8. Đề nghị: Được bảo vệ Bổ sung thêm để bảo vệ Không được bảo vệ
3.2.1 Mạch master ARM LPC17xx điều khiển chính
Hình 3.2 Sơ đồ capture mạch master ARM LPC 1769
ARM Cortex M3-LPC1769 là vi điều khiển 32-bit có kiến trúc Harvad với những thông số kĩ thuật sau:
- Clock hoạt động tối đa 100MHz (120MHz cho LPC1769 và LPC1759).
GVHD: HUỲNH THÁI HOÀNG Trang 44
- 64KB data memory.
- Ethernet MAC , USB Device có thể thiết lập nhƣ là Host, OTG, device
- 8 kênh DMA controller, 4 UARTs, 2 CANs, 3SSP/SPI, 3 kênh I2C, I2S…
- 8 kênh ADC 12 bits, 10 bits DAC, motor controller PWM …
- 4 bộ timers, 6 chân PWM, …
- Hoạt động ở điện áp từ 2.4VDC đến 3.6VDC, nhiệt độ từ -40oC đến 85o
C.
- Có nhiều định dạng vỏ khác nhau: 100 chân LQFP(14x14x1.4mm) hoặc 80 chân LQFP 12x12x1.4mm.
Hình 3.3 Sơ đồ khối của ARM Cortex M3 LPC1769
GVHD: HUỲNH THÁI HOÀNG Trang 45
a) Cảm biến siêu âm SRF05
Cảm biến siêu âm SRF05 đƣợc sử dụng để thu thông tin về khoảng cách một cách chính xác trong dải từ 3cm đến 5m. Sensor này gồm bộ thu phát siêu âm tách biệt, sensor có 4 chân nối trong đó hai chân cho nguồn nuôi, hai chân còn lại một cho xung tín hiệu vào, một cho tín hiệu ra.
Hình 3.4 Cảm biến siêu âm SRF05
SRF05 hoạt động thông qua việc truyền một xung âm thanh có tần số nằm ngoài dải tần số nghe của con ngƣời. Xung này truyền ở tốc độ âm thanh khoảng 0.9ft/giây, dƣới dạng một chùm hình nón, âm thanh phản xạ trở lại tới đầu thu từ vật thể bất kì trên đƣờng đi của sóng siêu âm. Tín hiệu hiện tại đầu thu có dạng các xung với độ kéo dài xung phụ thuộc vào khoảng cách phản xạ kể từ vị trí vật tới đầu thu. Để việc thu phát làm việc hiệu quả, bộ phát tạm ngừng phát sóng trong khoảng thời gian siêu âm đƣợc truyền và sau đó đợi tín hiệu phản xạ. Xung ở đầu ra của sensor đƣợc đƣa tới bộ xử lý. Việc xác định thời gian kéo dài xung sẽ giúp cho chúng ta xác định đƣợc khỏng cách. Các đặc trƣng của SRF05 nhƣ sau:
- Điện áp sử dụng 5VDC, dòng tiêu thụ cực đại 50mA, thƣờng là 30mA. - Vùng làm việc của sensor: từ 3cm đến 5m.
- Tần số sử dụng lên đến 40Khz.
- Xung kích phát 10us mức cao tƣơng thích TTL.
- Xung phản xạ mức cao có độ rộng xung tỉ lệ với khoảng cách. - Góc mở bộ phát là 30o.
GVHD: HUỲNH THÁI HOÀNG Trang 46
b) Cảm biến la bàn CMPS03
Cảm biến la bàn này sử dụng sensor trƣờng Phillips KMZ51, loại này có đủ độ nhạy để nhận biết từ trƣờng của trái đất. Hai lối ra của nó liên kết theo hình tam giác và một trong số chúng sử dụng để tính toán chiều của các thành phần từ trƣờng trái đất.
Hình 3.5 Cảm biến la bàn CMPS03 Chân Chức năng 1 Nguồn 5V 2 SCL 3 SDA 4 Tín hiệu PWM 5 Không dùng 6 Calib 7 50/60Hz 8 Không dùng 9 GND
Tín hiệu PWM là xung đƣợc điều chế với độ rộng xung biến thiên tam giác, độ rộng xung biến thiên từ 1mS(0o) đến 35.99mS(359.9o
) theo cách gọi khác là 100uS/1o với 1mS offset. Tín hiệu đi khoảng 65mS giữa xung nên trong khoảng thời gian 65mS, độ rộng xung
GVHD: HUỲNH THÁI HOÀNG Trang 47 biến thiên từ 66mS-102mS. Xung đƣợc mã hóa bởi 16 bit thời gian của bộ vi xử lý, và khả năng cho phép của vi xử lý là 1uS.
Đầu ra 2 và 3 là một giao tiếp I2C và có thể sử dụng để đọc trực tiếp các thông số. Các chân này thƣờng đƣợc nối lên nguồn thông qua điện trở, thƣờng là 1.2k.
Sensor la bàn dùng để xác định góc lệch, trong luận văn này dùng sensor để xác định góc lệch so với hƣớng đi thẳng tới trƣớc.
Các thông số của la bàn: - Nguồn vào 5V. - Dòng 20mA. - Độ phân giải 0.1o - Sai số từ 3o-4o. - Ngõ ra 1: xung PWM.
- Ngõ ra 2: giao diện I2C.
- Kích thƣớc 32mmx35mm.
- Sensor này sử dụng 2 cuộn dây KMZ51 đặt vuông góc với nhau.
Giao thức truyền thông I2C sử dụng module rút gọn nên đƣợc sử dụng phổ biến trong EEPROM. Trong bit đƣợc truyền đầu tiên, địa chỉ của module (0xC0) với bit ghi/đọc đƣợc đặt ở mức thấp, sau đó thì ghi số mà chúng ta muốn đọc. Điều này sẽ lặp lại lúc khởi động module địa chỉ lần nữa với các bit đọc/ghi ở mức cao (0xC1).
GVHD: HUỲNH THÁI HOÀNG Trang 48