Khóa luận Điều khiển xe sử dụng kit ni myrio (Phần 1)

Nội dung text: Khóa luận Điều khiển xe sử dụng kit ni myrio (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT MÁY TÍNH ĐIỀU KHIỂN XE SỬ DỤNG KIT NI MYRIO GVHD: ThS. NGUYỄN NGÔ LÂM SVTH: NGUYỄN THANH BẢO MSSV: 11119155 SVTH: NGUYỄN ĐÌNH HOÀNG MSSV: 11119064 S K L 0 0 3 8 7 1 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 7/2015
2. TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐIỀU KHIỂN XE SỬ DỤNG KIT NI MYRIO SVTH : NGUYỄN THANH BẢO MSSV: 11119155 NGUYỄN ĐÌNH HOÀNG MSSV: 11119064 Khóa : 2011 – 2015 Ngành : Côngnghệkỹthuậtmáytính GVHD: ThS.NGUYỄN NGÔ LÂM Tp. HồChí Minh, tháng 07 năm 2015
3. LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, nhóm sinh viên thực hiện đề tàixin đƣợc phép chân thành gửi lời cảm ơn đến thầy Nguyễn Ngô Lâm, giáo viên hƣớng dẫn đề tài đã định hƣớng và trao đổi những kinh nghiệm quý báu để nhóm thực hiện đề tài hoàn thành những nội dung trong đề tài một cách hoàn chỉnh nhất, cũng nhƣ tạo những điều kiện thuận lợi nhất từ cơ sở vật chất, không gian nghiên cứu và những góp ý quý báu cho nhóm để nhóm thực hiện đề tài có thể thực hiện và hoàn thành tốt đề tài này. Nhóm thực hiện đề tài cũngxin trân trọng cảm ơn các thầy(cô) trong trƣờng Đại Học Sƣ Phạm Kỹ Thuật TP HCM nói chung và thầy(cô) khoa Điện – Điện Tử nói riêng đã tận tình truyền đạt những kiến thức nền tảng để từ đónhóm thực hiện đề tài có các kỹ năng cơ bản để phát triển, hoàn thành đề tài nghiên cứu cho riêng mình. Cũng xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, các bạn sinh viên trong lớp đã trao đổi, góp ý tạo điều kiện thuận lợi về mặt vật chất và tinh thần để nhóm sinh viên thực hiện đề tài hoàn thành một cách tốt đẹp và đúng thời gian. Mặc dù đã có nhiều cố gắng và nỗ lực thực hiện, nhƣng do kiến thức cũng nhƣ khả năng bản thân còn nhiều hạn chế nên trong quá trình thực hiện đề tài không thể tránh khỏi những sai phạm, thiếu sót Rất mong nhận đƣợc sự góp ý, chỉ dẫn từ hội đồng bảo vệ, quý thầy cô và các bạn sinh viên. Giáo viên hƣớng dẫn Nhóm thực hiện đề tài Nguyễn Ngô Lâm Nguyễn Thanh Bảo Nguyễn Đình Hoàng v
4. MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN v MỤC LỤC v DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ix DANH MỤC BẢNG x DANH MỤC HÌNH x TÓM TẮT xiii CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1 1.1 Tình hình nghiên cứu hiện nay 1 1.2 Tính cấp thiết của đề tài 1 1.3 Mục tiêu nghiên cứu 1 1.4 Nhiệm vụ nghiên cứu 2 1.5 Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu 2 1.6 Phƣơng pháp nghiên cứu 3 1.7 Bố cục của đồ án 3 CHƢƠNG 2: PHẦN MỀM LẬP TRÌNH LABVIEW 4 2.1 Phần mềm lập trình Labview 4 2.1.1 Giới thiệu 4 2.1.2 Ứng dụng của Labview 5 2.1.3 Cách sử dụng phần mềm Labview 6 2.1.4 Giao tiếp giữa kit NI myRio với phần mềm Labview trên PC. 11 2.2 Phần mềm tạo giao diện trên máy tính bảng (Data Dashboard trên iOS) 13 CHƢƠNG 3: KIT MYRIO VÀ CÁC LINH KIỆN 14 3.1 Kit Nation Instruments myRio 1900 14 3.1.1 Giới thiệu 14 3.1.2 Thông số kỹ thuật 15 3.1.3 Các chuẩn giao tiếp 29 vi
