Sơ đồ ngun lý mơ hình bao gồm các khối:
- Khối điều khiển bao gồm Board Arduino Uno R3 (được sử dụng thay thế cho Arduino Mega trong hình 1.6) và phần mềm Matlab & Simulink. Khối này có nhiệm vụ cài đặt nhiệt độ đặt mong muốn, đọc giá trị cảm biến nhiệt độ và cho ra tín hiệu điều khiển với giải thuật PID số.
- Khối mạch cơng suất đóng vai trị điều khiển điện áp xoay chiều cấp cho lò nhiệt, với điện áp càng cao thì lị đạt cơng suất càng lớn.
- Thiết bị gia nhiệt được sử dụng trong lị nhiệt là bóng đèn sợi đốt, với cơng suất được cấp càng lớn thì bóng đèn sáng đồng thời tỏa ra nhiệt lượng lớn để gia tăng nhiệt độ trong lò nhiệt.
- Cảm biến LM35 được đặt trong lò nhiệt sẽ liên tục gửi giá trị nhiệt độ đạt được trong lò nhiệt theo chu kì lấy mẫu được cài đăt về khối điều khiển. Về nguyên lý, khi cấp nguồn cho mơ hình, cảm biến biến nhiệt độ LM35 sẽ truyền tín hiệu điện áp đến Arduino Uno R3. Arduino Uno đọc giá trị điện áp nhận được từ LM35, quy đổi sang nhiệt độ và gửi vào chương trình Matlab & Simulink. Tại đây, giải thuật PID mờ sẽ so sánh nhiệt độ thiết lập với nhiệt độ tức thời đo được và xuất ra xung PWM tương ứng từ 0 -255 cho Arduino Uno.
Arduino Uno sẽ gửi tín hiệu PWM đến khối mạch cơng suất, từ đó mạch cơng suất có nhiệm vụ điều chỉnh thời gian sáng của bóng đèn tỉ lệ với xung PWM đọc được. Xung càng lớn thì thì thời gian sáng của bóng đèn (trong nửa chu kì điện áp
sáng đèn tương ứng với (1𝑚𝑠 − 9𝑚𝑠). Nguyên tắc kích dẫn điều chỉnh thời gian đèn sáng sẽ được giải thích ở mục 4.2.2.