Đề tài: Thiết kế dây chuyền phân loại đai ốc ứng dụng xử lý ảnh

BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH
--------------------------------
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ TRUYỀN THÔNG
ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG DÂY CHUYỀN
PHÂN LOẠI ĐAI ỐC ỨNG DỤNG XỬ LÝ ẢNH
GVHD: THS. VÕ ĐỨC DŨNG
SVTH: NGUYỄN VĂN TÀI 15141273
NGUYỄN MINH ĐỨC 15141135
Tp. Hồ Chí Minh - 6/2019

i
TRƯỜNG ĐH SPKT TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC
----o0o----
Tp. HCM, ngày 20 tháng 6 năm 2019
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ tên sinh viên: Nguyễn Văn Tài MSSV: 15141273
Nguyễn Minh Đức MSSV: 15141135
Chuyên ngành: Kỹ thuật điện tử - truyền thông Mã ngành: 141
Hệ đào tạo: Đại học chính quy Mã hệ: 1
Khóa: 2015 Lớp: 15141DT2C
I. TÊN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG DÂY CHUYỀN PHÂN LOẠI
ĐAI ỐC ỨNG DỤNG XỬ LÝ ẢNH
II. NHIỆM VỤ
1. Các số liệu ban đầu:
Mô hình dây chuyền phân loại đai ốc ứng dụng xử lý ảnh sử dụng động cơ DC
12V, khung xây dựng bằng nhôm định hình, camera sử dụng là loại webcam C270,
vi điều khiển sử dụng STM32F103C8T6, phần xử lý ảnh dùng máy vi tính. Giao
tiếp giữa máy tính và vi điều khiển qua IC PL2303 dựa trên giao tiếp UART.
Chương trình xử lý ảnh trên máy tính viết bằng ngôn ngữ C++ dựa trên bộ thư viện
mã nguồn mở OpenCV và được tạo giao diện bằng phần mềm QT Creator.
2. Nội dung thực hiện:
- Tìm hiểu cách thức hoạt động của các hệ thống phân loại dùng xử lý ảnh.
- Tìm hiểu chuẩn giao tiếp UART, động cơ DC, cảm biến hồng ngoại, encoder.
- Tìm hiểu về vi điều khiển STM32F103C8T6.
- Thiết kế và thi công mô hình dây chuyền phân loại.
- Thiết kế và thi công mạch điện cho hệ thống.
- Viết chương trình xử lý ảnh trên máy tính dùng phần mềm QT Creator.
- Viết chương trình điều khiển cho vi điều khiển STM32F103C8T6
- Chạy thử nghiệm mô hình, chỉnh sửa và hoàn thiện hệ thống.
- Thực hiện viết luận văn báo cáo.
- Tiến hành báo cáo đề tài tốt nghiệp.
III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 18/2/2019
IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 20/6/2019
V. HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: ThS. Võ Đức Dũng
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN BM. ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y
SINH

ii
TRƯỜNG ĐH SPKT TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC
----o0o----
Tp. HCM, ngày 18 tháng 02 năm 2019
LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ tên sinh viên 1: Nguyễn Minh Đức Lớp: 15141DT2C MSSV: 15141135
Họ tên sinh viên 2: Nguyễn Văn Tài Lớp: 15141DT2C MSSV: 15141273
Tên đề tài: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG DÂY CHUYỀN PHÂN LOẠI
ĐAI ỐC ỨNG DỤNG XỬ LÝ ẢNH
Tuần/ngày Nội dung
Xác nhận
GVHD
Tuần 1
(18/02 - 24/02)
- Gặp GVHD để nghe phổ biến yêu cầu làm đồ
án, tiến hành chọn đề tài, GVHD tiến hành xét
duyệt đề tài.
Tuần 2
(25/02 - 03/03)
- Viết đề cương tóm tắt nội dung đồ án.
Tuần 3
(04/03 - 10/03)
- Tìm hiểu tổng quan và phương thức hoạt động
của các Module STM32f103c8t6, Camera
- Tìm hiểu về công nghệ xử lý ảnh
Tuần 4
(11/03 - 17/03)
- Tìm hiểu và nghiên cứu điều khiển động cơ và
khí nén dùng STM32f103c8t6.
- Tìm hiểu kết nối Camera để thu thập hình ảnh
Tuần 5
(18/03 - 24/03)
- Tìm hiểu và nghiêm cứu giao tiếp Uart giữa máy
tính và STM32f103c8t6.
Tuần 6 - 7
(25/03 - 07/04)
- Tìm hiểu cách lập trình và ngôn ngữ viết cho xử
lý ảnh

iii
Tuần 8
(08/04 - 14/04)
- Mô phỏng mạch, kiểm tra và cân chỉnh mạch.
- Vẽ PCB.
Tuần 9 - 10
(15/04 - 28/04)
- Tiến hành thi công mạch.
- Kiểm tra mạch thi công.
Tuần 11
(29/04 - 05/05)
- Kiểm tra và cải tiến hệ thống
Tuần 12 – 13
(06/05 - 19/05)
- Viết báo cáo những nội dung đã làm.
Tuần 14
(20/05- 26/05)
- Hoàn thiện báo cáo và gởi cho GVHD để xem
xét góp ý lần cuối trước khi in và báo cáo.
Tuần 15
(27/05 - 02/06)
- Nộp quyển báo cáo và báo cáo đề tài.
- Thiết kế Slide báo cáo.
GV HƯỚNG DẪN
(Ký và ghi rõ họ và tên)

iv
LỜI CAM ĐOAN
Đề tài này là do nhóm tự thực hiện, dựa vào một số đề tài trước đó cũng như các
tài liệu tham khảo và không sao chép từ tài liệu hay công trình đã có trước đó.
TP. Hồ Chí Minh, ngày 20/6/2019
Người thực hiện đề tài
Nguyễn Văn Tài Nguyễn Minh Đức

v
LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên, nhóm thực hiện đề tài xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy
Võ Đức Dũng - giảng viên khoa Điện-Điện tử, đã theo sát hỗ trợ và hướng dẫn nhóm
một cách chi tiết trong quá trình thực hiện đề tài. Thầy luôn hỗ trợ hết mình, giải đáp
thắc mắc, chỉ ra sai sót cũng như gợi ý những phương án thực hiện sao cho khả thi và
dễ tiếp cận nhất.
Trong quá trình thực hiện Đồ án tốt ngiệp chúng em đã nhận được sự giúp đỡ
và ủng hộ của các thầy, cô trong khoa Điện-Điện tử. Sự hỗ trợ của các thầy, cô đã
góp phần không nhỏ giúp chúng em hoàn thành đề tài này.
Nhóm đề tài cũng xin cảm ơn các bạn sinh viên trong khoa Điện-Điện tử đã
nhiệt tình giúp đỡ, hỗ trợ nhóm, chia sẻ kinh nghiệm. Những đóng góp của các bạn
luôn được nhóm tiếp nhận và xem xét kĩ lưỡng.
Cuối cùng, nhóm xin cảm ơn chân thành và sâu sắc đến những người thân đặc
biệt là quý phụ huynh - những người luôn bên cạnh hỗ trợ hết mình về tài chính cũng
như tinh thần trong suốt quá trình học tập cũng như thực hiện đề tài này.
Dù đã cố gắng và nỗ lực tuy nhiên với những hạn chế về kiến thức và kinh
nghiệm, đề tài không thể tránh được còn nhiều thiếu sót. Nhóm mong nhận được sự
đóng góp, nhận xét để của các thầy, cô và bạn bè để có thể hoàn thiện đề tài hơn
Xin chân thành cảm ơn!
Người thực hiện đề tài
Nguyễn Văn Tài Nguyễn Minh Đức

vi
MỤC LỤC
LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP......................................................................... ii
LỜI CAM ĐOAN ..............................................................................................................................iv
LỜI CẢM ƠN.....................................................................................................................................v
LIỆT KÊ HÌNH............................................................................................................................... viii
LIỆT KÊ BẢNG .................................................................................................................................x
TÓM TẮT..........................................................................................................................................xi
Chương 1. TỔNG QUAN...................................................................................................................1
1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ ....................................................................................................................1
1.2 MỤC TIÊU VÀ GIỚI HẠN................................................................................................2
1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU...............................................................................................2
1.4 GIỚI HẠN...........................................................................................................................3
1.5 BỐ CỤC..............................................................................................................................3
Chương 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT........................................................................................................5
2.1. TỔNG QUAN VỀ XỬ LÝ ẢNH........................................................................................5
2.1.1. Giới thiệu về ảnh số ....................................................................................................5
2.1.2. Phương pháp thu nhận ảnh..........................................................................................6
2.1.3. Giới thiệu về thư viện OpenCV và camera Logitech C270 ........................................6
2.1.4. Điều chỉnh độ sáng và độ tương phản.........................................................................7
2.1.5. Lọc nhiễu ảnh..............................................................................................................8
2.2. TÌM ĐƯỜNG BIÊN CỦA ẢNH ......................................................................................13
2.3. GIAO TIẾP UART ...........................................................................................................15
2.4. VI ĐIỀU KHIỂN STM32F103C8T6................................................................................17
2.4.1. Tổng quan .................................................................................................................17
2.4.2. Cấu trúc hệ thống ......................................................................................................18
2.4.3. Tìm hiểu GPIO..........................................................................................................21
2.4.4. Timer và PWM..........................................................................................................23
2.5. ĐỘNG CƠ DC..................................................................................................................25
2.6. ENCODER........................................................................................................................26
2.7. CẢM BIẾN HỒNG NGOẠI.............................................................................................29
Chương 3. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG ....................................................................31
3.1. THIẾT KẾ SƠ ĐỒ KHỐI.................................................................................................31
3.2. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MẠCH .....................................................................................32
3.2.1. Khối vi điều khiển và giao tiếp máy tính ..................................................................32

vii
3.2.2. Khối cảm biến và encoder.........................................................................................35
3.2.3. Khối công suất điều khiển tải....................................................................................35
3.2.4. Khối nguồn................................................................................................................39
3.2.5. Mạch PCB.................................................................................................................41
3.2.6. Sơ đồ nguyên lý toàn mạch.......................................................................................43
3.3. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÔ HÌNH................................................................................44
3.3.1. Cơ cấu cấp phôi.........................................................................................................44
3.3.2. Băng tải .....................................................................................................................46
3.3.3. Cơ cấu phân loại........................................................................................................46
3.3.4. Hộp điện....................................................................................................................49
Chương 4. THI CÔNG HỆ THỐNG ................................................................................................50
4.1. GIỚI THIỆU .....................................................................................................................50
4.2. THI CÔNG MẠCH ĐIỆN ................................................................................................50
4.2.1. Linh kiện sử dụng trong mạch điện...........................................................................50
4.2.2. Lắp ráp và kiểm tra mạch điện..................................................................................51
4.3. THI CÔNG MÔ HÌNH .....................................................................................................52
4.3.1. Vật liệu, linh kiện sử dụng........................................................................................52
4.3.2. Các bước thi công .....................................................................................................53
4.4. LẬP TRÌNH HỆ THỐNG.................................................................................................57
4.4.1. Lưu đồ giải thuật cho vi điều khiển...........................................................................57
4.4.2. Lưu đồ giải thuật cho chương trình xử lý ảnh...........................................................63
4.4.3. Phần mềm QT Creator ..............................................................................................65
4.4.4. Trình biên dịch Keil µVision 5 .................................................................................70
Chương 5. KẾT QUẢ - NHẬN XÉT – ĐÁNH GIÁ ........................................................................75
Chương 6. KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ......................................................................81
6.1. KẾT LUẬN.......................................................................................................................81
6.2. HƯỚNG PHÁT TRIỂN....................................................................................................81
TÀI LIỆU THAM KHẢO.................................................................................................................82
PHỤ LỤC..........................................................................................................................................83