5. 3.2 Mạch cầu H L298 38 3.2.1 Giới thiệu chung 38 3.2.2 Tóm tắt chức năng: 39 3.2.3 Thông số kỹ thuật 39 3.2.4 Sơ đồ mạch nguyên lý 40 3.2.5 Kết nối trên Labview 40 3.3 Động cơ DC 41 3.4 Servo 42 3.4.1 Giới thiệu 42 3.4.2 Cấu tạo 43 3.4.3 Nguyên lý hoạt động 44 3.5 IR Range Finder 45 3.5.1 Giới thiệu 45 3.5.2 Thông số kỹ thuật 46 3.5.3 Nguyên lý hoạt động 46 CHƢƠNG 4: THIẾT KẾ HỆ THỐNG 49 4.1 Sơ đồ khối hệ thống 49 4.1.1 Yêu cầu của hệ thống 49 4.1.2 Sơ đồ khối và chức năng của hệ thống 49 4.1.3 Hoạt động của hệ thống 50 4.2 Thiết kế, tính toán hệ thống 50 4.2.1 Khối nguồn của hệ thống 50 4.2.2 Khối servo GWS S03N 51 4.2.3 Khối cảm biến Sharp GP2Y0A21 52 4.2.4 Khối điều khiển động cơ DC 53 4.2.5 Khối xử lý trung tâm 54 4.2.6 Sơ đồ nguyên lý hệ thống 55 vii
6. 4.2.7 Lƣu đồ giải thuật của hệ thống 56 4.3 Giao tiếp với máy tính bảng iPad 57 4.3.1 Yêu cầu 57 4.3.2 Lƣu đồ giải thuật 57 4.3.3 Phần mềm NI Data Dashboard trên iOS 59 CHƢƠNG 5: KẾT QUẢ VÀ NHẬN XÉT 61 5.1 Kết quả và nhận xét 61 5.1.1 Phần cứng 61 5.1.2 Phần mềm 63 5.2 Kết quả thực nghiệm 63 5.2.1 Chế độ bằng tay 63 5.2.2 Chế độ tự động 64 5.3 Phân tích kết quả 64 CHƢƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN 65 6.1 Kết luận 65 6.2 Đánh giá 65 6.3.1 Ƣu điểm 65 6.3.2 Khuyết điểm 65 6.3 Hƣớng ứng dụng và phát triển 65 PHỤ LỤC 66 Phụ lục A: Hƣớng dẫn sử dụng 66 Phụ lục B: Code chƣơng trình 69 TÀI LIỆU THAM KHẢO 74 viii
7. DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Chữ cái viết tắt Cụm từ giải thích ADC Analog Digital Convert ARM Advanced RISC Machine AI Analog Input DIO Digital Input Output FPGA Field programmable Gate Array GND Ground GPIB General-Purpose Interface Bus I2C Inter-Integrated Circuit IC Integrated Circuit IDE Integrated Development Environment IR InfraRed sensor LCD Liquid Crystal Display LED Light Emitting Diode MXP myRio Expansion Port MSP Mini System Port NI Nation Instrument LabVIEW Laboratory Virtual Instrumentation Engineering Workbench PC personal compute PCI Peripheral Component Interconnect PWM Pulse Width Modulation TCP/IP Transmission Control Protocol / Internet Protocol UART Universal Asynchronous Receiver Transmitter USB Universal Serial Bus ix
8. DANH MỤC BẢNG Bảng 3.1: Bảng mô tả tín hiệu trên các kênh kết nối MXP A và MXP B 16 Bảng 3.2: Bảng mô tả tín hiệu kết nối MSP C 18 Bảng 3.3: Các chế độ truyền thông trong giao thức SPI 35 Bảng 5.1: Thông số của xe 62 DANH MỤC HÌNH Hình 2.1: Labview khi khởi động 4 Hình 2.2: Icon labview 2014 6 Hình 2.3: Cửa sổ giao diện Labview khi mới khởi động 6 Hình 2.4: Front Panel và Block Diagram 7 Hình 2.5: Control và Indicator trên Front Panel 8 Hình 2.6: Các hàm trên Block Diagram 8 Hình 2.7: Click Run để chạy chƣơng trình 9 Hình 2.8: Lƣu file 9 Hình 2.9: Các lựa chọn khi lƣu file bằng Save As 10 Hình 2.10: Giao diện cửa sổ NI MAX 11 Hình 2.11: Các bƣớc thiết lập IP cho kit NI myRio 12 Hình 2.12: Gán địa chỉ kit myRio trên phần mềm Labview 12 Hình 2.13: Giao diện ứng dụng NI Data Dashboard 13 Hình 3.1: Kit Nation Instruments myRio 1900 14 Hình 3.2: Mặt nhìn từ bên trên của kit myRio 15 x
