Mobile Robot Platform: กันยายน 2010

วันศุกร์ที่ 17 กันยายน พ.ศ. 2553

My poster MRP

ภาพตัวอย่าง poster ครั้งที่ 1

สามารถ download pdf posterครั้งที่1 >>> ที่นี่ <<<

วันเสาร์ที่ 11 กันยายน พ.ศ. 2553

Brushless DC Motor

รายละเอียดต่างๆ ที่เกี่ยวกับ BLDC Motor ประกอบด้วย

§ ทฤษฎีที่เกี่ยวข้องกับ BLDC Motor

§ หลักการทำงานของ BLDC Motor

§ แนะนำ วงจร MOSFET Driver

>>>>>สนใจสามารถ Download PDF ได้ ที่นี่ <<<<<

ศึกษาเพิ่มเติมได้จาก

เกี่ยวกับ BLDC Motor

Application Note

เกี่ยวกับ MOSFET Driver

IC Driver : datasheet IR 2110

MOSFET : datasheet IRFZ44N

ผลการทดลองให้ BLDC Motor หมุนได้แบบเบื้องต้น

หมุนโดยไม่ใช้ Hall Sensor

>>>> http://www.youtube.com/watch?v=Opg25XTFcL0

หมุนโดยใช้ Hall Sensor

>>>>http://www.youtube.com/watch?v=ywQMDQnPcvw

ผู้ที่สนใจในเรื่อง BLDC Motor รายละเอียดต่างๆ จะนำมาเพิ่มเติมอีก!!

=> โปรดติดตามในตอนต่อไป +

รังสีอินฟราเรด (Infrared (IR)) มีชื่อเรียกอีกชื่อว่า รังสีใต้แดง หรือรังสีความร้อน เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความยาวคลื่นอยู่ระหว่างคลื่นวิทยุและแสงมีความถี่ในช่วง 1011 – 1014 เฮิร์ตซ์ มีความถี่ในช่วงเดียวกับไมโครเวฟ มีความยาวคลื่นอยู่ระหว่างแสงสีแดงกับคลื่นวิทยุ คุณสมบัติเฉพาะตัวของรังสีอินฟราเรด เช่น ไม่เบี่ยงเบนในสนามแม่เหล็กไฟฟ้า ที่แตกต่างกันก็คือ คุณสมบัติที่ขึ้นอยู่กับความถี่ คือยิ่งความถี่สูงมากขึ้น พลังงานก็สูงขึ้นด้วย โดยในโปรเจ็คนี้เราใช้ TSAL4400 เป็นตัวส่ง และ TOPS-030TB2 เป็นตัวรับ และต่อวงจรดังรูป

รูป ตัวรับ TOPS-030TB2

รูป ตัวส่ง TSAL4400

รูป วงจร Infrared with Comparator

โดยเราใช้ LM311 ซึ่งเป็น Comparator มาใช้ในการเปรียบเทียบแรงดัน เพื่อให้ output ที่ได้นั้นออกมาเป็นลอจิก '0' หรือ '1'

datasheet :

TOPS-030TB2
TSAL4400

SD Card

Secure Digital Card (SD Card) คิดค้นขึ้นโดย 3 บริษัทคือToshiba/Panasonic/Sandisk เริ่มเป็นที่นิยมมากขึ้น ในกล้องดิจิตอลหลายยี่ห้อในปัจจุบัน และกล้องรุ่นที่มีขนาดเล็กเป็นพิเศษ นอกจากนี้ยังนิยมใช้ในโทรศัพท์มือถือ และอุปกรณ์ PDA หลายๆ รุ่นด้วย เพราะขนาดของการ์ดเล็ก สามารถอ่านเขียนข้อมูลได้เร็ว มีตัวเลือกให้เลือกหลายรุ่น หลายขนาด เป็นตัวเลือกที่น่าสนใจ เพราะสามารถใช้ร่วมกับอุปกรณ์อื่นๆ ได้ง่าย และมีแนวโน้มที่ราคาจะถูกลงเรื่อยๆ

รูป ตัวอย่าง SD Card

Ultrasonic Sensor

Ultrasonic หมายถึงคลื่นเสียงที่มีความถี่สูงเกินที่หูมนุษย์จะได้ยิน ซึ่งในทางทฤษฎีระบุไว้ว่ามนุษย์สามารถจะได้ยินเสียงที่ความถี่ 20 Hz-20 KHz ดังนั้นความหมายของคำว่า Ultrasonic จึงหมายถึง เสียงที่มีความถี่มากกว่า 20 KHz

สาเหตุที่มีการนำเอาคลื่นย่านอุลตร้าโซนิคมาใช้ก็เพราะว่าเป็นคลื่นทีมีทิศทางทำให้เราสามารถเล็งคลื่นเสียงไปยังเป้าหมายที่ต้องการได้โดยเจาะจง ทำให้สามารถควบคุมทิศทางให้เป็นไปตามที่ต้องการได้

