Lời nói đầu

Trong hầu hết các dự án nhóm, đặc biệt là bài tập lớn, mỗi thành viên sẽ được phân bổ cho 1 phần code khác nhau nên khi cần tổng hợp lại thành 1 sản phẩm hoàn chỉnh sẽ làm như nào? Hầu hết các bạn sẽ nghĩ đến việc tập trung tại nhà một thành viên, tại thư viện, tại quán cafe để ‘copy and paste’ và cùng chỉnh sửa, kiểm tra. Hoặc có thể là một thằng làm gánh cả team cho mượt.

Vậy trong các công ty, tổ chức lớn với những công việc nặng đô hơn, họ làm cách nào?

Câu trả lời khá đơn giản, họ sẽ sử dụng các hệ thống quản lý, thứ có thể đáp ứng các yêu cầu về việc đồng bộ, kiểm soát giữa các thành phần được tải lên dữ liệu đám mây, hay có thể hiểu là quản lý trực tuyến và đồng bộ giữa các máy chủ.

Khi tìm hiểu về lập trình và phần mềm điện tử, nhiều người đã từng nghe qua về Git hay Github nhưng chưa thực sự biết đến và sử dụng những hệ thống này trong cuộc sống cũng như công việc cá nhân. Vậy nên, trong tài liệu này, mình sẽ chia sẻ một số kiến thức về Git/Github từ cơ bản đến nâng cao.

Mục lục

Phần 1: Giới thiệu về Git và Github 4

1. Git và Github là gì? 4
2. Git hoạt động thế nào? 4

Phần 2: Git/Github dành cho người mới bắt đầu 6

1. Một số khái niệm cơ bản 6
2. Cài đặt Git 7
3. Câu lệnh và thao tác cơ bản 7

Phần 1: Giới thiệu về Git và Github

1. Git và Github là gì?

Git là một hệ thống giúp một nhóm developer trong 1 dự án phát triển phần mềm có thể quản lý tài liệu, source code, đồng thời ghi lại lịch sử chỉnh sửa về việc thay đổi cấu trúc, sửa lỗi, thêm tính năng,… 

Nhờ vào những đặc điểm đó, người dùng có thể kiểm soát các lỗi hệ thống, tiến trình dự án và tối ưu tốc độ cũng như hiệu quả của chương trình.

Github là dịch vụ lưu trữ dựa trên web dành cho kho lưu trữ Git, cung cấp nền tảng cho các nhà phát triển cộng tác trong các dự án phần mềm, theo dõi sự cố và lỗi cũng như quản lý các phiên bản mã.

2. Git hoạt động thế nào?

Có một thuật ngữ cho hệ thống của Git đó là hệ thống quản lý phiên bản phân tán (Distributed Version Control System).

Trong hệ thống quản lý phiên bản phân tán, mọi thành viên đều có một bản sao cục bộ hay còn gọi là “clone” của kho lưu trữ chính, tức là mọi người đều được truy cập vào nguyên cả dự án của đội trong thiết bị cá nhân với tất cả dữ liệu, tệp tin,…

Bạn sẽ hiểu nó tốt hơn bằng cách tham khảo sơ đồ dưới đây:

Quy trình làm việc của hệ thống kiểm soát phiên bản phân tán

Như bạn có thể thấy trong sơ đồ trên, mỗi lập trình viên tự duy trì một kho lưu trữ cục bộ, điều này có nghĩa rằng trên thiết bị của họ đều lưu trữ một bản sao giống hệt với kho lưu trữ trung tâm. Họ có thể cam kết (commit) và cập nhật (update) kho lưu trữ cục bộ của mình mà không có sự can thiệp nào.

Ngoài ra, khi cần đồng bộ và cập nhật dữ liệu, người dùng có thể sử dụng một hoạt động gọi là “pull”. Một hoạt động khác là “push” với chức năng đẩy các cập nhật của kho cục bộ cá nhân lên trung tâm chính.

Những đặc điểm trên giúp mỗi thành viên trong dự án đều được sử dụng, kết hợp toàn dự án với phần làm việc cá nhân. Điều này giúp chúng ta điều chỉnh source code nhanh chóng để thích hợp với mọi người.

Không chỉ vậy, người dùng không cần kết nối với máy chủ 24/7 nên có thể làm việc ở bất cứ đâu, chỉ khi cần “pull” và “push” mới cần có kết nối Internet. Đồng thời, việc ủy thác các thay đổi có thực hiện dễ dàng mà không chịu sự can thiệp của kho lưu trữ chính và được ghi lại rất rõ ràng. Đặc biệt nhất, nhờ vào việc các bản sao cục bộ được lưu trữ trên thiết bị riêng, dù máy chủ trung tâm bị sập thì vẫn có thể phục hồi dữ liệu dễ dàng.

Phần 2: Git/Github dành cho người mới bắt đầu

1. Một số khái niệm cơ bản

a. Repository

Hiểu đơn giản thì đây là khó lưu trữ tất cả những thông tin về việc chỉnh sửa hay lịch sử dự án. Git có 2 loại repository là Remote Repository và Local Repository:

• Local Repository: là repository lưu trữ trên thiết bị cá nhân của chúng ta, local repository được đồng bộ với máy chủ dữ liệu thông qua các câu lệnh của Git.
• Remote Repository: là repository được lưu trữ trên các nền tảng chuyên dụng. Một số nền tảng phổ biến là Github, Gitlab, Bitbucket,…

Chốt lại, GitHub chính là một Remote Repository lưu trữ tất cả những thông tin cần thiết để quản lý các sửa đổi và lịch sử của toàn bộ project.

b. Working tree và Index (hoặc staging area)

Đây là những thư mục được đặt trong sự quản lý của Git, nơi mọi người thực hiện công việc trên đó, được gọi là working tree. Giữa repository và working tree tồn tại một nơi gọi là index hay staging area. Staging area là nơi để chuẩn bị cho việc commit vào repository.