9. Hình 3.3: Mặt nhìn từ bên dƣới của kit myRio 15 Hình 3.4: NI myRIO MXP A và MXP B 16 Hình 3.5: NI myRIO MSP C, Audio I/O 17 Hình 3.6: Board mở rộng MXP Breadboard 18 Hình 3.7: Sơ đồ khối tổng quát của kit NI myRio 19 Hình 3.8:Mạch điện thể hiện analog input của myRio 20 Hình 3.9: Mạch điện thể hiện analog output của NI myRio 21 Hình 3.10: Line DIO trên Kết nối MXP A và B. 22 Hình 3.11: Line DIO trên Kết nối MXP A và B 22 Hình 3.12: Line DIO trên Kết nối MSP C 23 Hình 3.13: Giản đồ thời gian của SPI ở Mode 0 35 Hình 3.14: Giản đồ thời gian của SPI ở Mode 1 36 Hình 3.15: Giản đồ thời gian của SPI ở Mode 2 36 Hình 3.16: Giản đồ thời gian của SPI ở Mode 3 37 Hình 3.17: Mạch cầu H 39 Hình 3.18: Sơ đồ nguyên lý mạch cầu H 40 Hình 3.19: SubVi điều khiển động cơ chạy tiến, lùi 41 Hình 3.20: Kết nối động cơ DC 12V với mạch cầu H 42 Hình 3.21: Servo GWS S03N STD 42 Hình 3.22: Cấu tạo bên trong servo 43 Hình 3.23: Các chân tín hiệu của servo 43 Hình 3.24: Kết nối servo với kit myRio 44 Hình 3.25: Nguyên lý hoạt động của servo 45 Hình 3.26: Hình thể hiện độ rộng xung thay đổi theo góc quay. 45 Hình 3.27: IR Range Finder 46 Hình 3.28: Hình mô phỏng cách tính khoảng cách của IR sensor 47 Hình 3.29: Sơ đồ kết nối chân 48 xi
10. Hình 4.1: Sơ đồ khối của hệ thống 49 Hình 4.2: Acquy 12V – 1.2A 51 Hình 4.3: Sơ đồ kết nối khối Servo 52 Hình 4.4: Sơ đồ kết nối khối cảm biến 53 Hình 4.5: Sơ đồ kết nối mạch cầu H – L298 54 Hình 4.6: Lƣu đồ giải thuật hệ thống 56 Hình 4.7: Lƣu đồ giải thuật trên máy tính bảng iPad 58 Hình 4.8: Giao diện điều khiển xe trên phần mềm NI Data Dashboard 60 Hình 5.1: Xe điều khiển dùng kit myRio 62 Hình 5.2: Góc quẹo tối đa của xe 63 Hình 5.3: Bật wifi bằng nút nhấn trên kit. 66 Hình 5. 4: Kết nối tới mạng wifi “myRIO test” 67 Hình 5.5: Nhấn RUN để chạy ứng dụng 68 xii
11. TÓMTẮT Trong thời kì công nghệ luôn phát triển không ngừng, nền khoa học kĩ thuật của nƣớc ta cũng cần phải bắt kịp xu hƣớng chung của thế giới nếu không muốn bị tụt hậu. Các mạch điện, thiết bị điện tử luôn đổi mới, phát triển, hiện nay đa số kit đều lập trình trên ngôn ngữ là các “kí tự” nhƣ C, Python có thể kể tên một số kit sử dụng ngôn ngữ truyền thống đó là Arduino, Raspberry Pi, Xbee Và sau khi thảo luận, nhóm thực hiện đề tài đã quyết định thực hiện nghiên cứu về kit myRio của hãng Nation Instruments, đây là kit khá mới và chƣa có nhiều đề tài thực hiện nghiên cứu về kit. Đề tài mà nhóm quyết định thực hiện đó là: “Điều khiển xe sử dụng kit myRio”.Tuy đề tài điều khiển xe không phải là quá mới, đã đƣợc nhiều nhóm đề tài thực hiện, nhƣng với kit NI myRio thì khá mới và nhóm thực hiện đề tài hy vọng sẽ là tiên phong trong việc sử dụng kit NI myRio để thực hiện đề tài này. Một trong những điểm mới của đề tài này đó là lập trình bằng phần mềm Labview, không phải lập trình bằng ngôn ngữ truyền thống nữa mà lập trình bằng ngôn ngữ “hình ảnh”, có tính tƣ duy, trừu tƣợng hơn, việc ứng dụng trên giao diện Dash Board để điều khiển xe trên iPad cũng là một