Cam bien trong robot(sensor robot)

  • 1,139 views
Uploaded on

Cam bien trong robot (sensor robot)

Cam bien trong robot (sensor robot)

More in: Education
  • Full Name Full Name Comment goes here.
    Are you sure you want to
    Your message goes here
    Be the first to comment
    Be the first to like this
No Downloads

Views

Total Views
1,139
On Slideshare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
0

Actions

Shares
Downloads
49
Comments
0
Likes
0

Embeds 0

No embeds

Report content

Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
    No notes for slide

Transcript

  • 1. Lớp cơ điện tử 2-K47 Nhóm : NNT-DR 1 Cảm biến trong robot 1.Định nghĩa cảm biến Cảm biến thường được định nghĩa theo nghĩa rộng là thiết bị cảm nhận và đáp ứng lại với những kích thích và các tín hiệu .Đây là thiết bị vô cùng quan trọng để robot có thể nhận biết được chính mình và thế giới bên ngoài .Chúng ta phải cần nghiên cứu rõ hơn về vấn đề này ,để giúp cho robot trở lên càng ngày thông minh hơn. Qua hai sơ đồ sau ta có thể hình dùng sơ lược về bộ cảm biến : x y kích thích đáp ứng Mô hình mạch của bộ cảm biến Hệ thống điều khiển tự động quá trình 2.Tìm hiểu một số bộ cảm biến thường sử dụng trong robot Bộ cảm biến Quá trình (các biến trạng thái) Cơ cấu chấp hành Bộ cảm biến Chương trình Bộ vi xử lý
  • 2. Lớp cơ điện tử 2-K47 Nhóm : NNT-DR 2  Cảm biến nhìn toạ độ chuyển động robot sủ dụng công nghệ nhận dạng ảnh. Di Chuyển rất nhỏ của tay máy có thể được điều khiển bằng kỹ thuật mới với hai mạch phản hồi dễ giảm độ lớn sai lệch vị trí. Sai lệch cỡ centimet là hiệu số vị trí thực hiện trên một tay và vị trí đo và tính trên tay khác .Sai số này tăng từ nguồn của bộ chấp hành và cảm biến và mô hình động học sử dụng trong tính toán điều khiển.So với phương pháp sản xuất hiện nay việc điều khiển chuyển động của robot với phản hồi bằng mắt,phương pháp mới không đòi hỏi chỉnh định không gian làm việc cũng không sử dụng toạ độ chuẩn tuyệt đối để tính toán biến đổi giữa không gian làm việc và các toạ độ khớp nối robot. Hệ thống nhìn của robot gồm có 5 camera: 3 camera cố định cung cấp góc nhìn của không gian làm việc và 2 camera lắp trên cổ tay để nhìn cận cảnh .Hệ thống nhìn có khả năng nhận biết đối tượng cần nhìn và thao tác,phát dữ liệu toạ độ của đối tượng cảm nhận ở vị trí tầm nhìn. Phương pháp nhìn mới này có thể được thực hiện theo hai bước: 1. Camera cận cảnh trên cổ tay robot ban đầu được điều khiển để nhìn đối tượng trong phạm vi hẹp.Bộ cảm nhận cuối được điều khiển để di chuyển tới vị trí bình thường gần đối tượng và trong thì trường.Nói chung cơ cấu chấp hành dừng ở vị trí gần đó, vị trí này do camera đo,sau đó sai số vị trí đo được sử dụng để tính đến sai số nhỏ về vị trí đo được và chuyển động tương đối nhỏ,có thể điều chỉnh một cách chính