Tài liệu Baocaovxl

ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN -------------------------------------------------------- ĐỒ ÁN MÔN HỌC 1 CONTROL ROBOTIC ARM USING OPTICAL MOUSE Sinh viên thực hiện: Võ Tấn Toàn Trƣơng Lê Hữu Phát Trần Huy Đạt Lớp: 12151B Giảng viên hƣớng dẫn: Trần Phi Vũ Tp.HCM tháng 12 năm 2015 12151085 12151061 12151015 LỜI MỞ ĐẦU Lời đầu tiên nhóm chúng em xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc đến thầy TS. Trần Phi Vũ, ngƣời thầy đã tận tình hƣớng dẫn các phƣơng pháp, hƣớng đi, cung cấp kiến thức, cũng nhƣ sự giúp đỡ, chỉ dẫn lời động viên từ phía các bạn cùng lớp cùng sự nỗ lực hết mình từ bản thân đã tiếp sức, nghị lực cho nhóm chúng em để nhóm chúng em có thể hoàn thành và đạt đƣợc kết quả nhƣ mong muốn. Đây là đề tài báo cáo đồ án đầu tiên của nhóm chúng em, chắc chắn còn nhiều lỗi, những thiếu sót, nếu không đƣợc sự giúp sức chỉ dẫn thì có thể đề tài báo cáo này sẽ không thành công và đạt đƣợc kết quả nhƣ hiện nay. Một lần nữa nhóm chúng em chân thành cám ơn thầy và tất cả mọi ngƣời đã hƣớng dẫn theo sát nhóm chúng em trong một quá trình dài, để từ đó nhóm chúng em có thể hoàn thành tốt đề tài báo cáo đầu tiên này một cách tốt nhất. PHỤ LỤC CHƢƠNG 1:TỔNG QUAN VÀ ĐẶT VẤN ĐỀ .......................................................... 1 1.1 Đặt vấn đề: ........................................................................................................... 1 1.2 Mục tiêu đề tài: .................................................................................................... 2 1.3 Nội dung của đề tài. ............................................................................................. 3 CHƢƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT ............................................................................ 4 2.1 Tổng quan về cánh tay máy: ................................................................................ 4 2.1.1 Các khái niệm cơ bản ........................................................................................ 4 2.1.1.1 Khái niệm tay máy: ........................................................................................ 4 2.1.1.2 Bậc tự do của tay máy: .................................................................................. 4 2.1.2 Hệ thống chuyển động cơ cấu tay máy ............................................................. 5 2.1.2.1 Khớp của tay máy: ......................................................................................... 5 2.1.2.2 Cổ tay của tay máy:........................................................................................ 5 2.1.2.3 Bàn tay của tay máy: ...................................................................................... 6 2.1.3.1 Phân loại tay máy theo dạng hình học và không gian hoạt động. .................. 7 2.1.3.2 Phân loại tay máy theo hệ điều khiển ............................................................ 9 2.2 Động học vị trí của cánh tay máy ........................................................................ 