viii
LIỆT KÊ HÌNH
Hình Trang
Hình 2. 1 Các bước xử lý ảnh .....................................................................................5
Hình 2. 2 Hình ảnh Webcam Logitech C270..............................................................7
Hình 2. 3 Một mặt nạ lọc kích thước 3x3 ...................................................................9
Hình 2. 4 Ví dụ về phần tử trung vị ..........................................................................10
Hình 2. 5 Các hướng xét giá trị.................................................................................15
Hình 2. 6 Sơ đồ cấu trúc các khối của STM32F103C8T6........................................18
Hình 2. 7 Sơ đồ nguồn xung clock của STM32F103C8T6 ......................................20
Hình 2. 8 Thanh ghi cấu hình chức năng chân GPIO của port .................................22
Hình 2. 9 Thanh ghi đọc giá trị ngõ vào ...................................................................23
Hình 2. 10 Thanh ghi chọn giá trị ngõ ra của port....................................................23
Hình 2. 11 Động cơ GA25 ........................................................................................26
Hình 2. 12 Đĩa encoder tương đối kiểu quay............................................................28
Hình 2. 13 Hình ảnh encoder quang 100 xung .........................................................28
Hình 2. 14 Led phát hồng ngoại................................................................................29
Hình 2. 15 Kí hiệu đi-ốt quang .................................................................................29
Hình 2. 16 Kí hiệu transistor quang ..........................................................................30
Hình 2. 17 Cảm biến hồng ngoại E18-D80NK.........................................................30
Hình 3. 1 Sơ đồ khối của hệ thống............................................................................31
Hình 3. 2 Sơ đồ mạch vi điều khiển..........................................................................33
Hình 3. 3 Mạch chuyển USB UART PL2303...........................................................34
Hình 3. 4 Cổng domino kết nối cảm biến và encoder...............................................35
Hình 3. 5 Sơ đồ kết nối cảm biến và encoder ...........................................................35
Hình 3. 6 Sơ đồ mạch công suất điều khiển động cơ DC dùng PWM......................36
Hình 3. 7 Sơ đồ mạch công suất điều khiển động cơ DC bằng relay .......................37
Hình 3. 8 Sơ đồ mạch công suất điều khiển servo....................................................38
Hình 3. 9 Sơ đồ mạch công suất điều khiển led rọi ..................................................38
Hình 3. 10 Sơ đồ mạch led báo trạng thái các tải .....................................................39
Hình 3. 11 Sơ đồ mạch nguồn...................................................................................41
Hình 3. 12 Hình ảnh mạch PCB................................................................................41
Hình 3. 13 Hình ảnh 3D của mạch in mặt trên .........................................................42
Hình 3. 14 Hình ảnh 3D của mạch in nhìn nghiêng..................................................42
Hình 3. 15 Sơ đồ nguyên lý toàn mạch.....................................................................43
Hình 3. 16 Hình ảnh con lăn thiết kế ........................................................................44
Hình 3. 17 Hình ảnh bánh răng thiết kế ....................................................................45
Hình 3. 18 Mặt trước puly.........................................................................................46
Hình 3. 19 Trục phụ của đĩa quay.............................................................................47
Hình 3. 20 Puly trục đĩa ............................................................................................48
Hình 3. 21 Sơ đồ nối dây hộp điện............................................................................49

ix
Hình 4. 1 Mạch sau khi hàn linh kiện .......................................................................51
Hình 4. 2 Hình ảnh bánh răng thực tế.......................................................................53
Hình 4. 3 Hình ảnh cơ cấu cấp phôi sau khi thi công ...............................................53
Hình 4. 4 Băng tải mặt bên........................................................................................54
Hình 4. 5 Băng tải mặt trên.......................................................................................54
Hình 4. 6 Cảm biến hồng ngoại phát hiện phôi ........................................................55
Hình 4. 7 Hộp camera và khung đĩa quay.................................................................55
Hình 4. 8 Cơ cấu gạt phôi .........................................................................................56
Hình 4. 9 Encoder và puly truyền động cho đĩa quay...............................................56
Hình 4. 10 Mô hình nhìn từ phía trước .....................................................................57
Hình 4. 11 Mô hình nhìn từ trên xuống ....................................................................57
Hình 4. 12 Lưu đồ chương trình chính......................................................................58
Hình 4. 13 Lưu đồ hàm khởi tạo GPIO.....................................................................59
Hình 4. 14 Lưu đồ hàm khởi tạo UART ...................................................................60
Hình 4. 15 Lưu đồ hàm xử lý PWM .........................................................................61
Hình 4. 16 Lưu đồ hàm điều khiển Servo.................................................................62
Hình 4. 17 Lưu đồ hàm nhận dữ liệu ........................................................................63
Hình 4. 18 Lưu đồ chương trình chính xử lý ảnh .....................................................64
Hình 4. 19 Cửa sổ làm việc của QT Creator.............................................................66
Hình 4. 20 Giao diện khởi động QT Creator ............................................................67
Hình 4. 21 Cửa sổ tạo New Project...........................................................................67
Hình 4. 22 Đặt tên và chọn đường dẫn lưu project...................................................68
Hình 4. 23 Giao diện chương trình sau khi tạo project mới .....................................68
Hình 4. 24 Thêm đường dẫn thư viện OpenCV vào project.....................................69
Hình 4. 25 Giao diện lập trình UI của QT Creator ...................................................69
Hình 4. 26 Biểu tượng trình biên dịch Keil µVision 5 .............................................70
Hình 4. 27 Giao diện của trình biên dịch Keil µVision 5 .........................................70
Hình 4. 28 Thư viện cho STM32F1..........................................................................71
Hình 4. 29 Cây thư mục chứa project .......................................................................71
Hình 4. 30 Tạo project mới.......................................................................................72
Hình 4. 31 Menu dùng để chọn chip STM32F103C8...............................................72
Hình 4. 32 Cửa sổ cấu hình cho project....................................................................73
Hình 4. 33 Tạo thư mục main.c.................................................................................74
Hình 4. 34 Cây thư mục của project .........................................................................74
Hình 5. 1 Cấp nguồn cho mô hình ............................................................................75
Hình 5. 2 Giao diện chương trình xử lý ảnh trên máy tính.......................................75
Hình 5. 3 Đai ốc từ lồng cấp phôi rơi xuống băng tải...............................................76
Hình 5. 4 Đai ốc sau khi được chụp bởi camera.......................................................77
Hình 5. 5 Các đai ốc từ băng tải tới đĩa phân loại.....................................................77
Hình 5. 6 Thanh gạt đai ốc đạt yêu cầu.....................................................................78

x
Hình 5. 7 Servo gạt vật không đạt yêu cầu ...............................................................78
Hình 5. 8 Các hình chụp được lưu lại trong thư mục................................................79
LIỆT KÊ BẢNG
Bảng Trang
Bảng 3. 1 Bảng cấu hình chế độ nạp của vi điều khiển ............................................33
Bảng 3. 2 Điện áp hoạt động và dòng tiêu thụ của một số linh kiện ........................40
Bảng 4. 1 Danh sách các linh kiện............................................................................50
Bảng 4. 2 Các linh kiện, vật liệu được sử dụng trong mô hình ................................52

xi
TÓM TẮT
Ứng dụng thị giác máy vào đời sống và sản xuất là một điều tất yếu hiện nay
nhằm giúp tăng năng suất và đảm bảo sự tin cậy, chính vì vậy nhằm tiếp cận các kiến
thức mới và theo kịp sự phát triển của kỹ thuật, nhóm quyết định thực hiện đề tài
“Thiết kế và thi công dây chuyền phân loại đai ốc ứng dụng xử lý ảnh”, đây là mô
hình phân loại sản phẩm. Hoạt động của mô hình dựa trên nguyên lý xử lý tín hiệu số
(hình ảnh) với ngôn ngữ lập trình C++ và thư viện OpenCV nhằm phân biệt các đai
ốc không đúng kích thước, sau đó chuyển tín hiệu về cho mạch điện trung tâm xử lý
điều khiển các cơ cấu chấp hành. Mục tiêu của đề tài là thi công một mô hình dây
chuyền có thể phân loại các đai ốc kích cỡ khác nhau. Việc xử lý hình ảnh được máy
tính đảm nhiệm nhằm đảm bảo tốc độ xử lý. Chương trình xử lý được viết thành phần
mềm có giao diện để trực quan và dễ quản lý.

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP- Y SINH 1
Chương 1. TỔNG QUAN
1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ
Công nghiệp ngày càng phát triển, các nhà máy được xây dựng khắp nơi. Trong các
nhà máy thì dây chuyền tự động hóa cũng ngày càng phổ biến, thay thế cho việc sử dụng
nhân công, giảm công sức bỏ ra nhưng lại đạt được hiệu quả cao hơn. Đi kèm với các
dây truyền sản xuất tự động luôn là vấn đề phân loại sản phẩm. Đây là vấn đề không
mới và có mặt ở hầu hết mọi nhà máy nó không chỉ giúp tiết giảm nhân lực mà còn giúp
đảm bảo chất lượng của sản phẩm trước khi xuất xưởng.
Phân loại sản phẩm có nhiều cách, tùy vào yếu tố cần phân loại và sản phẩm mà
ta có thể chọn lựa cách thức phù hợp như phân loại theo kích thước, theo màu sắc, theo
hình dạng, theo lỗi… Trong đó phân loại theo sản phẩm lỗi là phức tạp nhất tuy nhiên
đây cũng là vấn đề xuất hiện ở tất cả các dây chuyền sản xuất. Để có thể phân loại theo
sản phẩm lỗi ta có thể sử dụng thị giác máy tính cụ thể là phương pháp xử lý hình ảnh,
với phương pháp này có thể xử lý nhanh và chính xác các lỗi mà ngay cả mắt thường
cũng khó nhận biết, với những sản phẩm nhiều chi tiết, các lỗi phức tạp thì ta cần kết
hợp với các phương pháp như mạng nơ-ron, học máy… để xử lý đạt được hiệu quả [1-
2].
Hiện nay đã có nhiều nghiên cứu về phân loại sản phẩm dùng thị giác máy mà cụ thể
là xử lý ảnh, các công ty cũng cho ra đời nhiều loại smart camera tích hơp sẵn bộ xử lý
hình ảnh ứng dụng cho công nghiệp. Tuy nhiên giá thành các camera này là rất cao và
chỉ phù hợp cho các nhà máy lớn với những dây chuyền hiện đại. Ngoài ra cũng đã có
nhiều đề tài của sinh viên nghiên cứu về ứng dụng xử lý ảnh hoặc về điều khiển động
cơ, dây chuyền. Phan Văn Phương và Trần Trí Tâm nghiên cứu đề tài “Ứng dụng xử lý
ảnh cảnh báo tài xế ngủ gật” sử dụng thư viện OpenCV lập trình trên nền tảng Window
và Linux (kit Raspberry) để cảnh báo tài xế ngủ gật qua việc xử lý hình chụp để xác
định tài xế nhắm hay mở mắt, có cảnh báo nếu tài xế ngủ gật [3]. Phan Trọng Thuật và
Nguyễn Văn Đúng thực hiện đề tài “Phân loại sản phẩm dùng camera” qua đó nghiên
cứu các phương thức ứng dụng xử lý ảnh để phân loại đối tượng [4]. Lê Quốc Nhật và
Châu Thái Bảo thực hiện “Nhận dạng thứ tự màu cho cáp kết nối trong công nghiệp
dùng xử lý ảnh”, sử dụng thư viện OpenCV và phần mềm Visual Studio 2013 (C++) để

nhận diện thứ tự màu cho dây cáp kết nối, hệ thống có giao diện thống kê thông số màu,
kiểm tra sai số so với màu chuẩn [5]. Trần Thanh Sang và Trần Mạnh Hùng thực hiện
đề tài “Thiết kế hệ thống nhận dạng biển số xe” từ đó đưa ra những phương pháp phát
hiện biển số xe dựa trên việc xử lý hình ảnh [6]. Lê Doãn Thắng với đề tài “Thiết kế thi
công bộ điều khiển máy chạy bộ điện” đã nghiên cứu kit STM32F103VET6 và sử dụng
kit này để điều khiển tốc độ động cơ động cơ DC của máy chạy bộ [7].
Với mục đích nghiên cứu, học hỏi và áp dụng những kiến thức đã được học về xử lý
ảnh, vi điều khiển, điện tử cơ bản…, chúng em quyết định thực hiện đề tài “Thiết kế và
thi công dây chuyền phân loại đai ốc ứng dụng xử lý ảnh”. Dây chuyền sử dụng vi điều
khiển trung tâm là STM32F103C8T6, cảm biến hồng ngoại, động cơ DC, USB camera
để lấy ảnh, đèn led chiếu sáng mẫu, máy tính với hệ điều hành Window để xử lý ảnh sử
dụng thư viện mã nguồn mở OpenCV. Dây chuyền có thể phân loại các đai ốc bị sai
kích thước, bị lệch tâm, bị méo. Các thông số của dây chuyền có thể cài đặt và giám sát
qua phần mềm trên máy tính. Ưu điểm của việc sử dụng USB camera kết hợp máy tính
cùng bộ xử lý dùng vi điều khiển là giá thành rẻ, nhỏ gọn, có thể thực hiện, vận hành và
sửa chữa dễ dàng. [8]
1.2 MỤC TIÊU VÀ GIỚI HẠN
Thiết kế và thi công một dây chuyền có thể phân loại đai ốc ứng dụng xử lý ảnh dùng
thư viện mã nguồn mở OpenCV viết trên ngôn ngữ C++. Dây chuyền có thể phân loại
các đai ốc bị sai kích thước, bị méo. Các thông số của dây chuyền có thể cài đặt và giám
sát qua phần mềm trên máy tính sử dụng hệ điều hành Window. Máy tính sẽ giao tiếp
với vi điều khiển thông qua giao tiếp UART.
1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
- Tìm hiểu cách thức hoạt động của các hệ thống phân loại dùng xử lý ảnh.
- Tìm hiểu chuẩn giao tiếp UART, động cơ DC, cảm biến hồng ngoại, encoder.
- Tìm hiểu về vi điều khiển STM32F103C8T6.
- Thiết kế và thi công mô hình dây chuyền phân loại.
- Thiết kế và thi công mạch điện cho hệ thống.
- Viết chương trình xử lý ảnh trên máy tính dùng phần mềm QT Creator.
- Viết chương trình điều khiển cho vi điều khiển STM32F103C8T6