Nói cách khác, staging area là nơi biểu thị những cập nhật của phần công việc của chúng ta so với dự án chung, những cập nhật đó đang được chạy trên thiết bị của chúng ta nhưng chưa được sát nhập lên dự án chung và tất nhiên mọi người chưa có ảnh hưởng gì từ những cập nhật đó.

Sơ đồ biểu thị mối quan hệ giữa các thành phần

2. Cài đặt Git

Các bạn có thể truy cập vào đường dẫn: https://git-scm.com/downloads để tải và cài đặt Git theo từng hệ điều hành khác nhau

Để kiểm tra, các bạn hãy bật Command Prompt hoặc Terminal của máy tính lên rồi dùng câu lệnh git –version để kiểm tra, nếu màn hình in ra phiên bản Git hiện tại thì đã cài đặt thành công.

Với hệ điều hành Windows nói riêng, khi cài đặt Git có thể sẽ có một Terminal riêng đi kèm mang tên Git Bash.

Để thuận lợi cho việc sử dụng Git, hãy tạo 1 tài khoản Github trên Github.com và ghi nhớ tên gmail cũng như tên đăng nhập.

3. Câu lệnh và thao tác cơ bản

a. Khởi tạo 1 git repository

Các bạn hãy chọn 1 Folder để chứa các thông tin quản lý về lịch sử của dự án, click chuột phải rồi chọn Git Bash Here

Sau khi cửa sổ console của Git Bash hiện lên, các bạn hãy gõ dòng lệnh git init để khởi tạo:

Tất cả các thông tin về quản lý lịch sử chỉnh sửa sẽ được lưu trong thư mục .git, đây là một thư mục quan trọng nên được lưu trữ như 1 hidden item, hãy suy nghĩ thật kĩ trước khi xóa file này nhée.

Sau khi khởi tạo, chúng ta sẽ đăng nhập vào tài khoản bằng 2 câu lệnh sau:

git config –global user.email “<email bạn dùng để tạo tài khoản>”

git config –global user.name “<tên đăng nhập của bạn>”

b. Cập nhật các thay đổi và đẩy lên Staging Area

Tại thư mục làm việc, bạn nhập câu lệnh git add . hoặc git add -A thì mọi thay đổi trong thư mục làm việc của bạn sẽ được đẩy lên Staging Area.

Ngoài việc cập nhật tất cả chỉ mục bằng câu lệnh git add -A ra thì chúng ta có thể chỉ định các thư mục, tệp tin riêng lẻ bằng cú pháp:

git add <đường dẫn>

<đường dẫn> ở đây có thể là đường dẫn đến thư mục, tệp tin mà mình cần cập nhật.

c. Lưu các thay đổi trong thư mục làm việc vào repository

Để đẩy các cập nhật từ thiết bị cá nhân lên reposity, chúng ta sử dụng câu lệnh commit với cú pháp:

git commit -m “<thông báo, thông tin về các thay đổi>”

Các thông báo thường được ghi ngắn gọn, súc tích và tóm tắt các thay đổi mà bạn đưa ra.

d. Nạp các thay đổi từ kho lưu trữ trung tâm về kho lưu trữ cục bộ

Công việc này sẽ hợp nhất các thay đổi ở mã nguồn trong lưu trữ cục bộ trong thiết bị cá nhân của bạn.

Trước nhất, bạn cần phải tạo kết nối giữa kho lưu trữ cục bộ và kho lưu trữ trung tâm bằng cách đặt tên kho lưu trữ trung tâm là “origin” bằng cách sử dụng câu lệnh: 

git remote add origin <đường dẫn đến repository>

Ví dụ ở đây mình sẽ sử dụng repository của Maker Viet: https://github.com/makerviet/Arduino-PS2X-ESP32-Makerbot

Sau khi tạo liên kết với Repository, chúng ta có thể kiểm tra các kết nối đã tạo bằng cách dùng câu lệnh:

git remote -v

Khi đã chuẩn bị xong, chúng ta chỉ cần sử dụng câu lệnh sau để tạo “clone” trong lần đầu sử dụng và cập nhật các thay đổi với kho lưu trữ cục bộ:

git pull origin master

Như vậy là các bạn đã nạp thành công. Trong trường hợp Git báo lỗi “fatal: refusing to merge unrelated histories” có thể do bạn đã xóa file .git trong thư mục làm việc hoặc có xung đột giữa các commit trong kho lưu trữ cục bộ và kho lưu trữ trung tâm. Để khắc phục lỗi, các bạn hãy dùng câu lệnh:

git pull origin master –allow-unrellated-histories

Câu lệnh này có chức năng hợp nhất tất cả các commit liên quan đến repository trở thành một bản giống trong file .git trên kho lưu trữ trung tâm.