9 2.2.1 Giới thiệu về động học vị trí ............................................................................. 9 2.2.2 Động học thuận tay máy ................................................................................. 10 2.2.2.2 Thiết kế khung tọa độ theo phép biểu diễn Denavit – Hartenberg(DH) ...... 11 2.2.2.3 Quan hệ giữa hai khung tọa độ i và i-1 ........................................................ 12 2.2.3 Động học cánh tay máy................................................................................... 13 2.3 Động cơ RC SERVO. ........................................................................................ 14 2.4 Mạch ARDUINO MEGA 2560. ........................................................................ 15 Thông số kỹ thuật: ................................................................................................... 16 2.6.USB Mouse ........................................................................................................ 17 2.7 Arduino Sensor Shield Uno .............................................................................. 17 CHƢƠNG 3: THIẾT KẾ PHẦN CỨNG ..................................................................... 17 CHƢƠNG 4: THIẾT KẾ PHẦN MỀM ....................................................................... 20 4.1)Yêu cầu thiết kế cần đạt đƣợc............................................................................ 20 4.2)Tính toán động học thuật: .................................................................................. 20 4.3 Sơ đồ giải thuật: ................................................................................................. 24 CHƢƠNG 5: CHẠY THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ ................................................... 25 CHƢƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN............................................. 26 6.1 Những hạn chế của đề tài ................................................................................... 26 6.2 Hƣớng phát triển: ............................................................................................... 26 TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................... 27 CHƢƠNG 1:TỔNG QUAN VÀ ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1 Đặt vấn đề: Ngày nay, ngành robot đang trên đà phát triển mạnh và đã đạt đƣợc những thành tựu to lớn trong ngành sản xuất công nghiệp, những cánh tay robot có những ƣu điểm là có khả năng thay thế con ngƣời làm việc trong những môi trƣờng nguy hiểm hoặc làm những công việc đòi hỏi sự tỉ mỉ và độ chính xác cao. Ví dụ một thao tác hàn trong môi trƣờng nguy hiểm có thể dễ dàng thực hiện bởi một robot nhƣ vậy . Chính vì những ƣu điểm đó nhóm chúng em chọn đề tài thiết kế cánh tay robot sử dụng một con chuột quang kết nối qua cổng USB với việc sử dụng mạch vi điều khiển ARDUINO .Robot này đặc biệt đƣợc sử dụng trong các hoạt động đòi hỏi trí thông minh của con ngƣời và trong môi trƣờng nguy hiểm. Một số hình ảnh về ứng dụng của cánh tay robot: Hình 