Giáo án điện tử chuyên đề Khoa học máy tính 10 kết nối Bài 9: Điều khiển robot chuyển động

THÂN MẾN CHÀO MỪNG CÁC BẠN ĐẾN VỚI BÀI HỌC MỚI!

KHỞI ĐỘNG

Làm thế nào để robot có thể chuyển động được? Trong các nhà máy, người ta sử dụng cánh tay robot để thực hiện một số công đoạn trong sản xuất thay cho con người. Cơ chế để điều khiển cánh tay robot là gì?

• Robot chuyển động được nhờ vào việc điều khiển chuyển động của các động cơ.
• Khi có vật cản xuất hiện phía trước robot, robot có thể sử dụng cơ chế của các cánh tay robot để gắp vật cản sang một bên và tiếp tục di chuyển thẳng về phía trước.

CHỦ ĐỀ 3: LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN ROBOT

BÀI 9: ĐIỀU KHIỂN ROBOT CHUYỂN ĐỘNG

NỘI DUNG BÀI HỌC

Lập trình điều khiển động cơ DC

01

Lập trình điều khiển động cơ servo

02

01

a. Các câu lệnh điều khiển động cơ DC

• Quy định kết nối của các động cơ DC.
• Cấu trúc câu lệnh và ý nghĩa, cách sử dụng câu lệnh để lập trình điều khiển động cơ DC.

a. Các câu lệnh điều khiển động cơ DC

M2

Động cơ lắp bên phải được kết nối với cổng M2.

M1

Động cơ lắp bên trái được kết nối với cổng M1.

Hai động cơ DC độc lập

Chú ý: Trong thực tế, để động cơ DC của robot hoạt động ổn định với tốc độ xác định cần đảm bảo nguồn điện đủ theo quy định. Nếu nguồn điện yếu hơn quy định thì có thể dẫn đến sai số hoặc động cơ không hoạt động.

Bảng 9.1. Các lệnh để điều khiển động cơ DC

b. Điều khiển robot chuyển động

Đọc thông tin mục 1.b SGK và thực hiện nhiệm vụ: Em hãy xác định hướng chuyển động của robot trong các trường hợp sau.

Hai động cơ cùng xoay tiến với cùng một tốc độ.

Hai động cơ cùng xoay lùi với cùng một tốc độ.

Động cơ M1 bên trái không xoay, động cơ M2 bên phải xoay tiến.

Động cơ M2 bên phải không xoay, động cơ M1 bên trái

xoay tiến.

Cả hai động cơ cùng không xoay.

Hai động cơ cùng xoay tiến với cùng một tốc độ.

Robot sẽ di chuyển thẳng về phía trước.

Hai động cơ cùng xoay lùi với cùng một tốc độ.

Robot sẽ di chuyển lùi về phía sau.

Động cơ M1 bên trái không xoay, động cơ M2 bên phải xoay tiến.

Robot sẽ di chuyển xoay về phía bên trái.

Động cơ M2 bên phải không xoay, động cơ M1 bên trái xoay tiến.

Robot sẽ di chuyển xoay về phía bên phải.

Cả hai động cơ cùng không xoay.

Robot sẽ dừng lại.

c. Các câu lệnh lập trình tích hợp điều khiển robot chuyển động

Đọc thông tin mục 1.c SGK và thực hiện nhiệm vụ: Em hãy phân tích các trường hợp sau bằng các câu lệnh tích hợp được ghép dựa trên các câu lệnh điều khiển từng động cơ.

Cho động cơ trái chuyển động, động cơ phải vẫn phải dừng lại.

Cho động cơ trái chuyển động, động cơ phải vẫn đi lùi.

Cho cả hai động cơ chuyển động nhưng vận tốc động cơ M1 nhỏ hơn vận tốc động cơ M2.

Bảng 9.2. Các lệnh tích hợp điều khiển chuyển động

d. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1

Cần điều khiển robot chuyển động từ vị trí A đến vị trí B và dừng lại.

Hình 9.1. Sơ đồ điều khiển robot đi thẳng

Ví dụ 2

Cần điều khiển robot chuyển động từ vị trí A đến vị trí B, sau đó quay trái và đi đến C rồi dừng lại.

Hình 9.2.

Sơ đồ điều khiển robot đi thẳng và rẽ trái

KẾT LUẬN

Động cơ DC sử dụng điện một chiều do pin cung cấp. Động cơ DC chỉ có hai chiều xoay: chiều xoay từ trái sang phải (tiến) và ngược lại.

Câu lệnh lập trình điều khiển động cơ cần chú ý hai tham số là chiều và tốc độ. Từ đó giúp chúng ta lập trình robot di chuyển chính xác theo mong muốn của người lập trình.

Các câu lệnh tích hợp của các robot vận hành trên các câu lệnh lập trình điều khiển động cơ giúp cho việc lập trình robot được đơn giản và dễ tiếp cận hơn.

Em hãy viết câu lệnh điều khiển robot quay lại 180o và đi tiếp.

Gợi ý

• Bắt đầu chương trình
• Xoay trái (100)
• Đợi 0.5 giây
• Xoay trái (100)
• Đợi 0.5 giây
• Đi thẳng (150)

02

a. Cách điều khiển động cơ servo

Đọc thông tin mục 2.a và thực hiện nhiệm vụ:

Em hãy nêu cấu trúc câu lệnh, mô tả ý nghĩa câu lệnh để lập trình điều khiển động cơ servo.

a. Cách điều khiển động cơ servo

Bảng 9.3. Lệnh điều khiển động cơ servo

a. Cách điều khiển động cơ servo

Ví dụ

Chương trình mô phỏng các trường hợp với động cơ servo được kết nối tới cổng 5 của bộ não.

b. Mô hình cánh tay robot điều khiển bởi hai động cơ servo

Đọc thông tin mục 2.b SGK và thực hiện nhiệm vụ: Em hãy nêu cấu tạo của mô hình cánh tay robot hai bậc.

Cấu tạo mô hình cánh tay robot 2 bậc

Phần tay máy

Cơ cấu gắp đồ vật được điều khiển bởi hai động cơ servo: động cơ 1 điều khiển tay máy nâng lên/ hạ xuống; động cơ 2 điều khiển đóng/ mở cơ cấu gắp.

Hình 9.5. Mô hình cánh tay máy hai bậc

c. Ví dụ bài toán điều khiển cánh tay robot hai động cơ

--------------- Còn tiếp ---------------