Здесь можно найти учебные материалы, которые помогут вам в написании курсовых работ, дипломов, контрольных работ и рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.
Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение оригинальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения оригинальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, РУКОНТЕКСТ, etxt.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии так, что на внешний вид, файл с повышенной оригинальностью не отличается от исходного.
Работа № 122225
Наименование:
Курсовик Машина-робот, управляющая движением на плате Arduino
Информация:
Тип работы: Курсовик.
Предмет: Электроника.
Добавлен: 20.07.2020.
Год: 2019.
Страниц: 30.
Уникальность по antiplagiat.ru: 62. *
Описание (план):
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ ЛУГАНСКОЙ НАРОДНОЙ РЕСПУБЛИКИ ГОУ ВПО ЛНР "ЛУГАНСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ ВЛАДИМИРА ДАЛЯ" Кафедра "Информационные и управляющие системы"
Курсовая работа
по дисциплине "Электронные устройства М и РТС" Тема: "Машина-робот, управляющая движением на плате Arduino"
Студент (фамилия, инициалы) (подпись) Группа ИТ-571
Луганск, 2019 ? Оглавление Введение 3 Использование микроконтроллерных плат Arduino 4 Структура микроконтроллера 5 Аппаратная часть 9 Программирование микроконтроллерных плат Arduino 11 Интегрированная среда разработки 11 Программирование Arduino 13 Создание машины-робота управляющей движением 14 Аппаратная часть 14 Программная часть 20 Заключение 29 Список используемой литературы: 30
? Введение
Дисциплина «Электронные устройства мехатронных и робототехнических систем» позволяет изучить конструкции и принципы действия элементов электронной техники, а также устройств аналоговой и цифровой электроники, используемых в мехатронных и робототехнических системах. Так же идёт углубление и практическое применение фундаментальных определений, понятий, электроники и электротехники. Ознакомляемся с номенклатурой, устройствами, принципами работы электронных приборов и компонентов, являющихся основой современной электроники. Получаем базовые знания о применении электронных компонентов в устройствах управления мехатронными и робототехническими системами. Формируем навыки измерения и анализа электрических свойств и параметров компонентов, используемых в устройствах управления. С развитием современных технологий резко возросли возможности человека во многих сферах его деятельности, что позволило решить ряд ранее не решаемых задач, а также значительно упростить жизнь человека. В настоящее время создаются тысячи роботизированных устройств, которые упрощают жизнь человека, заменяя его во многих повседневных и рутинных делах. Машина-робот, управляющая движением – это автоматизированный процесс самостоятельного передвижения по комнате и минование встречаемых препятствий на пути. Цель работы: собрать автоматическое устройство управления движением на плате Arduino. Для достижения этой цели необходимо было решить следующие задачи: провести анализ литературных источников и ознакомиться с принципом работы аппаратной вычислительной платформы на базе микроконтроллеров семейства AVR компании Atmel. Выбрать необходимые компоненты для достижения данной цели, создать модель с помощью программы "Proteus", создать прототип устройства на основе данной модели, разработать и написать программу для работы устройства, провести необходимые испытания. Объект исследования: Машина-робот, управляющая движением. Предмет исследования: Машина-робот – автоматизированное устройство, которое измеряет расстояние до препятствия и объезжает его, передвигаясь по комнате. Методы исследования: теоретические - анализ литературы по теме исследования, практические - проектирование и разработка устройства на базе Arduino. Гипотеза: Определение расстояния до препятствия, которое основано на принципе звуковой эхолокации - способа, при котором расстояние до объекта определяется по времени задержки возвращений отраженной волны с помощью электрической схемы с использованием физической вычислительной платформы Arduino и ультразвукового датчика HC-SR04. Практическая значимость заключается в том, что данное устройство распознаёт препятствие на пути и минует столкновение с этим объектом.