Ngoài ra, bạn có thể nạp một nhánh khác của dự án bằng câu lệnh:

git pull origin <tên nhánh>

e. Đẩy các cam kết từ kho lưu trữ cục bộ lên kho lưu trữ trung tâm

Để có thể xuất bản các thay đổi cục bộ của bạn lên một kho lưu trữ trung tâm, bạn cần phải là Contributor của dự án để có quyền can thiệp vào các cập nhật của dự án. Sau khi bạn tích lũy được một số cam kết cục bộ và sẵn sàng chia sẻ chúng với các thành viên còn lại trong nhóm, bạn có thể đẩy chúng vào kho lưu trữ từ xa bằng cách sử dụng lệnh sau:

git push <tên remote>

Như ví dụ trên, khi chúng ta có một vài cam kết và chỉnh sửa quan trọng cần chia sẻ, các bạn có thể dùng câu lệnh “git push origin master” để đẩy phần công việc của mình lên kho lưu trữ trung tâm và chia sẻ với các thành viên khác.

f. Lệnh git status

Lệnh này được sử dụng để liệt kê tất cả các tệp đã bị sửa đổi, sẵn sàng để thêm vào kho lưu trữ cục bộ. Bạn có thể thử gõ:

git status

g. Lệnh touch và dir

Khi bạn muốn tạo một tệp tin mới bằng lệnh trong console, bạn có thể dùng câu lệnh sau:

touch <tên tệp tin>

Bạn có thể xem tên các tệp tin có trong thư mục làm việc bằng các sử dụng câu lệnh dir:

Nguyễn Quốc Huy

Vietnam Steam Union

License.

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial ShareAlike 4.0 International License.

How to use this block program?
Step 1: Download this program to your computer.
Step 2: Connect the Control Hub to your computer.
Step 3: Navigate to http://192.168.43.1:8080/ on your web browser.
Step 4: You can see the button Upload OpMode; click it and choose this file on your computer. 

Blockly

LỜI CHÀO! CHÚNG TÔI LÀ TEAM VIETNAM

Đây là chương trình khối mà chúng tôi đã dịch từ chương trình Java được sử dụng trong FIRST Global Challenge 2022.

Hầu hết các hàm và tên biến được giữ nguyên như chương trình gốc. Tuy nhiên, do chúng tôi lập trình lại nó trên một mạch điện mới nên một số tên đã bị thay đổi.

Dưới đây là một số thay đổi mà chúng tôi đã thực hiện đối với chương trình của mình:

– leftBack: động cơ ở phía sau bên trái của drivebase

– leftFront: động cơ ở phía trước bên trái của drivebase

– rightBack: động cơ ở phía sau bên phải của drivebase

– rightFront: động cơ ở phía trước bên phải của drivebase

– LiftMotor: động cơ điều khiển cơ chế bắn

– extendMotor: động cơ hút bóng

– cameraServo: động cơ điều khiển cơ chế loader

– leftArmMotor và rightArmMotor: động cơ điều khiển cơ chế leo

– Quan trọng!: bạn cũng có thể nhận ra rằng không giống như trong chương trình Java của chúng tôi, cameraServo không phải là một servo liên tục, có thể xoay 360 độ mà là một servo bình thường, có đường đi giới hạn. Sự khác biệt này là do sự thay đổi của mạch chúng ta sử dụng và do đó, chức năng của nó bị thay đổi. servo ở đây chỉ có thể được sử dụng để tham khảo trong chương trình khối này.

Làm thế nào để sử dụng chương trình khối này?

Bước 1: Tải chương trình này về máy tính của bạn.

Bước 2: Kết nối Control Hub với máy tính của bạn.

Bước 3: Điều hướng đến http://192.168.43.1:8080/ trên trình duyệt web của bạn.

Bước 4: Bạn có thể thấy nút Tải lên OpMode; nhấp vào nó và chọn tập tin này trên máy tính của bạn.

Original CAD File

https://drive.google.com/drive/folders/1_ihjc0a-bw95B-2fQAbXIweuTw_0BYMT?usp=sharing

Software design:

https://docs.google.com/presentation/d/19hKL-YMMieE9-yAHhovmLKhHG4NdT-NcrkgcLjwVeLY/edit?fbclid=IwAR13prTZtCf1dvl4sJpq41UoO1lg13pZSdb-1p0nRaIHLwbco96SdLJOYBw#slide=id.g2bad9667bc2_0_16

Github:

https://github.com/TeamVietnam/FGC-2022?tab=readme-ov-file

Electronic design:

https://drive.google.com/drive/folders/1eI36jPRCIvL_Nplxooym3o66ZWTBajB-?usp=sharing

Sổ tay kĩ thuật đội Thai Phien STEAM Challenge

Sổ tay kĩ thuật GreenAms 6520 Club

Tài liệu được trích dẫn, tham khảo từ các nguồn:

1. Tài liệu team First Global Challenge VietNam

License.

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial ShareAlike 4.0 International License.

Team Vietnam 2022

Team Indonesia 2022

Team Greece 2022

Tài liệu được trích dẫn, tham khảo từ các nguồn:

1. Tài liệu team First Global Challenge VietNam

License.

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial ShareAlike 4.0 International License.