điểm sáng, giúp cho đề tài có tính sáng tạo hơn, ngƣời sử dụng đƣợc dễ dàng hơn. Đề tài này đƣợc nhóm thực hiện đề tài dựa trên sự hƣớng dẫn tận tình của thầy Nguyễn Ngô Lâm, cũng nhƣ sự hỗ trợ về thiết bị của nhà trƣờng, của công ty Nation Instruments, qua tìm hiểu trên mạng, thông tin datasheet của một số linh kiện điện tử song do kiến thức có hạn, kinh nghiệm còn hạn chế nên trong quá trình thực hiện đề tài còn nhiều thiếu sót. Nhóm thực hiện đề tài rất mong nhận đƣợc sự góp ý của hội đồng bảo vệ, thầy cô, và các bạn sinh viên để có thể nâng cao chất lƣợng của đồ án. xiii
12. CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tình hình nghiên cứu hiện nay Trong vài thập niên gần đây nền kinh tế thế giới đã có những dấu hiệu chuyển mình rõ rệt, các ngành kĩ thuật của các nƣớc có những đột phá vô cùng mạnh mẽ, chuyển dần từ lao động máy móc sang trí tuệ nhân tạo. Để bắt kịp xu hƣớng chung của thế giới, cùng với sự đi lên của nên kinh tế mở, năng động mang tính thị trƣờng của thế giới, nền khoa học kỹ thuật của nƣớc ta cũng có những bƣớc phát triển nhất định. Một trong những xu hƣớng phát triển của khoa học kỹ thuật mà nƣớc ta đang hƣớng tới là tự động hóa, hiện đại hóa. Hiện nay, đa phần các nhà máy đã thay thế việc dùng sức lao động của con ngƣời, thay vào đó là các dây chuyền sản xuất tự động, giảm thiểu sức lao động của con ngƣời, đem lại sự hiệu quả, chính xác, năng suất cao. Có thể kể tên một số đề tài ứng dụng các công nghệ kỹ thuật xử lý thông minh, hiện đại nhƣ là smart home, smart car, smart phone hay đề tài mà nhóm thực hiện trong đồ án này là “điều khiển xe sử dụng kit myRio”. 1.2 Tính cấp thiết của đề tài Nghiên cứu khoa học đƣợc xác định là một trong những nội dung quan trọng, cơ bản, đóng góp một tầm quan trọng để giúp đất nƣớc phát triển, đòi hỏi khả năng tƣ duy và sáng tạo nên phải có quá trình rèn luyện và nâng cấp dần để từ từ đạt đƣợc những kết quả đƣợc công nhận từ cấp độ thấp đến cao, và đề tài mà nhóm thực hiện là một trong những kiến thức nền tảng đó, tuy nội dung, tính thực tiễn của đề tài không cao nhƣng với việc sử dụng kit myRio và ngôn ngữ lập trình hoàn toàn mới bằng phần mềm Labview nên nhóm gặp không ít khó khăn trong quá trình thực hiện, đã có lúc tƣởng nhƣ không thể hoàn thành kịp tiến độ đồ án. 1.3 Mục tiêu nghiên cứu Với đề tài: “Điều khiển xe sử dụng kit myRio”, đây là đề tài bƣớc đầu tạo cơ sở nền tảng kiến thức cơ bản để từ đó tìm tòi phát triển ứng dụng khác trong đời sống hằng ngày. Sau khi hoàn thành đồ án nhóm cần đạt các mục tiêu: 1
13. Biết cách lập trình phần mềm Labview, cách kết nối giao tiếp, điểu khiển, các thông số của kit myRio và các module mạch cầu H, bộ cảm biến IR sensor, servo của kit. Thực hiện đƣợc giao tiếp giữa thiết bị và máy tính qua mạng Wifi. Qua đó triển khai ứng dụng trên iPad thông qua phần mềm DashBoard. Điều khiển xe di chuyển trái, phải, tiến, lùi hoặc chuyển qua chế độ xe chạy tự động tránh vật cản. Rèn luyện kĩ năng nghiên cứu, tìm hiểu tài liệu. Thiết kế giao diện phần mềm giúp ngƣời sử dụng theo dõi và điều