Kinh nghiệm khi làm robocon

KINH NGHIỆM LÀM ROBOCON

BÀI VIẾT 1

Có lẽ về cơ bản thì ai cũng biết là để làm robot tham gia cuộc thi Robocon thì cũng

phải có sự phân công lao động một cách hợp lý trong 3 lĩnh vực: mạch điện tử, cơ khí,

lập trình. Mỗi lĩnh vực có những đặc thù riêng, cần những kiến thức rất khác nhau.

Trong khi sinh viên hiện nay được đào tạo theo các chuyên ngành, và đã học về điện

tử thì thường là không biết nhiều về cơ khí, học cơ khí thì lại không biết về lập trình.

Vậy yêu cầu đặt ra với mỗi đội nếu muốn giành chiến thắng đó là phải có được sự kết

hợp. Các thành viên trong đội nên là những người có am hiểu trong các lĩnh vực khác

nhau mà quan trọng nhất là cơ khí và điện tử, còn lập trình thì chỉ cần một người khá

về tin học là có thể học được trong một thời gian khoảng 2, 3 tháng. Đây là điều kiện

đầu tiên để có thể giành chiến thắng. Nếu không thì chỉ gọi là làm được thôi chứ

không thể làm tốt để vô địch. Tôi xin lấy ví dụ trong năm 2004. Ở ĐHBKHN ban đầu

có một phong trào rất mạnh, rất nhiều đội đang ký tham dự nhưng đa số lại là những

người cùng lớp trong 1 đội vì vậy một tất yếu là mỗi đội chỉ làm tốt được một phần cơ

khí hoặc mạch điện. Chỉ có đội BKHTSI ngay từ đầu được đánh giá là khả quan nhất

với sự góp mặt của Sơn-lập trình + mạch và Thanh - cơ khí. Hai người đều là những

người đã có rất nhiều kinh nghiệm từ trước. Vậy điều đầu tiên phải xem xét là vấn đề

lựa chọn thành viên.

Về lập trình:

Về lập trình thì không có nhiều phức tạp mà chỉ cần chọn ngôn ngữ cho phù hợp,

thường là Asembly và turbo C: Asembly thì lập trình gần với ngôn ngữ máy nên dung

lượng nhỏ hơn nhiều so với bộ nhớ của vi điều khiển 89c51.

Các bạn có thể lập trình thoải mái cũng chỉ đến 1 K bộ nhớ, trong khi bộ nhớ của vi

điều khiển 89c51 là 4K).

- Ngôn ngữ C thì là ngôn ngữ lập trình bậc cao hơn nên lập trình dễ hơn nh¬ng lại tốn

bộ nhớ hơn. Các bạn nên dùng chương trình Reads51 (download tại

www.rigelcorp.com). Chương trình này hỗ trợ cả Assembly và C, nó lại có khả năng

giả lập các cổng vào/ra của họ IC 89c51 , nến rất thuận tiện cho việc lập trình mà

không cần mạch điện. Nên dùng cảm biến đếm vạch riêng, cảm biến bám vạch riêng

để việc lập trình được rõ ràng và khó bị lẫn.

Về cơ khí:

Về cơ khí thì tốt nhất các bạn hãy học theo cách làm của các đội đi trước, xem cách

họ gắn động cơ vào xe, các trục quay... Nếu các bạn không có điều kiện xem trực tiếp

của các đội đi trước thì tôi xin có 1 số ý kiến thế này:

Khi bắt các thanh nhôm không nên dùng ke mà cưa 4 góc của thanh nhôm rồi bẻ ra

để bắt vào nhau. Không dùng vít mà dùng đinh tán. Để gắn chặt bánh vào động cơ

nên dùng vít chí (loại này có thể thuê các cửa hàng cơ khí làm hộ - dọc đường Đê La

Thành - Hà Nội).