1.1:Cánh tay robot hàn GVHD:Trần Phi Vũ Page 1 Hình 1.2 Dây chuyền sản xuất kính với tay máy gắp kính của Đức. Hình 1.3.Cánh tay robot hàn tự động của nhật bản . GVHD:Trần Phi Vũ Page 2 1.2 Mục tiêu đề tài: Mục tiêu chính của đề tài này là để có thể thực hiện các chức năng tƣơng tự của bàn tay con ngƣời ở những nơi rất nguy hiểm và không thể cho con ngƣời làm việc bằng cách sử dụng chuột quang không dây để điều khiển cánh tay từ xa. Các động cơ ở cánh tay sẽ chỉ di chuyển nếu một nút chuột đƣợc nhấn. Điều này có nghĩa rằng tất cả các hoạt động kiểm soát cho các cánh tay cần một nút ở chuột đƣợc nhấn đồng thời trong khi di chuyển chuột. Điều này là để đảm bảo rằng các cánh tay robot không di chuyển ngẫu nhiên nếu con chuột vô tình đẩy hoặc di chuyển.Đồng thời khi nhập tọa độ xác định thì cánh tay sẽ tự di chuyển tới vị trí làm việc. 1.3 Nội dung của đề tài. Các nội dung chính của đề tài bao gồm: Chƣơng 1: Tổng quan và đặt vấn đề: giới thiệu về ngành công nghiệp robot, ứng dụng của cánh tay robot mà ta quyết định chọn đề tài, các mục tiêu đặt ra. Chƣơng 2: Cơ sở lý thuyết: trình bày tổng quát về cánh tay máy, động học thuận và động học ngƣợc, phƣơng pháp điều khiển động cơ DC Servo, bộ vi xử lí Arduino , và mô hình toán để điều khiển robot. Chƣơng 3: Thiết kế phần cứng: trình bày cụ thể phần cứng của cánh tay robot và kết nối board mạch. Kết nối board mạch cần trình bày rõ ràng sơ đồ kết nối của từng khối, đƣa ra hình ảnh cụ thể. Chƣơng 4: Thiết kế phần mềm: phần này đƣa ra các lƣu đồ giải thuật đặt ra. GVHD:Trần Phi Vũ Page 3 Chƣơng 5: Chạy thực nghiệm, kết quả: : hoàn thiện cánh tay robot, hình ảnh, chạy thực nghiệm, các kết quả đạt đƣợc. Chƣơng 6: Kết luận và hƣớng phát triển: đƣa ra kết luận , những hạn chế và nêu ra hƣớng phát triển của đề tài. CHƢƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Tổng quan về cánh tay máy: Trong mục này sẽ trình bày sơ lƣợc về các khái niệm cơ bản của tay máy, cấu trúc của một tay máy công nghiệp. 2.1.1 Các khái niệm cơ bản. 2.1.1.1 Khái niệm tay máy: Tay máy là một cơ cấu cơ khí có thể lập trình đƣợc và có thể thực hiện những công việc có ích một cách tự động không cần sự giúp đỡ trực tiếp của con ngƣời. Các liên kết của một cánh tay máy đƣợc liên kết với nhau bởi các khớp cho phép chuyển động quay hoặc tịnh tiến. Hình 2.1 KUKA tay máy KR100 2.1.1.2 Bậc tự do của tay máy: Bậc tự do của tay máy là số tọa độ cần thiết để biểu diễn vị trí và hƣớng của vật thể ở tay máy trong không gian làm việc. Để biểu diễn hoàn chỉnh một đối tƣợng trong không gian cần 6 tham số: 3 tọa độ xác định vị trí đối tƣợng trong không gian và 3 tọa độ biểu diễn hƣớng của vật thể. Nhƣ vậy một tay máy công nghiệp điển hình phải có 6 bậc tự do. Số bậc tự do của tay máy sẽ tƣơng ứng với số khớp hoặc số thanh nối của tay máy. Nếu số bậc tự do nhỏ hơn 6, không gian chuyển động của tay máy sẽ bị hạn chế. Với một tay máy có 3 bậc tự do thì chỉ có thể xác định đƣợc vị trí và hƣớng của tay máy sẽ không đƣợc xác định. Tay máy 5 bậc tự do thì có thể xác định cả vị trí và hƣớng nhƣng hƣớng