ổn định, đặc biệt tại các khoảng thời gian thay đổi hướng chuyển động. Ngược lại, khi có điều khiển PID, tốc độ được ổn định chỉ với biến đổi cỡ 5%.
Dải góc quét dọc được thiết kế trong khoảng từ -5 đến +20 so với phương nằm ngang. Máy quét LRF được đặt trên khung robot cao so với mặt sàn là 0,4 m như chỉ ra trên hình 2.14. Việc nhận dữ liệu từ LRF để tạo một khung ảnh 3D được khởi phát từ thời điểm bắt đầu quét dọc (quay ngẩng lên). Mạch điện với các rơ-le hành trình và mạch trigger thực hiện nhiệm vụ này. Gọi Tv là thời gian được đặt cho quá trình quét dọc của một khung ảnh 3D, đó là khoảng thời gian mô tơ quay ngẩng lên từ góc bằng -5 đến +20. Việc đo góc ứng với mỗi mặt quét ngang được thay bằng việc xác định số mặt quét nh trong khoảng thời gian quét dọc 1 khung ảnh. Giá trị này phụ thuộc vào một số nhân tố như tốc độ truyền số liệu nối tiếp baud, độ dài số liệu tỷ lệ với số điểm đo trong từng chế độ quét ngang, thời
gian tìm kiếm các byte tiêu đề đánh dấu đồng bộ cho luồng số liệu, kích thước bộ đệm nhớ của LRF và máy tính. Vì vậy trong hệ thống thiết kế, nh được xác định bằng thực nghiệm qua tổng số dòng số liệu quét ngang được chương trình thu thập trong thời gian quét dọc. Thực nghiệm cho thấy con số này là ổn định cho mỗi chế độ nên có thể suy ra bước nhảy cho các mặt quét ngang liền kề là:
h n 20 5 (2.1)
2.1.1.4. Khối điều khiển điện tử trong robot.
Ngoại trừ cảm biến ảnh toàn phương và cảm biến laser; các cảm biến còn lại được thông tin với máy vi tính qua vi điều khiển MCUdsPIC 30F4011, chương trình điều khiển được viết trên C++. Vi điều khiển MCUdsPIC giao tiếp với bên ngoài qua mạch chuyển đổi DS75176B. Đây là bo mạch cho phép chuyển đổi tín hiệu UART từ vi điều khiển ra chuẩn RS-485.
MCUdsPIC30F4011 là một dòng vi điều khiển 16 bit tích hợp bộ xử lý tín hiệu số 16 bit của hãng Microchip. Với việc tích hợp module xử lý tín hiệu số (Digital Signal Processor) và một lõi vi điều khiển (controller), hãng Microchip đã tạo ra một bộ vi điều khiển có khả năng xử lý các phép tính phức tạp và điều khiển trực tiếp các thiết bị ngoại vi chỉ với một linh kiện duy nhất. Không chỉ làm gọn nhỏ các bo mạch, một chip như vậy còn làm đơn giản việc thiết kế mạch điện tử và đặc biệt là tăng khả năng chống nhiễu cho hệ thống. Sơ đồ nguyên lý của mạch điện tử điều khiển dùng MCUdsPIC30F4011 được thiết kế như hình 2.16 và hình 2.15 là mạch in và ảnh chụp mạch lắp ráp của vi điều khiển MCUdsPIC.
- Các tính năng chính của dsPIC30F401.
+ Kiến trúc Harvard có hiệu chỉnh;
+ Tập lệnh gồm 84 lệnh cơ bản với độ dài lệnh 24 bit, độ dài dữ liệu 16 bit; + 48 kB bộ nhớ Flash, có thể nạp lại nhiều lần, 2 kB bộ nhớ RAM;
+ 1kB bộ nhớ EEPROM cho phép lưu không bay hơi các tham số ; + Tốc độ xử lý tối đa 30 triệu lệnh trong 1 giây (MIPs);
+ Bộ xử lý tín hiệu số được tích hợp.
- Các thiết bị ngoại vi trên chip.
+ Mô-đun định thời (timer) với tần số xung clock có thể chia được và cấu hình thành 1 cặp timer 16 bit hoặc 1 timer 32 bit;
+ Bộ điều chế độ rộng xung (PWM) với độ phân giải 16 bit; + Mô-đun truyền dữ liệu MPI hỗ trợ chế độ nhiều chủ tớ;
+ 2 mô-đun truyền thông nối tiếp (UART) với bộ đệm FIFO, mô-đun truyền thông CAN tương thích chuẩn 2.0B;
+ 4 bộ chuyển đổi tín hiệu tương tự - số (ADC) với các khả năng: Tốc độ lấy mẫu lên tới 500Ksps; Chuyển đổi ngay cả trong chế độ ngủ (sleep).
- Các tính năng khác của vi điều khiển.
+ Bộ nhớ chương trình Flash với khả năng ghi/xóa tới 100.000 lần;
+ Bộ nhớ EEPROM với khả năng ghi/xóa 1 triệu lần; Có khả năng tự lập trình lại bằng mã lệnh; chế tạo theo công nghệ CMOS, hoạt động với dải điện áp rộng 2,5-5,5V; dải nhiệt độ công nghiệp và dải nhiệt độ mở rộng, tiêu thụ năng lượng thấp.