3.3.1.Giới thiệu mô hình hệ thống thí nghiệm
Hình 3.11. Mô hình hệ thống truyền động bám chính xác
Hình 3.11 là một mô hình thí nghiệm hệ truyền động chính xác tại phòng thí nghiệm Điện - Điện tử - Trƣờng ĐHKT Công nghiệp đƣợc thiết kế theo nguyên tắc hoạt động nhƣ mô hình MEDE5, điều khiển chuyển động đến 1 vị trí chính xác theo giá trị đặt hoặc chuyển động theo một quỹ đạo mẫu đặt sẵn. Phát triển mô hình có thể ứng dụng trong thực tiễn nhƣ máy vẽ 2 chiều, 3 chiều, máy CNC hay các hệ thống điều vị trí khiển chính xác khác.
Việc điều khiển chuyển động bám chính xác cho hệ thống trên đƣợc thực hiện qua điều khiển động cơ servo. Tín hiệu ra hệ thống bám chính xác theo tín hiệu đặt. Khi có sự sai lệch, tín hiệu hệ thống qua encoder sẽ đƣợc gửi về và đƣợc so sánh với giá trị đặt trong bộ điều khiển, từ đó bộ điều khiển sẽ gửi tín hiệu để điều khiển động cơ sao cho tín hiệu ra bám chặt theo tín hiệu đặt.
Hệ thống gồm các thành phần:
- Arduino Board: nhận tín hiệu phản hồi từ sensor vị trí (Encoder) và giao tiếp với máy tính, xuất tín hiệu ra mạch công suất (cầu H) để điều khiển động cơ.
Hình 3.12. Arduino Board
Arduino là một bo mạch vi xử lý đƣợc dùng để lập trình và tƣơng tác với với các thiết bị phần cứng nhƣ cảm biến, động cơ, và các thiết bị khác. Nhƣng ƣu điểm của Arduino là môi trƣờng phát triển ứng dụng cực kỳ dễ sử dụng, với ngôn ngữ lập trình có thể học một cách nhanh chóng ngay cả đối với những ngƣời ít am hiểu về lập trình. Và điều làm nên hiện tƣợng Arduino chính là mức giá rất thấp và tính chất nguồn mở từ phần cứng đến phần mềm. Arduino đƣợc chọn làm bộ não xử lý của rất nhiều các thiết bị từ đơn giản đến phức tạp. Arduino kết hợp đƣợc với các phần mềm Labview và Matlab, do vậy tạo điều kiện dễ dàng cho việc kiểm nghiệm các thuật toán điều khiển trong thực tế.
- Mạch cầu H (H-Bridge Circuit): điều khiển MOSFET công suất, cho phép đảo chiều, chống trùng dẫn, dòng cho phép 10A, thực hiện nhiệm vụ đảo chiều động cơ.
- Công tắc hành trình LXW5-11G1 dùng để giới hạn hành trình chuyển động của con trƣợt.
- Động cơ servo và cơ cấu bánh răng dùng để truyền động hệ thống là động cơ DB M60-8 có các thông số:
+ Điện áp 24 V.
+ Tốc độ 3000 vòng/phút. + Công suất: 60W.
+ Cơ cấu bánh răng để thay đổi tỉ số truyền
Hình 3.13. Động cơ servo và cơ cấu bánh răng