- Arduino board: là vi mạch điện tử Arduino mega 2560, có nhiệm vụ nhận tín hiệu từ Encoder, cảm biến góc quay, xử lý thuật toán điều khiển sau đó xuất ra tín hiệu PWM, Direction, Break để điều khiển động cơ của hệ thống con lắc.
Trong đó, các chân được kết nối để thực hiện nhiệm vụ xử lý tín hiệu, điều khiển con lắc ngươc Kri PP-300 như sau:
+ Tín hiệu góc con lắc (anpha) và tốc độ con lắc (anpha_dot) được lấy từ Encoder đưa về vi mạch điện tử Arduino mega 2560 thông qua chân số 18 và chân số 21(Digital in) trên vi mạch như Hình 3.2 là các chân đọc và xử lý tín hiệu số:
Hình 3.2. Chân đọc tín hiệu Encoder trên Arduino mega 2560
+ Tín hiệu điều khiển động cơ gồm: tín hiệu PWM, Direction và Brake:
Trong đó, Chân tín hiệu PWM (chân số 13-Digital out) là chân đưa ra tín hiệu điều khiển điện cấp cho động cơ qua cánh tay (Arm) hệ thống con lắc. Chân tín hiệu Brake (chân số 7-Digital out) là chân đưa ra tín hiệu hãm động cơ, chân này ở mức thấp sẽ cho phép động cơ quay, ở mức cao sẽ thực hiện hãm động cơ. Chân tín hiệu Direction (chân số 3-Digital out) là chân đưa ra tín hiệu chọn hướng quay thuận hoặc nghịch cho động cơ.
+ Tín hiệu góc quay của con lắc (Potention) được đưa về chân tín hiệu A0 (Analog in) của vi mạch, tín hiệu này là tín hiệu được biến đổi ADC (Analog Digital Converter) từ điện áp có biên độ từ 0 đến +5VDC (0- 1023bit). Quá trình biến đổi ADC được thực hiện trên vi mạch điện tử Arduino mega 2560.
Hình 3.4. Chân đọc tín hiệu góc quay con lắc trên Arduino mega 2560
- Mạch công suất điều khiển động cơ (Motor driver board): nhận các tín hiệu điều khiển từ vi mạch điện tử Arduino, sau đó khuếch đại đủ lớn để điều khiển chính xác động cơ. Ngoài ra trên mạch này còn có một mạch điện tử thực hiện khuếch đại đệm tín hiệu từ cảm biến góc quay đưa về trước khi đưa qua Vi mạch điện tử Arduino để xử lý.
- Khối nguồn (Power supply): Cấp điện áp đối xứng ±15VDC đến
±20VDC cho bo mạch công suất nhằm đảm bảo dòng, áp cho hệ thống hoạt động ổn định.
- Hệ thống máy tính (Computer system): có cấu hình phù hợp, được cài đặt phần mềm Matlab/simulink bản r2012a, và phần mềm Arduino softwave hoàn chỉnh để thực hiện cài đặt thuật toán, điều khiển giám sát hệ thống con lắc ngược quay Kri PP-300.