Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Đại dịch Covid-19 bùng phát trên quy mô toàn cầu đã đặt ra nhiều thách thức nghiêm trọng đối với công tác kiểm soát dịch tễ và bảo vệ sức khỏe cộng đồng. Trong thực tế phòng chống dịch, đội ngũ nhân viên y tế và lực lượng phòng dịch phải trực tiếp di chuyển vào các khu vực cách ly, bệnh viện, khu dân cư có ca nhiễm hoặc nghi nhiễm để thực hiện việc phun hóa chất khử khuẩn. Dù được trang bị các bộ đồ bảo hộ chuyên dụng, người thực hiện vẫn đối mặt với nguy cơ lây nhiễm chéo và chịu ảnh hưởng trực tiếp từ các loại hóa chất khử khuẩn độc hại khi tiếp xúc ở nồng độ cao trong thời gian dài.
Xuất phát từ yêu cầu cấp thiết của công tác phòng dịch và xu hướng ứng dụng tự động hóa nhằm giảm thiểu rủi ro cho con người trong môi trường độc hại, đề tài "Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo mô hình robot tự hành phun khử khuẩn" được thực hiện bởi sinh viên Lê Tiểu Niên dưới sự hướng dẫn của ThS. Nguyễn Hữu Nguyện tại Trường Đại học Công nghệ Đông Á (năm 2022).
Mục tiêu nghiên cứu của đề tài được xác định cụ thể gồm 3 nội dung:
- Nâng cao khả năng tính toán, thiết kế, chế tạo mô hình robot; phân tích cấu tạo và nguyên lý hoạt động của robot tự hành phục vụ nhiệm vụ phun khử khuẩn.
- Chạy thử nghiệm và ứng dụng sản phẩm vào thực tiễn nhằm hỗ trợ con người thực hiện nhiệm vụ trong các môi trường nguy hiểm, giảm thiểu tiếp xúc độc hại.
- Tìm hiểu và phát triển mở rộng các chức năng hoạt động của robot tự hành để có thể ứng dụng trong nhiều lĩnh vực kỹ thuật và đời sống khác.
Đối tượng nghiên cứu của đồ án là hệ thống robot tự hành 4 bánh đa hướng (Omni-directional wheel) tích hợp hệ thống phun sương áp lực, quạt thổi luồng khí tầm xa, khối điều khiển trung tâm và hệ thống điều khiển kép (chế độ tự động dò đường theo vạch màu và chế độ điều khiển từ xa thông qua tay cầm không dây). Phạm vi nghiên cứu tập trung vào việc thiết kế kết cấu cơ khí 3D, tích hợp phần cứng điện tử, lập trình điều khiển và chế tạo mô hình thực nghiệm hoạt động trong không gian nhà xưởng, bệnh viện, kho bãi hoặc hành lang có bề mặt phẳng.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp
Về cơ sở lý thuyết, tác giả xây dựng đề tài dựa trên các nguyên lý kỹ thuật thuộc chuyên ngành Công nghệ Kỹ thuật Điều khiển và Tự động hóa:
- Nguyên lý động học robot di động đa hướng: Sử dụng cơ cấu 4 bánh xe Omni bố trí lệch nhau góc 90 độ, cho phép robot di chuyển tịnh tiến 8 hướng độc lập và xoay tròn tại chỗ mà không cần đổi hướng bánh lái.
- Lý thuyết điều khiển phản hồi PID: Ứng dụng thuật toán điều khiển Tỷ lệ - Tích phân - Vi phân (PID) trong việc điều khiển chính xác vị trí và vận tốc các động cơ truyền động thông qua phản hồi xung từ encoder.
- Nguyên lý quang điện tử trong nhận dạng đường đi: Sử dụng mảng cảm biến hồng ngoại phát hiện sự chênh lệch phản xạ ánh sáng giữa vạch đen và nền trắng để bám quỹ đạo định sẵn.