- Gắn động cơ vào robot không nên bằng cách chỉ buộc động cơ vì khi tải nặng sẽ làm

nghiêng bánh dẫn đến xe di chuyển không chuẩn. Ở đây có một vật liệu rất đặc biệt

đó là các cục nhựa (mua Ở Hàng Bông hoặc chợ Trời - Hà Nội). Ta đem nhựa đi cưa

thành hình hộp và khoan lỗ để bắt vào khung xe, đồng thời khoan lỗ to để cho vòng

bi vào, xuyên trục bánh xe qua 2 bộ vòng bi rồi mới dùng vít chí để gắn vào trục động

cơ như vậy thì động cơ không hề phải chịu lực ấn nào mà chỉ có bánh xe tì lên 2 vòng

bi + khối nhựa.

- Nhựa ở trên ta còn có thể làm một bộ phận rất quan trọng đó là các lô cuốn. Ta đem

đi tiện thành hình trụ có vành ở ngoài giống như lõi chỉ và khoan lỗ ở trục vừa bằng

trục động cơ, dùng vít chí hoặc đơn giản là que sắt để gắn chặt vào trục động cơ,

buộc dây cố định vào lô cuốn. Như vậy khi động cơ quay ta sẽ cuốn dây để kéo vật

hay làm chuyển động các bộ phận.

Về mạch điện:

* Thiết kế mạch:

- Các mạnh cơ bản dùng cho robot các bạn có thể tìm trong sách hoặc trên mạng vì

vậy tôi không trình bày kỹ mà tôi chỉ khuyên hãy chia ra thành 3 module riêng là:

+ Mạch của vi điều khiển.

+ Mạch của sensor (cảm biến nhận biết vạch trắng)

+ Mạch của động cơ.

Có một hiện tượng rất hay gặp đó là khi xe chạy được một lúc thì vi điều khiển bị

treo. Lý do là có các xung mạnh đánh ngược về nguồn nuôi của vi điều khiển làm cho

nguồn nuôi không còn ổn định ở 5V, dẫn đến bị treo. Cách xử lý triệt để hiện tượng

này có nhiều bước:

+ Trước hết cứ giữ nguyên mạch của bạn và bổ sung thêm một hệ thống các tụ (chỉ

cần tụ loại 1 03 là đủ), các tụ này bạn đặt chặn ở trước tất cả các nguồn nuôi, song

song với các công tắc hành trình, đầu ra của mạch sensor, đầu vào của công tắc

hành trình... nói chung là ở bất kỳ điểm nào thường xuyên xảy ra những thay đổi đột

biến về mức điện áp.

+ Thứ nữa là nên dùng mạch động cơ theo kiểu cầu H, sử dụng Transistor trường,

tuyệt đối tránh dùng các Rơ le trong mạch.

+ Sử dụng bộ cách ly, thiết kế mạch làm sao để phần mạch lực (nguồn nuôi động cơ,

Transistor đóng mở động cơ, các trở liên quan) và phần mạch điều khiển (các trở, các

bộ đảo, bộ logic... linh kiện nối trực tiếp với vi điều khiển ) phải tách biệt thành 2 khu,

chỉ nối với nhau qua bộ cách ly.

Để đảm bảo không có hiện tượng có 2 Transistor thẳng hàng cùng mở dẫn đến nối tắt

mạch thì phải sử dụng IC logic (ví dụ 74HCOO: thực ra là 4 NAND bạn tìm cách tổ hợp

để trong 4 đầu ra của nó có 2 cặp luôn không cùng một mức logic).

Trong mạch vi điều khiển chú ý là phải để dây dẫn từ thạch anh đến chân của vi điều

khiển là ngắn nhất. Tức là xếp thạch anh càng gần chân 1 9,20 của vi điều khiển thì

càng tốt.

- Độ rộng dây của phần điều khiển nên để nhỏ (khoảng 20 đối với đơn vị inchs) vì

chạy trên nó toàn là các tín hiệu, còn phần mạch lực phải để rộng (khoảng 70-90

inchs) vì nó chịu dòng lớn.

- Sau cùng của phần thiết kế là một vấn đề nhỏ nhưng không kém phần quan trọng

đó là nên chia toàn bộ mạch của ta ra thành các module riêng hay thiết kế cho tất cả