โดยการโปรเจ็คนี้ เราเลือกใช้ SRF05 ซึ่งเป็น อัลตร้าโซนิคเซนเซอร์สำเร็จรูป

รูป SRF05 Ultrasonic Ranger

โดย SRF05 พัฒนามาจาก SRF04 ซึ่งถูกออกแบบให้มีความยืดหยุ่น และระยะ ตรวจจับที่ไกลขึ้น ซึ่งสามารถตรวจจับวัตถุไกลสุดได้ 4 m และสามารถใช้ขา Trigger ร่วมกับ ขา Echo ได้ เพื่อสามารถที่จะประหยัด port ของ MCU ได้ หรือจะแยกขา Trigger กับขา Echo เหมือนการต่อ SRF04 ได้เช่นกัน

SRF05 มีการทำงาน 2 รูปแบบด้วยกันคือ

       1. SRF04 compatible - Separate Trigger and Echo

       2. Single pin for both Trigger and Echo

ซึ่ง SRF05 มีหลักการทำงานดังนี้

       1. ทำการจ่ายพัลส์ให้ขา Trigger อย่างน้อย 10 uS เพื่อเริ่มการทำงาน

       2. SRF05 จะส่งคลื่น Ultrasonic ความถี่ 40 kHz ออกไป 8 ลูก และ ขา echo เป็น High

       3. ขา echo จะเป็น High มากที่สุด 30 mS หากเกินจากนั้น คือไม่เจอวัตถุ

       4. นำเวลาที่ Echo เป็น High มาเปลี่ยนเป็นหน่วย uS จึงจะคำนวณหาระยะได้ สามารถหาได้ 2 หน่วยคือ

cm และ inch โดย หากหาเป็น cm จะนำเวลาไปหารด้วย 58 หากหาเป็น inch จะนำเวลาไปหารด้วย 148

5. SRF05 สามารถทำงานได้ทุกๆ 50 mS หรือ 20 ครั้งต่อวินาที แต่ควรรอ 50 mS ในการ Trig แต่ละครั้ง

โดยสามาดู datasheet ของ SRF05 Ultrasonic Ranger ได้ ที่นี่

การใช้งาน Real Time Clock ด้วย IC DS1307 ติดต่อกับ PIC18F4550

เนื่องจาก MCU ที่ใช้ (dsPIC33FJ256MC710A) ไม่มี Module Real Time Clock อยู่ภายใน แต่การทำงานของหุ่นยนต์จำเป็นต้องใช้ส่วนของการตั้งเวลา จึงจำเป็นจะต้องมีการติดต่อสื่อสารกับ Real Time Clock Module ภายนอก ซึ่ง IC Real Time Clock ที่เลือกใช้ คือ IC DS1307 และใช้ตัว Module ที่ออกแบบโดยบริษัท ETT

ในหัวข้อนี้ จะพูดถึงรายละเอียดตัวไปนี้
- การติดต่อกันแบบ I2C bus
- การติดต่อกับ IC DS1307 โดยใช้ microcontroller ตระกูล pic เบอร์ PIC18F4550
- Register ภายใน IC DS1307 ที่ใช้เก็บวันและเวลา
- ตัวอย่างโปรแกรม Source Code,ผลการ Simulation บนโปรแกรม proteus, ผลการต่อจริง

/////////////// Download PDF ///////////////////
------> ที่นี่ <-----
หรือ
------> ที่นี่ <-----

/////////////// Datasheet ///////////////////
-----> IC DS1307 <--------
-----> PIC18F4550 <------

Mobile Robot Platform with Multi-Sensory and Data Aquisition

หุ่นยนต์เคลื่อนที่พร้อมการเก็บรวบรวมข้อมูลจากเซนเซอร์หลายแบบ
Mobile Robot Platform with Multi-Sensory Data Acquisition

ชื่ออาจารย์ที่ปรึกษา ดร.เรวัต ศิริโภคาภิรมย์

รายชื่อสมาชิกกลุ่ม

1. นาย อนุพนธ์ พฤฒิอัครวาณิช    รหัสนักศึกษา 50-1016-041-3
2. นาย มนต์ชัย กายาสมบูรณ์       รหัสนักศึกษา 50-1016-094-2
3. นางสาว วรรณลักษณ์ นิสสะ      รหัสนักศึกษา 50-1016-354-0