xác. 2. Ánh xạ trực tiếp gần đúng giữa các toạ độ nhìn và toạ độ khớp nối cơ cấu chấp hành có thể được thiết kế không qua chuyển đổi trung gian và từ các toạ độ tuyệt đối. Thực ra điều này có nghĩa là việc định chuẩn đòi hỏỉ ít điểm hơn việc định chuẩn thông thường trong toạ độ tương đối .Việc định chuẩn được tiến hành bằng việc đo vị trí của đối tượng (trong toạ độ thị trường) khi đối tượng được giữ cứng bằng cơ cấu thao tác ở vị trí điều khiển (trong tọa độ khớp nối của cơ cấu thao tác) và khi các camera được đặt tại các vị trí điều khiển khác nhau .Tiếp theo sec nội suy và ngoại suy đến các vị trí chuẩn được thực hiện bằng cách sử dụng các biến đôi động học phi tuyến  Cảm biến cáp sợi quang đo vị trí và di chuyển Đây là loại cảm biến rẻ tiền và được áp dụng vào những năm 60 để đo vị trí ,khoảng cách và di chuyển . Cảm biến gồm khoảng 900 sợi quang ghép trong cùng một sợi cáp kèm theo một sợi kim loại ở giữa để đảm bảo độ cứng mong muốn
  • 3. Lớp cơ điện tử 2-K47 Nhóm : NNT-DR 3 Nguồn Phát hiện Vật Cảm biến vị trí dùng 2 sợi quang Ánh sáng tới Ánh sáng trở về Mục tiêu  Cảm biến vận tốc và gia tốc Để đo tốc độ động cơ ta sử dụng những phương pháp sau đây: -Sử dụng máy phát tốc - Sử dụng bộ cảm biến quang tốc độ với đĩa mã hoá -Sử dụng máy đo góc tuyệt đối -Xác định tốc độ gián tiếp qua phép đo dòng điện và điện áp stato mà không cần dùng bộ cảm biến tốc độ Hiện nay ta thường chúng ta thường sử dụng phương pháp dùng bộ cảm biến tốc độ với đĩa mã hoá và xác định gián tiếp  Cảm biến lực Các phương pháp cảm biến lực có thể thực hiện bằng cách:
  • 4. Lớp cơ điện tử 2-K47 Nhóm : NNT-DR 4 - Cân bằng một lực chưa biết với một lực đối kháng sao cho lực tổng cộng và momen tổng cộng chúng bằng không - Đo gia tốc của vật có khối lượng đã biết để xác định lực - Cân bằng lực chưa biết với một lực điện từ - Biến đổi lực thàp áp suất chất lỏng và đo áp suất này - Đo ứng suất tạo nên khi vật bị biến dạng đàn hồi và suy ra lực. Trong đó để đo đươc lực ta thường dùng phương pháp gián tiếp. Ví dụ bộ cảm biến lực được chế tạo bằng cách phối hợp bộ cảm biến vị trí và bộ cảm biến đổi lực thành di chuyển.Như Bộ cảm biến lực sử dụng cuộn dây ví sai,Bộ cảm biến lực thạch anh,Bộ cảm biến lực thành áp điện Ở đây em xin giới thiệu các bước thiết kế sensor cho robot được download từ trên mạng về với nguyên bản tiếng anh . Em xin dịch lại như sau: 1.Thiết kế Sensor: Robot nếu không cảm biến thì nó chỉ như chỉ là cái máy .Những robot cần phải có Sensor để có thể giải quyết những chuyện xẩy ra thế giới bên ngoài và phản hồi lại những thay đổi trạng thái .Trong chương này chúng tôi giới thiệu nhiều loại cảm biến và giải thích những tính điện của chúng sử dụng và thực hành ứng dụng chúng.Những Sensor xuất hiện ở đây không diễn tả toàn bộ ,nhưng nó chỉ đơn thuần định hướng cho chúng ta . 