Использование микроконтроллерных плат Arduino
Микроконтроллеры используются для управления электронными устройствами. По сути, это - однокристальный компьютер, способный выполнять простые задачи. Использование одной микросхемы значительно снижает размеры, энергопотребление и стоимость устройств, построенных на базе микроконтроллеров. Микроконтроллеры можно встретить во многих современных приборах, таких как телефоны, стиральные машины, они отвечают за работу двигателей и систем торможения современных автомобилей, с их помощью создаются системы контроля и системы сбора информации. Подавляющее большинство процессоров, выпускаемых в мире - микроконтроллеры. Arduino — это небольшая плата с собственным процессором и памятью. На плате также есть пара десятков контактов, к которым можно подключать всевозможные компоненты: лампочки, датчики, моторы, чайники, роутеры, магнитные дверные замки и вообще всё, что работает от электричества. В процессор Arduino можно загрузить программу, которая будет управлять всеми этими устройствами по заданному алгоритму. Таким образом, можно создать бесконечное количество уникальных, классных гаджетов, сделанных своими руками и по собственной задумке. Arduino представляет собой одноплатный микроконтроллер, призванный сделать применение интерактивных объектов или сред более доступными.
Структура микроконтроллера
Микроконтроллер (МК), или однокристальная микроЭВМ - выполнена в виде микросхемы специализированная микропроцессорная система, включающая процессор, блоки памяти для хранения кода программ и данных, порты ввода-вывода и блоки со специальными функциями (счетчики, компараторы, АЦП и другие)...
Трехвыводной стабилизатор напряжения 7805: Три вывода (слева на право) ввод - минус - выход.
Рис. 2.7 Стабилизатор напряжения 7805
Последних две цифры указывают на стабилизированное напряжение микросхемы: 7805 - 5 вольт. Реле Реле – это электромагнитное коммутационное устройство, предна-значенное для установки и разрыва соединений в электрических цепях. Реле срабатывает при скачкообразном изменении входной величины.
Рис. 2.8 Реле P-5
Программная часть
Принцип работы устройства следующий: • Работая по очередности, датчики измеряют расстояние до препятствия впереди. • В зависимости, где находится препятствие, машина-робот управляет движением вперед (прямо), назад и выполняет повороты (программируемый параметр).
Ожидаемый результат: Устройство должно измерять расстояние впереди, когда расстояние с лева меньше чем расстояние справа, то выполняются следующие действия: Если измеренное расстояние с лева меньше или равно 10см, то машина-робот поворачивает налево и едет назад объезжая препятствие. Но если расстояние с лева меньше или равно 20см, то поворачивает на право, когда выполнила поворот и объехала препятствие, выравнивает колёса и едет прямо. Но когда расстояние справа меньше чем расстояние с лева, то выполняются противоположные действия: Если измеренное расстояние справа меньше или равно 10см, то машина-робот поворачивает направо и едет назад объезжая препятствие. Но если расстояние справа меньше или равно 20см, то поворачивает налево, когда выполнила поворот и объехала препятствие, выравнивает колёса и едет прямо. А также: при движении налево, направо или назад - загораются соответствующие их сторонам светодиоды.
В ходе работы был проведен анализ литературных источников и соответственно ознакомление с принципом работы аппаратной вычислительной платформы на базе микроконтроллеров семейства Arduino. C помощью программы "Proteus" создана модель робота управляющего движением. С помощью платы Arduino Micro, ультразвукового датчика HC-SR04, светодиодов (зеленых), 8ch Darlington Sink Driver, стабилизатора напряжения: LM317 3, Реле P5 и других электронных компонентов был собран электронный прототип устройства. На основе данной модели был создан робот управляющий движением. Данный прототип был запрограммирован в машину-робота управляющего движением в интегрированной среде разработки Arduino. Написанная программа является гибкой и может быть настроена под потребности пользователя. После завершения разработки устройства были произведены испытания, которые доказали его работоспособность. Данное устройство является достаточно дешевым. Однако главной отличительной особенностью данного устройства является его уникальность, так как массового коммерческого производства подобное устройство не имеет. Список используемой литературы:
1. В. Б. Бородин. Микроконтроллеры. Архитектура, программирование, интерфейс. – СПб.: Эком, 2009, –322 с. 2. Соммер У. Программирование микроконтроллерных плат Arduino / Freeduino. СПб.: БХВ-Петербург, 2012. – 256 с. 3. Толковый словарь по вычислительным системам/Под ред. В. Иллингуорта и др.: Пер. с англ. А. К. Белоцкого и др.; Под ред. Е. К. Масловского. — М.: Машиностроение, 1990. — 560 с. 4. ATMEL ATmega48A/PA/88A/PA/1 8A/PA/328/P [DATASHEET]. – 660 c. 5. Wiring ALPHA 1.0. URL: www.wiring.org.co 6. Блум Джереми Изучаем Arduino инструменты и методы технического волшебства: Пер. с англ. - Спб.: БХВ-Петербург, 2015. - 336 с.
* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.