Trong hầu hết các cơ cấu leo (Climber) sẽ có 2 phần chính là: Bộ phận móc treo (Hook) và Bộ phận nâng hạ (Lift). Móc treo sẽ có nhiệm vụ bám/đu vào mốc leo tương ứng với từng đề bài và bộ phận nâng hạ với những cơ cấu khác nhau mà sẽ có chức năng khác nhau: đưa móc lên cao mắc vào mốc và kéo robot lên
khỏi mặt đất.
A. Móc treo (Hook)
Dựa vào từng nhiệm vụ của mỗi đề thi mà phần móc treo sẽ có cấu tạo khác nhau để đáp ứng được yêu cầu tính điểm. Thông thường móc treo sẽ được chia thành 2 loại phổ biến: Móc mở (Sử dụng khi đề bài có nhiều mốc leo và robot yêu cầu phải đu – di chuyển qua lại giữa chúng) và móc đóng (Sử dụng khi đề bài chỉ có 1 mốc leo và robot không yêu cầu phải thoát khỏi mốc đó để tiếp tục thực hiện các phần tính điểm khác). Tuy nhiên trên thực tế móc mở vẫn đáp ứng được những yêu cầu khi robot vào tình huống đặc thù của móc đóng vừa nêu trên.https://ed-shop24.com.ua/viagra-dzenerik/

1. Móc mở
   a, Đặc điểm

• Hình dạng móc tùy vào mục đích mà sẽ được chế tạo với nhiều hình dạng khác nhau và thường đạt hiệu quả nhất khi đồng nhất với hình dạng của mốc leo (Ví dụ: mốc leo là thanh tròn móc sẽ thường có dạng vòng cung)
• Bề mặt tiếp xúc của móc thường có đệm cao su để tăng ma sát giảm thiểu hiện tượng lắc lơ khi leo, tuy nhiên phần này có thể lược bỏ mà không ảnh hưởng quá nhiều đến hiệu suất leo
  b, Ưu điểm
• Linh hoạt, có thể thoát khỏi mốc leo để tùy cơ ứng biến
• Phù hợp với nhiều loại mốc leo kể cả với các hình dạng khác thường
  c, Nhược điểm
• Có khả năng xảy ra trường hợp móc tuột khỏi mốc leo
• Cần nhiều thời gian căn chỉnh để mắc vào mốc leo hơn.

1. Móc đóng
   a, Đặc điểm: Móc đóng có hình dạng không cố định và không ảnh hưởng đến hiệu suất leo. Tuy vậy khác với móc mở, móc đóng có thêm bộ phận đặc thù đó là khóa một chiều (Chi tiết ở phía dưới). Bộ phần này có nhiệm vụ chốt chặt mốc leo phía bên trong tránh tình trạng tuột móc ra khỏi mốc treo trong quá trình leo.
   b, Ưu điểm

• Đảm bảo mốc treo không bị tuột
• Dễ dàng mắc vào mốc treo
  c, Nhược điểm
• Không phù hợp với với mốc treo có hình dạng khác lạ dạng khối mà chỉ sử dụng tốt với
  các mốc treo dạng thanh.
• Không thể linh hoạt trong các tình huống cần phải thoát khỏi mốc leo
  B. Nâng hạ (Lift)
  Chia theo cơ cấu

1. Elevator / Linear lift
   a, Đặc điểm

• Là cơ cấu nâng hạ theo trục thẳng (linear) dựa vào nguyên lí chuyển động của dây – ròng rọc hay xích – nhông, curoa – pulley,…
• Có 2 loại chính là: Cascade lift và Continuous lift. Hai loại elevator này có cách dẫn chuyển động khác nhau nên chuyển động giữa các thanh trượt cũng có sự khác biệt. Với Cascade lift, các thanh trượt sẽ tịnh tiến cùng lúc đến khi hoàn thành quãng đường trượt. Với Continuous lift các thanh trượt sẽ chuyển động lần lượt. So sánh giữa 2 loại: https://www.chiefdelphi.com/t/cascade-vs-continuous-elevator/356610
  b, Ưu điểm
• Có thể lên được mọi độ cao tùy ý (trên lí thuyết) bằng cách thêm bớt số lượng thanh
  trượt
• Chiếm ít diện tích, gọn nhẹ
• Có nhiều phiên bản để thích hợp với từng hoàn cảnh
  c, Nhược điểm
• Phạm vi hoạt động bị bó hẹp trong vùng theo trục thẳng đứng
• Không phù hợp khi sử dụng nâng hạ vật nặng (trong công nghiệp)
  d, Một số cơ cấu elevator điển hình được sử dụng phổ biến
• Cascade lift by chain: https://youtu.be/diXEm9aw1Dc
• Continuous lift by chain: https://youtu.be/mFs7dCj2qqE
• Cascade lift by rope: https://youtube.com/shorts/ydkJCE956ko
• Continuous lift by rope: https://youtu.be/QeQ6ENJaDxM

1. Scissor lift
   a, Đặc điểm

• Cơ chế để đạt được điều này là sử dụng các giá đỡ gấp, được liên kết theo kiểu chữ “X” đan chéo nhau, được gọi là cơ chế cắt kéo. Mỗi tầng tương ứng với một chữ “X”
• Các chũ X này thường được chuyển động cắt kéo nhờ vào lực kéo 2 đầu cạnh xiên chữ X lại gần nhau của động cơ hoặc xy-lanh
  b, Ưu điểm
• Có thể tùy chỉnh độ cao (trên lí thuyết) bằng cách thêm các chữ “X”
• Vì là chuyển động cắt kéo nên lực được triêu tiêu một phần giúp thuận lợi hơn trong nâng hạ vật khối lượng lớn (trong công nghiệp)
  c, Nhược điểm
• Chiếm nhiều diện tích, nặng
• Không phù hợp với yêu cầu phạt đạt độ cao lớn (so với kích thước robot)