2.Sensor như máy biến đổi vạn năng Chức năng cơ bản của Sensor là đo lường các nét đặc trưng của thế giới,như ánh sáng ,âm thanh,hoặc áp suất và chuyển đổi thành các tín hiệu điện ,thường là điện áp hoặc dòng điện.Những kiểu mà Sensor đáp ứng lại những kích thích thích là thay đổi điện trở của chúng (như Tế bào quang điện),thay đổi dòng điện (Cảm biến quang),hoặc thay đổi điện áp ra (Cảm biến hồng ngoại).Những nguồn điện ra của những Sensor có thể dễ dàng chuyển thành những điện khác đặc trưng . 3.Sensor liên tục và số : Có hai kiểu Sensor cơ bản :liên tục và số .Hầu hết hai loại này khác nhau về chức năng,ứng dụng ,và cách sử dụng chúng vơi bo mạch của robot .Tín hiệu của Sensor liên tục là một dãy số đo liên tục ở đầu ra.Ví dụ ,đặc thù của một tế bào quang điện là có một điện trở 1k ohm màu sáng ,và một điện trở 300k ohm màu đen .Còn những giá trị nằm giữa hai khoảng đó thì phụ thuộc mức ánh sáng chiếu lên.Cảm biến số ,theo một hướng khác,nó chỉ có hai trạng thái,tắt và bật (“0” và “1”) .Ví dụ đơn giản nhất về Sensor là một cái công tắc điện .Đặc thù cái công tắc điện là mạch hở (điện trở là vô cùng lớn)khi công tắc không bật và mạch kín (điện trở bằng không) khi công tắc bật.
  • 5. Lớp cơ điện tử 2-K47 Nhóm : NNT-DR 5 Một vài Sensor tạo ra những tín hiệu số rất phức tạp.Những Sensor đó tạo ra những dãy xung chuyển tiếp giữa hai trạng thái điện áp 0V và 5V.Với loại cảm biến này ,tần sô riêng và hình thù của dãy xung sẽ mang thông tin từ cảm biến đo lường.Ví dụ cho loại cảm biến này như là máy dò đầu nhọn dùng điều biến hồng ngoại.Với những Sensor thì trên thực tế những thành phần đo được là những tín hiệu liên tục nhưng khi tín hiệu đưa ra được xử lí thành những tín hiệu số . 4.Cảm biến vào trên bo mạch chủ của robot Bo mạch chủ của robot bao gồm các cổng vào cho cả cảm biến số và liên tục .Các cổng này rất nhạy cảm với điện áp ,mỗi kiểu sẽ nhận được sự khác nhau từ điện áp vào và đưa thành dữ liệu để bộ vi xử lí sử lí.Cổng liên tục đo điện áp và chuyển thành số từ 0 đến 255 ,tương ứng với mực điện áp 0V và 5V .Chuyển thành tỉ lệ là vạch thẳng,như điện áp 2.5V có thể tạo ra giá trị vào 127 hoặc 128 .Với cổng số ,thì bằng cách nào đó nó chuyển đổi thành điện áp thành 2 giá trị ra là 0 và 1.Nếu điện áp trên cổng số có mức dưới 2.5V thì lúc ra sẽ là 0,Còn nếu lớn 2.5V thì sẽ là 1.Như vậy sự chuyển đổi này không giống như một đường thẳng. 5.Đọc tín hiệu vào từ cảm biến. Trong thư viện hàm của C có hàm analog(-#) sử dụng để trả lại giá trị riêng của cổng cảm biến liên tục.Cho ví dụ,về IC Val=analog(27) Đây là bộ giá trị của biến val ở đầu ra của cổng #27 Tại đầu vào số của bo mạch robot có một điện trở biến đổi để kéo mức điện áp đầu vào lúc nào cũng bằng 5V khi không kết nối .Khi đóng hoặc ấn công tắc kết nối với một cổng số có thể làm thay đổi điện áp về 0V do làm nối ngắn mạch về đất.Kết quả nhận được ở đầu ra là : mở =5V và đóng =0V,là logic ngược mà chúng thường xuyên muốn.