Để đảm bảo khối thu thập hình ảnh được ổn định thì vị trí đặt camera phải ổn định, êm ái tránh hiện tượng rung lắc, tuy nhiên xe mô hình lại không có hệ thống treo hoàn chỉnh và hiệu quả, tuy nhiên việc lắp đặt hệ thống treo hoàn chỉnh hoặc nâng cấp hệ thống treo cho xe là điều hoàn toàn không khả thi, thay vào đó chúng em đã thiết kế một thiết bị hỗ trợ chống rung lắc cho camera nhằm để camera khi di chuyển có thể thu thập được những hình ảnh ổn định và mượt mà hơn.
- Nguyên lý các vật thể trong không gian: Các vật thể trong không gian đều có thể xoay theo 3 trục lần lượt là: Pitch, Yaw, Roll thì việc rung lắc của camera là do các trục trên gây ra, vậy nếu nói một cách đơn giản thì việc bảo đảm cho camera không bị rung lắc là tạo ra các thao tác hoặc lực ngược lại với 3 trục Pitch, Yaw, Roll.
- Phương pháp: Đầu tiên là ta cần một cảm biến để nhận tín hiệu 3 trục Pitch, Yaw, Roll thì sau khi lựa chọn, nghiên cứu, tìm hiểu nhóm chúng em chọn cảm biến MPU6050.
Thông số kỹ thuật của MPU6050
Điện áp sử dụng: 3~5VDC
39
Điện áp giao tiếp: 3~5VDC Chuẩn giao tiếp: I2C
Giá trị Gyroscopes trong khoảng: +/- 250 500 1000 2000 degree/sec Giá trị Acceleration trong khoảng: +/- 2g, +/- 4g, +/- 8g, +/- 16g
Để tạo ra các thao tác ngược lại với 3 trục Pitch, Yaw, Roll như trên lý thuyết thì nhóm chúng em đã chọn động cơ Servo SG90 1800, vì camera trên xe nặng 0.2kg, thì servo này hoàn toàn đáp ứng được, kèm theo nữa là động cơ servo có tốc độ phản ứng nhanh, được tích hợp sẵn driver điều khiển động cơ bên trong nên có thể dễ dàng điều khiển góc quay bằng phương pháp điều độ rộng của xung PWM
- Thông số kỹ thuật động cơ servo SG90
Hình 3.19. Cảm biến MPU6050 mô phỏng
40 Điện áp hoạt động: 4.8-5VDC Tốc độ: 0.12 sec/ 60 deg (4.8VDC) Lực kéo: 1.6 Kg.cm Kích thước: 21x12x22mm Trọng lượng: 9g.
Để điều khiển động cơ Servo cũng như nhận và xử lý tín hiệu từ MPU6050 thì nhóm chúng em đã chọn Arduino Nano vì mục đích nhỏ gọn, lại có khả năng xử lý các tác vụ được đề ra.
Module Arduino Nano V3.0 ATmega328P là mạch thu nhỏ của dòng Arduino Uno, có thiết kể nhỏ gọn, linh hoạt, sử dụng cho các BreadBoard nhỏ, cũng như các Project yêu cầu tính linh hoạt cao.
Board Arduino nano V3.0 sử dụng chip ATmega328P được kèm thêm 2 chân analog A6 A7, ngoài ra mạch còn được trang bị một Opamp tự chuyển nguồn khi có điện áp cao
Hình 3.20. Servo SG90
41 hơn vào board, kèm theo là board được tích hợp chip CH340 để giao tiếp trực tiếp với máy tính thay vì phải sử dụng cổng UART như bản cũ.
Thông số kỹ thuật Arduino Nano
Chân Digital I/O 14 (Với 6 chân PWM output)
Chân PWM Digital I/O 6
Chân đầu vào Analog 8 (thêm A6, A7) so với UNO
Dòng sử dụng I/O Pin 20 mA (tối đa 40mA)
Bộ nhớ Flash 32 KB (ATmega328) SRAM 2 KB (ATmega328) EEPROM 1 KB (ATmega328) Clock Speed 16 MHz Chiều dài 43.2 mm Chiều rộng 18.5 mm Trọng lượng 5g
42
Hình 3.22. Sơ đồ đi dây của thiết bị Thiết kế khung đỡ cho hệ thống:
43