1. Cánh tay trục khuỷu
   a, Đặc điểm

• Đúng như cái tên, cơ cấu này dựa trên chuyển động quay ở đầu (trục khuỷu) của mỗi
  thanh (cánh tay)
  b, Ưu điểm
• Linh hoạt, vùng hoạt động lớn
  c, Nhược điểm
• Vì là chuyển động tròn quanh trục thêm với cánh tay đòn lớn dẫn đến mô-men lớn gây
  ra hiện tượng động cơ quá tải
• Hoạt động trong khoảng độ cao nhất định, khó để ghép thêm module

1. Pneumatic/Hydraulic Cylinder

• Xy- lanh thường được dùng trong công nghiệp với hiệu suất nâng hạ tuyệt vời của nó. Không như động cơ với chuyển động của trục là chuyển động tròn sẽ phụ thuộc vào cánh tay đòn, xy-lanh cho đầu ra là chuyển động tịnh tiến sẽ hạn chế được vấn đề này
• Tuy vậy trong khuôn khổ cuộc thi robot, với các tiêu chí hạn chế, xy-lanh chưa phát huy được nhiều và ít được tin dùng trong việc chế tạo robot.
  Chia theo chức năng

1. Phụ trách nâng móc rời có gắn dây kéo
   Với nhiệm vụ chỉ phải đưa móc lên để mắc vào mốc leo thì hầu hết các cơ cấu nâng kể trên đều đáp ứng được yêu cầu. Tuy vậy để kéo robot lên cần thêm một cơ cấu thu dây riêng biệt. Cơ cấu này đơn giản chỉ là một cuộn dây có gắn động cơ để thu dây lại và robot được kéo lên lên
   đến mốc leo. Nhưng khi kéo động cơ có thể sẽ quá tải dẫn đến tình trạng nhả ngược dây nên cơ cấu này cần một hệ thống khóa một chiều hoặc lập trình hãm từ (động cơ có encoder)
2. Móc cố định phụ trách cả nâng và kéo robot
   Với nhiệm vụ cả nâng và kéo robot, hệ thống nâng cần đáp ứng chủ động quay được theo 2 chiều lên và xuống
   Các cơ cấu đáp ứng được

• Elevator
• Với dây: ghép hệ 2 module elevator nhưng nối dây ngược nhau
• Với xích: bản chất cơ cấu cho phép nâng và hạ ngay trong một module
• Scissor lift
  C, Khóa một chiều
  Khóa một chiều có nghĩa là vật thể bất kì chỉ đi vào được bằng 1 chiều và không thể đi ra bằng chiều còn lại. Ứng dụng phổ biến của khóa một chiều đó chính là van một chiều được sử dụng phổ biến trong máy bơm, xy-lanh,..
  Một số cơ cấu khóa một chiều được áp dụng trong robotics:
  https://drive.google.com/drive/folders/1MDlFzHbzJVo2v-6FB39FvqFfNIlbMpG

Tài liệu được trích dẫn, tham khảo từ các nguồn:

1. Tài liệu team First Global Challenge VietNam

License.

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial ShareAlike 4.0 International License.

1. Khái niệm

• Encoder còn được gọi là bộ mã hóa quay hoặc bộ mã hóa trục, là một thiết bị cơ điện
  có chức năng chuyển đổi vị trí góc hoặc chuyển động của trục hoặc trục thành tín
  hiệu đầu ra tương tự hoặc kỹ thuật số. Bộ mã hóa được sử dụng để phát hiện vị trí
  động cơ, hướng di chuyển, tốc độ… bằng cách đếm số vòng quay của trục.
• Động cơ encoder đơn giản là 1 chiếc động cơ được tích hợp thêm với 1 cái encoder.
• Hiện nay, hầu hết động cơ từ servo đến DC đều là động cơ encoder.

2. Cấu tạo

• Cấu tạo encoder khá đơn giản, bao gồm:
• Thân và trục
• Nguồn phát sáng (lightsource): là 1 đèn LED
• Đĩa mã hóa (code disk): có rãnh nhỏ quay quanh trục, khi đĩa này quay và chiếu đèn
  LED lên trên mặt đĩa thì sẽ có sự ngắt quãng xảy ra. Các rãnh trên đĩa chia vòng tròn
  thành các góc bằng nhau. Một đĩa có thể có nhiều dãy rãnh tính từ tâm tròn.
• Bộ cảm biến ánh sáng thu tín hiệu (photosensor): là một con mắt thu quang điện để
  nhận tín hiệu từ đĩa quay
• Bo mạch điện tử (electronic board): giúp khuếch đại tín hiệu

3. Nguyên lý hoạt động của encoder

• Encoder hoạt động theo nguyên lý đĩa quay quanh trục. Trên đĩa mã hóa có các rãnh
  nhỏ để nguồn phát sáng chiếu tín hiệu quang qua đĩa. Chỗ có rãnh thì ánh sáng
  xuyên qua được, chỗ không có rãnh ánh sáng không xuyên qua được.
• Với các tín hiệu có, hoặc không có ánh sáng chiếu qua, người ta ghi nhận được đèn
  led có chiếu qua lỗ hay không. Số xung đếm được và tăng lên được tính bằng số lần
  ánh sáng bị cắt.
• Cảm biến thu ánh sáng sẽ bật tắt liên tục để tạo ra các xung vuông. Việc sử dụng các
  bộ mã hóa sẽ ghi nhận lại số xung và tốc độ xung. Tín hiệu dạng xung sẽ được truyền
  về bộ xử lý trung tâm (vi xử lý, PLC,…) và từ đó sẽ biết được vị trí và tốc độ của động
  cơ.