Điều đó là ta thường ưa thích sử dụng cổng số mang giá trị 0 hoặc thường là sai và chuyển đổi về 1 hoặc đúng khi cái công tắc bật cái gì đó (giống như tường hoặc con robot khác ) và khi ấn công tắc.Thư viện hàm IC digital(port -#) sử dụng để đọc giá trị True-False kết hợp với cổng số nối với sensor để biến đổi ngược lại tín hiệu đo lường nhận được trên một cổng số .Nghĩa là từ đây khi ta ấn công tắc (tức là 0V trên phần cứng )thì hàm digital() sẽ trả lại giá trị 1 hoặc giá trị True Ví dụ: If(digital(2)) do _it(); trả lại giá trị True (hoặc 1 ) và gọi hàm do_it() nếu tại cổng 2 có giá trị 0V (biểu thị đang ấn khoá)
  • 6. Lớp cơ điện tử 2-K47 Nhóm : NNT-DR 6 6.Kết nối chốt chuẩn Đặc điểm chung của cảm biến dây Hình trên là hình dạng cái giắc cắm để kết nối với cảm biến với bo mạch chủ của robot .Ta thấy cái giắc này là không đối xứng (do một chốt đã tháo rời từ 4 chốt của phần đầu đực) Và là bởi vì nó phân cực.Cái giắc này chỉ được ở trong bo mạch robot và theo một hướng ,vì vậy dây nối phải nối đúng ,nó không thể nối đằng sau cổng nối sensor .Cái giắc cắm rất dễ sử dụng đúng ,nhưng tất nhiên nếu nối sai dây thì bạn phải nối lại dây kể từ khi giắc không thể xoay vòng . Trên thực tế sensor được nối với 3 dây với giắc cắm .Hai dây được nối với nguồn 5V với bo mạch chủ robot ,kí hiệu“+5và“Gnd”.Dây thứ 3 kí hiệu là “signal” là điện áp ra của cảm biến.Nó là phần công việc của cảm biến có sử dụng điện áp của bo mạch chủ (nếu cần thiết ) và nó trả lại “answer”, bằng điện áp trên dây tín hiệu . 7.Mạch cảm biến . Hình vẽ trên giới thiệu mạch kết nối với cảm biến .
  • 7. Lớp cơ điện tử 2-K47 Nhóm : NNT-DR 7 Hình trên mô tả mạch kết hợp với sensor .Nó thuộc về bo mạch chủ của robot và đây là mô hình chung cho các kênh nối với sensor .Ở đây ta cần chú ý tới cái điện trở kéo nối từ sensor từ dây tín hiệu vào với nguồn 5V Có hai lí do để ta sử dụng điện trở .Thứ nhất ,nó tạo ra giá trị mặc định cho đầu vào của sensor --- giá trị khi đầu vào không có sensor .Một số ICs ,lắp trên bo mạch chủ của robot nó đọc và dịch từ điện áp vào của sensor ,nó không thực hiện tốt khi đầu vào ở phía bên trái không kết nối .Với mạch trên thì khi không có kết nối thì điện trở kéo luôn nối với nguồn 5V nên đầu vào của sensor là đường thẳng .Như vậy ,giá trị mặc định ở cổng liên tục là 255 ,Trong khi giá trị mặc định ở cổng số là 0 hoặc mức logic sai.(nhớ rằng 5V đầu vào )
  • 8. Lớp cơ điện tử 2-K47 Nhóm : NNT-DR 8 Em xin giới thiệu một loại sensor bắt đường của robot ,thường dùng trong thực tế Cảm biến hồng ngoại gồm :đèn led (phát )và transistor thu Nguyên lí chung : cường độ phát càng lớn thì dòng điện trên transistor càng lớn. Theo sơ đồ trên thì điện rơi trên điện R trên mạch thu càng lớn khi R tăng. Ta thấy rằng nếu màu sắc khác nhau thì độ phản xạ khác nhau dẫn đến dòng thu cũng khác nhau.
