Dựa trên các yêu cầu kỹ thuật, nhóm nghiên cứu lựa chọn phương án đo sử dụng vi điều khiển 16bit DsPIC30F4011 của Microchip. Đây là một loại vi điều khiển với nhiều tính năng mạnh, đặc biệt có hỗ trợ các module chuyên xử lý tín hiệu dạng xung số, rất phù hợp với ứng dụng đo tốc độ quay:
- 1 Module Quadrature Encoder: Cho phép xử lý trực tiếp tín hiệu từ Incremental Encoder loại 3 kênh A, B, Z.
- 4 kênh Input Capture: Chuyên dùng cho mục đích đo chu kỳ, tần số của tín hiệu xung.
Ngoài ra, DsPIC30F4011 còn có nhiều tính năng kỹ thuật mạnh khác được liệt kê trong bảng 4.1
Bảng 4.1 Các thông số kỹ thuật của vi điều khiển DsPIC30F4011
Mục Tính năng kỹ thuật
Nguồn nuôi 3.0 ÷ 5.5 Vdc
Bộ nhớ Flash 48Kbytes
Bộ nhớ SRAM 2Kbytes
Bộ nhớ EEPROM 1Kbytes
Tốc độ tính toán tối đa 30 triệu lệnh/s
16-bit Timer/Counter 5 bộ, cho phép ghép thành 2 bộ 32bits và 1 bộ 16 bits
16-bit Input Capture Module 4 kênh
16-bit Output
Compare/PWM 4 kênh
Module truyền thông SPI 1 kênh
Module truyền thông I2C 1 kênh
Module truyền thông
USART 2 kênh
Module truyền thông CAN
2.0 1 kênh
Module điều khiển động cơ 1 bộ với 6 kênh điều chế độ rộng xung Module biến đổi tương tự/số 9 kênh độ phân giải 10bits, tốc độ trích mẫu tối đa
500Ksps.
Do sự chênh lệch về điện áp giữa cảm biến tiệm cận E2A-S08KS02-WP-C1 2M của Omron và Vi điều khiển DsPIC30F4011 (sử dụng nguồn 5 V DC) nên thiết bị sử dụng IC ghép quang 6N137 với đầu ra Open-Collector của cảm biến để chuyển đổi mức logic. Tín hiệu logic từ 6N137 được đưa tới đầu vào Input Capture của vi điều khiển để thực hiện thuật toán đo chu kỳ.
Tín hiệu xung được đưa vào chân ICx, sau đó qua bộ chia với các hệ số 1, 4 hoặc 16 tùy biến người sử dụng. Module phát hiện sườn xung cho phép phát hiện
sườn dương, âm hoặc cả 2 sườn của tín hiệu xung. Sau mỗi 1, 4 hoặc 16 sườn xung, nội dung của bộ Timer2 hoặc 3 sẽ được chuyển tức thời sang thanh ghi đệm dữ liệu ICxBUF, cho phép tính toán chu kỳ hoặc tần số của chuỗi xung một cách chính xác. Để gửi dữ liệu từ module đo lường lên máy tính giám sát, thiết bị sử dụng module truyền thông USART được tích hợp sẵn trên vi điều khiển cùng với module chuyển đổi RS-232/RS-485 sử dụng IC chuyên dụng SN75176. So với chuẩn RS- 232, chuẩn RS-485 có nhiều ưu thế hơn như:
- Khả năng truyền dữ liệu đi xa (tới 1200m).
- Khả năng kháng nhiễu cao do sử dụng chuẩn tín hiệu vi sai, kết hợp với cáp đôi dây xoắn.
- Cho phép nối mạng nhiều thiết bị (tới 128 thiết bị trên một mạng).
- Tốc độ truyền dữ liệu có thể tới 1Mbit/s nếu ở cự ly gần (10m).
(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});