CHƯƠNG 4 THI CÔNG HỆ THỐNG
b. Lưu đồ xử lý điều khiển động cơ
4.4 LẬP TRÌNH MƠ PHỎNG
4.4.2 Xử lý tín hiệu
Sử dụng chức năng Serial Plotter trong phần mềm lập trình Arduino để đọc các giá trị dữ liệu cảm biến dưới dạng sơ đồ dạng sóng để dễ dàng xác định được ngưỡng điều khiển cho cảm biến.
Trong đó: : GyroX : GyroY
Hình 4. 29 Tín hiệu cài đặt giá trị offset Hình 4. 28 Tín hiệu gật liên tục Hình 4. 28 Tín hiệu gật liên tục
Từ đồ thị biểu diễn tín hiệu của con quay hồi chuyển (Hình 4.27) chưa qua bộ lọc Kalman cho thấy rằng tín hiệu nhận được rất nhiễu ở cả 2 trục của nó.
Trong đó: : GyroX : GyroY
Hình 4.28 biểu diễn dạng sóng của con quay khi cảm biến bị lật liên tục. Từ đồ thị này cho thấy rằng, khi con quay bị lật liên tục với tốc độ nhanh thì giá trị đạt ở ngưỡng cực đại là ±250 vì phạm vi giới hạn thang đo được chọn là ±250 tương ứng với độ nhạy là 131 LSB/g. Từ đó, có thể sử dụng giá trị đo được của con quay hồi chuyển là GyroY để so sánh điều khiển trạng thái gật liên tục của người sử dụng.
Trong đó: : angelX : angelY : angleZ
Hình 4.29 mơ tả tín hiệu khi vi điều khiển đang tính tốn giá trị bù (offset) của cảm biến. Khi q trình tính tốn xong ta được kết quả như hình 4.30. Quá trình tính tốn này mất khoảng 3s để cảm biến ổn định. Sở dĩ ta thấy các tín hiệu ổn định khơng bị nhiễu vì nó đã được xử lý qua bộ lọc Kalman.
Trong đó: : angelX : angelY : angleZ
Hình 4. 30 Tín hiệu các giá trị offset đã được thiết lập
Trong đó: : angelX : angelY : angleZ
Hình 4.31 mơ tả tín hiệu khi thiết bị đặt nằm tương ứng với trục x hướng xuống dưới góc chúc tăng tương ứng với tín hiệu angleY. Từ biểu đồ tín hiệu này, ta có thể lấy giá trị của angleY để so sánh điều khiển khi thiết bị được đặt nằm.
Trong đó: : angelX : angelY : angleZ Hình 4. 32 Tín hiệu tiến Trong đó: : angelX : angelY : angleZ
Hai hình 4.32 và hình 4.33 mơ tả tín hiệu cúi đầu và ngửa đầu tương ứng với góc chúc (angleY). Từ biểu đồ này, ta có thể sử dụng giá trị angleY để so sánh điều khiển khi cúi đầu và ngửa đầu. Các tín hiệu này sẽ về giá trị ban đầu khi cảm biến nghiêng về vị trí ban đầu.
Trong đó: : angelX : angelY : angleZ
Hình 4. 34 Tín hiệu lùi khi quay đầu trái
Trong đó: : angelX : angelY : angleZ
Hai tín hiệu hình 4.34 và hình 4.35 là tín hiệu của góc quay (angleZ). Cũng giống như angleX và angleY nó cũng trả về giá trị ban đầu khi cảm biến trở lại vị trí ban đầu. Tuy nhiên, biểu đồ tín hiệu trên chỉ trong phịng thí nghiệm. Trên thực tế để sử dụng trục này rất khó vì nó khơng thể trở về giá trị ban đầu khi điều khiển xe do góc này ln thay đổi vì chuyển động của đầu đối với các trục khác và chính nó. Khi chạy thử nghiệm trên xe để điều khiển thì góc này vẫn giữ giá trị khi quay rồi trở lại vị trí ban đầu. Bằng cách tính tốn và giới hạn, nhóm đã chọn tín hiệu này để xử lý cho phép đi lùi bằng cách quay đầu tuy nhiên vẫn còn sai số trong một số trường hợp nhất định.
Trong đó: : angelX : angelY : angleZ
Trong đó: : angelX : angelY : angleZ
Hình 4. 37 Tín hiệu sang phải
Cũng như angleY hình 4.36 và hình 4.37 mơ tả tín hiệu của góc nghiêng (angleX). Các giá trị của tín hiệu này trả về giá trị ban đầu khi cảm biến trở vè vị trí ban đầu. Nhờ vào sự thay đổi giá trị của tín hiệu này để so sánh điều khiển khi nghiêng đầu qua trái hoặc nghiêng đầu qua phải.