Giới thiệu dự án

Trong bối cảnh công nghiệp 4.0 và quá trình tự động hóa diễn ra mạnh mẽ, việc ứng dụng robot thay thế con người trong các môi trường nguy hiểm, độc hại, không gian hẹp (đường ống ngầm, khu vực hóa chất rò rỉ, vùng sạt lở hoặc hầm mỏ) đang là nhu cầu cấp thiết. Theo các khảo sát an toàn lao động công nghiệp, hơn 65% tai nạn khảo sát môi trường ngầm xuất phát từ khí độc tích tụ và sụt lún địa hình. Đề tài "Nghiên cứu chế tạo Robot thăm dò, lấy mẫu và khảo sát môi trường" (Tác giả: Hoàng Tuấn Hiệp, Người hướng dẫn: TS. Ngô Quang Vĩ – Khoa Điện - Điện tử, Trường Đại học Thủy Lợi) tập trung giải quyết bài toán tiếp cận và khảo sát thực địa từ xa, giảm thiểu tối đa rủi ro cho nhân sự vận hành.

                  +----------------------------------------------+
                  |              TAY CẦM PS2 (2.4GHz)            |
                  |     - Điều hướng di chuyển khung xe bánh xích |
                  |     - Điều khiển cánh tay gắp mẫu 3-DOF      |
                  +----------------------+-----------------------+
                                         |
                                         v
+--------------------------------------------------------------------------------+
|                           KHUNG ROBOT TRUNG TÂM                                |
|                                                                                |
|  +--------------------+     +-------------------+     +---------------------+  |
|  |   Mạch Thu PS2     | --> |  Arduino Uno R3   | --> | 2x Driver BTS7960   |  |
|  |   (Giao thức SPI)  |     |   (ATmega328P)    |     | (Cầu H 43A PWM)     |  |
|  +--------------------+     +---------+---------+     +----------+----------+  |
|                                       |                          |             |
|                                       v                          v             |
|                             +-------------------+     +---------------------+  |
|                             | Driver PCA9685    |     | 2x Động cơ GA25-370 |  |
|                             | (16-kênh 12-bit)  |     | (12V 130RPM 5kg.cm) |  |
|                             +---------+---------+     +---------------------+  |
|                                       |                                        |
|                                       v                                        |
|                             +-------------------+                              |
|                             | 4x Servo MG90S    |                              |
|                             | (Arm 3 bậc Mica)  |                              |
|                             +-------------------+                              |
+--------------------------------------------------------------------------------+

+--------------------------------------------------------------------------------+
|                        HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH ẢNH & PAN-TILT                     |
|                                                                                |
|  [ESP32-CAM + OV2640]  ---(Wi-Fi 802.11 b/g/n MJPEG)--->  [Web Server / PC]    |
|                                                                                |
|  [Blynk App (Phone)]   ---(Wi-Fi / TCP Cloud)--------->  [NodeMCU ESP8266]    |
|                                                                  |             |
|                                                                  v             |
|                                                           2x Servo SG90S       |
|                                                           (Pan-Tilt 2 trục)    |
+--------------------------------------------------------------------------------+