khiển mạch phần cứng. 1.4 Nhiệm vụ nghiên cứu Nghiên cứu tài liệu hƣớng dẫn sử dụng kit myRio về cấu tạo, đặc tính kỹ thuật. Tìm hiểu vềphần mềm lập trình Labview và cách lập trình cho kit. Phần mềm NI DashBoard. Các module đi kèm với kit: Servo, IR sensor, mạch cầu H. Cấu hình mạng để kit giao tiếp đƣợc với máy tính. Xây dựng thuật toán và viết code cho ứng dụng dựa theo mục tiêu đã đề ra. 1.5 Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu Đối tƣợng nghiên cứu: Kit myRio, phần mềm Labview, mạch cầu H, IRsensor, servo, cấu hình mạng điều khiển qua wifi, ứng dụng Data Dashboard Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu lập trình ứng dụng đơn giản là nền tảng để phát triển các ứng dụng khác sau này, trong phạm vi các kiến thức đã học để từ đó phát triển thêm. Labview là phần mềm có giao diện trực quan, sinh động tuy đã đƣợc sử dụng nhiều nhƣng vẫn còn khá mới đối với sinh viên hiện nay.Chính vì thế mà nhóm quyết định 2
14. thực hiện đề tài này để nghiên cứu nhƣ một cách tiếp cận một công nghệ mới.Tuy vậy cũng không thể tránh khỏi những khó khăn, thiếu sót. 1.6 Phƣơng pháp nghiên cứu Phƣơng pháp thu thập thông tin, tự nghiên cứu kết hợp với làm việc nhóm, phân chia công việc cho nhau, sau đó tổng hợp và thảo luận cùng đƣa ra phƣơng án thực hiện đề tài.  Ý tƣởng: Điều khiển xe sử dụng kit myRio gồm 2 chế độ điều khiển tự động và điều khiển bằng tay. Sẽ có một nút nhấn để chuyển đổi qua lại giữa hai chế độ này. Chế độ điều khiển bằng tay: sẽ có 1 switch để điều khiển sẽ chạy tiến, lùi. Nút nhấn start kích vào chân enable của mạch cầu H nhƣ một công tắc ON, OFF để cho phép mạch chạy hay không. Một nút thanh trƣợt “slide bar” để điều khiển góc quay servo của bánh xe. Chế độ điều khiển tự động: khi chuyển sang chế độ này thì lúc đầu sẽ tự động chạy thẳng đến khi IR sensor phát hiện ra vật cản nằm trong khoảng 25cm thì xe sẽ chạy lùi khoảng 3s, sau đó dừng lại, quay servor sang trái kiểm tra có vật cản hay không, nếu không có thì xe chạy qua trái, nếu có vật cản quay servo sang phải kiểm tra có vật cản hay không, nếu không có quay phải, nếu có vật cản thì lùi lại 3s và thực hiện lại quá trình quay servo trái phải kiểm tra khoảng cách. 1.7 Bố cục của đồ án Đồ án điều khiển xe sử dụng kit myRio gồm 6 chƣơng: Chƣơng 1: Tổng quan về tình hình nghiên cứu hiện nay, mục đích, nhiệm vụ, đối tƣợng phạm vi tìm hiểu, Chƣơng 2: Giới thiệu về phần mềm lập trình. Chƣơng 3: Giới thiệu kit và các module liên quan. Chƣơng 4: Thiết kế hệ thống. Chƣơng 5: Kết quả. Chƣơng 6: Kết luận và hƣớng phát triển. 3
15. CHƢƠNG 2: PHẦN MỀM LẬP TRÌNH LABVIEW 2.1 Phần mềm lập trình Labview [1] 2.1.1 Giới thiệu Hình 2.1: Labview khi khởi động LabVIEW (viết tắt là Laboratory Virtual Instrumentation Engineering Workbench) là môi trƣờng ngôn ngữ đồ họa hiệu quả trong việc giao tiếp đa kênh giữa con ngƣời, thuật toán và thiết bị. Gọi Labview là ngôn ngữ đồ họa hiệu quả vì về cách thực lập trình, Labview khác với ngôn ngữ C, thay vì lập trình bằng các từ khóa cố định thì Labview sử dụng các khối hình ảnh sinh