của tay máy bị bị hạn chế. GVHD:Trần Phi Vũ Page 4 2.1.2 Hệ thống chuyển động cơ cấu tay máy: Hệ thống chuyển động của tay máy công nghiệp đảm bảo cho tay máy có thể thực hiện các nhiệm vụ trong không gian làm việc bao gồm các chuyển động của thân, cánh tay, cổ tay giữa các vị trí hoặc chuyển động theo một quỹ đạo đặt trƣớc. Các bộ phận cơ bản của tay máy bao gồm cánh tay (arm), thân cánh tay (base), cổ tay (wrist), bản tay (hand) và các ngón tay (fingers). Cánh tay đƣợc gắn trên thân, cổ tay đƣợc gắn ở thanh nối cuối cùng của cánh tay, bàn tay đƣợc gắn trên cổ tay. Chuyển động cơ cấu tay máy đƣợc chia làm hai loại: chuyển động cổ tay và chuyển động cánh tay. 2.1.2.1 Khớp của tay máy: Khớp là khâu liên kết hai thanh nối có chức năng truyền chuyển động để thực hiện di chuyển của tay máy. Thanh nối gần với thân tay máy là thanh nối vào, thanh nối ra sẽ chuyển động so với thanh nối vào. Khớp của tay máy gồm hai loại: khớp quay và khớp tịnh tiến. Khớp tịnh tiến thực hiện chuyển động tịnh tiến hoặc trƣợt thanh nối đầu ra. Khớp quay có ba dạng: R, T, V. Khớp quay dạng R có trục xoay không vuông góc với trục hai thanh nối. Dạng khớp quay T có trục xoay trùng với trục hai thanh nối. Dạng khớp quay V có trục xoay trùng với trục thanh nối vào và vuông góc với trục thanh nối ra. 2.1.2.2 Cổ tay của tay máy: Cổ tay của tay máy có nhiệm vụ định hƣớng chính xác bàn tay của tay máy trong không gian làm việc. Giả sử bàn tay của tay máy cần định hƣớng chính xác so với chi tiết gắp để gắp chi tiết, thì thông thƣờng cơ cấu cổ tay có 3 bậc tự do tƣơng ứng với 3 chuyển động có cấu tạo điển hình nhƣ sau: Cổ tay xoay xung quanh trục thanh nối cuối cùng (Roll), cổ tay xoay xung quanh trục nằm ngang tạo chuyển động lên xuống của bàn tay (Pitch) quay xung quanh trục thẳng đứng tạo chuyển động lắc phải, trái của bàn tay (Yaw). GVHD:Trần Phi Vũ Page 5 Hình 2.2 Cơ cấu của cổ tay 3 bậc tự do. 2.1.2.3 Bàn tay của tay máy: Bàn tay đƣợc gắn lên cổ tay tay máy đảm bảo cho tay máy thực hiện các nhiệm vụ khác nhau trong không gian làm việc. Cơ cấu bàn tay có hai dạng khác nhau tùy theo chức năng của tay máy trong dây chuyền sản xuất: cơ cấu bàn kẹp (grippers) và cơ cấu công cụ (tool). Hình 2.3 Cơ cấu bàn kẹp GVHD:Trần Phi Vũ Page 6 2.1.3.1 Phân loại tay máy theo dạng hình học và không gian hoạt động. Tay máy tọa độ vuông góc: Tay máy tọa độ vuông góc thƣờng có ba bậc chuyển động tịnh tiến dọc theo phƣơng của các trục hệ tọa độ đề các. Không gian làm việc của bàn tay robot là một hình hộp chữ nhật. Hình 2.4 Cơ cấu tay máy tọa độ vuông góc Tay máy tọa độ trụ: Tay máy kiểu tọa độ trụ: Gồm hai khớp tịnh tiến và một khớp quay. Không gian làm việc của bàn tay là một hình trụ. Hình 2.5 Cơ cấu tay máy tọa độ trụ   Tay máy tọa độ cầu: Cơ cấu tay máy tọa độ cầu gồm hai khớp quay và một khớp tịnh tiến. Không gian làm việc của bàn tay là một hình cầu. GVHD:Trần Phi Vũ Page 7 Hình 2.6 Cơ cấu tay máy tọa độ cầu  Tay máy SCARA Cơ cấu robot SCARA:"Selective Compliance Assembly Robot Arm". Có hai khớp quay có trục song song với nhau cho phép tay máy di chuyển trong mặt phẳng nằm ngang, một khớp tịnh tiến di chuyển theo phƣơng thằng đứng và một khớp quay định hƣớng bàn tay của tay máy.          