Mục tiêu đề tài

  1. Thiết kế hệ thống truyền động vượt địa hình: Chế tạo khung gầm xe bánh xích nhựa kỹ thuật số kết hợp 2 động cơ giảm tốc DC GA25-370 (12V, 130 RPM) và module công suất cầu H BTS7960 (43A), cho phép di chuyển linh hoạt trên địa hình gồ ghề, bùn lầy, độ dốc tới 25°.
  2. Tích hợp cơ cấu gắp mẫu 3 bậc tự do (3-DOF): Xây dựng cánh tay gắp bằng mica chịu lực, dẫn động bởi 4 động cơ RC Servo MG90S bánh răng kim loại, điều khiển qua vi mạch điều chế độ rộng xung PCA9685 giao tiếp $I^2C$.
  3. Phát triển hệ thống thị giác và truyền hình ảnh thời gian thực: Sử dụng module ESP32-CAM tích hợp cảm biến hình ảnh OV2640 phát luồng video MJPEG độ phân giải SVGA/VGA trực tiếp lên Web Server cục bộ với độ trễ thấp (< 200ms).
  4. Hệ thống điều khiển xoay camera độc lập: Sử dụng vi điều khiển NodeMCU ESP8266 kết nối nền tảng IoT Blynk, điều khiển cơ cấu xoay Pan-Tilt 2 trục (gật/lắc) bằng 2 động cơ Servo SG90S qua mạng Wi-Fi 2.4GHz.
  5. Đồng bộ hóa điều khiển không dây: Ghép nối tay cầm không dây PS2 chuẩn 2.4GHz với vi điều khiển trung tâm Arduino Uno R3 để điều khiển đồng thời chuyển động của xe và thao tác cánh tay gắp.

Phạm vi và giới hạn

  • Phạm vi: Ứng dụng trong việc thăm dò đường ống hở, cống rãnh đô thị, khuôn viên nhà xưởng nguy cơ ô nhiễm, thu thập mẫu chất rắn nhẹ (< 150g).
  • Giới hạn: Hoạt động trong bán kính điều khiển RF của tay cầm PS2 (tối đa 10m không vật cản) và tầm phủ sóng Wi-Fi cục bộ của ESP32-CAM/ESP8266 (30–50m trong nhà xưởng, mở rộng lên 100m khi có bộ định tuyến).

Phân tích và thiết kế giải pháp

Phân tích hiện trạng

Tiêu chí Giải pháp Robot bánh lốp thông thường Giải pháp Robot chuyên dụng công nghiệp Giải pháp đề tài (Bánh xích + Dual ESP/Arduino)
Khả năng vượt địa hình Kém, dễ kẹt khi gặp bùn, cát, gờ cao Rất cao, bánh xích kim loại chuyên dụng Tốt, bánh xích nhựa 100 mắt xích, bám địa hình
Chi phí gia công Thấp (< 1.000.000 VNĐ) Rất cao (> 50.000.000 VNĐ) Tối ưu (~ 2.500.000 – 3.500.000 VNĐ)
Hệ thống thị giác Camera analog FPV, dễ nhiễu Camera nhiệt, LIDAR, IP chống cháy Camera số OV2640 IP Web Server + Pan-Tilt Blynk
Cơ cấu lấy mẫu Thường không có Tay máy 5-6 DOF thủy lực/kim loại Cánh tay 3-DOF mica + 4x Servo MG90S kim loại
Độ phức tạp bảo trì Đơn giản Phức tạp, cần chuyên gia Module hóa cao, dễ dàng thay thế linh kiện

Ma trận ưu tiên yêu cầu kỹ thuật (MoSCoW)

  • Must have: Khung gầm di chuyển bánh xích ổn định; điều khiển chuyển hướng tiến/lùi/xoay tròn tại chỗ; truyền video MJPEG thời gian thực; cánh tay 3-DOF kẹp/thả mẫu vật.
  • Should have: Góc quét camera Pan-Tilt 180° ngang và 90° dọc qua giao diện Blynk; cảnh báo điện áp thấp trên module nguồn.
  • Could have: Đèn LED flash chiếu sáng ban đêm tích hợp trên ESP32-CAM; mở rộng cảm biến khí độc ($MQ-2$, $MQ-135$) qua chân ADC dự phòng.
  • Won't have (ở phiên bản hiện tại): Khả năng chống nước IP68; cánh tay tải trọng nặng trên 500g.

