Bộ nguồn công suất biến đổi điện áp xoay chiều từ 220VAC - 50Hz sang nguồn một chiều đối xứng, đảm bảo dòng, áp cho hệ thống hoạt động.
2.3.6. Bộ con lắc ngược quay Kri PP-300 (Inverted Pendulum Apparatus Kri PP-300)
Hình 2.15. Bộ con lắc ngược a. Cảm biến góc quay (Potentiometer)
Cảm biến góc quay là một biển trở có giá trị 5KΩ (±20%), được cấp nguồn +5VDC, tín hiệu đầu ra để biến đổi ADC có biên độ thay đổi từ 0 đến +5VDC ứng với góc quay từ 0 đến 3600, dải mã hóa được 10 - bit ADC.
Hình 2.17. Trống quay
Ngoài ra trên cánh tay của hệ thống con lắc còn có cơ cấu giúp truyền tín hiệu từ cảm biến góc quay về mạch vi xử lý thông qua 3 vòng dây được quấn quanh một trống quay. Cơ cấu này giúp cho quá trình đưa tín hiệu vị trí con lắc về vi xử lý một cách dễ dàng, linh hoạt.
b. Encoder
Hệ thống con lắc ngược quay sử dụng Encoder (3 kênh ra A, B, Z) gắn trực tiếp lên trục động cơ một chiều. Encoder có độ phân giải 1000 xung/vòng.
Cho đến thời điểm tác giả tiến hành nghiên cứu thì hệ thống con lắc ngược quay Kri PP-300 đã có một số bộ phận bị hỏng, không còn phù hợp để sử dụng như: Bộ nguồn, encoder của hệ thống Kri PP-300 có tại phòng thí nghiệm bộ môn Đo lường - điều khiển đã không còn sử dụng được; phần mềm giao tiếp điều khiển đã không còn cài đặt, đọc được (đã hỏng do phần mềm này được lưu trên đĩa mềm); đặc biệt bo mạch điều khiển UC96 là mạch được mã hóa cứng, không có hỗ trợ kết nối mở rộng để có thể tác động điều chỉnh thay đổi cấu trúc điều khiển và giám sát.
Trước những điều kiện như vậy, đòi hỏi đặt ra là cần tìm những bộ phận thiết bị, vi mạch ứng dụng phù hợp để cải tạo, thay thế nhằm mục đích làm cho hệ thống thí nghiệm Kri PP-300 hoạt động được trở lại đáp ứng, phục vụ tốt cho quá trình thực hành thí nghiệm, nghiêm cứu khoa học có hiệu quả và vi mạch điện tử Arduino Mega có những đặc điểm như đã trình bày ở
chương 1 là một lựa chọn tốt để đáp ứng được đầy đủ những yêu cầu của một
vi mạch điều khiển hiện đại.
Và các bộ phận đã được thay thế thuộc hệ thống con lắc ngược quay Kri PP-300 tại phòng thí nghiêm bộ môn Đo lường - điều khiển là:
+ Encoder của hệ thống được thay thế bằng một encoder khác của hãng Omrom có thông số:
Hình 2.19. Vị trí Encoder
+ Bộ nguồn của hệ thống không còn sử dụng được, và đã được thay thế bằng bộ nguồn một chiều (Model: RPS 305DU) thích hợp, có tại phòng thí nghiệm của Bộ môn Đo lường - điều khiển.
Hình 2.20. Bộ nguồn
Loại: E6B2-CWS6B – Rotary encoder
Điện áp:+5 to 24VDC Xung/ vòng quay: 1000
Đầu ra: A, B, Z
+ Bo mạch điều khiển UC96 đã được thay thế bằng Vi mạch điện tử Arduino Mega 2560, nhằm đáp ứng những yêu cầu:
Hình 2.21. Arduino mega 2560
Ø Hoàn toàn có thể sử dụng môi trường Matlab/Simulink để cài đặt trực tiếp các thuật toán điều khiển, các ứng dụng một cách lịnh hoạt.
Ø Giảm thời gian, chi phí tích hợp phần cứng.
Ø Có phần mềm chuyên dùng hỗ trợ (Arduino softwave) sử dụng ngôn ngữ lập trình C++ thông dụng, có nền mã nguồn mở rất thuận tiện cho người sử dụng.
Ø Arduino mega 2560 có thể phối hợp, kết nối tín hiệu dễ dàng với bo mạch công suất điều khiển động cơ có của hệ thống con lắc ngược Kri PP-300.
Đó là cơ sở tốt lựa chọn Vi mạch điện tử Arduino mega 2560 để ứng dụng cài đặt thuật toán điều khiển con lắc ngược quay.