- Kỹ thuật truyền thông không dây: Khai thác chuẩn giao tiếp sóng vô tuyến Bluetooth băng tần 2.4 GHz với giao thức ghép nối giữa bộ thu và tay cầm điều khiển PS2 không dây.
Phương pháp nghiên cứu được triển khai theo quy trình kỹ thuật thực nghiệm:
- Phương pháp mô hình hóa và thiết kế CAD: Sử dụng phần mềm SolidWorks 2019 để tính toán kích thước, xây dựng bản vẽ 3D chi tiết các bộ phận cơ khí, mô phỏng lắp ghép (Assemblies) khung nhôm, cụm bánh xe, cầu động cân bằng và hệ thống gá động cơ.
- Phương pháp tích hợp hệ thống phần cứng: Lựa chọn linh kiện điện tử, tính toán phân tầng điện áp nguồn, thiết kế mạch kết nối giữa vi điều khiển trung tâm AVR ATmega2560 với khối điều khiển công suất (Driver Smart PID), cảm biến và các cơ cấu chấp hành.
- Phương pháp thực nghiệm: Chế tạo mô hình vật lý, nạp chương trình điều khiển, chạy thử nghiệm trên thực địa để căn chỉnh thông số vận hành, kiểm tra khả năng bám line và độ ổn định của luồng phun hóa chất.
Nguồn dữ liệu của nghiên cứu bao gồm các thông số kỹ thuật tiêu chuẩn từ nhà sản xuất linh kiện (datasheet vi điều khiển Arduino Mega 2560, driver động cơ Smart PID, bánh xe Omni 152mm, động cơ Planet 24VDC, pin Samsung 18650, bình ắc quy), các nghiên cứu lịch sử phát triển robot tự hành quốc tế và kết quả đo đạc trực tiếp từ mô hình thực nghiệm.
Thiết kế và triển khai hệ thống
Hệ thống robot tự hành phun khử khuẩn được thiết kế hoàn chỉnh từ kết cấu cơ khí đến kiến trúc điện và thuật toán điều khiển.
Thông số kỹ thuật của các cụm linh kiện chính
| STT |
Cụm thiết bị / Linh kiện |
Thông số kỹ thuật chi tiết |
Vai trò trong hệ thống |
| 1 |
Bánh xe Omni |
Đường kính 152 mm; Khối lượng 650 g; Tải trọng 40 kg/bánh |
Dẫn động đa hướng, chịu tải toàn bộ khung xe (tối đa 160 kg) |
| 2 |
Động cơ dẫn động Planet |
Điện áp 24 VDC; Công suất 60 W; Tỉ số truyền hộp số hành tinh 1:19.2; Tốc độ 9.000 vòng/phút; Encoder 500 xung/vòng |
Truyền động cho 4 bánh xe, cung cấp phản hồi xung vận tốc |
| 3 |
Khung cơ khí & Cầu động |
Nhôm định hình 40x40 mm; Gối đỡ vòng bi trục đứng OMEGA 15 mm; Ty trượt mạ Crom 15 mm |
Chịu lực khung, giữ 4 bánh luôn tiếp xúc mặt sàn mấp mô |
| 4 |
Mạch điều khiển trung tâm |
Arduino Mega 2560 (Chip AVR ATmega2560; 54 chân I/O; 16 ngõ Analog; Flash 256 KB; SRAM 8 KB; 16 MHz) |
Xử lý trung tâm, đọc cảm biến, giải mã lệnh và điều khiển driver |
| 5 |
Mạch công suất Driver Smart PID |
Vi xử lý AVR tích hợp; Công suất kéo tối đa 700 W; Điện áp 24 VDC; Giao tiếp UART, PWM, SPI; Hỗ trợ xung 10 MHz |