- Chạy thử nghiệm mô hình, chỉnh sửa và hoàn thiện hệ thống.
- Thực hiện viết luận văn báo cáo.
- Tiến hành báo cáo đề tài tốt nghiệp.
1.4 GIỚI HẠN
- Sử dụng USB Camera để thu nhận ảnh và dùng máy tính PC hoặc laptop trên hệ
điều hành Window để xử lý hình ảnh thu được.
- Dây chuyền phân loại đai ốc lục giác loại M10 độ dày 8mm, khoảng các giữa 2
đỉnh đối diện là 18.9mm, khoảng cách giữa 2 cạnh đối diện là 17mm với các đai
ốc có kích thước khác
- Dây chuyền chỉ dừng ở mức mô hình, kích thước nhỏ.
- Dây chuyền sử dụng động cơ giảm tốc DC 12V
1.5 BỐ CỤC
Chương 1: TỔNG QUAN.
Trình bày, đặt vấn đề dẫn nhập lý do chọn đề tài, mục tiêu, nội dung nghiên cứu, các
giới hạn thông số và bố cục đồ án.
Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT.
Giới thiệu các cơ sở lý thuyết gồm lý thuyết về xử lý ảnh, các linh kiện và thiết bị sử
dụng để thiết kế hệ thống và trình bày các chuẩn truyền, giao thức.
Chương 3: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG.
Thiết kế sơ đồ khối của hệ thống, đưa ra sơ đồ nguyên lí của các khối trong hệ thống
và thực hiện việc tính toán thiết kế.
Chương 4: THI CÔNG HỆ THỐNG.
Trình bày về thiết kế lưu đồ, đưa ra giải thuật và viết chương trình. Quá trình thi công
mạch điện, mô hình hệ thống hoàn chỉnh.
Chương 5: KẾT QUẢ - NHẬN XÉT - ĐÁNH GIÁ.
Đưa ra kết quả đạt được sau khi thi công mô hình, rút ra những nhận xét, đánh giá
toàn bộ hệ thống.

Chương 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN.
Trình bày những kết luận về hệ thống những phần đã làm và chưa làm, đồng thời nêu
ra hướng phát triển cho hệ thống

Chương 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1. TỔNG QUAN VỀ XỬ LÝ ẢNH
Xử lý ảnh là quá trình xử lý số tín hiệu ở đây là tín hiệu hình ảnh. Hiện nay xử lý
ảnh đang phát triển rất mạnh mẽ, vì ứng dụng của nó rất rộng và hữu ích bao gồm ở rất
nhiều lĩnh vực: sản xuất, kinh tế, đời sống, y tế, quân sự… Chúng ta có thể chia xử lý
ảnh thành bốn nhóm ứng với bốn lĩnh vực chính: xử lý nâng cao chất lượng ảnh, nhận
dạng ảnh, truy vấn ảnh và nén ảnh. Trong đề tài này sẽ tìm hiểu về lĩnh vực nhận dạng
ảnh. Các bước cơ bản của xử lý ảnh như hình 2.1
2.1.1. Giới thiệu về ảnh số
Ảnh số là tập hợp các điểm ảnh (Pixel) có giá trị mức xám xác định dùng để mô
tả ảnh gần với ảnh thật, trong đề tài này chỉ xét đến ảnh 2 chiều, một ảnh sau khi được
số hóa có thể được mô tả như một ma trận điểm A[M, N] trong không gian hai chiều
trong đó M và N là số cột và số hàng của các điểm ảnh. Một điểm ảnh bất kì lúc này sẽ
có tọa độ A(x, y) với 0=<x<=M-1 và 0=<y<=N-1. Số điểm ảnh xác định độ phân giải
của ảnh. Ảnh có độ phân giải càng cao thì ảnh càng trở nên chân thực và sắc nét hơn.
Giá trị của mỗi điểm ảnh sẽ quyết định màu sắc của ảnh ta gọi là mức xám của điểm
ảnh, giá trị này có thể là một số (ảnh nhị phân, ảnh xám) hoặc một tập hợp các giá trị
(ảnh màu). Xử lý ảnh là ta xử lý các giá trị này trong ma trận ảnh để được một kết quả
mong muốn. Số bit của một bức ảnh chính là số các giá trị mức xám có thể có, ví dụ một
ảnh 8bit sẽ có 28
=256 giá trị mức xám từ 0 đến 255 tương tự ảnh 16bit thì sẽ có 216
giá
trị.
Tùy theo giá trị dùng để biểu diễn điểm ảnh mà ta có thể phân ra 3 loại ảnh chính
thông dụng:
+ Ảnh nhị phân: giá trị mỗi điểm ảnh là 0 hoặc 1, nghĩa là trắng hoặc đen. Chính
vì vậy mà còn gọi là ảnh đen trắng
Hình 2.1. Các bước xử lý ảnh1Hình 2. 1 Các bước xử lý ảnh

+ Ảnh xám: giá trị mỗi điểm ảnh nằm trong giải giá trị từ 0 đến 255, nghĩa là cần
8 bits hay 1 byte để biểu diễn mỗi điểm ảnh này.
+ Ảnh màu RGB: mỗi điểm ảnh có giá trị gồm 3 màu đỏ (Red) + xanh lục (Green)
+ xanh dương (Blue). Mỗi màu có giá trị từ 0 đến 255, nghĩa là mỗi điểm ảnh cần 24bits
hay 3bytes để biểu diễn. Ngoài hệ màu RGB còn có nhiều hệ màu khác phù hợp với
những mục đích khác nhau như hệ CMYK, hệ HSV…
2.1.2. Phương pháp thu nhận ảnh
Ảnh tự nhiên từ thế giới ngoài được thu nhận qua các thiết bị thu (như Camera,
máy chụp ảnh). Trước đây, ảnh được thu qua Camera là các ảnh tương tự. Giờ đây, với
sự phát triển của khoa học công nghệ ảnh được thu nhận từ cảm biến và chuyển trực tiếp
thành ảnh số nên không cần bước chuyển đổi từ tương tự sang số. Có nhiều thiết bị cho
phép thu ảnh ví dụ điện thoại di động, máy chụp hình, máy scan, webcam…Các thiết bị
này đều cho ra ảnh với những định dạng ảnh đã được quy định phù hợp cho máy tính
như JPG, PNG, JPEG… chính vì vậy việc đọc chúng trên máy tính là rất dễ dàng. Trong
đề tài này sử dụng camera loại webcam để thu nhận hình ảnh thực tế.
2.1.3. Giới thiệu về thư viện OpenCV và camera Logitech C270
 Thư viện OpenCV
OpenCV (Open Computer Vision) là một thư viện mã nguồn mở hàng đầu cho
xử lý về thị giác máy tính, machine learning, xử lý ảnh. OpenCV đươc viết bằng C/C++,
vì vậy có tốc độ tính toán rất nhanh, có thể sử dụng với các ứng dụng liên quan đến thời
gian thực. Opencv có thể hỗ trợ cho C/C++, Python Java vì vậy hỗ trợ được cho Window,
Linux, MacOs lẫn Android, iOS. OpenCV có cộng đồng hơn 47 nghìn người dùng và
số lượng download vượt quá 6 triệu lần và vẫn đang mở rộng liên tục.
Opencv có rất nhiều ứng dụng:
- Nhận dạng ảnh
- Xử lý hình ảnh
- Phục hồi hình ảnh/video
- Thực tế ảo.

OpenCV vẫn đang được đóng góp và phát triển liên tục, nó đặc biệt phù hợp cho
những ứng dụng xử lý hình ảnh đơn giản vì thư viện dễ sử dụng và nhiều hỗ trợ từ
cộng đồng.
 Camera Logitech C270
Webcam Logitech C270 chụp hình và quay film có thể đạt độ phân giải HD 720p
(1280 x 720 pixel). Với độ phân giải này hình ảnh thu được trung thực và khá sắc nét.
Ngoài ra, Webcam C270 có chế độ chỉnh sáng tự động sẽ giúp hình ảnh sáng hơn kể cả
trong điều kiện ánh sáng tối, góc chụp lên tới 60 độ. Tốc độ khung hình đạt 30fps (30
khung hình một giây) tốc độ này giúp việc chụp các vật chuyển động với tốc độ không
quá nhanh được thực hiện chính xác. Sử dụng chuẩn giao tiếp USB nên việc kết nối với
máy tính rất dễ dàng
2.1.4. Điều chỉnh độ sáng và độ tương phản
Độ sáng của ảnh phụ thuộc vào giá trị của mỗi pixel tạo nên ảnh. Vì vậy để thay
đổi độ sáng ảnh ta thay đổi giá trị mức sáng các pixel. Với g và f là ảnh trước và sau khi
biến đổi ta có công thức điều chỉnh độ sáng như sau:
g(x,y) = a*f(x,y)+b (2.1)
 a, b: hằng số tự chọn.
 f(x,y): mức sáng của pixel trong ảnh tại điểm có tọa độ (x,y).
 g(x,y): mức sáng của pixel trong ảnh tại điểm có toạ độ (x,y) sau khi biến đổi.
Hình 2. 2 Hình ảnh Webcam Logitech C270

Ngoài việc thay đổi bằng phần mềm ta có thể tăng độ sáng ảnh bằng phần cứng như lắp
thêm đèn rọi, dùng tấm nền màu sáng…
2.1.5. Lọc nhiễu ảnh
Một ảnh khi được chụp thường kèm theo các nhiễu, các nhiễu này có nhiều
nguyên nhân gây nên: ánh sáng không đủ, chất lượng thiết bị thu không tốt, ảnh hưởng
do các yếu tố môi trường xung quanh, do sai số lượng tử hóa hay sai số truyền … Một
số loại nhiễu phổ biến thường xuất hiện trong ảnh:
 Nhiễu độc lập với dữ liệu ảnh:
- Là một loại nhiễu cộng (additive noise): ảnh thu được f(i,j) là tổng của ảnh đúng
(true image) và nhiễu n(i,j): f(i,j) = s(i,j) + n(i,j)
- Thông tin ảnh có tần số thấp, còn nhiễu ảnh hưởng đến tần số cao và ảnh hưởng
này có thể được giảm đi khi sử dụng bộ lọc thông thấp
 Nhiễu phụ thuộc vào dữ liệu:
- Nhiễu xuất hiện khi có sự bức xạ đơn sắc nằm rải rác trên bề mặt ảnh, độ lởm
chởm trên bề mặt tùy thuộc vào bước sóng của điểm ảnh.
- Do có sự giao thoa giữa các sóng ảnh nên làm xuất hiện những vết lốm đốm trên
ảnh
 Nhiễu Gauss:
- Nhiễu này có được do bản chất rời rạc của bức xạ (hệ thống ghi ảnh bằng cách
đếm các photon (lượng tử ánh sáng)
- Là nhiễu cộng và độc lập (independent, additive noise) – nhiễu n(i,j) có phân tán
Gauss (trung bình = zero) được mô tả bởi độ lệch chuẩn, hay phương sai
- Mỗi pixel trong ảnh nhiễu là tổng giá trị pixel đúng (true pixel) và pixel ngẫu
nhiên
 Nhiễu muối – tiêu (Salt & Pepper noise):
- Là một loại nhiễu xung, sinh ra do xảy ra sai số trong quá trình truyền dữ liệu.
- Những điểm ảnh có thể mang giá trị cực đại hoặc cực tiểu. Với ảnh xám nếu một
điểm ảnh có giá trị cực đại (tức cường độ sáng bằng 255) thì nó sẽ tạo ra một
đốm trắng trên ảnh, trông giống như hạt “muối”. Và ngược lại nếu một điểm ảnh