4. Các loại encoder

Tùy vào độ phức tạp của đĩa quay, độ chính xác của các loại encoder là khác nhau.
Từ đấy người ta chia encoder thành 2 loại chính: encoder tuyệt đối và encoder tương
đối.

• Encoder tuyệt đối (absolute encoder):
• Dựa vào tín hiệu của encoder có thể biết chính xác vị trí và tốc độ của động cơ mà
  không cần xử lý thêm.
• Sử dụng đĩa theo mã nhị phân hoặc mã Gray.
• Đĩa mã hóa ở Encoder được chế tạo từ vật liệu trong suốt, người ta đã chia mặt đĩa
  thành các góc đều nhau cùng các đường tròn đồng tâm. Do đó, encoder có thể giữ
  được vị trí kể cả khi mất nguồn.
• Ưu điểm: dễ sử dụng, độ chính cao, giữ được vị trí sau khi mất nguồn.
• Nhược điểm: giá thành cao do độ phức tạp.
• Encoder tương đối (incremental encoder):
• Phát ra tín hiệu tăng dần hoặc theo chu kỳ.
• Đĩa mã hóa chỉ bao gồm một dãi băng tạo xung, thường được chia thành nhiều lỗ
  bằng nhau và được cách đều nhau.
• Ưu điểm: giá thành rẻ, chế tạo đơn giản.
• Nhược điểm: Độ chính xác thấp, sai số cao đặc biệt khi hoạt động lâu dài.

5. Ứng dụng/ cách sử dụng trong robotics

• Đo tốc độ: Encoder có thể được sử dụng để đo tốc độ thực tế của robot, bằng cách
  gắn trực tiếp encoder vào các động cơ chạy bánh, hoặc các cơ chế bằng cách gắn
  encoder vào động cơ chạy cơ chế hoặc vào trục quay của cơ chế (Ví dụ: đo tốc độ
  quay của động cơ bắn).
• Xác định vị trí: Encoder có thể được sử dụng để xác định chính xác vị trí của robot
  hoặc của cơ chế. (Ví dụ: xác định vị trí chính xác của cánh tay quay

Tài liệu được trích dẫn, tham khảo từ các nguồn:

1. Tài liệu team First Global Challenge VietNam

License.

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial ShareAlike 4.0 International License.

A. Các loại bánh xe thông dụng

1. Traction wheel 

a, Đặc điểm: 

• Có phần mâm cứng bao quanh bên ngoài bởi lớp cao su/nhựa dẻo đặc 
• Có tính đàn hồi kém 
• Bề mặt cứng, ma sát tốt, độ bám tốt 9/10 

b, Ứng dụng: 

• Là loại bánh được dùng phổ biến trong chế tạo 
• khung xe di chuyển nhờ độ bám tuyệt vời mà nó mang lại 
• Các loại lốp ô tô thông thường hiện nay dùng là một phiên bản của TRACTION WHEEL

2. Grip wheel

a, Đặc điểm: 

• Grip Wheel là có hầu hết mọi đặc điểm của Traction Wheel chỉ duy nhất có sự thay đổi ở bề mặt lớp cao su bên ngoài được làm phẳng nhẵn thay vì được tạo rãnh. 
• Bề mặt cứng, ma sát tốt, độ bám 7/10 

b, Ứng dụng 

• Vì mặt phẳng cao su được làm nhẵn nên bánh được ưu tiên dùng khi đi trên bề mặt có độ bám dính tốt để tối ưu được tốc độ 
• Loại bánh này được sử dụng nhiều trong các cuộc đua tốc độ như F1, Motor GP,.. khi trường đua có thời tiết thuận lợi nắng ráo với cái tên SLICK TYRES 

3. Compliant wheel 

a, Đặc điểm

• Có kết cấu khá đặc điểm với các đường rãnh chéo dọc theo bánh giúp bánh có khả năng giảm xóc chủ động. 
• Chất liệu khá đa dạng từ cao su, nhựa dẻo, coastal foam,… mà từ đó có những đặc tính riêng 
• Độ đàn hồi tốt 

b, Ứng dụng 

• Đến nay loại bánh này vẫn đang được nghiên cứu để thay thế lốp hơi thông thường với những khả năng vượt trội của nó khi đi trên các cung đường gồ ghề.
• Với độ lún và bám dính tốt, compliant wheel rất thích hợp dùng để thu thập các vật có độ cứng lớn bề mặt trơn như bóng nhựa, kim loại,… 

4. Omni, Mecanum 

a, Đặc điểm 

• Có cấu tạo khá đặc biệt khi có tích hợp thêm các con lăn ở trên bề mặt vành bánh xe – Các con lăn được xếp xen kẽ theo góc 90° (với Omni) và góc 45° (với Mecanum). Các loại bánh này giúp khung xe có thể tịnh tiến theo nhiều hướng như đi ngang đi chéo. b, Ứng dụng 

• Không cần bàn cãi quá nhiều về độ phổ biển của 2 loại bánh này trong lĩnh vực Robotics khi nó mở ra cuộc cách mạng về tư duy điều khiển Robot.

