Đồ án tốt nghiệp kỹ thuật điện tử: Thiết kế và thi công mô hình xe thăm dò môi trường

• Tác giả: Nguyễn Tiến Hòa
• Người hướng dẫn: ThS. Nguyễn Trường Duy
• Trường học: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện - Điện tử
• Đề tài: Thiết kế và thi công mô hình xe thăm dò môi trường
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ
• 1.2. MỤC TIÊU
• 1.3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
• 1.4. GIỚI HẠN
• 1.5. BỐ CỤC
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 2.1. CÁC CHUẨN TRUYỀN THÔNG KHÔNG DÂY
• 2.1.1. Một số công nghệ kết nối trong truyền thông không dây
• 2.1.2. Tìm hiểu về chuẩn IEEE 802.11
• 2.1.3. Tìm hiểu về chuẩn IEEE 802.16
• 2.2. GIỚI THIỆU VỀ WEB SERVER VÀ NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH HTML
• 2.2.1. Khái niệm web server
• 2.2.2. Nguyên lí hoạt động của web server
• 3. CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ MÔ HÌNH XE THĂM DÒ MÔI TRƯỜNG
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ THI CÔNG MÔ HÌNH XE ROBOT
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Thiết kế mô hình xe thăm dò môi trường

Phần này tập trung vào thiết kế mô hình xe thăm dò môi trường, một trong những yếu tố cốt lõi của đồ án. Mô hình được xây dựng dựa trên các thiết bị như Raspberry Pi 3, Arduino Uno R3, và các module cảm biến như DHT11 và MPU-6050. Mục tiêu chính là tạo ra một hệ thống có khả năng thu thập dữ liệu môi trường và truyền tải thông tin qua web server. Thiết kế xe thăm dò bao gồm việc tích hợp camera Logitech để truyền video trực tiếp, cùng với các cảm biến đo nhiệt độ, độ ẩm và gia tốc. Điều này giúp xe có thể hoạt động trong các môi trường khắc nghiệt, thay thế con người trong các tình huống nguy hiểm.

1.1. Các thành phần chính

Các thành phần chính của mô hình xe thăm dò bao gồm Raspberry Pi 3 đóng vai trò là trung tâm điều khiển, Arduino Uno R3 để xử lý tín hiệu từ các cảm biến, và các module như L298N để điều khiển động cơ. Cảm biến môi trường như DHT11 và MPU-6050 được sử dụng để đo nhiệt độ, độ ẩm và gia tốc. Camera Logitech được tích hợp để truyền video trực tiếp về web server, giúp người dùng quan sát từ xa.

1.2. Quy trình thiết kế

Quy trình thiết kế xe thăm dò bắt đầu từ việc lựa chọn phần cứng phù hợp, sau đó thiết kế sơ đồ khối hệ thống. Các bước tiếp theo bao gồm kết nối các thiết bị, lập trình điều khiển và tích hợp các cảm biến. Cuối cùng, hệ thống được kiểm tra và tối ưu hóa để đảm bảo hoạt động ổn định trong các điều kiện môi trường khác nhau.

II. Thi công mô hình xe thăm dò

Phần này mô tả quá trình thi công mô hình xe thăm dò, từ việc lắp đặt phần cứng đến việc lập trình hệ thống. Thi công mô hình bao gồm việc kết nối các module như L298N, SG90, và các cảm biến với Arduino và Raspberry Pi. Hệ thống được lập trình để điều khiển xe từ xa qua web server, đồng thời truyền dữ liệu cảm biến và video trực tiếp. Quá trình thi công cũng bao gồm việc kiểm tra và hiệu chỉnh hệ thống để đảm bảo độ chính xác và ổn định.

2.1. Lắp đặt phần cứng

Quá trình lắp đặt phần cứng bao gồm việc kết nối các module như L298N để điều khiển động cơ, SG90 để điều khiển camera, và các cảm biến như DHT11 và MPU-6050. Các thiết bị được kết nối với Arduino Uno R3 và Raspberry Pi 3, tạo thành một hệ thống hoàn chỉnh. Việc lắp đặt cần đảm bảo độ chính xác và an toàn để hệ thống hoạt động ổn định.

2.2. Lập trình hệ thống

Hệ thống được lập trình để điều khiển xe từ xa qua web server, đồng thời truyền dữ liệu cảm biến và video trực tiếp. Lập trình hệ thống bao gồm việc viết code để điều khiển động cơ, camera và các cảm biến, cũng như tích hợp các chức năng vào web server. Quá trình này đòi hỏi sự chính xác và tối ưu hóa để đảm bảo hệ thống hoạt động hiệu quả.

III. Ứng dụng và đánh giá

Phần này đánh giá giá trị và ứng dụng công nghệ điện tử trong việc thiết kế và thi công mô hình xe thăm dò môi trường. Hệ thống có thể được sử dụng trong các môi trường nguy hiểm như hầm mỏ, khu vực ô nhiễm, hoặc các khu vực khó tiếp cận. Xe thăm dò môi trường giúp giảm thiểu rủi ro cho con người, đồng thời cung cấp dữ liệu chính xác về điều kiện môi trường. Đồ án cũng mở ra hướng phát triển cho các ứng dụng robot thăm dò trong tương lai.

3.1. Giá trị thực tiễn

Mô hình xe thăm dò có giá trị thực tiễn cao trong việc thay thế con người trong các môi trường nguy hiểm. Hệ thống có thể thu thập dữ liệu môi trường, truyền video trực tiếp và điều khiển từ xa, giúp giảm thiểu rủi ro và tăng hiệu quả công việc. Ứng dụng công nghệ điện tử trong đồ án này cũng mở ra nhiều cơ hội phát triển trong lĩnh vực robot thăm dò.

3.2. Hướng phát triển

Đồ án mở ra hướng phát triển cho các ứng dụng robot thăm dò trong tương lai. Các cải tiến có thể bao gồm tích hợp thêm các cảm biến, nâng cao khả năng tự động hóa và mở rộng phạm vi hoạt động của xe. Hệ thống điều khiển cũng có thể được tối ưu hóa để tăng tính linh hoạt và hiệu quả trong các môi trường khác nhau.