Như đã đề cập tại phần tổng quan, ta có 3 cách sắp xếp cảm biến phổ biến. Sắp xếp theo dạng ma trận và biên dạng tự do là giải pháp để tăng độ phân giải, qua đó tăng cường phát hiện các đoạn giao cắt và tính toán chính xác hơn. Tuy nhiên, việc quá nhiều cảm biến dẫn đến giải thuật nhận diện phức tạp, không cần thiết với yêu cầu đề bài khi sa bàn không có đoạn giao cắt phức tạp. Do đó, nhóm chọn cách sắp xếp các cảm biến theo hàng đơn.
Trong giải thuật xấp xỉ, ta sẽ cần tối thiểu 3 cảm biến để có thể tính toán, và để giảm sai số, số cảm biến sẽ được nâng lên, đa phần sẽ từ 5 – 8 cảm biến cho cách bố trí dãy cảm biến theo hàng đơn. Với việc lựa chọn phương pháp đọc tín hiệu analog từ cảm biến, ta mong muốn có một cảm biến để xác định tâm của dãy cảm biến so với tâm đường line, do đó, ta chọn dãy 5 cảm biến làm phương án thiết kế.
Chiều cao của cảm biến tới mặt đất được nhà sản xuất khuyến nghị nằm trong khoảng 0,2 – 6,5 mm, tức khoảng giá trị thu về > 50% của giá trị cực đại (Hình 4.7). Đồng thời, switching distance cũng được đảm bảo sẽ cho giá trị tốt nhất trong khoảng 2 – 10 mm, như vậy chiều cao của cảm biến sẽ được nhóm giới hạn trong khoảng 2 – 10 mm.
Đồ án thiết kế hệ thống cơ điện tử GVHD: TS. Ngô Hà Quang Thịnh
53
Hình 4.7 Mối quan hệ giữa giá trị 𝐼𝐶 nhận về và khoảng cách của cảm biến
Khoảng cách giữa hai cảm biến liền kề cần đảm bảo không quá xa (làm tăng sai số) và cũng không quá gần (gây nhiễu) do đều ảnh hưởng tới kết quả giải thuật điều khiển. Do đó, ta có 2 tiêu chí sau để lựa chọn khoảng cách giữa 2 cảm biến:
− Luôn có ít nhất 2 và nhiều nhất là 3 cảm biến luôn nằm trong đường line khi di
chuyển theo đường thẳng. Với 𝑑 là khoảng cách giữa các cảm biến và 𝐷 là độ rộng
đường line, ta có:
2𝑑 ≤ 𝐷 ≤ 3𝑑 8,3 𝑚𝑚 ≤ 𝑑 ≤ 13 𝑚𝑚
− Khoảng cách giữa các cảm biến phải đủ để tránh nhiễu, do đó phải lớn hơn khoảng
cách mà giá trị thu về > 50% giá trị cực đại ( > 6,5 𝑚𝑚).
Từ những điều kiện trên, cùng cách đặt của cảm biến trên đường thẳng, khoảng cách
giữa 2 cảm biến liền sẽ được giới hạn trong khoảng 10,5 – 13 𝑚𝑚.
Nhóm chọn khoảng cách giữa các cảm biến là 13𝑚𝑚