่า Collector current, Collector emitter voltage โดยดูจากกราฟ ซึ่งจะใช้อยู่แค่ 2 สถานะคือ Saturated (ตอนที่จับสีขาว) และ Cutoff (ตอนที่จับสีดำ) โดยการคำนวณ R จะคำนวณจาก Saturated นอกจากนี้ ยังต้องดูว่า ระยะห่างจากพื้นถึง sensor สัมพันธ์กับสัญญาณอย่างไร โดยดูจากกราฟอีกเช่นกัน 

Calculations


 

 TCRT5000


     Emitting

    IF = 30 mA                                             (Give Forward current is 30 mA)

    V = Vcc - VF  = 5V - 1.5V = 3.5V              (from KVL)

    So        V = IR1

                        R1 = 3.5V/30 mA = 116.6 Ohm        So I use 120 Ohm .

    Photo transistor

    IF = 1 mA                                              (From datasheet)

    VR = Vcc - VF  = 5V-0.3V = 4.7V              (From KVL)

    So        V = IR1


                        R1 = 4.7V/1 mA = 4.7k Ohm



   
   2) Sensor ที่ใช้ในการสั่งงานให้หุุุุ่นอัตโนมัติให้ทำการเก็บส้มใช้ IC เบอร์ TSOP4740 ซึ่งเป็นตัวรับ Infrared ที่ความถี่ 40 kHz ซึ่งวิธีนี้ จะมีผลดีกว่า TCRT5000 คือ สามารถกัน noise ที่ความถี่ไฟบ้าน 50 Hz ซึ่งเข้ามารบกวนได้ ทำให้สามารถรับสัญญาณได้ไกลกว่า TCRT5000 มาก แต่ข้อเสียคือ วงจรการต่อมีความยุ่งยากกว่ามาก โดยวงจรการต่อสามารถดูได้จาก Datasheet ของ TSOP4740


 


    3) เนื่องจาก Sensor ตัวรับรับที่ความถี่ 40 kHz และรับในระยะที่ไกลกว่า TCRT5000 จึงต้องมีตัวส่งที่ส่งความถี่ 40 kHz  และมีหลอดส่ง Infrared ที่ส่งสัญญาณได้ไกลกว่า ดังนั้น จึงเลือกใช้ IC เบอร์ 555 สร้างสัญญาณ 40 kHz โดยต่อแบบ Astable operation และใช้หลอดส่ง Infrared เบอร์ TSAL7400 โดยจะต้องคำนวณหาค่า R และค่า C สำหรับการสร้างความถี่ 40 kHz และคำนวณหา R จำหรับการจำกัดกระแสของ TSAL7400

 

Calculations 

555


Frequency 40 kHz (Find R1,R2,C)

Give f = 40 Hz, duty cycle = 60%

From    T     =   1/f
       =   1/40      =          25 us

From    Duty cycle        =          (th/T) x 100%
       60%           =          (th/40) x 100%
       th               =          24 us

From            tl               =          T - th
                        =          25 us – 24 us
      
 tl               =          1 us

From             tl              =          0.693 x R x C                , Choose C = 0.0001uF
R              =          1 us/(0.693x0.001 uF)
                 =          1.443 k
?  

From           th               =          (0.693) ? (R1+R2) ? (C)
24 us      =             (0.693) ? (R1+1.443 k?) ? (0.001us)
R1             =          33.19 k? 

So, we choose R1 = 1.5 k?, R2 = 33 k?


   4) Display แสดงผล ใช้ LED เบอร์ LH2040 ซึ่งเป็นเบอร์ยอดนิยม เพราะราคาถูก การต่อ LED เพื่อแสดงผลนั้นจะต้องระวังเรื่อง Loading Effect เป็นอย่างมาก เพราะถ้าเกิด Loading Effect แล้วสัญญาณที่ได้ออกมาก็จะถูกดึงกระแสไปเลี้ยง LED ทำให้แรงดันมีค่าลดลง ดังนั้นกลุ่มผมจึงแก้โดย ใช้ Transistor เบอร์ BC548 เพื่อเพิ่ม impedance ให้กับตัววงจร  

   5) ส่วนของ Limit Switch มีเรื่องที่ต้องระวัง คือ การเกิด boucing เมื่อหน้าสัมผัสของสวิตซ์สัมผัสกันหรือแยกออกจากกัน ซึ่งจะทำให้สัญญาณมีเกิดการ Trig หลายครั้ง โปรแกรมก็ทำงานผิดพลาด ดังนั้นจึงต้องมีการต่อ R-C เพื่อเพิ่ม Time constant หรือหน่วงเวลาให้กับวงจร แล้ว Boucing ก็จะหายไป

   6) วงจร Drive DC motor เลือกใช้ IC เบอร์ L293 ซึ่งเป็น H-bridge อยู่ภายใน ราคาถูกกว่า L298 มาก แต่กระแสที่ขยายออกมาได้น้อยกว่า L298 ซึ่งเพียงพอกับมอเตอร์และโหลดที่หุ่นยนต์รับได้ การปรับควาเร็วมอเตอร์จะปรับโดยฝ่าย Program ด้วยวิธี Pulse width modulation หรือก็คือปรับ Duty cycle นั่นเอง ถ้า Duty cycle มากแล้วความเร็วของมอเตอร์ก็จะมากตาม

Drive

   7) วงจร Voltage Reguration เลือกใช้ IC เบอร์ LM7805 ซึ่งสามารถรักษาระดับแรงดันได้ที่ 5 Volt การต่อวงจรให้ต่อตาม Datasheet ได้เลย 


   8) Microcontroller ใช้เบอร์ PIC16F886 เนื่องจาก  

           - ไม่มีความยุ่งยาก และใช้สถาปัตยกรรมของ RISC มีคำสั่งแค่ 30 คำสั่ง ซึ่งง่ายในการเรียนรู้

           - ง่ายในการทำการโปรแกรมบนพอร์ตอนุกรม

           - เครื่องมือที่ใช้มีความน่าเชื่อถือ

           - มีความสามารถพิเศษในเรื่องของ PWM

           - หน่วยความจำถูกเก็บลง EEPROM โดยอัตโนมัติ ดังนั้นโปรแกรมจะยังคงถุกเก็บอยู่ จนกว่าจะมีการเก็บทับลงไปใหม่

รูปแสดงการต่อไมโครคอนโทรลเลอร์กับอุปกรณ์ภายนอก

 Microcontroller Board


 


  


Online: 1 Visits: 10,187 Today: 9 PageView/Month: 9

ด้วยความปราถนาดีจาก "สยามทูเว็บดอทคอม" และเพื่อป้องกันการเปิดเว็บไซต์เพื่อหลอกลวงขายของ โปรดตรวจสอบร้านค้าให้แน่ใจก่อนตัดสินใจซื้อของทุกครั้งนะคะ    อ่านเพิ่มเติม ...
ปิดกรอบโฆษณา X
รถมือสอง , ตลาดรถ
รับทําเว็บไซต์ ทำเว็บไซต์ เว็บไซต์สำเร็จรูป ฟรีเว็บไซต์ สร้างเว็บไซต์
ปิดกรอบโฆษณา Xแหล่งรวมรถมือ 2 ออนไลน์ที่มีให้เลือกมากที่สุด และได้รับความนิยมที่สุดในตอนนี้ ราคาถูกสุดๆ ห้ามพลาด!
Advertising Zone