có giá trị cực tiểu (tức cường độ sáng bằng 0) thì sẽ tạo ra một đốm đen, giống
như “tiêu”. Vậy nên còn gọi là ảnh muối tiêu.
Để có thể xử lý một cách chính xác và hiệu quả, ảnh cần được lọc nhiễu. Nguyên tắc
chung của các phương pháp lọc ảnh số là cho ma trận ảnh nhân chập với một ma trận
lọc (Kernel) hay còn được gọi là các phép tính nhân chập trên ảnh. Ma trận lọc lọc
(Kernel) còn có thể được gọi là cửa số chập, cửa sổ lọc, mặt nạ...
G = M*I (2.2)
 I: Là ảnh gốc được sử dụng để lọc số ảnh.
 G: Là ảnh ra sau khi thực hiện xong phép lọc số ảnh.
 M: Là ma trận lọc (Mask, kernel).
Với mỗi phép lọc ta có những ma trận lọc (Kernel) khác nhau, không có một quy
định cụ thể nào cho việc xác định M. Tổng các phẩn tử trong ma trận M thường là 1
 Tpt > 1: Ảnh sau khi thực hiện xong phép lọc số ảnh (G) có độ sáng lớn hơn so
với ảnh ban đầu (F).
 Tpt < 1: Ảnh sau khi thực hiện xong phép lọc số ảnh (G) có độ sáng nhỏ hơn so
với ảnh ban đầu (F).
Một số phương pháp lọc phù hợp để xử lý một loại nhiễu nhất định. Một số bộ lọc
thông dụng như lọc trung vị, lọc trung bình, lọc thông thấp, lọc thông cao…
 Lọc trung vị
Lọc trung vị là một kĩ thuật lọc phi tuyến (non-linear), bộ lọc này được sử dụng rất
phổ biến trong xử lý ảnh, lọc trung vị còn được gọi là bộ lọc hạng. Ý tưởng chính của
thuật toán lọc trung vị là sử dụng một cửa sổ lọc (thường là ma trận 3x3) quét qua lần
lượt từng điểm ảnh của ảnh đầu vào input. Tại vị trí mỗi điểm ảnh lấy giá trị của các
điểm ảnh tương ứng trong vùng 3x3 của ảnh gốc "lấp" vào ma trận lọc. Sau đó sắp xếp
Hình 2. 3 Một mặt nạ lọc kích thước 3x3

các điểm ảnh trong cửa sổ này theo thứ tự (tăng dần hoặc giảm dần tùy ý). Cuối cùng,
gán điểm ảnh nằm chính giữa (trung vị) của dãy giá trị điểm ảnh đã được sắp xếp ở trên
cho giá trị điểm ảnh đang xét của ảnh đầu ra output.
Cho một dãy số 𝑋1, 𝑋2, 𝑋3, ..., 𝑋 𝑛 được sắp xếp theo thứ tự tăng dần hoặc giảm dần.
Khi đó 𝑋𝑡𝑣 được tính bởi công thức sau:
- Nếu n lẻ: 𝑋𝑡𝑣 = 𝑋(
𝑛
2
+ 1) (2.3)
- Nếu n chẵn: 𝑋𝑡𝑣 =
𝑋(
𝑛
2
)+𝑋(
𝑛
2
+1)
2
(2.4)
Các bước thực hiên khi sử dụng bộ lọc trung vị:
- Quét ma trận lọc lên các thành phần của ảnh gốc, điền các giá trị được quét vào
ma trận lọc.
- Lấy các thành phần trong của sổ lọc để xử lý.
- Sắp xếp theo thứ tự các thành phần trong cửa sổ lọc.
- Lưu lại thành phần trung vị, gán cho ảnh output.
Ví dụ cho ảnh I kích thước 5x5 như sau:
1 2 1 6 8
4 5 1 3 9
3 1 5 4 5
4 5 1 2 2
6 6 9 7 7
Sử dụng ma trận lọc M kích thước 3x3 xét tại I(3,3):
Hình 2. 4 Ví dụ về phần tử trung vị

1 2 1 6 8
4 5 1 3 9
3 1 5 4 5
4 5 1 2 2
6 6 9 7 7
Các giá trị sau khi sắp xếp từ thấp tới cao:
1 1 1 2 3 4 5 5 5
Kết quả 3 chính là giá trị trung vị cần tìm, lúc này ta gán giá trị 3 cho pixel tại vị trí
I(3,3) trong ảnh.
Vì phải sắp xếp lại mỗi khi ma trận lọc di chuyển đến một pixel nên bộ lọc này
có tốc độ không cao, hiệu quả giảm nếu ảnh có kích thước lớn. Tuy nhiên bộ lọc trung
vị có nhiều ưu điểm như giúp loại bỏ nhiễu nhưng vẫn đảm bảo độ phân giải, nó khá
hiệu quả đối với hai loại nhiễu: nhiễu đốm (speckle noise) và nhiễu muối tiêu (salt-
pepper noise).
 Lọc trung bình
Lọc trung bình là loại lọc tuyến tính, với phương pháp thay thế giá trị mỗi điểm ảnh
bằng trung bình trọng số của các điểm trong vùng lân cận. Giả sử rằng dùng một ma trận
lọc (3x3) quét qua từng điểm ảnh của ảnh đầu vào. Tại vị trí mỗi điểm ảnh lấy giá trị
của các điểm ảnh tương ứng trong vùng (3x3) của ảnh gốc đặt vào ma trận lọc. Giá trị
điểm ảnh của ảnh đầu ra là giá trị trung bình của tất cả các điểm trong ảnh trong ma trận
lọc.
Các bước thực hiện lọc trung bình với ảnh đầu vào I và I(x,y) là điểm ảnh đang xét,
mộ ngưỡng α:
- Bước 1: Quét ma trận lọc lên các thành phần của ảnh gốc, điền các giá trị được
quét vào ma trận lọc
- Bước 2: Tính tổng các thành phần trong ma trận lọc, chia tổng này với số lượng
các phần tử của cửa sổ lọc ra một giá trị Itb = (x, y).
- Bước 3: Hiệu chỉnh:
+ Nếu I(x, y) - Itb(x, y) > α thì I(x,y) = Itb(x, y).

+ Nếu I(x, y) - Itb(x, y) ≤ α thì I(x,y) = I(x,y).
Giá trị ngưỡng α có thể có hoặc không tùy vào mục đích sử dụng.
Ví dụ I là một ma trận kích thước 5x5:
1 2 1 6 8
4 5 1 3 9
3 1 5 4 5
4 5 1 2 2
6 6 9 7 7
Sử dụng ma trận lọc kích thước 3x3 xét tại I(3,3), không sử dụng ngưỡng:
1 2 1 6 8
4 5 1 3 9
3 1 5 4 5
4 5 1 2 2
6 6 9 7 7
𝐼𝑡𝑏( 𝑥, 𝑦) =
5 + 1 + 3 + 1 + 5 + 4 + 5 + 1 + 2
9
= 3
Vậy I(3,3) sau khi lọc sẽ có giá trị 3.
Sau khi sử dụng bộ lọc trung bình, chênh lệch độ sáng các điểm ảnh sẽ giảm
xuống nghĩa là sẽ không có sự đột biến về giá trị của các điểm ảnh lân cận nhau. Vì các
nhiễu ngẫu nhiên thường là các điểm có giá trị đột biến mạnh so với điểm xung quanh
nên bộ lọc trung bình sẽ giúp giảm các nhiễu này hiệu quả ví dụ như nhiễu muối tiêu.
Tuy nhiên bởi vì các cạnh hoặc đường biên trong ảnh cũng đặc trưng bởi quá trình biến
đổi mạnh về cường độ nên lọc trung bình có thể làm mờ các cạnh và đường biên.
 Lọc Gauss
Bộ lọc Gauss là một bộ lọc rất hữu ích và thông dụng, được thực hiện bằng cách
nhân chập ảnh đầu vào với một ma trận lọc Gauss sau đó cộng chúng lại để tạo thành
ảnh đầu ra. Vì biến đổi Fourier của một Gaussian sẽ tạo ra một Gaussian khác cho nên

nếu xét trên miền tần số thì phương pháp này sẽ làm giảm các thành phần có tần số cao
trong hình. Hay nói cách khác đây là một bộ lọc tần số cao (low pass filter: chỉ giữ lại
các thành phần tần số thấp).
𝑓( 𝑥, 𝑦) =
1
2𝜋𝜎2
exp (−
𝑥2+𝑦2
2𝜎2
) (2.5)
Ý tưởng của bộ lọc là dựa vào giá trị của mỗi điểm ảnh sẽ phụ thuộc nhiều với giá
trị các điểm ảnh ở gần hơn là các điểm ảnh ở xa. Trọng số của sự phụ thuộc được lấy
theo hàm Gauss (hàm này cũng được sử dụng trong quy luật phân phối chuẩn của xác
xuất thống kê).
Ứng dụng của bộ lọc Gaussian là làm mịn ảnh, nó khác với bộ lọc trung bình ở chổ:
thứ nhất, mức độ làm mịn được điều khiển bởi sự lựa chọn các tiêu chuẩn thông số độ
lệch, chứ không phải bởi giá trị tuyệt đối của kích thước hạt nhân, thứ hai, hàm Gaussian
có một thuộc tính khá đặc biệt, đó là biến đổi Fourier của nó là một hàm Gaussian, điều
đó rất thuận tiện cho việc phân tích miền tần số của bộ lọc.
2.2. TÌM ĐƯỜNG BIÊN CỦA ẢNH
Một điểm được coi là điểm biên nếu có sự thay đổi nhanh hoặc đột ngột về mức
xám, tuy nhiên một điểm nhiễu cũng có đặc trưng giống như một điểm biên, tập hợp các
điểm biên liên tiếp được gọi là đường biên hoặc đường bao. Đường biên có thể dùng để
xác định hình dạng một vật thể, hoặc ngăn cách giữa các khu vực có mức xám khác
nhau.
Tìm đường biên của ảnh là làm nổi lên những điểm ảnh mà tại đó có sự biến đổi
lớn về giá trị độ sáng. Từ đó ta có các phương pháp tìm đường biên ảnh:
 Phát hiện biên trực tiếp
 Phát hiện biên gián tiếp
 Phát hiện biên dựa vào trung bình cục bộ
 Phát hiện biên dựa vào các phép toán hình thái
Phương pháp phổ biến là phát hiện biên trực tiếp mà hiệu quả hơn cả là việc lấy đạo
hàm bậc nhất của f(x,y) điều này sẽ làm nổi bật lên đường biên của ảnh dựa vào sự biến
thiên độ sáng. Việc lấy đạo hàm bậc nhất này gọi là phương pháp Gradient.