Hình 2.6 Cơ cấu tay máy SCARA Tay máy kiểu khớp nối: Các khớp của tay máy đều là các khớp quay tƣơng tự cánh tay ngƣời. Đây là một dạng điển hình đƣợc sử dụng rộng rãi trong công nghiệp. GVHD:Trần Phi Vũ Page 8 Hình 2.7 Cơ cấu tay máy kiểu khớp nối. 2.1.3.2 Phân loại tay máy theo hệ điều khiển Có hai kiểu điều khiển tay máy: điều khiển hở và điều khiển kín. - Điều khiển hở: Dùng truyền động bƣớc (động cơ điện hoặc động cơ thủy lực, khí nén,... ) mà quãng đƣờng hoặc góc dịch chuyển tỷ lệ với số xung điều khiển. Kiểu điều khiển này đơn giản, nhƣng đạt độ chính xác thấp. - Điều khiển kín (hay điều khiển servo),sử dụng tín hiệu phản hồi vị trí để tăng độ chính xác điều khiển. Có 2 kiểu điều khiển servo: điều khiển điểm - điểm và điều khiển theo đƣờng (contour). + Điều khiển điểm - điểm, phần công tác dịch chuyển từ điểm nμy đến điểm kia theo đƣờng thẳng với tốc độ cao (không làm việc). Nó chỉ làm việc tại các điểm dừng. Kiểu điều khiển này đƣợc dùng trên các tay máy hàn điểm, vận chuyển, tán đinh,bắn đinh,... + Điều khiển contour đảm bảo cho phần công tác dịch chuyển theo quỹ đạo bất kỳ, với tốc độ có thể điều khiển đƣợc. Có thể gặp kiểu điều khiển này trên các tay máy hàn hồ quang, phun sơn. 2.2 Động học vị trí của cánh tay máy 2.2.1 Giới thiệu về động học vị trí Động học vị trí tay máy là phép biến đổi, mối quan hệ vị trí giữa các bộ phận trong tay máy và đƣợc thể hiện qua hai bài toán động học thuận và động học ngƣợc. Động học thuận là tính toán vị trí và hƣớng của tay máy khi đã xác định biến khớp. Ngƣợc lại, động học ngƣợc sẽ tính toán các biến khớp khi đã có vị trí và hƣớng của tay máy. Biến khớp là góc quay của khớp quay hoặc độ dịch chuyển của khớp tịnh tiến. GVHD:Trần Phi Vũ Page 9 Hình 2.8 Sơ đồ khối động học cánh tay máy 2.2.2 Động học thuận tay máy 2.2.2.1 Khâu và khớp Cơ cấu tay máy gồm các khâu(link) và khớp(join) liên kết lại với nhau. Khâu đƣợc đánh số từ 0 đến n, khớp đƣợc đánh số từ 1 đến n. Hình 2.9 Cách đánh số thanh nối và khớp Gọi độ dài pháp tuyến chung của hai trục khớp là ai = AB, αi là góc xoắn giữa hai trục khớp i và i+1. Ta có mối quan hệ giữa hai trục khớp trong không gian nhƣ sau: GVHD:Trần Phi Vũ Page 10 Hình 2.10 Mối quan hệ giữa hai trục khớp trong không gian. Gọi khoảng cách giữa hai chân pháp tuyến chung của trục i là di = CD. Góc i là góc giữa hai pháp tuyến chung của trục khớp i. Ta có mối quan hệ giữa các trục lên kết trong không gian nhƣ sau: Hình 2.11 Mối quan hệ giữa các trục liên kết Đối với khớp quay, i là góc quay của khớp, do đó đặt i là biến của khớp quay. Đối với khớp tịnh tiến, di là độ dịch chuyển tịnh tiến của khớp, nên đặt di là biến của khớp tịnh tiến. 2.2.2.2 Thiết kế khung tọa độ theo phép biểu diễn Denavit – Hartenberg(DH) GVHD:Trần Phi Vũ Page 11 Theo quy tắc Denavit – Hartenberg, hệ tọa độ đề các đƣợc gắn vào từng khâu của cơ cấu chấp hành. Trừ khâu đế và khâu đầu tác động, hệ tọa độ i gắn