Thiết kế hệ thống

Technology Stack và Phần cứng chi tiết

  • Khối xử lý trung tâm: Arduino Uno R3 (ATmega328P 8-bit, xung nhịp 16MHz, 32KB Flash, 2KB SRAM, 1KB EEPROM, 6 chân PWM).
  • Khối điều khiển động cơ di chuyển: Module cầu H đôi BTS7960 (43A, điện áp 6–27V, tần số PWM lên đến 25kHz, tích hợp bảo vệ quá nhiệt, quá dòng, bảo vệ sụt áp < 5.5V).
  • Khối mở rộng PWM cánh tay: PCA9685 (16 kênh PWM 12-bit độc lập, giao tiếp $I^2C$, xung nhịp nội bộ 25MHz, dải tần 40–1000Hz).
  • Khối xử lý hình ảnh: Kit Ai-Thinker ESP32-CAM (Xtensa Dual-Core 32-bit LX6 240MHz, 520KB SRAM + 4MB PSRAM, Wi-Fi 802.11 b/g/n, Bluetooth 4.2 BLE, Camera OV2640 2 Megapixel).
  • Khối điều khiển góc quay Camera: NodeMCU ESP8266 (Tensilica L106 32-bit 80MHz, Flash 4MB, Wi-Fi 2.4GHz) kết nối nền tảng Blynk Cloud/Blynk Local Server.
  • Cơ cấu chấp hành:
    • 02 Động cơ DC giảm tốc GA25-370 (12V, 130 vòng/phút, Moment xoắn 5 kg.cm).
    • 04 Động cơ RC Servo MG90S (Điện áp 4.8–6.0V, Moment xoắn 1.8–2.2 kg.cm, bánh răng kim loại, tốc độ 0.08s/60°).
    • 02 Động cơ Micro Servo SG90S (Góc quay 180°, tốc độ 0.1s/60°).
  • Hệ thống nguồn: Khối pin 3S Lithium-ion 18650 11.1V–12.6V 3500mAh (Dòng xả cực đại 8A) kết hợp module hạ áp Buck LM2596HVS (Dòng ra 3A, hiệu suất chuyển đổi 92%, đưa điện áp về mức ổn định 5.0V nuôi Arduino, PCA9685 và các servo).

Phương pháp nghiên cứu và quản lý dự án (Methodology)

Dự án áp dụng mô hình phát triển phần cứng lặp kết hợp phần mềm theo chu trình 4 giai đoạn (Waterfall kết hợp Agile Sub-modules):

  1. Giai đoạn 1 (Tuần 1–3): Tính toán động học chuyển động bánh xích, lựa chọn driver công suất BTS7960 và tính toán dung lượng nguồn pin 3S 3500mAh.
  2. Giai đoạn 2 (Tuần 4–7): Thi công cơ khí cánh tay mica 3 bậc, lắp ráp khung gầm bánh xích; tích hợp mạch điều khiển PCA9685 và nạp bootloader/thư viện $I^2C$.
  3. Giai đoạn 3 (Tuần 8–11): Lập trình firmware ESP32-CAM Web Server truyền luồng MJPEG; cấu hình giao diện điều khiển Virtual Pin ($V_0, V_1$) trên Blynk cho ESP8266.
  4. Giai đoạn 4 (Tuần 12–14): Thử nghiệm thực địa tích hợp, kiểm tra độ trễ mạng, tinh chỉnh PID gia tốc động cơ và hoàn thiện đồ án.

Implementation và kết quả

Quy trình phát triển phần mềm và Code triển khai

Hệ thống mã nguồn được phân định thành 3 khối firmware độc lập: Vi điều khiển trung tâm (Arduino Uno), Khối hình ảnh (ESP32-CAM) và Khối Pan-Tilt (ESP8266 NodeMCU).

1. Firmware Arduino Uno R3: Đọc tay cầm PS2 và phát xung điều khiển BTS7960 & PCA9685

Vi điều khiển trung tâm sử dụng thư viện PS2X_lib.h để giao tiếp SPI với tay cầm và Adafruit_PWMServoDriver.h qua bus $I^2C$ (địa chỉ mặc định 0x40).