Gradient là một vector có các thành phần biểu thị tốc độ thay đổi giá trị của điểm
ảnh theo 2 hướng x, y; đại diện cho sự thay đổi về hướng và độ lớn của một vùng ảnh
(2.6)
Một kĩ thuật tiêu biểu ứng dụng Gradient là kĩ thuật Canny, kĩ thuật này cho ra kết
quả đường biên mảnh và khá chính xác, phân biệt được điểm biên và điểm nhiễu.
Các bước thực hiện kĩ thuật Canny:
Bước 1: Loại bỏ nhiễu trong ảnh và làm mờ ảnh bằng cách nhân chập với một bộ lọc
Gaussian.
Bước 2: Tính toán giá trị Gradient trong ảnh, ta có thể sử dụng bộ lọc Sobel hoặc Prewitt
theo hai hướng x, y gọi là Gx, Gy.
Bước 3: Tính độ lớn Gradient trong ảnh:
𝐺 = √ 𝐺𝑥
2 + 𝐺 𝑦
2 và θ = arctan(
𝐺 𝑥
𝐺 𝑦
) (2.7)
Trong đó 𝐺𝑥, 𝐺 𝑦 là đạo hàm theo hướng x, y của điểm ảnh đang xét. Góc θ sẽ
được làm tròn theo các hướng thẳng đứng, nằm ngang và chéo tương ứng với các giá trị
0, 45, 90 và 135 độ.
( , )
( , )
f
f x y
x
f x y
y
 
 
  
 
  





Bước 4: Loại bỏ những điểm không phải cực đại nhằm xóa bỏ những điểm không thuộc
biên. Trong bước này ta sẽ so sánh giá trị Gradient của điểm ảnh với các điểm lân cận
theo 4 hướng đã nói ở trên.
Với θ = 0, điểm A sẽ là biên độ nếu Gradient tại A lớn hơn Gradient tại A3 và A7.
Bước 5: Chọn ra biên của đối tượng trong ảnh
Sau các bước trên ta thu được một tập các điểm tương ứng trên đường biên khá
mỏng. Vì những điểm có giá trị gradient lớn bao giờ cũng có xác suất là biên thật sự hơn
những điểm có giá trị của gradient nhỏ do đó để xác định chính xác hơn nữa biên của
các đối tượng ta sử dụng các ngưỡng. Theo đó bộ lọc canny sẽ sử dụng một ngưỡng trên
và một ngưỡng dưới nếu gradient tại một điểm trong ảnh có giá trị lớn hơn ngưỡng trên
thì ta xác nhận đó là một điểm trên biên của ánh Nếu giá trị này nhỏ hơn ngưỡng dưới
thì đó không phải là điểm biên, trong trường hợp giá trị gradient nằm giữa ngưỡng trên
và dưới thì nó chỉ được tính là điểm trên biên khi các điểm bên cạnh của nó có giá trị
gradient lớn hơn ngưỡng trên.
2.3. GIAO TIẾP UART
USART là viết tắt của cụm từ Universal synchronous asynchronous receiver
transmitter nghĩa là bộ truyền nhận nối tiếp đồng bộ và không đồng bộ. Thuật ngữ UART
nói đến bộ truyền nhận nối tiếp không đồng bộ. Đây là một ngoại vi cơ bản và thường
Hình 2. 5 Các hướng xét giá trị

dùng trong các quá trình giao tiếp với máy tính, với các vi điều khiển khác và với các
module như: RF, Wifi, Bluetooth…
Nếu ta sử dụng một dây để đồng bộ xung CLK giữa 2 thiết bị thì lúc này giao
tiếp UART sẽ trở thành giao tiếp đồng bộ và không dùng sẽ là chuẩn giao tiếp không
đồng bộ.
Ưu điểm của giao tiếp UART là tiết kiệm chân vi điều khiển vì chỉ cần sử dụng
2 chân là TX và RX, đây là ngoại vi mà tất cả các vi điều khiển đều có, ngoài ra thì cũng
có khá nhiều module, cảm biến dùng UART để truyền nhận dữ liệu. Tuy vậy nhược
điểm của UART là tốc độ chậm, quá trình truyền nhận dễ xảy ra lỗi làm mất, sai dữ liệu
nên trong quá trình truyền nhận cần tuân thủ các tiêu chuẩn và cần có các phương pháp
để kiểm tra (thường là truyền thêm bit hoặc byte kiểm tra lỗi).
 Tốc độ Baud
Vì không sử dụng chung xung CLK nên để có thể truyền và nhận dữ liệu ta cần thống
nhất tốc độ giữa 2 thiết bị, tốc độ này được tạo độc lập ở mỗi thiết bị, tốc độ này được
đặt trước, gọi là tốc độ Baud được định nghĩa là số bit truyền được trong một giây, và
có một số giá trị thường dùng như 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 14400, 19200, 38400,
56000, 57600, 115200.
 Khung truyền
Một trong những vấn đề quan trọng khi sử dụng UART là việc đảm bảo dữ liệu
truyền nhận không bị lỗi, thiếu hoặc sai lệch vì đặc điểm của nó là không sử dụng chung
nguồn xung. Để có thể giao tiếp được thì ngoài việc thiết lập chung tốc độ Baud thì
khung truyền cũng là một yếu tố không thể thiếu. Khung truyền (Frame) là một luật quy
định về số bit trong mỗi lần truyền và việc có các bit đặc biệt như Start, Stop, Parity hay
không.
- Start bit là bit đầu tiên được truyền trong một frame truyền, bit này có chức năng
báo cho thiết bị nhận biết rằng có một gói dữ liệu sắp được truyền tới. Start là bit
bắt buộc phải có trong khung truyền, và nó là một bit thấp (0).
- Data bits hay dữ liệu cần truyền là thông tin chính mà chúng ta cần gởi và nhận.
Số lượng bit data tùy thuộc vào các loại vi điều khiển khác nhau, thường thì data

có 8bit. Trong truyền thông nối tiếp UART, bit có trọng số nhỏ nhất (LSB – Least
Significant Bit, bit bên phải) của data sẽ được truyền trước và cuối cùng là bit có
trọng số lớn nhất (MSB – Most Significant Bit, bit bên trái). Tuy nhiên thứ tự
truyền này có thể được cài đặt bởi người dùng.
- Parity bit là bit dùng để kiểm tra dữ liệu truyền có bị sai không. Có 2 loại parity
là parity chẵn (even parity) và parity lẻ (odd parity). Parity chẵn nghĩa là số lượng
số “1” trong dữ liệu bao gồm bit parity luôn là số chẵn. Ngược lại tổng số lượng
các số “1” trong parity lẻ luôn là số lẻ. Ví dụ: nếu dữ liệu cần truyền là 10111011,
có tất cả 6 bit có giá trị “1” trong dữ liệu này, nếu quy định parity chẵn được
dùng, bit parity sẽ mang giá trị 0 để đảm bảo tổng các số “1” là số chẵn. Nếu quy
định parity lẻ thì giá trị của parity bit là 1. Sau khi truyền chuỗi dữ liệu kèm theo
cả bit parity trên, bên nhận thu được và kiểm tra lại tổng số số “1” (bao gồm cả
bit parity), nếu sai so với quy định parity đã đặt trước thì ta khẳng định là dữ liệu
nhận được là sai, tuy nhiên nếu đúng thì ta cũng không thể khẳng định được dữ
liệu truyền đúng. Parity bit không phải là bit bắt buộc và vì thế chúng ta có thể
loại bit này khỏi khung truyền.
- Stop bits là một hoặc nhiều bit báo cho thiết bị nhận rằng một gói dữ liệu đã được
gởi xong. Sau khi nhận được stop bits, thiết bị nhận sẽ tiến hành kiểm tra khung
truyền để đảm bảo tính chính xác của dữ liệu. Stop bits là các bit bắt buộc phải
có trong khung truyền.
2.4. VI ĐIỀU KHIỂN STM32F103C8T6
2.4.1. Tổng quan
STM32 là một trong những dòng chip phổ biến của ST với nhiều họ thông dụng
như F0, F1, F2, F3, F4…. Stm32F103 thuộc họ F1 với lõi là ARM COTEX M3.
STM32F103 là vi điều khiển 32 bit, tốc độ tối đa là 72Mhz. Giá thành cũng khá rẻ so
với các loại vi điều khiển có chức năng tương tự. Mạch nạp cũng như công cụ lập trình
khá đa dạng và dễ sử dụng.
Một số ứng dụng chính: dùng cho driver để điều khiển ứng dụng, điều khiển ứng
dụng thông thường, thiết bị cầm tay và thuốc, máy tính và thiết bị ngoại vi chơi game,
GPS cơ bản, các ứng dụng trong công nghiệp, thiết bị lập trình PLC, biến tần, máy in,
máy quét, hệ thống cảnh báo, thiết bị liên lạc nội bộ…

Phần mềm lập trình: có khá nhiều trình biên dịch cho STM32 như IAR Embedded
Workbench, Keil C…
Thư viện lập trình: có nhiều loại thư viện lập trình cho STM32 như: STM32snippets,
STM32Cube LL, STM32Cube HAL, Standard Peripheral Libraries, Mbed core. Mỗi thư
viện đều có ưu và khuyết điểm riêng, ở đây nhóm sử dụng bộ thư viện chuẩn của ST là
Standard Peripheral Libraries vì nó ra đời khá lâu và thông dụng, hỗ trợ nhiều ngoại vi
và cũng như dễ hiểu rõ bản chất của lập trình.
Mạch nạp: có khá nhiều loại mạch nạp như: ULINK, J-LINK, CMSIS-DAP,
STLINK…thông dụng và giá thành thấp nhất là STlink
2.4.2. Cấu trúc hệ thống
Dòng ARM Cortex là một bộ xử lí thế hệ mới đưa ra một kiến trúc chuẩn cho
nhu cầu đa dạng về công nghệ. Không giống như các chip ARM khác, dòng Cortex là
một lõi xử lí hoàn thiện, đưa ra một chuẩn CPU và kiến trúc hệ thống chung. Dòng
Cortex gồm có 3 phân nhánh chính:
Hình 2. 6 Sơ đồ cấu trúc các khối của STM32F103C8T6

+ Dòng A dành cho các ứng dụng cao cấp,
+ Dòng R dành cho các ứng dụng thời gian thực như các đầu đọc
+ Dòng M dành cho các ứng dụng vi điều khiển và chi phí thấp.
STM32F103C8T6 được thiết kế dựa trên dòng Cortex-M3, dòng Cortex-M3 được
thiết kế đặc biệt để nâng cao hiệu suất hệ thống, kết hợp với tiêu thụ năng lượng thấp,
CortexM3 được thiết kế trên nền kiến trúc mới, do đó chi phí sản xuất đủ thấp để cạnh
tranh với các dòng vi điều khiển 8 và 16-bit truyền thống, xung clock tối đa là 72Mhz.
 Bộ nhớ
Bộ nhớ Flash được tổ chức như là 1 khối chính (main block) và 1 khối thông tin
(information block) lên đến 64 Kb (hoặc 128 Kb) chia thành 128 pages, mỗi page 1
Kbytes (medium-density devices). Ngoài ra bộ nhớ SRAM có dung lượng 20 kbytes.
 Clock, reset và quản lý nguồn
- Điện áp hoạt động 2.0V -> 3.6V.
- Có các chế độ quản lý nguồn như Power on reset(POR), Power down
reset(PDR) và programmable voltage detector (PVD).
- Thạch anh nội dùng dao động RC ở mode 8Mhz hoặc 40khz.
- Sử dụng thạch anh ngoài 32.768khz được sử dụng cho RTC.

 Khối ADC
- Có 2 bộ ADC 12 bit tương ứng với giá trị maximum là 4095 với 9 kênh cho
mỗi bộ.
- Có các ngắt hỗ trợ như End conversion, End of Injected Conversion and
Analog Watchdog Event.
- Single mode hay Continuous mode.
- Tự động calib và có thể điều khiển hoạt động ADC bằng xung Trigger.
- Thời gian chuyển đổi nhanh: 1us tại tần số 65Mhz.
- Có bộ DMA giúp tăng tốc độ xử lí.
 Khối timer
- Có 7 timer.
- 3 timer 16 bit hỗ trợ các mode IC/OC/PWM.
Hình 2. 7 Sơ đồ nguồn xung clock của STM32F103C8T6

- 1 timer 16 bit hỗ trợ để điều khiển động cơ với các mode bảo vệ như ngắt
input, dead-time.
- Watchdog timer dùng để bảo vệ và kiểm tra lỗi.
- 1 sysTick timer 24 bit đếm xuống.
 Hỗ trợ 9 kênh giao tiếp bao gồm:
- 2 bộ I2C (SMBus/PMBus).
- 3 bộ USART (ISO 7816 interface, LIN, IrDA capability, modem control).
- 2 SPIs (18 Mbit/s).
- 1 bộ CAN interface (2.0B Active)
- USB 2.0 full-speed interface
2.4.3. Tìm hiểu GPIO
GPIO là từ viết tắt của General purpose I/O ports là nơi giao tiếp chung giữa tín hiệu
ra và tín hiệu vào. Ở STM32 thì các chân GPIO chia ra làm nhiều Port như PortA, PortB.
Số lượng Port phụ thuộc vào số lượng chân (pin) và cách gọi phụ thuộc vào nhà sản xuất
(ví dụ có loại vi điều khiển có PortA mà lại không có PortD). Mỗi Port thường có 16
chân đánh số từ 0 -> 15 tương ứng với mỗi chân là 1bit. Mỗi chân có 1 chức năng khác
nhau như analog input, external interrupt. hay đơn thuần chỉ là xuất tín hiệu on/off ở
mức 0,1. Chức năng của mỗi chân được cung cấp trong datasheet của nhà sản xuất
Các chế độ hoạt động với GPIO của STM32:
- Input floating: cấu hình chân I/O là ngõ vào và để nổi.
- Input pull-up: cấu hình chân I/O là ngõ vào, có trở kéo lên nguồn.
- Input-pull-down: cấu hình chân I/O là ngõ vào, có trở kéo xuống GND.
- Analog: cấu hình chân I/O là Analog.
- Output open-drain: cấu hình chân I/O là ngõ ra, khi output control = 0 thì N-MOS
sẽ dẫn, chân I/O sẽ nối VSS, còn khi output control = 1 thì P-MOS và N-MOS
đều không dẫn, chân I/O được để nổi.
- Output push-pull: cấu hình chân I/O là ngõ ra, khi output control = 0 thì N-MOS
sẽ dẫn, chân I/O sẽ nối VSS, còn khi output control = 1 thì P-MOS dẫn, chân I/O
được nối VDD.