với khâu i theo các nguyên tắc sau: - Trục zi thẳng hàng với trục khớp thứ i+1. Chiều dƣơng của phép quay hoặc tịnh tiến có thể đƣợc chọn tùy ý. - Trục xi đƣợc xác định theo pháp tuyến chung giữa các trục khớp i và i+1, có hƣớng từ trục khớp i đến trục khớp i+1. Nếu hai trục khớp song song, trục xi có thể đƣợc chon vuộng góc ở vị trí bất kỳ theo hai trục khớp đó. Nếu hai trục khớp cắt nhau, sẽ không có pháp tuyến chung giữa hai khớp. Khi đó điểm gốc của khung tọa độ là giao điểm của hai trục và trục x đƣợc đặt dọc theo đƣờng vuông góc với mặt phẳng chứa hai trục z đó. - Trục yi đƣợc xác định theo quy tắc bàn tay phải. Giả sử chuỗi động học của tay máy có n khâu, khâu thứ i nối khớp thứ i với khớp i+1. Ta biễu diễn đƣợc các thông số động học theo quy tắc DH – nhƣ hình dƣới. Hình 2.12 Biểu diễn các thông số động học theo quy tắc DH. 2.2.2.3 Quan hệ giữa hai khung tọa độ i và i-1 Quan hệ giữa hai khung tọa độ i và i-1 đƣợc xác định bằng các phép biến đổi theo thứ tự sau: - Quay xung quanh trục zi-1 một góc i sao cho trục xi-1 trùng với phƣơng của trục xi. - Tịnh tiến dọc theo trục zi-1 một đoạn di để gốc khung tọa độ mới trùng với chân pháp tuyến chung trục i và i-1. - Tịnh tiến dọc theo trục xi-1 một đoạn ai. - Quay xung quanh trục xi-1 một góc αi sao cho trục zi-1 trùng với trục zi. Phép biến đổi tổng hợp đƣợc xác định nhƣ sau: GVHD:Trần Phi Vũ Page 12 Thay các ma trận biến đổi đơn vào (2 - 1) ta nhận đƣợc ma trận biểu diễn quan hệ giữa hai khung tọa độ i và i-1 nhƣ sau: 2.2.3 Động học cánh tay máy. Ở bài toán động học ngƣợc, vị trí và hƣớng khâu tác động cuối tay máy đƣợc cho trƣớc, cần tìm các biến khớp . Vì nghiệm của nó là các biến khớp nên chúng ta cần đặc biệt quan tâm đến lời giải của bài toán này. Đối với tay máy càng ít bậc tự do thì việc giải bài toán động học ngƣợc càng dễ dàng, trƣờng hợp tay máy từ 3 bậc tự do trở lên thì việc giải và chọn nghiệm cho bài toán này là rất khó và hầu nhƣ không có lời giải chung cho mỗi cơ cấu tay máy.Việc giải và tìm nghiệm tối ƣu cho bài toán ngƣợc đòi hỏi phải có phƣơng pháp phù hợp và mất nhiều thời gian nghiên cứu. GVHD:Trần Phi Vũ Page 13 2.3 Động cơ RC SERVO. Hình 2.13 MG996R Servo Motor. Hình 2.14 Thông số cụ thể của Servo Motor RC servo là thiết bị có gắn động cơ mini và các hệ bánh răng giảm tốc, mục đích giúp trục quay đến góc mong muốn mà vẫn giữ đƣợc góc chính xác và không bị trôi lệch, ngoài ra RC servo còn có khả năng chịu tải lớn hơn rất nhiều lần so với trọng lƣợng của nó. RC servo thƣờng đƣợc ứng dụng trong robotic, đồ chơi mô hình RC (máy bay, xe, thuyền, …) Hoạt động của RC servo dựa trên nguyên lý nhận xung PWM và cho ra góc quay. RC servo chỉ có thể xoay ở góc cố định có nghĩa là không thể xoay quanh trục nhƣ những loại động cơ bình thƣờng. Tùy loại RC servo mà góc quay hoạt động đƣợc 90o hay 180o, đa phần thì 90o. GVHD:Trần Phi Vũ Page 14 Hình 2.15 Giảng đồ băm xung. Nhìn hình trên ta thấy chu kỳ của PWM là 20ms (50 Hz), thời gian mức cao sẽ quyết định góc quay của RC servo dao động từ 1ms -> 2ms <=> 0 -> 90o. Ƣu điểm khi sử dụng Servo Motor:  Hoạt động ở tốc độ cao.  