Khi bộ điều khiển đã được mơ phỏng, để có thể điều khiển được đối tượng thực, ta phải thiết kế bộ điều khiển trên thiết bị phần cứng Bước thử nghiệm cuối cùng, ta nối bộ điều khiển đã thiết kế với mơ hình của đối tượng (được mơ phỏng bằng thời gian thực) để đảm bảo chắc chắn rằng bộ điều chỉnh khơng cịn lỗi có thể dẫn đến phá hỏng đối tượng thực Trong cả hai cơng đoạn trên thì mơ phỏng thời gian thực là rất cần thiết Tốc độ tính tốn u cầu cho mơ phỏng thời gian thực phụ thuộc và đặc điểm của mơ hình được mơ phỏng Với những mơ hình phức tạp, số lượng phép tính lớn thì thời gian mơ phỏng là vấn đề cần được quan tâm
Trong hình 4 3 giới thiệu môi trường thiết kế mô phỏng trên nền Matlab & Simulink với phần cứng Kit Arduino2560 có vi điều khiển Mega2560 của Atmel Sơ đồ chỉ rõ ràng: kết hợp với Matlab-Simulink và các Toolbox, ta có thể tiến hành các bước:
Bước 1: Xác định mơ hình tốn của đối tượng hoặc hàm truyền của đối tượng, thiết kế bộ điều khiển bằng lý thuyết
Bước 2: Mô phỏng Offline để bước đầu xác định tham số của thuật toán điều khiển
Bước 3: Bổ sung thêm các khối xử lý dữ liệu vào-ra (ví dụ: khối ADC hoặc DAC) vào sơ đồ cấu trúc điều khiển
Bước 4: Sử dụng C-Compiler tạo mã C để nạp xuống Arduino, kết hợp với hệ thống phần mềm điều khiển ngắt
Hình 4 3 Trình tự thiết kế và mô phỏng thời gian thực bằng máy tính sử dụng kit Arduino
Arduino là một hệ thống sản xuất các bo mạch mã nguồn mở được hình thành và phát triển từ năm 2005 Do các bo mạch là mã nguồn mở nên đến nay hệ thống này đã phát triển rất mạnh mẽ và có thư viện hỗ trợ cho người sử dụng rất đa dạng, phong phú Là một thiết bị phần cứng, Arduino có thể hoạt động độc lập với chức năng thực hiện các luật điều khiển, kết nối với máy tính, hoặc một thiết bị Arduino khác, các thiết bị điện tử khác Kit Arduino Mega 2560 là một vi mạch điện tử điều khiển dựa trên nền tảng của chip ATmega 2560, nó tích hợp tất cả các tính năng cần thiết của một vi điều khiển Ta có thể kết nối Arduino Mega 2560 với máy tính và với phần mềm Matlab – Simulink thông qua cổng USB, cài đặt phần mềm của Arduino và cài đặt thư viện Arduino trong Simulink như hình 4 5
Arduino Mega 2560 có các cổng và các đầu vào, ra : Đầu vào, ra số (Digital I/O): sử dụng 54 chân sử dụng làm đầu vào, ra số, Đầu vào tương tự (Analog in): tích hợp 16 đầu vào tương tự, hình 4 4 thể hiện kit Arduino 2560
Hình 4 4 Kit Arduino Mega-2560