Chương 3 XÂY DỰNG BỘ ĐIỀU KHIỂN PID ỨNG DỤNG CHO ROBOT DI ĐỘNG
3.2.3.Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của bộ lập mã động cơ một chiều.
Bộ lập mã quang học thường được làm từ một đĩa có đục lỗ, và một cảm biến lập mã quang. Đĩa xoay gắn vào trục động cơ. Khi đĩa xoay, tín hiệu trả về từ bộ lập mã quang có dạng xung vuông với số xung tương ứng với số khe dịch chuyển qua bộ cảm biến quang. Cấu tạo và tín hiệu của bộ lập mã quang thông thường, được trình bày như hình 3.10.
Hình 3.10. Cấu tạo và tín hiệu của bộ lập mã quang đơn kênh.
Cấu tạo này được gọi là bộ lập mã quang học “đơn kênh” và có thể cho biết thông tin về vị trí và vận tốc cho động cơ theo một chiều quay nhất định đã biết trước. Tuy nhiên đối với động cơ loại này ta thấy một điều rằng: dù cho động cơ xoay theo chiều kim đồng hồ hay chiều ngược lại thì sóng vuông vẫn thể hiện như nhau. Hơn nữa,
thậm chí khi động cơ không xoay, sự rung động môi trường có thể khiến cho bộ cảm biến ngắt tia, hoạt động hoặc không hoạt động một cách ngẫu nhiên. Động cơ sẽ có vẻ như đang quay trong khi nó thực tế nó đang đứng yên.
Bộ lập mã 2 kênh giải quyết vấn đề của bộ lập mã đơn kênh bằng cách sử dụng 2 cảm biến lập mã. Hai bộ cảm biến này được đặt ở vị trí góc 90 độ và xung trả về có dạng mã Gray.
Hình 3.11. Cấu tạo và tín hiệu của bộ lập mã quang hai kênh.
Hai cảm biến này thường được đặt là A và B. Khi động cơ xoay theo chiều này, dạng sóng của A sẽ “kéo theo” tín hiệu B – sườn trước của nó xuất hiện trước. Khi động cơ xoay theo chiều kia, dạng sóng của tín hiệu B sẽ kéo theo tín hiệu A. Sự khác nhau này được dùng để xác định hướng xoay và để loại bỏ vấn đề nhiễu môi trường do sự rung của môi trường.
Môtơ một chiều được dùng cho việc thiết kế động cơ của robot di động trong đề tài này là loại lập mã quang 2 kênh.