động kết hợp với các dây nối để tạo ra các lệnh, các hàm. Cũng chính vì điều này giúp cho việc lập trình trở nên trực quan, sinh động hơn, giúp cho việc lập trình một cách nhanh gọn, sáng tạo, dễ hiểu nhờ các khối hình ảnh có tính gợi nhớ theo kiểu dòng dữ liệu (data flow) lần lƣợt từ trái qua phải. Các thuật toán này sau đó đƣợc áp dụng lên các mạch điện và cơ cấu chấp hành nhờ vào việc kết nối hệ thống thật với Labview thông qua nhiều chuẩn giao tiếp nhƣ 4
16. chuẩn giao tiếp RS232 (giao tiếp qua cổng Com), chuẩn USB, chuẩn TCP/IP, UDP, TCP, GPIB Vì vậy Labview là một ngôn ngữ đa kênh. Labview hỗ trợ hầu hết các hệ điều hành (Windows, Linux, MacOS, Window Mobile, Window Embedded). Trong đồ án này, nhóm thực hiện đề tài sử dụng phiên bản Labview 2014. 2.1.2 Ứng dụng của Labview Labview đƣợc sử dụng trong các lĩnh vực đo lƣờng, tự động hóa, cơ điện tử, robotics, vật lý, toán học, sinh học, vật liệu ô tô. Nhìn chung: Labview giúp ngƣời lập trình kết nối bất kỳ cảm biến, và bất kỳ cơ cấu chấp hành nào với máy tính. Labview có thể đƣợc sử dụng để xử lý các kiểu dữ liệu nhƣ tín hiệu tƣơng tự (analog), tín hiệu số (digital), hình ảnh (vision), âm thanh (audio) Labview hỗ trợ các giao tiếp khác nhau RS232, RS485, TCP/IP, PCI, PXI, Labview đã trở nên phổ biến ở các phòng thí nghiệm ở Nhật, Hàn, Mỹ, Anh, Đức, ở Việt Nam, Labview đang dần tiếp cận với sinh viên, kỹ sƣ. Có thể kể tên một số đề tài đã đƣợc thực hiện nhƣ: Ứng dụng đo lƣờng: thu thập dữ liệu các thông tin cần thiết của tàu vũ trụ cỡ nhỏ tại cơ quan hàng không và vũ trụ NASA, Hoa Kỳ. Ứng dụng mô phỏng 3D: mô phỏng cánh tay robot đơn giản do Thạc sĩ Đỗ Trung Hiếu thực hiện. Ứng dụng điều khiển phƣơng tiện không ngƣời lái: mô tả ứng dụng Labview điều khiển robot không ngƣời lái nhằm dò tìm và khám phá dƣới nƣớc của tập đoàn Nexans. Ứng dụng thu thập hình ảnh và mô phỏng động lực học: mô phỏng hệ thống lái không trục lái trong ô tô. Đồng thời hình ảnh từ webcam đƣợc thu thập và đƣa lên giao diện ngƣời dùng. 5
17. Trong đề tài mà nhóm thực hiện, Labview sẽ xử lý tín hiệu tƣơng tự đo đƣợc từ cảm biến khoảng cách, sau đó xử lý và truyền tín hiệu lại kit myRio để thực hiện các yêu cầu của ngƣời lập trình. 2.1.3 Cách sử dụng phần mềm Labview Sau khi cài đặt xong phần mềm Labview, để khởi chạy, ta click vào biểu tƣợng của phần mềm (hình 2.1) Hình 2.2: Icon labview 2014 Để tạo project mới, chọn File -> New Vi(hoặc nhấn phím tắt Ctrl + N) Hình 2.3: Cửa sổ giao diện Labview khi mới khởi động Lúc này xuất hiện hai cửa sổ, màu xám (Front Panel) và màu trắng (Block diagram) nhƣ hình 2.2.Nhấn Ctrl+T để canh đều hai cửa sổ Front panel và Block diagram. 6