Điều khiển vòng kín PID vận tốc/vị trí cho động cơ bánh xe |
| 6 |
Cảm biến dò đường |
Mảng thanh 5 LED hồng ngoại (S1 đến S5); 1 cảm biến vật cản hồng ngoại (Near); 1 công tắc hành trình (CLP); Khoảng cách 0.5 - 40 mm |
Nhận dạng vạch dẫn đường đen/trắng, phát hiện chướng ngại vật |
| 7 |
Cụm phun khử khuẩn |
Động cơ bơm áp lực 24 VDC - 35 A (kéo 10 đầu phun sương); Động cơ quạt không chổi than 3 pha |
Bơm hút dung dịch hóa chất và thổi hạt sương bay xa tới 10 m |
| 8 |
Tay cầm điều khiển |
Remote PS2 không dây; Điện áp bộ thu 3.3 VDC; Dòng 200 mA; Tần số 2.4 GHz |
Thu phát tín hiệu điều khiển từ xa qua các phím bấm và cần stick |
Kiến trúc cơ khí và cơ cấu cân bằng
Khung thân robot được chế tạo từ nhôm định hình kích thước 40x40 mm kết hợp các ke góc nhôm, bu-lông M6x15 mm và con trượt bi. Khung đáy được phân tách thành hai nửa độc lập liên kết thông qua cơ cấu cầu động gồm ty trượt tròn mạ Crom 15 mm và gối đỡ vòng bi trục đứng OMEGA (vỏ gang chịu lực, ruột thép hợp kim). Thiết kế này giúp 4 bánh xe Omni luôn duy trì tiếp xúc đồng đều với mặt sàn khi di chuyển qua các bề mặt gồ ghề, tránh hiện tượng trượt bánh mất lực kéo.
Phân tầng hệ thống nguồn
Để tránh hiện tượng sụt áp và triệt tiêu nhiễu từ động cơ công suất lớn sang vi điều khiển, hệ thống nguồn được chia làm 3 nhánh riêng biệt:
- Nguồn 24 VDC: Sử dụng 2 bình ắc quy 12 VDC - 7.5 Ah mắc nối tiếp, chuyên cấp nguồn cho mạch Driver Smart PID, 4 động cơ dẫn động Planet và động cơ bơm phun sương áp lực.
- Nguồn 12 VDC: Sử dụng 1 bình ắc quy 12 VDC - 12 Ah cấp riêng cho mạch điều tốc ESC và động cơ quạt không chổi than (brushless).
- Nguồn 5 VDC: Sử dụng 2 cell pin Samsung 18650 (3.7 VDC - 3500 mAh) cấp nguồn cho bo mạch Arduino Mega 2560 và thanh cảm biến dò line hồng ngoại.
Thuật toán điều khiển chuyển động và dò đường
- Quy luật chuyển động đa hướng 4 bánh: Bốn động cơ bánh xe được đánh số từ 1 đến 4, bố trí theo hệ trục vuông góc. Hướng di chuyển được điều khiển bằng cách phối hợp chiều quay của các động cơ:
- Tiến: Động cơ 1, 2 quay ngược chiều kim đồng hồ; Động cơ 3, 4 quay cùng chiều.
- Lùi: Động cơ 1, 2 quay cùng chiều kim đồng hồ; Động cơ 3, 4 quay ngược chiều.
- Sang phải: Động cơ 1, 4 quay cùng chiều; Động cơ 2, 3 quay ngược chiều.
- Sang trái: Động cơ 1, 4 quay ngược chiều; Động cơ 2, 3 quay cùng chiều.
- Di chuyển chéo góc 45 độ: Giữ dừng 2 bánh đối diện và cho 2 bánh còn lại quay nghịch chiều nhau.
- Xoay tròn tại chỗ: Cả 4 động cơ cùng quay theo một chiều (cùng hoặc ngược chiều kim đồng hồ).
