CHƯƠNG 4 : MÔ PHỎNG HỆ PENDUBOT BẰNG MATLAB
5.3 Mạch điều khiển hệ Pendubot
5.3.3 Board điều khiển đọc các giá trị Encoder và xuất xung PWM
Board điều khiển bao gồm mạch cấp nguồn cho các module MCU, UART- USB giao tiếp với máy tính. Các thành phần của board điều khiển chính được trình bày như sau:
5.3.3.1 Sơ đồ nguyên lý chân ra của DSP TMS 320F28335 value module
5.3.3.2 Sơ đồ nguyên lý khối đo dịng và áp đơng cơ để tính thơng số động cơ
Kết nối theo sơ đồ bên dưới để đo dòng và áp cấp cho động cơ. Rồi qua cổng đệm và tăng áp để đưa vào chân ADC của DSP và tính tốn các thơng số của động cơ như trong chương 3 có đề cập
Hình 5.8 Mạch đệm đo dòng áp cấp cho động cơ
5.3.3.2 Sơ đồ nguyên lý khối đọc xung encoder
Khối kết nối cấp nguồn và đọc tín hiệu từ encoder (Encoder conector) là khối có nhiệm vụ cấp nguồn cho các encoder và đọc xung đo về vi điều khiển. Các tín hiệu xung từ encoder đọc về được đưa qua một IC đệm để đệm điện áp 5v thành 3.3v giao tiếp với vi điều khiển, đồng thời nắn tín hiệu đọc về từ encoder giảm thiểu nhiễu.
Hình 5.9 IC đệm cho encoder
Các cảm biến encoder: Dùng để đọc tín hiệu góc quay vận tốc quay của hai thanh của hệ Pendubot, điện áp cấp vào 5Vdc, tuy có nhiễu dây ngõ ra nhưng trong luận văn này chỉ sử dụng ra 2 xung vng pha A, B để xác định vị trí góc và chiều quay, độ phân giải của encoder là 400 xung trên vòng quay.
Hình 5.10 Encoder ứng dụng xác định vị trí
5.3.3.3 Sơ đồ nguyên lý khối phát xung PWM:
Sơ đố khối ngõ ra của bộ phát xung PWM điều khiển động cơ DC: có nhiệm vụ đệm tín hiệu xung PWM ngõ ra từ TMS230F28335 value module có mức điện áp 3.3v thánh mức điện áp 5v để cấp cho mạch cầu H lái động cơ. Khối được thiết kế với hai bộ ngõ ra gồm xung DIR quy định chiều quay và xung PWM nhưng chỉ sử dụng 1 ngõ ra cho hệ Pendubot.
Hình 5.11 Sơ đồ nguyên lý mạch đệm phát xung điều khiển PWM
5.3.3.4 Sơ đồ nguyên lý khối giao tiếp với máy tính
Sơ đồ nguyên lý khối giao tiếp với máy tính: sử dụng IC giao tiếp FT232R chuyển đổi tín hiệu giao tiếp SCI/UART từ vi điều khiển thành giao tiếp USB để truyền tín hiệu lên máy tính.
5.3.3.5 Sơ đồ nguyên lý mạch chuyển đổi xung vi sai qua xung PNP
Hình 5.13 Sơ đồ chuyển đổi xung vi sai qua xung NPN
5.3.3.6 Khối cấp nguồn cho mạch điều khiển
Có nhiệm vụ cung cấp nguồn Dc 24v cho mạch cầu H lái động cơ. Để cung cấp đủ công suất cho DSP, 2 Encoder, các IC đệm và mạch giao tiếp máy tính
Hình 5.15 Sơ đồ mạch điều khiển trung tâm
Kết quả thi công board mạch điều khiển thực tế: Sau khi thi công và lắp đặt mạch
điều khiển đã hoạt động tốt, các giá trị encoder đo về chính xác khơng bị nhiễu. Xung PWM xuất ra chính xác, mạch giao tiếp với máy tính chạy ổn định.