18. Hình 2.4: Front Panel và Block Diagram Front Panel là nơi để thiết kế giao diện cho toàn bộ hệ thống, là một cửa sổ giao diện ngƣời dùng có thể tƣơng tác, quan sát kết quả hiển thị từ các thiết bị ảo Còn Block Diagram có thể coi nhƣ là một sơ đồ khối gồm các thiết bị đầu cuối, subVis, nút, hàm chức năng, các hằng số, cấu trúc, dây kết nối, trong đó dữ liệu đƣợc truyền giữa các đối tƣợng khác nhau trong sơ đồ khối Trong Labview, các nút nhấn đƣợc gọi là các Control, đóng vai trò input (hay giá trị nhập vào), có thể đó là các tay nắm, nút ấn, thanh trƣợt, boolean, chuỗi nó là công cụ mô phỏng thiết bị đầu vào và cung cấp dữ liệu cho sơ đồ khối của VI. Các LCD hiển thị đƣợc gọi là các Indicator, đóng vai trò output (giá trị hiển thị ra kết quả), đó có thể là các đồ thị, biểu đồ, đèn LED, chuỗi trạng thái. Để gọi các control và indicator ta click chuột phải trên cửa sổ Front Panel. Các control thì luôn kết nối vào các nút bên trái của hàm, có các mũi tên lên xuống để tăng giảm giá trị và control thì có màu trằng. Còn các indicator thì luôn kết nối vào các nút bên phải của hàm, không thể nhập giá trị vào và có màu xám. 7
19. Hình 2.5: Control và Indicator trên Front Panel Tƣơng tự, để gọi hàm (Function), ta click chuột phải trên cửa sổ Block Diagram, hay còn gọi là cửa sổ chứa các sơ đồ khối, ta dùng các đƣờng dây nối để tạo mối liên kết giữa các khối và hàm lại. Hình 2.6: Các hàm trên Block Diagram 8
20. Từ đây, ngƣời lập trình sẽ gọi các control, indicator và các hàm để lập trình theo từng yêu cầu, từng mục đích của ngƣời thực hiện. Sau khi lập trình xong, để chạy chƣơng trình, ta click vào Operate -> Run (hoặc nhấn phím tắt Ctrl + R) hoặc click vào biểu tƣợng nhƣ hình 2.6 Hình 2.7: Click Run để chạy chương trình Trong Labview, để lƣu file ta chọn File -> Save. Chọn đƣờng dẫn vị trí để lƣu file và đặt tên cho file cần lƣu rồi nhấn OK. Đối với file chƣơng trình Labview thì đuôi của nó là .VI (viết tắt của chứ Virtual Instrumentation – thiết bị ảo). Hình 2.8: Lưu file Để tạo lƣu file hiện tại đang mở thành một file mới ta chọn Save as, hộp thoại nhƣ hình 2.8 hiện ra. Ý nghĩa của ba lựa chọn trong mục copy là: Substitude có nghĩa là file mới tạo sẽ đƣợc mở, file cũ sẽ đóng lại. Create có nghĩa là file cũ sẽ đƣợc mở, file mới tạo sẽ đƣợc đóng lại. Open có nghĩa là cả hai file cũ và mới tạo sẽ đƣợc mở. Nếu chọn mục Rename thì không có file mới nào đƣợc tạo nhƣng có thể thay đổi tên file hiện tại. 9
21. Hình 2.9: Các lựa chọn khi lưu file bằng Save As Để mở File, chọn File -> Open và chọn file cần mở. Lƣu ý là các file đƣợc lập trình bởi Labview phiên bản quá cũ sẽ không mở đƣợc bằng phần mềm Labview phiên bản cao, và cũng không thể mở các file đƣợc lƣu bằng Labview có phiên bản cao hơn bằng Labview có phiên bản thấp hơn. Để khắc phục điều này, sử dụng chức năng Save for previous version (trong File) khi muốn file có thể mở bằng các phiên bản Labview thấp hơn. Để sử dụng Labview hiệu quả, rút ngắn thời gian, giảm bớt các công đoạn vào thƣ viện lấy control, indicator thì cần phải nhớ các quy tắc: Quy tắc 1: Right Click -> Create/Replace/Change to để lấy các khối, tạo khối, thay thế khối và đổi chức năng khối. Quy tắc này giúp việc lập trình đƣợc nhanh hơn, hạn chế số lần click chuột để tìm các khối cần thiết trong lập trình. Quy tắc 2: Ctrl + H để xem sơ đồ chân của hàm và đọc hƣớng dẫn tóm tắt của một hàm bất kỳ (context help). Quy tắc 3: Search để tìm kiếm các đối tƣợng, các hàm. 10