- Thuật toán dò vạch (Line tracking): Sử dụng trạng thái logic ngõ ra số từ 5 mắt cảm biến (S1, S2, S3, S4, S5). Cảm biến S3 nằm ở trục giữa đóng vai trò định hướng chính; khi S3 nhận tín hiệu vạch đen, robot chạy thẳng. Khi lệch sang trái, S1/S2 kích hoạt, bộ điều khiển lái robot lệch phải để đưa S3 về vạch. Ngược lại, khi S4/S5 kích hoạt, robot lái lệch trái. Khi cả 5 cảm biến cùng nhận tín hiệu hoặc không có cảm biến nào nhận tín hiệu, hệ thống phát lệnh dừng toàn bộ chuyển động và ngắt bơm khử khuẩn.
Nội dung chính theo từng chương
Chương 1: Tổng quan
Chương này trình bày tổng quan về lịch sử hình thành và phát triển của công nghệ robot trên thế giới, từ những cỗ máy sơ khai (Machina Speculatrix của Gray Walter, Stanford Cart, Shakey) đến các robot hiện đại ứng dụng trong thám hiểm không gian (Sojourner), quân sự (PackBot), y tế và dân dụng (Roomba, Asimo). Tác giả phân loại robot tự hành thành hai nhóm chính: robot di chuyển bằng chân (linh hoạt trên địa hình gồ ghề nhưng cấu trúc nhiều bậc tự do phức tạp, giá thành cao) và robot di chuyển bằng bánh xe (cấu trúc đơn giản, độ ổn định cao, dễ điều khiển chuyển động).
Từ việc phân tích các phương pháp điều khiển (điều khiển từ xa bằng sóng vô tuyến/Bluetooth, điều khiển chạy theo lộ trình sơn/từ tính, điều khiển chuyển động ngẫu nhiên), chương 1 đi sâu vào nguyên lý hoạt động của mô hình robot khử khuẩn 4 bánh Omni. Tác giả chỉ ra các ưu điểm chính (linh hoạt, di chuyển 8 hướng, dễ điều khiển, tính ứng dụng thực tế cao) và nhược điểm (phụ thuộc vào chất lượng mặt sàn, giá thành linh kiện chuyên dụng cao, phạm vi di chuyển tự động bị giới hạn bởi đường line định sẵn).
Chương 2: Thiết kế và lựa chọn phương pháp điều khiển robot tự hành phun khử khuẩn
Nội dung chương 2 tập trung chi tiết vào quy trình thiết kế kỹ thuật. Mở đầu là việc ứng dụng phần mềm SolidWorks 2019 để dựng mô hình CAD 3D hoàn chỉnh cho khung cơ khí, cụm bánh xe, part gá và cơ cấu cầu động cân bằng. Tác giả trình bày thông số chi tiết của khung nhôm định hình 40x40 mm, bánh xe Omni đường kính 152 mm (chịu tải 40 kg/bánh), gối đỡ vòng bi OMEGA 15 mm, khớp nối nhôm nguyên khối (vòng ngoài 56.8 mm, trục 24 mm) và hệ thống bu-lông, con trượt M6.
Phần hệ thống điện phân tích chức năng của 4 động cơ Planet 24VDC-60W tích hợp hộp số giảm tốc hành tinh 1:19.2 kèm encoder hồi tiếp 500 xung/vòng, động cơ bơm áp lực 24VDC-35A kéo 10 béc phun sương, và động cơ quạt không chổi than 3 pha thổi xa 10 m. Về thiết bị điều khiển, chương 2 phân tích sơ đồ chân của Arduino Mega 2560 (54 chân I/O, 16 chân analog, 15 chân PWM), mạch công suất Driver Smart PID 700W, giao tiếp SPI/UART, tay cầm PS2 không dây 2.4 GHz và thanh cảm biến dò line 5 mắt kết hợp cảm biến vật cản Near và công tắc hành trình CLP. Chương này cũng so sánh các giải pháp dẫn đường (đường dẫn màu, đường dẫn băng từ, đường cảm ứng điện ngầm) để chứng minh tính tối ưu về chi phí và khả năng triển khai của phương pháp dò line quang học.