- Alternate function push-pull: sử dụng chân I/O vừa là ngõ ra và vừa là ngõ vào,
tuy nhiên sẽ không có trở kéo lên và kéo xuống ở input, chức năng output giống
Output push-pull.
- Alternate function push-pull: sử dụng chân I/O vừa là ngõ ra và vừa là ngõ vào,
tuy nhiên sẽ không có trở kéo lên và kéo xuống ở input, chức năng output giống
Output open-drain.
 Các thanh ghi cấu hình GPIO trong stm32F103C8T6
 Thanh ghi cấu hình port GPIOx_CRx
Mỗi chân GPIO có 2 cặp bit để cài đặt. CNF quyết định là chế độ là analog,
floating, pull-up… còn MODE quyết định là ngõ vào hay ngõ ra. Ngõ ra với tốc độ bao
nhiêu. Thông số cài đặt chi tiết như sau:
2bit mode:
- 00: Input mode (reset state).
- 01: Output mode, max speed 10 MHz.
2bit CNF: có 2 trường hợp
• Khi là input:
- 00: Analog mode.
Hình 2. 8 Thanh ghi cấu hình chức năng chân GPIO của port

- 01: Floating input (reset state).
- 10: Input with pull-up / pull-down.
- 11: Reserved.
• Khi là output:
- 00: General purpose output push-pull.
- 01: General purpose output Open-drain.
- 10: Alternate function output Push-pull.
- 11: Alternate function output Open-drain.
 Thanh ghi đọc giá trị ngõ vào- GPIOx_IDR với x là tên port
Đây là thanh ghi đọc giá trị đầu vào của từng chân. Khi đầu vào ở chân nào đó có mức
logic là 1 thì bit tương ứng với chân đó sẽ có giá trị là 1. Và ngược lại là 0.
 Thanh ghi chọn giá trị ngõ ra của port- GPIOx_ODR với x là tên port.
Đây là thanh ghi quyết định mức logic của đầu ra trên chân STM32 tương ứng với
mode output. Giá trị của bit nào ở mức cao thì output của nó sẽ ở mức cao nếu sử dụng
mode output push pull và ngược lại. Riêng mode output open drain thì có chút khác biệt.
2.4.4. Timer và PWM
STM32F103C8 có tất cả 7 timer nhưng trong đó bao gồm 1 systick timer, 2
watchdog timer nên chỉ còn lại 4 timer dùng cho các chức năng khác như ngắt, PWM,
Hình 2. 9 Thanh ghi đọc giá trị ngõ vào
Hình 2. 10 Thanh ghi chọn giá trị ngõ ra của port

Encoder, Input capture…. Trong đó TIM1 là Timer đặc biệt, chuyên dụng cho việc xuất
xung với các mode xuất xung, các mode bảo vệ đầy đủ hơn so với các timer khác. TIM1
thuộc khối clock APB2, còn các TIM2, TIM3, TIM4 thuộc nhóm APB1.
Có 3 vấn đề cần quan tâm khi sử dụng timer đó là:
- Timer clock.
- Prescaler
- Auto Reload Value.
Prescaler là bộ chia tần số của timer. Bộ chia này có giá trị tối đa là 16 bit tương
ứng với giá trị là 65535. Các giá trị này có thể được thay đổi và điều chỉnh bằng lập
trình.
Tần số sau bộ chia này sẽ được tính là:
𝑓CK_CNT =
𝑓CK_PSC
𝑃𝑆𝐶+1
(2.8)
Trong đó:
𝑓CK_CNT: tần số sau bộ chia.
𝑓CK_PSC: tần số clock đầu vào cấp cho timer.
PSC: giá trị truyền vào được lập trình bằng phần mềm
Auto Reload Value là giá trị bộ đếm tối đa có thể được điều chỉnh để nạp vào cho
timer. Giá trị bộ đếm này được cài đặt tối đa là 16bit tương ứng với giá trị là 65535.Từ
các thông số trên ta rút ra công thức cần tính cuối cùng đó là:
𝐹TIMER =
𝑓SYSTEM
(𝑃𝑆𝐶+1)(𝑃𝐸𝑅𝐼𝑂𝐷+1)
(2.9)
𝐹TIMER : là giá trị cuối cùng của bài toán, đơn vị là hz.
𝑓SYSTEM : tần số clock hệ thống được chia cho timer sử dụng, đơn vị là hz.
PSC: giá trị nạp vào cho bộ chia tần số của timer. Tối đa là 65535.
Period: giá trị bộ đếm nạp vào cho timer. Tối đa là 65535.

Ngắt timer: khi giá trị đếm của bộ đếm timer (thanh ghi CNT) vượt qua giá trị
của Auto Reload Value thì cờ báo tràn sẽ được kích hoạt. Trình phục vụ ngắt tràn sẽ xảy
ra nếu được cấu hình cho phép trước đó.
2.5. ĐỘNG CƠ DC
Động cơ DC có chổi than là động cơ hoạt động với nguồn điện DC vì vậy còn
gọi là động cơ điện một chiều từ phần sau sẽ gọi tắt là động cơ DC. Cấu tạo gồm 2 phần
là stator và rotor trong đó stator thường là 1 hay nhiều cặp nam châm vĩnh cửu hoặc nam
châm điện còn rotor là các cuộn dây được quấn trên một lõi sắt non và nối với nguồn
điện một chiều. Do đặc điểm rotor là cuộn dây nên để cấp điện cho động cơ ta cần một
bộ phận đặc biệt là bộ cổ góp và chổi than tiếp xúc cổ góp, điều này giúp cấp điện cho
động cơ kể cả khi động cơ quay. Vì là bộ phận tiếp xúc nên sau một thời gian chổi quét
sẽ bị mài mòn và cần phải thay thế. Động cơ DC thường có tốc độ cao, đáp ứng nhanh
kích thước nhỏ gọn, momen cao dù ở tốc độ nhỏ nên được sử dụng phổ biến trong các
mô hình, các máy móc, thiết bị, đồ gia dụng, dùng khởi động các động cơ xe
Dòng điện chạy qua động cơ được tính như sau:
𝐼Độ𝑛𝑔 𝑐ơ =
𝑉 𝑁𝑔𝑢ồ𝑛−𝑉đ𝑖ệ𝑛 độ𝑛𝑔
𝑅 𝑃ℎầ𝑛 ứ𝑛𝑔
(2.10)
Công suất động cơ được tính như sau:
𝑃độ𝑛𝑔 𝑐ơ = 𝐼Độ𝑛𝑔 𝑐ơ ∗ 𝑉đ𝑖ệ𝑛 độ𝑛𝑔 (2.11)
Trong đó 𝑉đ𝑖ệ𝑛 độ𝑛𝑔 là sức điện động của rotor sinh ra khi quay.
𝑅 𝑃ℎầ𝑛 ứ𝑛𝑔 là điện trở nội của các cuộn dây.
Dòng điện khi khởi động của động cơ thường bằng 4-7 lần dòng điện hoạt động
định mức, khi tính toán dòng cho động cơ cần chú ý đến dòng khởi động để đảm bảo an
toàn cho mạch điện.
 Phương pháp điều khiển động cơ DC
Để điều khiển động cơ DC thì phương pháp phổ biến nhất là điều khiển điện áp
rotor vì tốc độ quay của động cơ DC sẽ tỉ lệ thuận với điện áp nguồn. Chiều quay có
thể điều khiển bằng các thay đổi chiều dòng điện đi vào động cơ.

Để điều khiển điện áp DC cấp cho động cơ ta có thể dùng phương pháp thay đổi
thời gian cấp điện - 𝑡 𝑂𝑁, nghĩa là dòng điện được đóng và ngắt liên tục để qua đó thay
đổi điện áp trung bình. Để làm được điều này ta cần dùng các phần tử chuyển mạch có
điều khiển như transistor hoặc MOSFET. Giả sử điện áp cấp là 24V và thời gian 𝑡 𝑂𝑁 là
50% thì điện áp trung bình là 12V. Phương pháp này được gọi là phương pháp điều biến
độ rộng xung (pulse width modulation- PWM). Tùy vào công suất động cơ mà ta chọn
loại linh kiện chuyển mạch cho phù hợp.
Trong đề tài, nhóm sử dụng động cơ DC có bộ giảm tốc loại GA25 có các thông
số như sau:
- Điện áp hoạt động trong khoảng 6 - 18V, điện áp định mức 12V
- Tốc độ sau bộ giảm tốc 17rpm
- Dòng không tải 50mA, dòng có tải là 240mA
- Momen xoắn khi có tải là 14kg.cm
2.6. ENCODER
Encoder ở các hệ thống điều khiển tự động là bộ phận để đo lường dịch chuyển
thẳng hoặc góc, đồng thời chuyển đổi vị trí góc/vị trí thẳng mà nó ghi nhận được thành
Hình 2. 11 Động cơ GA25

tín hiệu nhị phân. Chính nhờ những tín hiệu nhị phân này mà hệ thống vi tính cho ta biết
được vị trí chính xác.
 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động.
Nguyên lý cơ bản của encoder, đó là một đĩa tròn xoay, quay quanh trục. Trên
đĩa có các lỗ (rãnh). Dùng một đèn led để chiếu lên mặt đĩa. Khi đĩa quay, chỗ không có
lỗ, đèn led không chiếu xuyên qua được, chỗ có lỗ (rãnh), đèn led sẽ chiếu xuyên qua.
Khi đó, phía mặt bên kia của đĩa, đặt một con mắt thu. Với các tín hiệu có hoặc không
có ánh sáng chiếu qua, thì ghi nhận được đèn led có chiếu qua lỗ hay không.
Như vậy là encoder sẽ tạo ra các tín hiệu xung vuông và các tín hiệu xung vuông
này được cắt từ ánh sáng xuyên qua lỗ. Nên tần số của xung đầu ra sẽ phụ thuộc vào tốc
độ quay của tấm tròn đó. Đối với encoder nhóm đang dùng thì nó có 2 tín hiệu ra lệch
pha nhau 90. Hai tín hiệu này có thể xác định được chiều quay của động cơ.
 Phân loại.
Ecoder được phân hai loại chính:
- Encoder tuyệt đối: sử dụng đĩa theo mã nhị phân hoặc mã Gray.
- Encoder tương đối: có tín hiệu tăng dần hoặc theo chu kỳ.
 Ecoder tuyệt đối.
Encoder kiểu tuyệt đối có kết cấu gồm những phần sau: Bộ phát ánh sáng, đĩa mã
hóa (có chứa dải băng mang tín hiệu), một bộ thu ánh sáng nhạy với ánh sáng phát ra.
Đĩa mã hóa ở encoder tuyệt đối được chế tạo từ vật liệu trong suốt, người ta chia
mặt đĩa thành các góc đều nhau và các đường tròn đồng tâm.
 Ecoder tương đối.
Về cơ bản thì Encoder kiểu tương đối đều giống nhau, chỉ khác ở đĩa mã hóa. Ở
encoder tương đối thì đĩa mã hóa gồm 1 dải băng tạo xung. Ở dải băng này được chia
làm nhiều lỗ bằng nhau và cách đều nhau (có thể chất liệu trong suốt để ánh sáng chiếu
qua).

