C. HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN
2.Hệ thống mạch điện
2.1. Cảm biến
2.1.1 Cảm biến kiểu biến trở
Giả thiết biến trở là tuyến tính, công thức tính độ dịch chuyển x theo Vin:
30 5
mm in
x V
V
Khảo sát thực tế và tuyến tính hóa mối quan hệ giữa vị trí x và Rout, ta có công thức tuyến tính như sau: x34,8Rout 43, 6Vin
2.1.2. Tilt sensor:
Cảm biến bao gồm các chân điện cực, chứa dung dịch dẫn điện bên trong và các điện cực ngậm trong dung dịch. Dung dịch có khả năng dẫn điện và độ dẫn điện tỷ lệ thuận với chiều cao mà điện cực ngậm trong dung dịch. Như trên hình độ dẫn điện của 2 điện
32
cực a-b sẽ lớn hơn b-c. Nói cách khác cảm biến như một biến trở mà đầu vào là góc nghiêng và đầu ra là sự chênh lệch độ dẫn điện của các cặp cực.
Hình 3.2: Nguyên lý hoạt động của Electrolytic Tilt Sensor.
Ta không thể cấp nguồn một chiều cho cảm biến được vì nếu như vậy thì sẽ xảy ra quá trình điện phân làm cho dung dịch giảm khả năng dẫn điện. Mà ta phải cấp nguồn xoay chiều cho nó, tần số của nguồn phụ thuộc vào tính chất hóa học của dung dịch và vật liệu làm điện cực.
Để có thể đo được góc nghiêng thì tất cả các điện được phải ngậm trong dung dịch. Điều này dẫn đến phạm vi góc đo của cảm biến là có giới hạn. Thông thường trên thị trường thì khoảng góc đó của cảm biến từ ±10° ±80°.
2.2. Mô hình mạch điều khiển
Hình 3.3: Mô hình mạch điều khiển.
33 Trong đó:
- Slave 1 và 3 điều khiển vị trí để đảm bảo lực bám và định tâm. - Slave 2 và 4 điều khiển vận tốc để cho robot di chuyển trong ống.
2.2.1. Mạch nguồn cho robot
Cấp nguồn 24-30V AC cho robot từ bên ngoài. Vì điều khiển 12 động cơ nên cần 4 mạch nguồn để đảm bảo công suất cho toàn robot.
34
2.2.2. Mạch Master và Slave
Hình 3.5: Mạch VĐK Master.
35
Hình 3.7: Mạch VĐK Slave 2 và 4.
2.2.3. Mạch giao tiếp RS232
36