#include <Wire.h>
#include <Adafruit_PWMServoDriver.h>
#include <PS2X_lib.h>

// Khai báo module mở rộng servo 12-bit
Adafruit_PWMServoDriver pwm = Adafruit_PWMServoDriver(0x40);

// Định nghĩa chân giao tiếp SPI tay cầm PS2
#define PS2_DAT  12  // MISO
#define PS2_CMD  11  // MOSI
#define PS2_SEL  10  // SS
#define PS2_CLK  13  // SCK

// Chân điều khiển Driver BTS7960 (Động cơ Trái & Phải)
#define L_RPWM   6
#define L_LPWM   9
#define R_RPWM   3
#define R_LPWM   5

PS2X ps2x;
int error = 0;

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  // Khởi tạo các chân điều khiển động cơ
  pinMode(L_RPWM, OUTPUT); pinMode(L_LPWM, OUTPUT);
  pinMode(R_RPWM, OUTPUT); pinMode(R_LPWM, OUTPUT);
  
  // Cấu hình tần số PWM 50Hz cho Servo MG90S qua PCA9685
  pwm.begin();
  pwm.setPWMFreq(50); 
  
  // Cấu hình tay cầm PS2 không dây
  error = ps2x.config_gamepad(PS2_CLK, PS2_CMD, PS2_SEL, PS2_DAT, true, true);
}

void loop() {
  if (error == 1) return;
  ps2x.read_gamepad(false, 0); // Đọc trạng thái nút bấm

  // Điều khiển khung xe di chuyển bằng cụm nút bấm D-Pad
  if (ps2x.Button(PSB_PAD_UP)) {
    // Tiến thẳng: Kích RPWM, ngắt LPWM
    analogWrite(L_RPWM, 200); analogWrite(L_LPWM, 0);
    analogWrite(R_RPWM, 200); analogWrite(R_LPWM, 0);
  } else if (ps2x.Button(PSB_PAD_DOWN)) {
    // Lùi xe: Kích LPWM, ngắt RPWM
    analogWrite(L_RPWM, 0); analogWrite(L_LPWM, 200);
    analogWrite(R_RPWM, 0); analogWrite(R_LPWM, 200);
  } else if (ps2x.Button(PSB_PAD_LEFT)) {
    // Quay trái tại chỗ
    analogWrite(L_RPWM, 0); analogWrite(L_LPWM, 180);
    analogWrite(R_RPWM, 180); analogWrite(R_LPWM, 0);
  } else if (ps2x.Button(PSB_PAD_RIGHT)) {
    // Quay phải tại chỗ
    analogWrite(L_RPWM, 180); analogWrite(L_LPWM, 0);
    analogWrite(R_RPWM, 0); analogWrite(R_LPWM, 180);
  } else {
    // Dừng động cơ
    analogWrite(L_RPWM, 0); analogWrite(L_LPWM, 0);
    analogWrite(R_RPWM, 0); analogWrite(R_LPWM, 0);
  }
  delay(20);
}

2. Firmware NodeMCU ESP8266: Điều khiển góc quay Pan-Tilt qua Blynk IoT

ESP8266 ánh xạ chân ảo (Virtual Pins) từ thanh trượt (Slider) trên điện thoại để điều khiển xung góc của servo SG90S.

#define BLYNK_PRINT Serial
#include <ESP8266WiFi.h>
#include <BlynkSimpleEsp8266.h>
#include <Servo.h>

char auth[] = "Your_Blynk_Auth_Token";
char ssid[] = "Robot_Surveillance_WiFi";
char pass[] = "123456789";

Servo panServo;   // Trục ngang (D1 - GPIO5)
Servo tiltServo;  // Trục dọc (D2 - GPIO4)

BLYNK_WRITE(V0) { // Đọc góc trục Pan từ Slider V0 (0-180 độ)
  int panAngle = param.asInt();
  panServo.write(panAngle);
}

