2.2.1.Cảm biến tiệm cận điện dung
2.2.1.1. Giới thiệu
Cảm biến tiệm cận bao gồm tất cả các loại cảm biến phát hiện vật thể không cần tiếp xúc như công tắc hành trình mà dựa trên những mối quan hệ vật lý giữa cảm biến và vật thể cần phát hiện. Cảm biến tiệm cận chuyển đổi tín hiệu về sự chuyển động hoặc xuất hiện của vật thể thành tín hiệu điện. Có 3 hệ thống phát hiện để thực hiện công việc chuyển đổi này: hệ thống sử dụng dòng điện xoáy được phát ra trong
vật thể kim loại nhờ hiện tượng cảm ứng điện từ, hệ thống sử dụng sự thay đổi điện dung khi đến gần vật thể cần phát hiện, hệ thống sử dụng nam châm và hệ thống chuyển mạch cộng từ.
2.2.1.2.Nguyên tắc hoạt động:
Cảm biến tiệm cận kiểu điện dung phát hiện sự thay đổi điện dung giữa cảm biến và đối tượng cần phát hiện. Giá trị điện dung phụ thuộc vào kích thước và khoảng cách của đối tượng. Một cảm biến tiệm cận điện dung thông thường tương tự như tụ điện với 2 bản điện cực song song, và điện dung thay đổi giữa 2 bản cực đó sẽ được phát hiện. Một tấm điện cực là đối tượng cần phát hiện và một tấm kia là bề mặt của cảm biến. Đối tượng có thể được phát hiện phụ thuộc vào giá trị điện môi của chúng.
2.2.1.3. Ứng dụng cảm biến tiệm cận điện dung trong robot ACL
Do trong quá trình làm việc, ngoài các vật cản ra thì ACL có thể gặp cầu thang, bậc thềm…, nếu không nhận biết được chúng thì sẽ robot có thể bị rơi xuống
cầu thang, hoặc các bậc thềm cao dẫn tới việc hỏng hóc cho robot. Vì vậy để khắc phục điều đó, em qua tìm hiểu em thấy việc ứng dụng cảm biến tiệm cận vào trong ACL là hết sức cần thiết và hợp lý. Các cảm biến sẽ được bố trí ở trước các bánh xe và được chiếu thẳng xuống sàn nhà. Các dây tín hiệu sẽ được đưa thẳng vào chân ngắt của vi điều khiển. Ở điều kiện bình thường, tín hiệu trả về vi điều khiển sẽ là mức cao, do trước mặt cảm biến có vật cản (vật cản ở đây là sàn nhà), khi đó chương trình ngắt không được thực thi. Khi robot vô tình đi ra mép cầu thang, hoặc mép thềm, tín hiệu trả về ngay lập tức sẽ từ mức cao chuyển về mức thấp dẫn đến xuất hiện tín hiện báo ngắt ở chân VĐK. Khi đó 1 chương trình con trong ngắt sẽ hoạt động, chương trình con này sẽ tạm nắm quyền và điều khiển robot tránh cầu thang. Khi robot đã trở lại vị trí an toàn có thể hoạt động bình thường thì chương trình con trong ngắt sẽ hết hiệu lực, việc điều khiển robot sẽ lại được trả về cho chương trình chính.