Nếu nhƣ tải nặng đƣợc đặt trên motor thì driver sẽ tăng dòng cho các cuộn dây động cơ để xoay động cơ. Nhƣợc điểm khi sử dụng Servo Motor:  Khi dừng lại, động cơ rotor tiếp tục di chuyển trở lại và ra một xung, gây ra một sự rung động và chuyển động không mong muốn bất ngờ trong thời gian đó.  Giá cao 2.4 Mạch ARDUINO MEGA 2560. Arduino Mega 2560 R3 sử dụng Vi điều khiển ATmega2560 cho số ngoại vi, các chuẩn giao tiếp và số chân nhiều nhất, bộ nhớ rất lớn (256KB), nếu bạn có những ứng dụng cần mở rộng thêm nhiều chân, nhiều ngoại vi thì đây là 1 sự lựa chọn đáng giá, board hoàn toàn có cấu trúc chân tƣơng thích với các board nhƣ Uno và chạy điện áp 5VDC. GVHD:Trần Phi Vũ Page 15 Hình 2.15 Arduino Mega 2560 R3 Thông số kỹ thuật: Vi điều khiển: ATmega2560 Điện áp hoạt động: 5V Nguồn ngoài ( giắc tròn DC) : 7-9V , Các bạn không nên cấp 12V vì đã nhiều ngƣời dùng phản ánh cấp 12V rất nóng và dễ chết IC ổn áp.  Số chân Digital: 54 (15 chân PWM)  Số chân Analog: 16  Giao tiếp UART : 4 bộ UART  Giao tiếp SPI : 1 bộ ( chân 50 -> 53 ) dùng với thƣ viện SPI của Arduino  Giao tiếp I2C : 1 bộ  Ngắt ngoài : 6 chân  Bộ nhớ Flash: 256 KB, 8KB sử dụng cho Bootloader  SRAM: 8 KB  EEPROM: 4 KB  Xung clock: 16 MHz 2.5 Arduino USB Host Shield    Arduino USB Host Shield KEYES dùng để kết nối các thiết bị USB ( chuột, bàn phím, PS2,.v.v..) với các board Arduino. Thành phần chính tạo nên shield là chip MAX3421E - USB peripheral/ host controller hỗ trợ full-speed USB 2.0 Shield hoàn toàn tƣơng thích với Board Arduino Uno, Duemilanove, Mega. Thông số kỹ thuật:    Tƣơng thích chuẩn : 5V và 3.3V Nhiệt độ hoạt động : -40 ~ 80 độ C Chuẩn USB : 2.0 full-speed (12Mbps) và low-speed (1.5Mbps) Hình 2.16 USB Host Shield GVHD:Trần Phi Vũ Page 16 2.6.USB Mouse Khi nhấn chuột đƣợc coi là mức logic 1 ,khi nhả chuột mức logic là 0 .Ở đây ta có 6 trƣờng hợp để điều khiển 6 Servo Motor nhƣ bảng dƣới: Hình 2.17 USB Mouse Left Button 1 0 0 1 0 1 Right Button 0 1 0 0 1 1 Wheel Button 0 0 1 1 1 0 Related Motor Servo 1 Servo 2 Servo 3 Servo 4 Servo 5 Servo 6 Table: Mouse click patterns 2.7 Arduino Sensor Shield Uno Đặc điểm chính của shield này là có cổng tƣơng tác với ngƣời sử dụng qua giao tiếp cổng COM và giao tiếp I2C vì vậy chúng ta có thể kết nối đến các module nối tiếp một cách đơn giản tại mọi thời điểm (nhƣ là shield LCD 1602) hoặc các module giao tiếp I2C (nhƣ là EEPROM). Chúng ta có thể xây dựng các project về điện tử một cách dễ dàng nhờ kết nối tƣơng thích với Arduino với các ngõ digital, analog, giao tiếp I2C và UART. Mỗi module có một ngõ cấp nguồn riêng cho thiết bị ngoại vi khi kết nối với shield. Dễ dàng điều khiển các thiết bị nhƣ động cơ rc servo, cảm biến vật cản,... Hình 2.18 Sensor Shield CHƢƠNG 3: THIẾT KẾ PHẦN CỨNG Yêu cầu thiết kế Cánh tay robot phải đƣợc thiết kế sao cho chắc chắn, linh hoạt, di chuyển một cách ổn định,ít bị rung khi di chuyển, chuyển hƣớng rẽ một cách dễ dàng nên việc sử. Các thành phần của mobile robot đƣợc thể hiện nhƣ hình 3.1. GVHD:Trần Phi Vũ Page 17