Hình 2. 12 Đĩa encoder tương đối kiểu quay
Khi đĩa quay và ánh sáng chiếu được 1 lỗ thì bộ thu nhận được tín hiệu từ đèn LED thì
encoder sẽ ghi nhận giá trị lên 1 biến đếm.
Dựa vào tìm hiểu và nghiên cứu nhóm sử dụng Ecoder quang vì lý do thông dụng dễ
dùng và giá thành thì hợp lý.
- Cấu tạo.
+ Đường kính ngoài: 22mm
+ Đường kính lỗ: 3.5mm
+ Độ dày: 0.3 mm
+ Chất liệu: Thép hợp kim
+ Điện áp cung cấp: 5V (3.3V)
+ Kết nối: Màu đỏ 5V, Đen GND, 2 dây còn lại là 2 kênh A, B có thể được kết nối
trực tiếp với vi điều khiển. (hoặc dùng trở kéo lên 10k)
+ Tín hiệu ra: 5Vp-p hai pha tín hiệu đầu ra.
+ Số xung là 100
Hình 2. 13 Hình ảnh encoder quang 100 xung

2.7. CẢM BIẾN HỒNG NGOẠI
Cảm biến hồng ngoại gồm một led phát hồng ngoại và một đi-ốt quang hoặc một
transistor quang, tia hồng ngoại được phát ra với tần số nhất định bước sóng thường là
940nm, khi có vật cản trên đường truyền của led phát nó sẽ phản xạ vào led thu hồng
ngoại.
Led phát hồng ngoại có cấu tạo như led thông thường tuy nhiên thay vì phát ra
ánh sáng nhìn thấy được thì led phát hồng ngoại sẽ phát ra bức xạ hồng ngoại không
nhìn thấy được. Bề ngoài của led hồng ngoại tương tự như các led phổ biến với hai cực
anode và cathode.
Bộ phận thu thu hồng ngoại- thường được gọi là led thu hồng ngoại vì hình dạng
giống như một con led của nó, có thể là loại đi-ốt quang (photodiode) hoặc transitor
quang (photo transistor).
Với loại đi-ốt quang, khi có ánh sáng hồng ngoại có bước sóng nằm trong khoảng
phát hiện của nó với cường độ đủ lớn sẽ làm đi-ốt dẫn. Đi-ốt quang có các đặc điểm như
một đi-ốt thông thường tuy nhiên điều kiện để nó cho dòng đi qua là có ánh sáng chiếu
vào, tùy vào loại đi-ốt quang mà có bước sóng kích khác nhau.
Hình 2. 14 Led phát hồng ngoại
Hình 2. 15 Kí hiệu đi-ốt quang

Với loại transistor quang cực B được để hở và đóng gói sao cho photon ánh sáng
có thể lọt vào, khi có ánh sáng hồng ngoại có bước sóng nằm trong khoảng phát hiện
của transistor với cường độ đủ lớn sẽ làm transistor dẫn. Transistor quang có các đặc
điểm như một transistor thông thường tuy nhiên điều kiện để nó dẫn là có ánh sáng chiếu
vào, tùy vào mỗi loại transistor quang mà có một bước sóng kích khác nhau. Khi sử
dụng phototransistor cần chú ý chọn điện trở phân cực cho phù hợp. Các mạch phân cực
tương tự như các transitor thông thường
Trong đề tài nhóm sử dụng cảm biến vật cản hồng ngoại E18-D80NK có các
thông số như sau:
- Điện Áp sử dụng: 5V DC.
- Dòng tiêu thụ: 20mA.
- Khoảng cách phát hiện vật: 3 - 80cm.
- Cách kết Nối:
+ Dây Màu Nâu: 5V DC.
+ Dây Màu Xanh Dương: GND.
+ Dây Màu Đen: Tín hiệu NPN thường mở.
- Chiều Dài Dây: 1m.
- Khoảng cách phát hiện vật có thể điều chỉnh bằng biến trở tinh chỉnh sau cảm
biến
Hình 2. 16 Kí hiệu transistor quang
Hình 2. 17 Cảm biến hồng ngoại E18-D80NK

Chương 3. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG
3.1. THIẾT KẾ SƠ ĐỒ KHỐI
Khi bắt đầu hoạt động, có tín hiệu báo bắt đầu từ máy tính truyền qua, mạch sẽ điều
khiển đèn led rọi, động cơ cấp phôi, động cơ băng tải và động cơ đĩa tách hoạt động. Dây chuyền
có một cảm biến hồng ngoại, cảm biến được đặt ở trước camera nếu phát hiện ốc sẽ gửi tín hiệu
về vi điều khiển từ đó vi điều khiển truyền dữ liệu cho máy tính thông qua khối giao tiếp uart,
sau đó máy tính sẽ gửi dữ liệu trả về cho vi điều khiển là vật có bị lỗi hay không, nếu vật lỗi thì
vi điều khiển sẽ điều khiển servo loại vật lỗi ra. Khối nguồn có ba mức điện áp 12V, 5V và
3.3V cấp cho các tải công suất, vi điều khiển, cảm biến và encoder.
Hình 3. 1 Sơ đồ khối của hệ thống.

 Chức năng các khối
- Khối vi điều khiển trung tâm: Điều khiển các tải như động cơ DC, Servo, đèn led
đồng thời nhận tín hiệu từ cảm biến.
- Khối giao tiếp với máy tính: Giúp truyền và nhận tín hiệu từ máy tính đến vi điều
khiển và ngược lại.
- Khối cảm biến: Giúp phát hiện đai ốc
- Khối encoder: Đo tốc độ động cơ để điều khiển chính xác.
- Khối điều khiển động cơ cấp phôi: Điều khiển động cơ cấp phôi
- Khối điều khiển động cơ băng tải: Điều khiển động cơ băng tải
- Khối điều khiển động cơ đĩa tách: Điều khiển động đĩa tách phôi quay chính xác
- Khối điều khiển led rọi: Điều khiển led chiếu sáng vật giúp camera xử lý hiệu
quả.
- Khối điều khiển động cơ servo: Điều khiển servo gạt vật lỗi
- Khối nguồn: Cấp nguồn cho mạch điện và các tải
- Khối camera xử lý ảnh: Thu hình ảnh và truyền về cho máy tính xử lý
- Khối phần mềm xử lý ảnh: Xử lý hình ảnh được thu từ camera và ra tín hiệu điều
khiển cho mạch điện.
3.2. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MẠCH
Mạch điện của hệ thống được tính toán và thiết kế sao cho phù hợp với mục đích
của đề tài là điều khiển các tải động cơ, led và giao tiếp với máy tính bằng UART. Tất
cả các khối trong mạch, trừ phần mạch chuyển mức điện áp TTL, đều được thiết kế trên
một mạch điện hoàn chỉnh.
3.2.1. Khối vi điều khiển và giao tiếp máy tính
Mạch sử dụng vi điều khiển STM32F103C8T6 kiểu chân LQFP 48, thạch anh
8MHz. Điện áp sử dụng là 3.3V, có nút nhấn reset được kéo lên 3.3V bằng trở 10k, điện
trở này có tác dụng hạn dòng đi vào chân reset của vi điều khiển khi nút nhấn được nhấn
xuống, một tụ gốm có giá trị 0.1uF được mắc song song với nút nhấn để lọc nhiễu do
hiện tượng rung phím gây ra. Hai chân BOOT0 và BOOT1 (tương ứng chân 44 và 20
của vi xử lý) là các chân chọn chế độ nạp của vi điều khiển, các chân này được mắc nối

tiếp với hai điện trở 100k và có thể kéo lên 3.3V hoặc kéo xuống GND bằng các cầu nối
do người dùng chọn. Để chọn chế độ nạp ta có thể cấu hình các chân dựa theo bảng 3.1
Bảng 3. 1 Bảng cấu hình chế độ nạp của vi điều khiển
Chân chọn chế độ nạp Chế độ nạp
BOOT1 BOOT0
x 0 Main Flash memory
0 1 System memory
1 1 Embedded SRAM
Như bảng 3.1, STM32F103C8T6 có 3 chuẩn nạp là:
- Main flash memory: Đây là chuẩn nạp code thông thường của vi điều khiển (dùng
các mạch nạp như STlink, Jlink….) để sử dụng nó chân BOOT0 sẽ được nối GND
Hình 3. 2 Sơ đồ mạch vi điều khiển

nếu không nối các mạch nạp sẽ không nhận dạng được chip và sẽ bị báo lỗi không
tìm thấy vi điều khiển.
- System memory: Đây là chuẩn nạp code đặc biệt của vi điều khiển thông qua
những chương trình nạp mà nhà sản xuất cung cấp. Tùy vào dòng vi xử lý mà có
các cách nạp khác nhau như: UART, SPI, USB, I2C, … Ở STM32F103C8T6 chuẩn
nạp này chỉ được áp dụng ở UART1 trên hai chân PA9, PA10. Điều kiện là chân
BOOT0 nối lên nguồn 3.3V và chân BOOT1 nối xuống GND. Lúc này ta có thể
nạp code qua 2 chân TX, RX của UART1.
- Embedded SRAM: Chuẩn này cho phép truy cập địa chỉ SRAM nội bên trong vi
điều khiển. Điều kiện sử dụng là chân BOOT0 nối nguồn 3.3V và chân BOOT1
nối 3V3.
Trong mạch, vi xử lý được nạp thông qua các chân SWDIO và SWCLK tương
ứng các chân PA13 và PA14 sử dụng chuẩn nạp Main flash memory bằng bộ nạp
STlink, các chân được nối ra header để có thể kết nối với bộ nạp dễ dàng.
Để giao tiếp với máy tính, đề tài sử dụng ic giao tiếp uart qua cổng USB PL2303
với mạch được thiết kế sẵn giúp đơn giản và dễ sử dụng.
Mạch được ra các chân TX, RX và GND để có thể kết nối với mạch chuyển
PL2303 thông qua header, khi sử dụng chân TX và RX trên mạch được kết nối lần lượt
với RX và TX của PL2303 và chân GND của hai mạch được nối chung để đồng bộ mức
tín hiệu. Trên mạch còn có 2 led báo trạng thái trền và nhận dữ liệu.
Hình 3. 3 Mạch chuyển USB UART PL2303

3.2.2. Khối cảm biến và encoder
Cảm biến và encoder sử dụng nguồn 5VDC, cảm biến hồng ngoại 1 kết nối với
chân PB12, cảm biến hồng ngoại 2 kết nối với chân PA1, encoder kết nối với chân PA7
của vi điều khiển. Các chân từ vi điều khiển được nối ra một cổng domino 5 chân để có
thể kết nối với cảm biến và encoder dễ dàng trong đó có 2 chân cấp nguồn VCC = 5V
và GND cùng 3 chân tín hiệu.
3.2.3. Khối công suất điều khiển tải
Tải gồm 3 động cơ DC giảm tốc, 1 động cơ servo và 1 bộ led rọi, trong đó có 2
động cơ DC sử dụng phương pháp điều điều chế độ rộng xung (PWM), 1 động cơ DC
điều khiển trực tiếp, động cơ servo điều khiển bằng phương pháp điều xung. Mạch tải
được cách ly với phần điều khiển bằng opto.
Hình 3. 5 Cổng domino kết nối cảm biến và encoder
Hình 3. 4 Sơ đồ kết nối cảm biến và encoder

 Mạch điều khiển động cơ dùng phương pháp điều chế độ rộng xung (phương
pháp PWM)
Mạch được cách li với phần vi điều khiển bởi opto PC817. Với dòng của led phát
là 20mA tại điện áp 1.4V và điện áp ra của vi điều khiển là 3.3V thì ta có thể chọn các
điện trở 𝑅2 𝑣à 𝑅7 trên mạch theo công thức sau:
𝑅 =
3.3𝑉−𝑉 𝑙𝑒𝑑
𝐼 𝑙𝑒𝑑
=
3.3𝑉−1.4𝑉
20𝑚𝐴
= 95Ω vậy chọn điện trở R2 = R7 =100Ω.
Tín hiệu ngõ ra của opto được đưa đến chân G của MOSFET để điều khiển
MOSFET đóng hay ngắt. Trong mạch MOSFET được mắc theo kiểu cầu phân áp. Với
V+ là 12V. Với dòng hoạt động khi có tải của động cơ tại 12V là 240mA, giả sử dòng
khởi động gấp 7 lần dòng hoạt động, ta có dòng qua MOSFET lúc khởi động là 1.680A.
Mạch sử dụng MOSFET IRF540 có các thông số như sau:
- Điện áp đánh thủng VDS = 100V
- Dòng tải tối đa ID = 28A tại 25˚C
- Điện áp VGS = ±20V
Chọn ID = 16A ta tính toán các điện trở như sau:
Hình 3. 4 Sơ đồ mạch công suất điều khiển động cơ DC dùng PWM