ความเป็นมาและความสำคัญ

เนื่องจากปัจจุบันหุ่นยนต์เคลื่อนที่ได้มีการพัฒนาต่อเนื่องเป็นที่น่าสนใจ โดยมีการเพิ่มความสามารถให้กับหุ่นยนต์มากขึ้นให้ประยุกต์เข้ากับสถานการณ์ต่างๆ ได้ เช่น การนำหุ่นยนต์มาช่วยในการกู้ระเบิด การนำหุ่นยน์มาใช้ตรวจวัตถุต้องสงสัย เป็นต้น ทั้งหมดล้วนมีพื้นฐานมาจากหุ่นยนต์เคลื่อนที่ทั้งสิ้น ในการศึกษาเรื่องหุ่นยนต์เคลื่อนที่นี้จะทำให้ได้ความรู้ทางด้านฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ เพราะการทำงานของหุ่นยนต์ประกอบไปด้วย การควบคุมความเร็วมอเตอร์เพื่อให้หุ่นเคลื่อนที่ได้ การควบคุมอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลัง การทดรอบเฟืองทางกล มีการร่างแบบ เขียนแบบและออกแบบโครงสร้างของหุ่นยนต์ให้เหมาะสมกับการใช้งาน การควบคุมหุ่นยนต์โดยใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์เพื่อสั่งการให้ส่วนต่างๆ ทำงานตามต้องการและติดต่อสื่อสารกับมนุษย์หรืออุปกรณ์ต่างๆ เพื่อให้การทำงานของหุ่นยนต์มีประสิทธิภาพ ซึ่งความรู้เหล่านี้สามารถเป็นทักษะในการพัฒนาความรู้ในเชิงความคิดและเชิงปฏิบัติได้

วัตถุประสงค์การศึกษา

การทำโครงงานปริญญานิพนธ์นี้ เป็นโครงงานที่เกี่ยวกับการนำเซ็นเซอร์ มอเตอร์ และ อุปกรณ์เกี่ยวกับหุ่นยนต์ต่าง ๆ ทำให้ต้องศึกษาเกี่ยวกับเนื้อหาดังต่อไปนี้

1. ศึกษาความเหมาะสมของการเลือกใช้เซนเซอร์แบบต่างๆที่จะนำมาใช้

2. ศึกษาออกแบบและพัฒนาหุ่นยนต์เคลื่อนที่ได้ เพื่อนำไปประยุกต์ใช้งานในการเก็บรวบรวมข้อมูจากเซนเซอร์แบบต่างๆที่ติดตั้งบนตัวหุ่นยนต์

3. ศึกษาการพัฒนาฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์สำหรับการเคลื่อนที่ของหุ่นยนต์ และการรวบรวมเก็บข้อมูลจากเซนเซอร์ที่ได้เลือกใช้

ขอบเขตการทำโครงงานวิทยานิพนธ์

1. สร้างหุ่นยนต์เคลื่อนที่ได้โดยใช้ Brushless DC Motor หรือ Stepper Motor เป็นตัวขับเคลื่อนสองล้อ (ส่วนประกอบของหุ่นยนต์ที่จำเป็น มีอยู่แล้วเป็นส่วนใหญ่ แต่จะทำโครงสร้างของตัวหุ่นยนต์ขึ้นมาใหม่ เพื่อให้เหมาะสมกับการวิ่งภายในอาคาร)

2. พัฒนาบอร์ดอิเล็กทรอนิกส์สำหรับควบคุมการทำงานของมอเตอร์ขับเคลื่อน เช่น สามารถควบคุมความเร็ว หรือระยะทางในการหมุนของล้อได้

3. พัฒนาบอร์ดไมโครคอนโทรลเลอร์และซอฟต์แวร์เพื่อ

     3.1. ควบคุมการทำงานของหุ่นยนต์

     3.2. เชื่อมต่อกับเซนเซอร์ที่ได้เลือกใช้ เช่น เซนเซอร์วัดระยะห่างด้วยคลื่นอัลตร้าโซนิกและแสงอินฟราเรด

     3.3. เชื่อมต่อกับโมดูลกล้องแบบ CMOS Sensor Camera Module

     3.4. บันทึกข้อมูลจากเซนเซอร์ต่างๆลงในการ์ดหน่วยความจำแบบ SD Card

4. พัฒนาโปรแกรมบนคอมพิวเตอร์ของผู้ใช้ให้รับส่งข้อมูลกับหุ่นยนต์แบบไร้สายได้

5. ทดสอบและสาธิตการทำงานของหุ่นยนต์ที่สามารถเคลื่อนที่ได้โดยการควบคุมของผู้ใช้และกึ่งอัตโนมัติ โดยไม่ชนสิ่งกีดขวางหรือผนังห้อง และสามารถเคลื่อนที่ไปจนถึงจุดหมายปลายทางได้

ประโยชน์ที่คาดว่าจะได้รับจากการทำโครงงานวิทยานิพนธ์

1. ได้ความรู้เกี่ยวกับการประยุกต์ใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์เพื่อเชื่อมต่อกับเซนเซอร์แบบต่างๆ และการติดต่อกับคอมพิวเตอร์ระยะไกลแบบไร้สาย

2. ได้ความรู้เกี่ยวกับการออกแบบวงจรชุดขับและการควบคุมการทำงานของมอเตอร์ การออกแบบแผ่นวงจรพิมพ์ การเชื่อมต่อทางฮาร์ดแวร์ และการพัฒนาโปรแกรม

3. สามารถนำโครงงานนี้ไปพัฒนาให้ใช้ได้จริงกับสถานการณ์ในชีวิตประจำวันได้