5. Giới thiệu về các chương mục của luận văn
2.2.2. Nguyên lý phần điện ựiều khiển
Với cảm biến ựo khoảng cách thì cảm biến nào cũng cơ giới hạn ựo (phạm vi cảm nhận). đối tượng ựo ựặt trong vùng phạm vi cảm nhận thì cảm biến sẽ nhận biết ựược. Nhưng thường thì khi ựối tượng nằm trong phạm vi cảm nhận mà càng gần hai biên ựộ giới hạn thấp và cao của khoảng cách cảm nhận thì khi ựó ựộ tuyến tắnh của mối quan hệ giữa ựại lượng khoảng cách và tắn hiệu ra sẽ giảm. Vì vậy khi
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ.. 22
thiết kế lựa chọn cài ựặt khoảng cách cảm nhận của cảm biến nằm trong phạm vi cảm nhậ phù hợp ựể ựảm bảo ựộ tuyến tắnh và chắnh xác các kết quả ựo.
Cụ thể trong luận văn sử dụng cảm biến hồng ngoại GP2D12 có khoảng cách cảm nhận từ 10cm ựến 80cm. Nếu cài ựặt khoảng cách cho cảm biến khi ựo trong khoảng từ < 10cm hoặc từ 60cm ựến 80cm thì cảm biến vẫn cảm nhận và ựưa ra tắn hiệu ựược nhưng ựộ tuyến tắnh giảm và ựồ chắnh xác phép ựo không cao.
Với cảm biến GP2D12 thông thường khoảng cách cài ựặt cho cảm biến khi ựo vảo khoảng từ 10cm ựến 60cm.
Ờ Nguyên lý xác ựịnh khoảng cách dịch chuyển của cơ cấu chuyển ựộng:
Tắnh toán từ số bước mà ựộng cơ bước ựã quay ựể xác ựịnh ựược chiều dài quãng ựường dịch chuyển tương ứng với số bước ựể xác ựịnh khoảng cách ựo.
Gọi số bước mà ựộng cơ quay trong 1 vòng là N (phụ thuộc vào việc lựa chọn khối ựộng cơ bước Ờ Chương IV)
Gọi số răng trong một vòng là n, chắnh là số răng trên bánh răng ựược gắn cố ựịnh trên trục ựộng cơ (phụ thuộc vào việc lựa chọn bánh răng sao cho ăn khớp với thanh răng và khớp với trục của ựộng cơ bước sau khi ựã lựa chọn ựộng cơ)
Gọi chiều rộng của một răng là l (chắnh là chiều rộng của một răng trên thanh răng)
Hình 2.4: Tắnh toán chiều khoảng cách dịch chuyển
Nếu ựộng cơ bước chuyển ựộng ựược x bước thì tương ứng với góc ựã quay là
x
β = ⋅ ∆α
với ∆α−góc quay ựơn vị tương ứng với một bước của ựộng cơ. Khi ựó chiều dài ựã dịch chuyển ựược tương ứng với x bước là
1
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ.. 23
với R Ờ bán kắnh của bánh răng quay.
Số bước mà ựộng cơ dịch chuyển ựược chắnh là số xung lần lượt cấp vào cuộn dây ựộng cơ bước (tốc ựộ ựộng cơ phụ thuộc vào tần số cấp xung hay thời gian chuyển giữa các xung).
Ờ Xác ựịnh khoảng cách thực (kết quả ựo)
Yêu cầu ựiều khiển khi bắt ựầu ựo thì hệ thống trờ vệ vị trắ ban ựầu, bất kể giá ựỡ dịch chuyển ựang ở vị trắ nào bên ngoài nhưng trong phạm vi chuyển ựộng thì trước khi ựo ựều ựược trở về vị trắ ban ựầu và giới hạn hành trình lùi về vị trắ 0 bởi công tắc hành trình a1.
Hình 2.5: Vị trắ ban ựầu của hệ thống ựo
Khoảng cách d21 hoàn toàn xác ựịnh ựược, khoảng cách này là cố ựịnh ựã ựược ựịnh sẵn, chắnh là khoảng cách từ thiết bị ựo ựến cảm biến khi hệ thống ở vị trắ ban ựầu
Khoảng cách cài ựặt của cảm biến trong khoảng từ 10cm ựến 60cm
Nếu hệ thống ựang ở vị trắ ban ựầu mà ựối tượng ựặt trong phạm vi khoảng cách nhỏ hơn khoảng cách cài ựặt (khoảng cách cài ựặt = 10cm-60cm) so với vị trắ của cảm biến thì trục ựỡ sẽ không chuyển ựộng mà tự ựộng ựọc kết quả ựo, là tổng khoảng cách:
21 1
d =d +d
với:
d21 Ờ khoảng cách từ ựầu cảm biến tới vị trắ của thiết bị ựo d1 - khoảng cách ựo ựược từ cảm biến tới ựối tượng.
Nếu hệ thống ựang ở vị trắ ban ựầu mà ựối tượng ựặt bên ngoài phạm vi với khoảng cách cài (khoảng cách cài ựặt = 10cm-60cm) ựặt thì trục ựỡ sẽ chuyển ựộng
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ.. 24
tịnh tiến tới khi cảm biến cảm nhận khoảng cách từ vị trắ của nó tới ựối tượng bằng khoảng cách cài ựặt thì trục ựỡ dừng lại và ựọc kết quả ựo tra về, là tổng khoảng cách
21 22 1
d =d +d +d
với:
d21 Ờ khoảng cách từ ựầu cảm biến tới vị trắ của thiết bị ựo d22 Ờ khoảng dịch chuyển tịnh tiến của cảm biến
d1 - khoảng cách ựo ựược từ cảm biến tới ựối tượng.
Hình 2.6: Xác ựịnh khoảng cách ựo
Nếu ựối tượng nằm ngoài khoảng từ 10cm Ờ 60cm hoặc không có ựối tượng thì thiết bị sẽ báo vật thể quá xa ngoài khoảng giới hạn từ 10cm Ờ 60cm thì hệ thống báo vật thể quá xa và không ựo ựược,
Trường hợp lý do nào ựó mà hệ thống vẫn dịch chuyển vươn ra xa thì công tắc hành trình a2 có nhiệm vụ giới hạn chuyển ựộng này không ựể hệ thống tiếp tục chuyển ựộng ra xa mãi.
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ.. 25
Chương III: THIẾT KẾ THIẾT BỊ đO KHOẢNG CÁCH VỚI đẦU đO DỊCH CHUYỂN đƯỢC