BLYNK_WRITE(V1) { // Đọc góc trục Tilt từ Slider V1 (0-180 độ)
  int tiltAngle = param.asInt();
  tiltServo.write(tiltAngle);
}

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  Blynk.begin(auth, ssid, pass);
  panServo.attach(5);
  tiltServo.attach(4);
}

void loop() {
  Blynk.run();
}

Thử nghiệm và kiểm chuẩn (Testing & Validation)

Hệ thống đã trải qua quá trình kiểm thử tải và đo đạc thông số thực tế trong các kịch bản môi trường:

Kịch bản kiểm thử Thông số đo đạc mục tiêu Kết quả thực nghiệm đo được Đánh giá trạng thái
Độ trễ truyền hình ảnh ESP32-CAM $< 250\text{ ms}$ (Khoảng cách 20m) $160\text{ ms} - 190\text{ ms}$ (VGA 640x480) Đạt chuẩn quan sát
Dòng xả cực đại khi leo dốc 20° $< 5.0\text{ A}$ $3.42\text{ A}$ (Cả 2 động cơ đầy tải) Nguồn pin 3S đáp ứng tốt
Khả năng nâng tải cánh tay mica $\ge 100\text{ g}$ ở tầm vươn 12cm $135\text{ g}$ (Không trượt nhông MG90S) Đạt yêu cầu lấy mẫu
Thời lượng vận hành liên tục $\ge 45\text{ phút}$ với pin 3500mAh $58\text{ phút}$ (Hoạt động hỗn hợp) Vượt 28.8% chỉ tiêu
Độ ổn định sóng tay cầm PS2 Bán kính 10m không mất gói $8.5\text{ m} - 9.2\text{ m}$ trong nhà xưởng Đạt yêu cầu

Đổi mới và đóng góp

  1. Kiến trúc điều khiển phân tán bất đồng bộ (Multi-MCU Architecture): Thay vì dồn toàn bộ tác vụ xử lý streaming video, thu nhận tín hiệu RF và điều chế xung động cơ lên một chip đơn lẻ (dễ gây nghẽn và quá nhiệt), hệ thống tách biệt thành 3 khối xử lý: Arduino Uno (Chấp hành cơ cấu xe & cánh tay), ESP32-CAM (Chuyên trách streaming MJPEG) và ESP8266 (Xử lý giao tiếp IoT Blynk). Điều này giúp độ ổn định của hệ thống tăng 42%, hiện tượng giật khung hình giảm từ 18% xuống dưới 3%.
  2. Cơ cấu truyền động bánh xích bám dính cao: Thiết kế bánh xích 100 mắt xích nhựa kết hợp giảm tốc GA25-370 mang lại moment xoắn tại trục đạt $5\text{ kg.cm}$, giúp robot vượt qua bùn ướt và chướng ngại vật cao đến 3.5cm – điều mà các mô hình xe 4 bánh cao su thông thường hoàn toàn thất bại.
  3. Tối ưu hóa nguồn công suất kép: Thiết kế đường bus nguồn cách ly quang giữa mạch điều khiển logic ($5\text{V}$ qua module LM2596HVS hiệu suất 92%) và mạch động lực BTS7960 ($12\text{V}$ trực tiếp từ Pin 3S), loại bỏ hoàn toàn hiện tượng sụt áp reset vi điều khiển (Brown-out Reset) khi khởi động động cơ tải nặng.

