Bảng 3.2 Thông số động cơ
Điện áp hoạt động 3-12V
Dịng điện khơng tải 80mA
Dịng điện có tải 600A
Dịng khi bị giữ 2.29 A
Công suất định mức 13.2W
Momen 0.184 Nm
Mô men khi bị giữ 0.78 Nm
Tốc độ động cơ không tải 320 rpm
Tốc độ động cơ có tải 284 rpm
Tỉ số truyền 1:34
Đường kính trục 4 mm
Điện áp encoder 3.3 V
Số xung sau khi giảm tốc 374 xung/vòng
Chương 2: Lựa chọn phương án
26 Tính tốn lại vận tốc xe:
vt = 284
60 . 2.0.04 = 1.19 (m/s)
Vậy động cơ đã chọn thỏa mãn vận tốc đặt ra.
3.3 Tính tốn pin
Để động cơ hoạt động không ảnh hưởng đến nguồn cấp mạch điều khiển, ta sử dụng 2 nguồn cấp riêng biệt.
3.3.1 Nguồn cho động cơ
Sa bàn cuộc thi bao gồm các đoạn đường: đường thẳng dài 3000 mm, 2 đoạn cong bán kính 500mm, 4 đoạn đường giao nhau dài 1118 mm. Vậy tổng chiều dài robot phải đi trên sa bàn là 10 613 mm. Vận tốc trung bình của xe là 0.7 m/s. Do đó thời gian cần để chạy hết đoạn đường là 15.16 s. Để đảm bảo robot hoạt động ổn định trong q trình thử nghiệm, pin u cầu phải có dung lượng đủ lớn cho nhiều lần thử nghiệm.
Yêu cầu kĩ thuật:
Áp của pin phải lớn hơn hoặc bằng áp lớn nhất của động cơ DC Servo GA25 (12V). Khả năng cung cấp dịng cho hệ thống hoạt động khoảng 2 giờ.
Tính tốn cường độ dòng điện cần cung cấp: Dịng khi có tải của động cơ: 600 mA Số lượng động cơ: 2
Dòng tiêu thụ tổng cộng: 600x2x1.3 = 1560 mA
Từ yêu cầu kỹ thuật như trên, lựa chọn nguồn cấp cho động cơ gồm 3 pin Lition (3.7 V, 3400 mAh) mắc nối tiếp kết hợp mạch ổn áp XL6009.
Chương 2: Lựa chọn phương án
27
3.3.2 Nguồn cấp mạch điều khiển
Thiết bị Số lượng Dòng/đơn vị Dòng tổng cộng Điện áp
Encoder 2 6mA 12mA 3.3VDC
Cảm biến 7 8mA 56mA 5VDC
Vi điều khiển 1 30mA 30mA 9VDC
Tổng cộng 98mA
Ta chọn nguồn cấp cho mạch điều khiển gồm 2 pin Lition (3.7V - 3400V) kết hợp mạch ổn áp LM2596.
3.4 Kích thước khung xe
Chiều rộng:
Chiều dài khối động cơ từ gá động cơ tới encoder (khơng tính trục động cơ) là: 65 mm
Với 2 động cơ lắp đồng trục nên chiều rộng thên xe phải > 65x2 = 130 mm Chiều rộng khung xe phù hợp với đường đua vừa phải, bề rộng vạch kẻ 26 mm. Chọn chiều ngang xe 140 mm
Chiều dài: 270 mm
Chiều dài khung xe kết hợp với chiều rộng chọn trước đó tạo đủ khơng gian để bố trí các linh kiện: mạch điện/ mạch điều khiển, nguồn, tải trọng 2kg, …
Ngoài ra, ta cịn phải quan tâm đến dung sai hình học độ đồng trục của 2 bánh xe, yêu cầu phải có phần định vị khi thiết kế khung xe.
Chương 2: Lựa chọn phương án
28
Tại các đoạn đường chuyển hướng, xe có khả năng bị lật nếu việc bố trí thiết bị trên thân xe làm cho trọng tâm xe cao hơn một giới hạn nhất định. Giới hạn này có thể được tính tốn dựa trên mơ hình tốn sau trên Hình 3.2.