Chương 3: Thực nghiệm đánh giá kết quả
Chương 3 trình bày lưu đồ thuật toán điều khiển tổng thể của hệ thống, kết hợp giữa hai chế độ hoạt động: điều khiển bằng tay thông qua remote PS2 và chế độ tự động bám line kết hợp phun sương dập dịch. Tác giả đánh giá kết quả đạt được về mặt lý thuyết (nắm vững nguyên lý động học robot omni, thuật toán điều khiển PID, kỹ thuật ghép nối ngoại vi) và mặt thực nghiệm (chế tạo thành công mô hình phần cứng hoạt động ổn định, khung xe chịu tải tốt, hệ thống phun sương kết hợp quạt đẩy phủ đều hóa chất trên diện rộng, tay cầm PS2 điều khiển nhạy bén ở khoảng cách xa). Cuối chương, tác giả đề xuất các định hướng phát triển để hoàn thiện thiết bị trong tương lai.
Kết quả và đóng góp
Kết quả nghiên cứu thực nghiệm
- Chế tạo thành công mô hình vật lý: Hoàn thiện mô hình robot tự hành phun khử khuẩn với kết cấu cơ khí chắc chắn, khung nhôm định hình 40x40 mm kết hợp cơ cấu cầu động gối đỡ OMEGA, đảm bảo khả năng chịu tải của hệ thống bánh xe lên tới 160 kg.
- Vận hành chuyển động đa hướng chính xác: Bốn bánh xe Omni 152 mm truyền động bằng động cơ Planet 24VDC hộp số hành tinh 1:19.2 và Driver Smart PID cho phép robot di chuyển mượt mà 8 hướng (tiến, lùi, ngang trái/phải, chéo 45 độ) và xoay tròn tại chỗ linh hoạt trong không gian chật hẹp.
- Tích hợp hai chế độ điều khiển:
- Chế độ từ xa: Điều khiển hướng và kích hoạt hệ thống phun thông qua tay cầm PS2 không dây qua Bluetooth ở băng tần 2.4 GHz.
- Chế độ tự hành: Tự động bám theo đường line vạch đen nền trắng nhờ thanh cảm biến hồng ngoại 5 mắt, tự dừng khi hết line hoặc gặp vật cản.
- Hiệu quả phun khử khuẩn tầm xa: Sự kết hợp giữa bơm màng áp lực 24VDC (cấp cho dàn đầu phun sương) và động cơ quạt không chổi than công suất lớn đã tạo ra luồng khí đẩy hạt sương khử khuẩn khuếch tán xa tới 10 m, bao phủ các góc khuất mà thân xe không cần trực tiếp đi vào.
Giải pháp kỹ thuật tác giả đề xuất
- Thiết kế cầu động cân bằng: Tách rời hai nửa khung đáy thông qua trục ty trượt và gối đỡ xoay, giải quyết triệt để nhược điểm mất tiếp xúc mặt sàn của hệ thống 4 bánh xe trên mặt phẳng không tuyệt đối.
- Kết hợp quạt thổi tầm xa với béc phun sương: Tiết kiệm năng lượng cho các động cơ di chuyển, hạn chế số lần đổi hướng của robot trong không gian rộng mà vẫn đảm bảo độ bao phủ dung dịch.
- Phân tách 3 khối nguồn độc lập: Loại bỏ hiện tượng sụt áp gây reset vi điều khiển khi động cơ khởi động dòng lớn và triệt tiêu xung nhiễu công nghiệp từ chổi than và mạch băm xung.