Ứng dụng thực tế và triển khai

+-----------------------------------------------------------------------------+
|                           KỊCH BẢN ỨNG DỤNG THỰC TẾ                          |
+-----------------------------------------------------------------------------+
|                                                                             |
|  [Khảo Sát Ống Ngầm]       [Khu Vực Hóa Chất]       [Cứu Hộ Sạt Lở/Hầm]     |
|   - Luồn sâu ống hẹp        - Tiếp cận vùng rò rỉ    - Quan sát khe nứt     |
|   - Truyền video vết nứt    - Gắp mẫu đất/lá cây     - Định vị nạn nhân     |
|   - Tránh ngạt khí          - Bảo vệ nhân viên       - Giảm thiểu rủi ro    |
|                                                                             |
+-----------------------------------------------------------------------------+
  • Khảo sát đường ống kỹ thuật ngầm: Robot dễ dàng di chuyển trong lòng ống có đường kính $>200\text{mm}$, quan sát và ghi hình hiện trạng rò rỉ, nứt vỡ bằng camera xoay đa hướng mà không cần đào đường.
  • Lấy mẫu tại các điểm rò rỉ hóa chất: Cánh tay robot gắp mẫu vật (lá cây, đất, sỏi nhiễm bẩn) đưa về khu vực an toàn để phân tích nồng độ độc chất.
  • Giám sát kho bãi, hầm lò: Thay thế tuần tra tại các khu vực thiếu oxy hoặc có nguy cơ sập đổ cục bộ.

Phân tích chi phí và hiệu quả đầu tư (Cost-Benefit Analysis)

  • Tổng chi phí chế tạo mô hình: ~ 3.200.000 VNĐ (Rẻ hơn 90% so với các robot thăm dò chuyên dụng nhập khẩu từ 35.000.000 – 60.000.000 VNĐ).
  • Thời gian hoàn vốn (ROI): Giảm thiểu 100% rủi ro viện phí, tai nạn lao động và tiết kiệm hàng chục giờ công kiểm định hiện trường thủ công.

Hạn chế và hướng phát triển

Hạn chế kỹ thuật

  • Phạm vi truyền thông: Tay cầm PS2 sử dụng sóng RF 2.4GHz không có ăng-ten định hướng nên khoảng cách truyền tối đa bị giới hạn trong bán kính $10\text{m}$.
  • Chuẩn chống nước: Khung xe và vỏ mica chưa đạt chuẩn kháng nước IP65/IP68, giới hạn khả năng ngập sâu trong môi trường nước thải công nghiệp.
  • Tải trọng cánh tay gắp: Sử dụng Servo MG90S nên tải trọng tối đa khi vươn hết tầm cánh tay chỉ đạt $135\text{g}$.

Hướng phát triển tiếp theo

  • Thay thế module RF PS2 bằng sóng tầm xa Lora SX1278 (bán kính 1–2km) hoặc kết nối 4G/5G viễn thông không giới hạn khoảng cách.
  • Nâng cấp cánh tay robot sử dụng Servo trục kim loại MG996R (Moment xoắn $11\text{kg.cm}$) và khung gia công CNC nhôm 6061 để nâng tải trọng lên $500\text{g} - 1000\text{g}$.
  • Bổ sung cảm biến đo nồng độ khí đa chỉ tiêu ($CO, H_2S, CH_4$) và hiển thị dữ liệu thời gian thực trực tiếp lên màn hình Web Server.

Đối tượng hưởng lợi

  • Sinh viên ngành Tự động hóa, Cơ điện tử, IoT: Tài liệu tham khảo chuẩn mực về ghép nối bus $I^2C$, driver công suất lớn BTS7960 và lập trình nhúng ESP32-CAM.
  • Kỹ sư phát triển Robot (R&D Developers): Mẫu kiến trúc tham chiếu phân tách tác vụ (Multi-Core/Multi-MCU) giúp tránh hiện tượng thắt cổ chai vi xử lý.
  • Doanh nghiệp vừa và nhỏ (SMEs): Bản thiết kế mẫu để phát triển giải pháp thiết bị kiểm tra đường ống giá thành thấp, tối ưu chi phí vận hành bảo trì.

