I. Thiết kế Mô hình Xe Thám Hiểm tại HCMUTE
Đề tài Thiết kế và thi công mô hình xe thám hiểm tại HCMUTE tập trung vào việc thiết kế và chế tạo một mô hình xe robot có khả năng di chuyển, thu thập dữ liệu và truyền thông tin từ xa. Mô hình xe thám hiểm này được thiết kế để hoạt động trong môi trường có địa hình phức tạp, sử dụng Raspberry Pi làm trung tâm điều khiển. Các sinh viên HCMUTE đã áp dụng kiến thức về thiết kế mô hình xe, thi công mô hình xe, và kỹ thuật chế tạo. Thiết kế phần cứng bao gồm lựa chọn các linh kiện phù hợp như động cơ, bánh xe, cảm biến, và camera. Thiết kế phần mềm tập trung vào việc lập trình điều khiển robot, xử lý dữ liệu cảm biến, và truyền video qua mạng không dây (Wi-Fi). Đề tài này đóng góp vào việc đào tạo sinh viên về các kỹ năng thực hành trong lĩnh vực robot thám hiểm và nghiên cứu mô hình xe. Các nghiên cứu này có ứng dụng thực tiễn cao trong lĩnh vực cứu hộ, thăm dò môi trường, và giám sát.
1.1. Lựa chọn và Thiết kế Phần Cứng
Phần cứng của mô hình xe HCMUTE được lựa chọn kỹ lưỡng để đảm bảo hiệu suất hoạt động. Raspberry Pi 3 đóng vai trò trung tâm điều khiển, xử lý tín hiệu từ các cảm biến và điều khiển động cơ. Camera Raspberry Pi cung cấp khả năng thu thập hình ảnh video. Động cơ giảm tốc V1 được chọn để đảm bảo mô men xoắn và tốc độ phù hợp cho việc di chuyển trên địa hình. Bánh xe robot V1 được thiết kế để thích ứng với địa hình không bằng phẳng. Module L298N điều khiển động cơ, đảm bảo khả năng điều khiển chính xác. Việc lựa chọn vật liệu như Mica cho khung xe đảm bảo độ bền và trọng lượng nhẹ. Pin dự phòng Polymer PJ-JP106S cung cấp nguồn điện ổn định cho hệ thống. Thiết kế kĩ thuật mô hình xe tập trung vào sự tối ưu hóa trọng lượng, khả năng cơ động, và độ bền của hệ thống. Chế tạo mô hình xe được thực hiện cẩn thận để đảm bảo tính chính xác và độ tin cậy của hệ thống.
1.2. Thiết kế và Lập Trình Phần Mềm
Phần mềm của mô hình xe thám hiểm được lập trình dựa trên hệ điều hành Raspbian cho Raspberry Pi. Ngôn ngữ lập trình Python được sử dụng để điều khiển robot, xử lý dữ liệu từ camera và cảm biến. Phần mềm thiết kế mô hình xe hỗ trợ việc thiết kế và mô phỏng hoạt động của robot. Quy trình thiết kế mô hình xe được thực hiện tuần tự, từ thiết kế sơ đồ khối, lập trình điều khiển, đến tích hợp và thử nghiệm. Lập trình hệ thống bao gồm việc điều khiển động cơ, xử lý hình ảnh từ camera, truyền dữ liệu qua mạng Wi-Fi, và hiển thị dữ liệu trên giao diện người dùng. Phần mềm VLC Media Player được sử dụng để hiển thị video trực tiếp từ camera. Việc lập trình đòi hỏi sự hiểu biết sâu rộng về kỹ thuật lập trình mô hình xe và khả năng tích hợp các module phần cứng khác nhau.
1.3. Thử nghiệm và Đánh Giá
Sau khi thi công mô hình xe HCMUTE, giai đoạn thử nghiệm được tiến hành để đánh giá hiệu quả hoạt động của hệ thống. Các bài thử nghiệm bao gồm kiểm tra khả năng di chuyển trên địa hình khác nhau, độ chính xác của điều khiển, và chất lượng hình ảnh truyền từ camera. Kết quả thi công phần cứng được đánh giá dựa trên độ bền, khả năng hoạt động ổn định và tính thẩm mỹ của mô hình. Hiệu suất của mô hình được đánh giá dựa trên tốc độ di chuyển, khả năng vượt địa hình, độ chính xác của điều khiển, và chất lượng hình ảnh. Việc phân tích dữ liệu thu thập được từ các bài thử nghiệm giúp đánh giá hiệu quả của thiết kế và chế tạo mô hình xe. Mô hình xe tự hành này cho thấy tiềm năng ứng dụng trong nhiều lĩnh vực, mở ra hướng nghiên cứu mới cho sinh viên HCMUTE.
II. Ứng dụng và Phát triển
Mô hình xe thám hiểm này có tiềm năng ứng dụng rộng rãi. Trong lĩnh vực cứu hộ, robot có thể được sử dụng để tiếp cận các khu vực nguy hiểm, tìm kiếm người bị nạn và hỗ trợ công tác cứu hộ. Trong lĩnh vực thăm dò môi trường, robot có thể được sử dụng để thu thập dữ liệu về nhiệt độ, độ ẩm, chất lượng không khí, và các thông số môi trường khác. Việc sản xuất mô hình xe ở quy mô lớn cần được xem xét để đáp ứng nhu cầu thực tiễn. Ứng dụng mô hình xe cần được mở rộng để đáp ứng nhiều mục đích khác nhau. Nghiên cứu mô hình xe nên tiếp tục được phát triển để nâng cao hiệu suất và tính năng của robot. Dự án mô hình xe HCMUTE góp phần thúc đẩy nghiên cứu và phát triển trong lĩnh vực robot tại Việt Nam.