Đóng góp của đề tài
Đồ án đã hiện thực hóa một giải pháp kỹ thuật thiết thực phục vụ phòng chống dịch bệnh, cung cấp tài liệu nghiên cứu và mô hình thí nghiệm trực quan cho sinh viên chuyên ngành Công nghệ Kỹ thuật Điều khiển - Tự động hóa và Điện - Điện tử tại Trường Đại học Công nghệ Đông Á.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
Hạn chế của đề tài
- Phụ thuộc vào điều kiện môi trường của cảm biến quang: Hệ thống dò đường bằng thanh cảm biến hồng ngoại dễ bị ảnh hưởng bởi ánh sáng môi trường mạnh (ánh sáng mặt trời trực tiếp, đèn công suất lớn) và bề mặt vạch dẫn đường dễ bị sai lệch nếu bám bụi bẩn hoặc bị mài mòn sau thời gian sử dụng.
- Phạm vi di chuyển tự hành cố định: Chế độ tự động hoàn toàn phụ thuộc vào đường line dán sẵn trên sàn, chưa có khả năng tự động lập bản đồ không gian và tìm đường đi linh hoạt khi không có vạch dẫn.
- Chi phí linh kiện: Một số linh kiện chuyên dụng như động cơ quạt không chổi than 3 pha kèm mạch ESC và bánh xe Omni công nghiệp có giá thành tương đối cao, ảnh hưởng đến khả năng thương mại hóa số lượng lớn.
Hướng phát triển tiếp theo
- Nghiên cứu tích hợp hệ thống cảm biến định vị hiện đại (LIDAR, Camera nhận dạng không gian) và thuật toán SLAM (Simultaneous Localization and Mapping) để robot tự động quét bản đồ khu vực, tự lập lộ trình phun khử khuẩn mà không cần dán line vật lý.
- Cải tiến thuật toán tránh vật cản động thông minh hơn khi hoạt động trong môi trường có người qua lại.
- Tối ưu hóa hiệu suất tiêu thụ năng lượng và nâng cấp dung lượng pin để kéo dài thời gian hoạt động liên tục của hệ thống phun.
Giá trị tham khảo
Báo cáo đồ án là tài liệu tham khảo có giá trị chuyên môn cao đối với sinh viên và giảng viên thuộc các ngành: Công nghệ Kỹ thuật Điều khiển – Tự động hóa, Cơ điện tử, Kỹ thuật Robot và Công nghệ Kỹ thuật Điện – Điện tử.
Các nội dung nổi bật trong đồ án có giá trị ứng dụng trực tiếp cho các đề tài nghiên cứu tương tự bao gồm:
- Thiết kế cơ cấu cầu động cân bằng cho robot Omni: Giải pháp thực tế sử dụng gối đỡ OMEGA và ty trượt 15 mm để duy trì độ bám sàn cho robot 4 bánh.
- Kỹ thuật tích hợp hệ thống điều khiển nhúng: Phương pháp phân tầng nguồn điện (24V - 12V - 5V) chống nhiễu và sơ đồ kết nối vi điều khiển Arduino Mega 2560 với Driver Smart PID công suất lớn qua giao tiếp công nghiệp.
- Mã nguồn và lưu đồ giải thuật: Quy trình lập trình xử lý tín hiệu tay cầm PS2 qua sóng Bluetooth và thuật toán bám line quang học kết hợp cơ chế ngắt an toàn.
Câu hỏi thường gặp
1. Cơ cấu cầu động của robot có cấu tạo như thế nào và giải quyết vấn đề kỹ thuật gì?
Cơ cấu cầu động chia khung đáy của robot thành hai phần riêng biệt, liên kết với nhau qua ty trượt tròn mạ Crom kích thước 15 mm và gối đỡ vòng bi trục đứng OMEGA (vỏ gang chịu lực, ruột thép hợp kim, khoảng cách 2 lỗ ốc 63 mm, rộng 16 mm, cao 43 mm). Cấu tạo này cho phép các cụm bánh xe tự lựa theo độ mấp mô của mặt sàn, đảm bảo cả 4 bánh xe Omni luôn tiếp xúc với bề mặt di chuyển, duy trì lực kéo và độ ổn định khi đổi hướng.