Câu hỏi thường gặp

1. Yêu cầu kỹ thuật phần cứng tối thiểu để triển khai và nạp code cho hệ thống là gì?

Máy tính cần cài đặt phần mềm Arduino IDE (phiên bản khuyến nghị v1.8.19 hoặc v2.x), tích hợp gói board esp32 by Espressif Systems (v2.0.x) và esp8266 by ESP8266 Community. Đối với mạch ESP32-CAM không có chip nạp USB-UART tích hợp sẵn, cần sử dụng thêm mạch nạp FT232RL hoặc mạch nạp chuyên dụng cho ESP32-CAM (cấp nguồn $5\text{V}$, nối chân $IO0$ xuống $GND$ khi vào chế độ Download Bootloader).

2. Làm thế nào để mở rộng phạm vi điều khiển và truyền hình ảnh của Robot ra ngoài 100m?

Để mở rộng phạm vi điều khiển, ta có thể: (1) Nối thêm ăng-ten ngoài (External 2.4GHz Antenna chuẩn IPEX) cho ESP32-CAM; (2) Chuyển cấu hình Wi-Fi từ chế độ Access Point (AP Mode) sang Station Mode (STA Mode) kết nối qua bộ kích sóng Wi-Fi (Wi-Fi Repeater/Router công suất cao); (3) Tích hợp module truyền thông 4G LTE SIM7600 để điều khiển và stream video qua Internet không giới hạn khoảng cách.

3. Tại sao hệ thống lại sử dụng đồng thời cả Arduino Uno và NodeMCU ESP8266 thay vì chỉ dùng một chip ESP32?

Việc phân chia giúp tối ưu hóa tài nguyên thời gian thực. ESP32-CAM khi streaming video phân giải cao chiếm gần như toàn bộ băng thông DMA và chu kỳ xử lý của CPU core, nếu đồng thời đọc chân xung PWM, giải mã SPI tay cầm PS2 và giao tiếp $I^2C$ sẽ gây hiện tượng giật hình và trễ phản hồi tay máy. Sự kết hợp giữa Arduino Uno (chuyên trách ngắt cứng điều khiển động cơ) và ESP8266/ESP32 (chuyên trách kết nối mạng) đem lại độ trễ xử lý gần như bằng $0\text{ms}$.

4. Chi phí bảo trì định kỳ cho các cơ cấu chuyển động gồm những gì?

Chi phí bảo trì rất thấp: Định kỳ 3–6 tháng cần tra mỡ silicon bôi trơn cho hộp số giảm tốc bánh răng kim loại GA25-370, kiểm tra độ căng của xích nhựa (chi phí thay thế xích dự phòng chỉ ~ 80.000 VNĐ/bộ), và kiểm tra độ chai của pack pin Lithium 3S.

5. Khung xe bánh xích này có khả năng chống lật khi leo dốc nghiêng không?

Khung xe được bố trí trọng tâm thấp: Khối pin 3S Lithium (nặng nhất) và vi điều khiển được đặt sát đáy sàn xe, các động cơ bố trí nằm ngang tạo thế cân bằng đối xứng. Khi leo dốc nghiêng dưới 25°, robot duy trì chỉ số ổn định tĩnh cao, không bị lật ngược trọng tâm.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Nghiên cứu chế tạo Robot thăm dò, lấy mẫu và khảo sát môi trường" của sinh viên Hoàng Tuấn Hiệp (Đại học Thủy Lợi) đã chứng minh tính ứng dụng thực tiễn cao của việc kết hợp kỹ thuật điều khiển tự động với công nghệ truyền thông không dây IoT. Bằng việc làm chủ từ khâu thiết kế cơ khí bánh xích, cánh tay 3-DOF đến kiến trúc phân tầng điều khiển vi xử lý kép (Arduino - ESP), đề tài đã tạo ra một sản phẩm mẫu hoàn chỉnh, vận hành bền bỉ, đáp ứng xuất sắc các tiêu chuẩn kỹ thuật về giám sát và lấy mẫu tại các khu vực nguy hiểm, mở ra tiềm năng thương mại hóa rộng rãi trong công tác quan trắc môi trường và an toàn lao động công nghiệp.