5. Swerve 

a, Đặc điểm 

• Về cơ bản đây không hẳn là một loại bánh xe, nó gần như là một hệ thống chuyển động độc lập gồm các hệ bánh răng vừa tác dụng làm quay và chuyển hướng bánh xe giúp khung xe có thể tịnh tiến theo mọi hướng mong muốn. 

• Chi phí lớn, khối lượng lớn, trọng tâm cao 

b, Ứng dụng 

• Cần 3-4 module swerve để điều khiển khung xe di chuyển 

. 

6. Tank chain

• Với tank chain robot có thể di chuyển thuận lợi trong các địa hình khó, gồ ghề tuy nhiên tốc độ và độ linh hoạt sẽ là một yếu điểm cần cân nhắc.

B. Drivebase 

1. Tank Drive

a, Nguyên lí và cách lắp đặt 

• H- Drive có nguyên lí hoạt động khá đơn giản: Khung xe sẽ được chia làm 2 phần trái – phải, mỗi bên sẽ được điều khiển bởi một hệ dẫn động 2 – 3 – 4 bánh xe và động cơ riêng biệt. Di chuyển của robot sẽ được quyết định bởi sự kết hợp giúp các hoạt động của hệ bánh ở mỗi phần trái – phải. 

b, Ưu điểm 

• Dễ lắp đặt, tiết kiệm động cơ 
• Tạo nhiều không gian lắp đặt các module khác 
• Không yêu cầu các hệ dẫn truyền chuyển động phức tạp 
• Dễ dàng linh hoạt thay đổi các loại bánh để phù hợp với mục đích sử dụng c, Nhược điểm 
• Thiếu linh hoạt 

c, Nguồn tài liệu tham khảo thêm 

– Inventor FRC:

https://youtu.be/IOA4UM2VYJY 

2. H – Drive 

a, Nguyên lí và cách lắp đặt

• Cải tiến từ kiểu Tank Drive: Vẫn là hệ chuyển động 2 phần trái phải riêng biệt nhưng có thêm bánh ngang có gắn kèm động cơ ở giữa có tác dụng giúp robot đi ngang tạo ra khung hình H 
• Với khung kiểu H – Drive, tất cả các bánh phải là omni hoặc mecanum 
• Bánh ngang là omni/mecanum và cần gần trục thẳng đứng đi qua trọng tâm robot hoặc 2 bánh 1 ở đầu và 1 cuối robot tránh tình trạng oversteer (Quá đà)

b, Ưu điểm 

• Linh hoạt
• Dễ lắp đặt 
• Không yêu cầu dẫn động phức tạp 

c, Nhược điểm 

• Trục bánh ngang sẽ chịu áp lực lớn khi di chuyển với tốc độ nhanh hoặc drift – Tốc độ sẽ bị hao hụt ít nhiều 
• Omni không có độ bám sân tốt dẫn đến trình trạng rê bánh, oversteer 

d, Nguồn tài liệu tham khảo thêm 

– FRC 2404:

https://youtu.be/JqJK0E9Jpmk 

3. Omni-Directional drive (X – Drive) 

a, Nguyên lí và cách lắp đặt 

• X – Drive sử dụng các bánh omni hoặc mecanum với mỗi bánh đi kèm với 1 động cơ riêng biệt gọi là một hệ bánh chuyển động. Khung xe sẽ có hình dạng của một hình đa giác đều (phổ biến là tam giác, tứ giác, lục giác,..) khuyết góc và mỗi hệ bánh chuyển động vừa nêu trên sẽ điều khiển một góc của hình đa giác đó. 

b, Ưu điểm 

• Linh hoạt hơn Tank – Drive và H – Drive nhưng tốc độ vẫn được đảm bảo khá tốt – Vì là động cơ riêng biệt nên không cần các hệ dẫn động 

c, Nhược điểm

• Tiêu tốn nhiều động cơ 
• Khó khăn hơn trong việc lắp đặt các module khác 

d, Nguồn tài liệu tham khảo thêm 

• Link này sẽ không đơn thuần hướng dẫn lắp đặt mà giúp chúng ta hiểu rõ bãn chất cách hoạt động của omni-directional: https://www.mdpi.com/2073-8994/11/10/1268

4. Swerve drive 

a, Nguyên lí và cách lắp đặt

• Sử dụng các module swerve điều khiển độc lập 
• Các module swerve hỗ trợ người lái có thể hướng robot tới mọi vị trí trên sân đấu 

b, Ưu điểm

• Tốc độ cao 
• Độ linh hoạt gần như vô đối 

c, Nhược điểm

• Trọng tâm cao 
• Khối lượng lớn 

d, Nguồn tài liệu tham khảo thêm 

• FRC: https://youtu.be/-7_Wvn5Av04 
• Tìm hiểu thêm về swerve: https://projectrobotica.wiki/wiki/FTC:Swerve_Drivetrains 

C, Các yếu tố cần lưu ý 

• Khối lượng khung gầm 

+ Nhẹ khi cần tốc độ cao 

+ Nặng khi cần cảm giác lái đầm tay 

• Trọng tâm: Trọng tâm robot là yếu tố rất quan trọng cần chú ý trong quá trình chế tạo robot + Trọng tâm lệch 1 bên sẽ ảnh hưởng đến momen động lượng của robot và nếu độ lẹch lớn sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu năng robot 

+ Trọng tâm quá cao làm tăng rủi ro lật, đổ 

• Understeer/Oversteer: Thuật ngữ này liên quan trực tiếp đến trọng tâm để chỉ các hiện tượng robot gặp phải khi vào cua. 