Dựa vào datasheet của IRF540 ta có VTh(max) = 4V, ID(on) = 17A tại
VGS(on) = 10V nên ta có:
k =
ID(on)
(VGS(on)−VTh)2
=
17
(10−4)2
=
17
36
Từ đó ta tính được dòng ID như sau:
ID = k(VGS − VTh)2
=
17
36
(VGS − 4)2
= 16A => VGS ≈ 9.8A
Khi opto dẫn, coi dòng IC = IE, điện áp tại cực G của MOSFET:
VGS =
V+∗R1
R1+R5
với V+ sử dụng trong mô hình là 12V thì ta có:
VGS =
12∗R1
R1+R5
= 9.8V => R1 ≈ 4.9R5, chọn R1 = 10kΩ, R5 = 2.2kΩ
Vậy R1 = R10 = 10 kΩ, R5 = R8 = 2.2 kΩ
Các domino J1 và J7 giúp kết nối hai động cơ vào mạch.
 Mạch điều khiển động cơ bằng relay
Mạch được cách li với phần điều khiển bằng opto PC817, tín hiệu ra của opto sẽ
được dùng để kích transistor 2N3904, transistor sẽ điều khiển cuộn dây relay, đi-ốt
1N4007 bảo vệ tránh dòng ngược sinh ra từ cuộn dây relay, relay được kích thông qua
2N3904 vì dòng tải tối đa của opto PC817 chỉ là 50mA nhưng dòng tiêu thụ của cuộn
dây relay có thể lên tới 100mA.
Hình 3. 5 Sơ đồ mạch công suất điều khiển động cơ DC bằng relay

Thông số các điện trở được tính toán như sau:
Điện trở 𝑅11 = 100Ω được tính như mạch trước.
Transistor 2N3904 có ℎ 𝐹𝐸 từ 100 đến 300, được mắc theo kiểu định dòng, với
dòng tiêu thụ định mức của relay là 37.5mA, điện trở cuộn dây của relay là
𝑅 𝐶= 320Ω thì ta có thể tính các giá trị điện trở phân cực cho transistor như sau:
+ 𝑅 𝐵 = 𝑅12 ≤ ℎ 𝐹𝐸(𝑚𝑖𝑛) ∗ 𝑅 𝐶= 100 ∗ 320=32kΩ, chọn 𝑅 𝐵 = 𝑅12 = 10𝑘Ω
+ Chọn 𝑉𝐸 = 1/10 ∗ 𝑉+= 1,2v => 𝑅 𝐸 = 𝑅13 =
𝑉 𝐸
𝐼 𝐸
Coi như 𝐼 𝐸 = 𝐼 𝐶 thì ta có 𝑅 𝐸 =
𝑉 𝐸
𝐼 𝐶
=
1.2
0.0375
= 32Ω chọn 𝑅 𝐸 = 𝑅13 = 27Ω
 Mạch điều khiển led rọi và RC servo
Mạch điều khiển RC servo và điều khiển led rọi tương tự như nhau chỉ khác ở
phần tín hiệu vào, cũng tương tự như các mạch trước hai mạch này đều được cách li bởi
Hình 3. 8 Sơ đồ mạch công suất điều khiển led rọi
Hình 3. 9 Sơ đồ mạch công suất điều khiển servo

opto PC817 tuy nhiên phần điều khiển tải sử dụng transistor công suất TIP41C. Thông
số các linh kiện được tính cụ thể như sau:
Hai điện trở R14 và R17 tính toán như các mạch trước có giá trị 100Ω. Transistor
TIP41C có hFE từ 15 đến 75, được mắc theo kiểu định dòng, với dòng tiêu thụ định mức
của RC servo và led 750mA thì ta có thể chọn các giá trị điện trở phân cực cho transistor
như sau:
Với ICmin = 750mA
+ Chọn RB = 220Ω
Với hFEmin = 15, ta có ICmin = hFEmin ∗
V+−VBE
RB
= 15 ∗
12−0.7
RB
= 0.75A
=> RB = 226Ω , chọn RB = 220Ω.
Vậy chọn R15 = R18 = 220Ω.
Ngoài ra mỗi tải đều có một led báo trạng thái hoạt động, các led này được mắc
song song với các led phát của opto (chân 1,2 của opto PC817) và đều có một trở 100Ω
để hạn dòng, sơ đồ mạch như sau:
3.2.4. Khối nguồn
Mạch sử dụng nguồn 12V, trong mạch có ba mức áp khác nhau là áp cho tải; áp
cho cảm biến, encoder và RC servo; áp cho vi điều khiển tương ứng là 12V, 5V và 3.3V.
Chính vì điều này mạch cần sử dụng hai ic hạ áp. Dòng tiêu thụ của các linh kiện trong
mạch được liệt kê trong bảng 3.2
Hình 3. 10 Sơ đồ mạch led báo trạng thái các tải

Bảng 3. 2 Điện áp hoạt động và dòng tiêu thụ của một số linh kiện
Stt Tên linh kiện Số
lượng
Điện áp hoạt
động (V)
Dòng tối đa 1
linh kiện (A)
Tổng dòng
(A)
1 Động cơ DC 3 12 1.680 5.04
2 Led rọi 1 12 0.2 0.2
3 Servo SG90 1 5 0.55 0.55
4 Cảm biến 1 5 0.1 0.1
5 Encoder 1 5 0.05 0.05
6 Relay 1 12 0.1 0.1
7 Led báo trạng thái 9 3.3 0.02 0.18
8 Opto 5 3.3 0.02 0.1
9 STM32F103C8T6 1 3.3 0.05 0.05
Dòng toàn mạch 6.37
Các linh kiện khác như tụ, điện trở, MOSFET, transistor…không được liệt kê ở
bảng trên do dòng tiêu thụ nhỏ và có thể bỏ qua.
Với nguồn 12V, nhóm sử dụng bộ nguồn xung 12V- 10A có sẵn trên thị trường.
Nguồn 12V này sẽ được hạ áp xuống 5V bằng IC LM2596 - 5V điện áp 5V này được
đưa đến ngõ vào của IC AMS1117 – 3.3V. Sử dụng hai mức điện áp như vậy có hai lợi
ích trước hết là tạo điện áp 5V cho các linh kiện cần sử dụng, thứ hai là tạo điện áp ngõ
vào phù hợp cho IC AMS1117 vì IC này chỉ có giới hạn điện áp ngõ vào là 8.7V, dòng
cung cấp của IC là 1A. Đối với IC LM2596 - 5V các thông số như sau: chịu được dòng
tải 3A và điện áp ngõ vào tối đa 40V.
Nguồn điện được cấp cho mạch bằng một cầu nối điện, cực dương của nguồn
được nối qua một cầu chì để bảo vệ quá tải. các tụ C8, C9 có tác dụng lọc và ổn định
nguồn trước và sau khi ổn áp, đi-ốt D1 và cuộn cảm L1 được chọn dựa theo datasheet.
Điện áp 5V tại chân 2 của LM2596 được đưa tới chân 3 của AMS1117, ngõ vào và ngõ
ra của IC này cũng có các tụ lọc C6 và C7. Ngõ ra 3.3V còn có một led để báo trạng thái
với điện trở hạn dòng R19 = 100Ω. Mạch được vẽ dựa theo gợi ý của datasheet các IC.

3.2.5. Mạch PCB
Mạch in PCB được vẽ bằng phần mềm Altium Designer 16.0, mạch được vẽ 2
lớp, đường dây nhỏ nhất được vẽ là 10mil (0.254mm) đây là các đường dây tín hiệu từ
vi điều khiển, các đường công suất được vẽ lớn hơn là 60mil. Mạch được phủ GND ở
cả hai lớp để chống nhiễu, các linh kiện được sắp xếp phù hợp với mục đích, chức năng.
Sau khi thiết kế, mạch được đặt gia công. Sau đó nhóm tự hàn các linh kiện.
Hình 3. 11 Sơ đồ mạch nguồn
Hình 3. 12 Hình ảnh mạch PCB

Hình 3. 13 Hình ảnh 3D của mạch in mặt trên
Hình 3. 14 Hình ảnh 3D của mạch in nhìn nghiêng

3.2.6. Sơ đồ nguyên lý toàn mạch
Hình 3. 15 Sơ đồ nguyên lý toàn mạch

3.3. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÔ HÌNH
3.3.1. Cơ cấu cấp phôi
Để cấp phôi cho hệ thống nhóm sử dụng một ống hình trụ, đặt nằm ngang trên
bốn con lăn và quay đều theo một hướng, bên trong thành ống có các cánh để đưa phôi
lên băng tải khi ống quay, khi ống trụ quay các cánh sẽ đưa phôi lên tới một góc nhất
định phôi sẽ rơi ra đúng vị trí băng tải. Ống trụ có hai tấm chắn hai đầu bằng mica dày
10mm, hai tấm này có đường lính lớn hơn ống trụ và sẽ tiếp xúc với các con lăn để giúp
việc quay dễ dàng hơn. Toàn bộ mô hình nằm trên một khung nhôm định hình kích
thước 90 x 35cm
 Lồng quay chứa phôi
Ở đây sử dụng một chiếc lồng trụ tròn chứa phôi có đường kính 14cm, dài 18cm,
bên trong được gắn các cánh có chiều dài bằng độ dài lồng. Hai mặt lồng sẽ được gắn
hai tấm mica để hỗ trợ quay trên con lăn, hai tấm này được thiết kế bằng phần mềm
autocad và được cắt mica dày 10mm, đường kính hai tấm là 14.4cm, tâm của hai tấm
được khoét lỗ đường kính 6cm. Khi chiếc lồng quay tròn thì những cánh sẽ có nhiệm vụ
đưa phôi lên trên và sau đó rớt xuống băng tải. Cho phép băng tải đưa phôi đến vị trí đĩa
quay.
 Con lăn
Để lồng có thể quay ổn định thì nhóm sử dụng theo cơ cấu con lăn. Bốn con lăn
sẽ được gắn trên 2 thanh trục 8mm kết hợp với bốn bạc đạn. Bố trí sao cho phù hợp với
hai mặt của lồng chứa. Con lăn sẽ giúp lồng quay tròn một cách chắc chắn và ổn định
hơn. Mỗi con lăn có hai hình tròn đồng tâm, đường kính lần lượt là 3cm và 2cm, các
con lăn được vẽ bằng phần mềm SketchUp và được in 3d.
Hình 3. 16 Hình ảnh con lăn thiết kế

 Bánh răng và động cơ
Để có thể làm cho lồng quay tròn. Nhóm đã nghiên cứu và tìm hiểu nhiều cách.
Sau đó đã chọn theo cơ cấu bánh răng vuông góc. Phương án này khá hiệu quả, dễ thi
công và tiết kiệm chi phí.
Cơ cấu bánh răng gồm hai phần chính. Một bánh răng to đường kính 10cm sẽ
được gắn ở đế lồng cấp phôi, một bánh răng nhỏ đường kính 5cm sẽ được gắn trên động
cơ. Dựa vào thực tế và tính toán nhóm sử dụng phần mềm SolidWorks để vẽ theo kích
cỡ đã được tính toán trước đó và được in 3D.
Bánh răng nhỏ được gắn vào một động cơ DC giảm tốc GA25 tốc độ 17
vòng/phút và cố định trên một tấm mica, tấm mica có độ dày 5mm và kích thước
19x11cm, trên tấm mica này cũng gắn một đầu của hai thanh trục con lăn, tấm mica
được cố định với khung bằng một thanh nhôm định hình 20x20mm dài 27cm, một tấm
có kích thước tương tự được đặt ở đầu kia của lồng. Động cơ có gắn bánh răng được
điều chỉnh sao cho hai bánh răng vuông góc với nhau một góc 900
và các răng khớp
nhau khi quay.
Hình 3. 17 Hình ảnh bánh răng thiết kế

Đề tài: Thiết kế dây chuyền phân loại đai ốc ứng dụng xử lý ảnh

Đề tài: Thiết kế dây chuyền phân loại đai ốc ứng dụng xử lý ảnh

Recomendados

Recomendados

Mais conteúdo relacionado

Mais procurados

Mais procurados (20)

Semelhante a Đề tài: Thiết kế dây chuyền phân loại đai ốc ứng dụng xử lý ảnh

Semelhante a Đề tài: Thiết kế dây chuyền phân loại đai ốc ứng dụng xử lý ảnh (20)

Mais de Dịch Vụ Viết Bài Trọn Gói ZALO 0917193864

Mais de Dịch Vụ Viết Bài Trọn Gói ZALO 0917193864 (20)

Último

Último (20)

Đề tài: Thiết kế dây chuyền phân loại đai ốc ứng dụng xử lý ảnh