2. Vì sao hệ thống nguồn điện của robot phải phân tách thành 3 khối riêng biệt?
Hệ thống sử dụng 3 khối nguồn độc lập gồm: 24 VDC (2 bình ắc quy 12V-7.5Ah nối tiếp) cho 4 động cơ Planet, driver công suất và bơm phun; 12 VDC (1 bình ắc quy 12V-12Ah) cho động cơ quạt không chổi than; và 5 VDC (2 cell pin Samsung 18650 3.7V-3500mAh) cho mạch Arduino Mega 2560 cùng cảm biến. Việc phân tách này giúp cô lập hoàn toàn xung nhiễu điện từ và tránh hiện tượng sụt áp đột ngột từ các động cơ công suất lớn làm reset vi điều khiển trung tâm.
3. Nguyên lý di chuyển đa hướng của hệ thống 4 bánh xe Omni hoạt động ra sao?
Bốn bánh xe Omni đường kính 152 mm được bố trí vuông góc 90 độ quanh khung. Mỗi bánh có các con lăn phụ tự do xoay dọc chu vi. Khi robot muốn đi tiến/lùi, hai cặp động cơ đối diện quay ngược chiều nhau; khi muốn đi ngang trái/phải, các cặp động cơ đổi chiều tương ứng; khi muốn đi chéo 45 độ, chỉ cần cho 2 động cơ đối diện hoạt động và dừng 2 động cơ còn lại; khi muốn xoay tròn tại chỗ, cả 4 động cơ đồng thời quay cùng một chiều.
4. Hệ thống phun sương kết hợp quạt không chổi than mang lại ưu điểm gì trong quá trình khử khuẩn?
Hệ thống sử dụng động cơ bơm áp lực 24 VDC (dòng 35 A) đẩy hóa chất qua 10 béc phun tạo hạt sương mịn, kết hợp với động cơ quạt không chổi than 3 pha công suất cao thổi luồng khí mang hạt sương bay xa tới 10 m. Cơ chế này giúp khuếch tán hóa chất vào sâu trong các góc khuất, phòng rộng hoặc gầm bàn ghế mà robot không cần trực tiếp di chuyển vào, giúp tiết kiệm năng lượng di chuyển và tăng tốc độ xử lý dịch tễ.
5. Thuật toán dò đường bằng thanh cảm biến 5 mắt hoạt động theo nguyên tắc nào?
Thanh cảm biến gồm 5 mắt hồng ngoại (S1 đến S5). Cảm biến S3 ở giữa là mốc chuẩn chạy thẳng. Khi robot lệch sang trái, S1 hoặc S2 bắt tín hiệu vạch đen, vi điều khiển lệnh cho động cơ điều chỉnh robot dạt sang phải cho đến khi S3 bắt lại vạch. Khi robot lệch sang phải, S4 hoặc S5 kích hoạt thì robot tự chỉnh sang trái. Khi cả 5 mắt cảm biến đồng thời nhận tín hiệu (vạch ngang dừng) hoặc không mắt nào nhận tín hiệu (mất line), hệ thống sẽ kích hoạt lệnh dừng chuyển động và tắt hệ thống phun.
Kết luận
Đồ án tốt nghiệp "Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo mô hình robot tự hành phun khử khuẩn" của sinh viên Lê Tiểu Niên đã hoàn thành toàn diện các mục tiêu đặt ra từ thiết kế cơ khí 3D, tích hợp phần cứng điện tử đến lập trình điều khiển tự động. Mô hình thực nghiệm vận hành ổn định với khả năng di chuyển đa hướng linh hoạt nhờ 4 bánh xe Omni tải trọng 160 kg, hỗ trợ cả chế độ điều khiển từ xa qua tay cầm PS2 và chế độ tự hành dò đường theo vạch màu. Hệ thống phun sương áp lực kết hợp quạt đẩy không chổi than tầm xa 10 m là một giải pháp kỹ thuật có tính ứng dụng cao, đáp ứng hiệu quả yêu cầu khử khuẩn an toàn trong môi trường y tế và công nghiệp.