Tìm hiểu thêm: https://www.xecov.com/articles/tim-hieu-understeer-va-oversteer

Tài liệu được trích dẫn, tham khảo từ các nguồn:

1. Tài liệu team First Global Challenge VietNam

License.

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial ShareAlike 4.0 International License.

Cơ cấu bắn 1: Bắn bóng bằng hệ thống hai bánh đà xoay ngược chiều nhau

1. Nguyên lý hoạt động:

• Hệ thống máy bắn này bao gồm một cặp bánh xe xoay ngược chiều với nhau. Bất cứ khi nào bóng được đưa vào khoảng trống giữa hai bánh xe nó sẽ được tăng tốc bởi sự ma sát giữa hai bánh xe và trái bóng từ đó bóng được cung cấp một phần động lượng của bánh xe đang quay và phóng lên không trung.

2. Ưu điểm:

• Có tốc độ bắn bóng nhanh và mạnh, đường bóng bắn ra ổn định bóng không bị có độ xoáy quá lớn khi bị bắn ra bởi hai bánh đà, có thể điều chỉnh được hướng bóng bay ra bằng cách thay đổi tốc độ tương đối giữa hai bên bánh đà.

3. Nhược điểm:

• Yêu cầu độ chính xác và sự ổn định về cơ khí phải cao, khoảng cách giữa hai bánh đà phải phù hợp với từng loại bóng khác nhau, hệ thống bắn to cồng kềnh, sự sai lệch về vị trí giữa hai trái bóng liên tiếp được bắn ra phụ thuộc vào vận tốc của bánh đà và cách trái bóng tiếp xúc với hai bánh đà như nào khi được đưa vào khoảng trống, cần nhiều năng lượng để vận hành

Cơ cấu bắn 2: Bắn bóng bằng hệ thống một bánh đà

1. Nguyên lý hoạt động:

• Hệ thống bắn bóng này bao gồm một bánh đà ở trung tâm hoặc một loạt các bánh đà được xếp ở cùng một phía quay cùng chiều nhau với tốc độ rất cao, khi bóng được đưa vào khoảng trống giữa bánh xe đang quay và tường chắn động lượng từ bánh xe được truyền qua bóng bằng lực ma sát từ đó cung cấp cho bóng một vận tốc để bắn ra.

2. Ưu điểm:

• Có cấu tạo đơn giản và dễ dàng hơn trong việc thiết kế và gia công cơ khí hơn so với hệ thống bắn bằng hai bánh đà, cần ít năng lượng để vận hành hơn cơ cấu bắn bóng bằng hai bánh đà.

3. Nhược điểm:

• Không đảm bảo tính ổn định trong vận hành vì cơ cấu một bánh đà không có khả năng tự điều chỉnh nên việc đảm bảo tính ổn định khó hơn khi so sánh với các cơ cấu bắn bóng khác, cơ cấu này không cho phép thay đổi góc bắn bóng một cách dễ dàng việc thay đổi góc bắn đỏi hỏi phải di chuyển toàn bộ cơ cấu.

4. Tham khảo thêm tai:

Cơ cấu bắn 3: Cơ cấu bắn bóng bằng áp suất nén
1. Nguyên lý hoạt động: 

• Hệ thống bao gồm một ống phóng kín được tăng áp suất trong lòng ống bởi nguồn khí nén ( bơm khí nén, bình khí nén, phản ứng cháy). Khí nén áp suất cao sẽ đẩy bóng đi và phóng ra khỏi ống phóng với tốc độ cao.

2. Ưu điểm:

• Bóng được bắn ra có thể đạt được tốc độ cao nhanh hơn so với các cơ cấu bắn khác, độ chính xác của bóng được bắn ra cao.

3. Nhược điểm: 

• Thường không an toàn do sử dụng khí nén có thể gây nổ, không thể bắn được các loại bóng có lỗ, phải sử dụng nguồn năng lượng lớn để tạo ra khí nén, cần thời gian để nạp lại áp suất.​

Cơ cấu bắn 4: Cơ cấu bắn bóng bằng sự đàn hồi của lò xo hoặc dây cao su
1. Nguyên lý hoạt động: \

• Là phương pháp tạo ra sự đàn hồi trong các vật liệu như cao su, lò xo để tạo ra lực bật trở lại tận dụng lực đàn hồi trở lại đó của vật liệu để bắn bóng đi.

2. Ưu điểm: 

• Có cấu tạo đơn giản dễ dàng thiết kế lắp ráp và bảo trì, độ chính xác khi bắn cao, không bị ảnh hưởng bởi chất liệu làm nên quả bóng, bắn được nhiều loại bóng, tiêu tốn ít năng lượng.

3. Nhược điểm: 

• Tốc độ bắn bóng ra chậm, không thay đổi được độ mạnh, yếu của bóng bắn ra làm giảm tính linh hoạt.

Tài liệu được trích dẫn, tham khảo từ các nguồn:

1. Tài liệu team First Global Challenge VietNam

License.

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial ShareAlike 4.0 International License.