  • 9. Lớp cơ điện tử 2-K47 Nhóm : NNT-DR 9 Đây là mạch cơ bản nhưng trong thực tế không dùng vì nhạy cảm với nhiễu (ánh sáng tự nhiên ,ánh sáng đèn). Thực tế dùng :mạch phát +5v 677.8mV Q1 D613 3.332V §iètph¸thång ngo¹i R7 5.6k R12 10k D1 12 1.661V R42 1k 0 U10 555B1 2 34 5 6 7 8 GND TRIGGER OUTPUTRESET CONTROL THRESHOLD DISCHARGE VCC C3 10n R6 5.6k R41 POTA 1.661V C4 0.1uf
  • 10. Lớp cơ điện tử 2-K47 Nhóm : NNT-DR 10 Mạch thu tín hiệu: Ví dụ về mạch thu tín hiệu dùng bóng thu chuyên dùng: 0 0 R26 1k R23 1k R27 10k +5v 0 R30 1k 0 +5v 0 R25 10k +5v C10 1uf U13D LM324 12 13 411 14 + - V+V- OUT R31 1k 0 +5v R28 10k +5v R29 1k Q4 Q2SC829 D4 LED 0 C11 4.7uf U13A LM324 3 2 411 1 + - V+V- OUT 0 R24 1k
  • 11. Lớp cơ điện tử 2-K47 Nhóm : NNT-DR 11 Ví dụ về cảm biến phản xạ: Một số lưu ý khi chỉnh mạch :
  • 12. Lớp cơ điện tử 2-K47 Nhóm : NNT-DR 12 -giá trị điện trở R phải phù hợp thường điện trở phát 1K,điện trở thu 100K - Kiểm tra thử đối vật liệu mà cần do để tìm điện áp làm việc - Kiểm tra với những ánh sáng khác nhau để thử độ nhậy -Bọc kín các sensor để tránh nhiễu Phương pháp bố trí cảm biến trong robot dò đường : Bố trí cảm biến ít nhất hai cảm biến hai bên mép để robot đi theo đường thẳng . Ví dụ một số cảm biến màu như E3S-VS color mark sensor của hãng omron Động cơ trong robot I.Động cơ bước :
  • 13. Lớp cơ điện tử 2-K47 Nhóm : NNT-DR 13 1.Mở đầu Lợi ích của động cơ bước : Không chổi than: Không xảy ra hiện tượng đánh lửa chổi than làm tổn hao năng lượng, tại một số môi trường đặc biệt (hầm lò...) có thể gây nguy hiểm Tạo được mômen giữ: Một vấn đề khó trong điều khiển là điều khiển động cơ ở tốc độ thấp mà vẫn giữ được mômen tải lớn. Động cơ bước là thiết bị làm việc tốt trong vùng tốc độ nhỏ. Nó có thể giữ được mômen thậm chí cả vị trí nhừ vào tác dụng hãm lại của từ trường rotor. Điều khiển vị trí theo vòng hở: Một lợi thế rất lớn của động cơ bước là ta có thể điều chỉnh vị trí quay của roto theo ý muốn mà không cần đến phản hồi vị trí như các động cơ khác, không phải dùng đến encoder hay máy phát tốc (khác với servo). Độc lập với tải: Với các loại động cơ khác, đặc tính của tải rất ảnh hưởng tới chất lượng điều khiển. Với động cơ bước, tốc độ quay của rotor không phụ thuộc vào tải (khi vẫn nằm trong vùng momen có thể kéo được). Khi momen tải quá lớn gây ra hiện tượng trượt, do đó không thể kiểm soát được góc quay. Phân loại động cơ : Động cơ buớc với roto là nam châm vĩnh cửu - nhận biết : + Khi mất nhãn mác, khi quay trục động cơ bước có rotor là nam châm vĩnh cửu ta sẽ thấy vướng theo chu kỳ răng cưa.Trong khi đó, nếu là động cơ từ trở sẽ thấy trơn. + Cũng có thể phân biệt bằng đồng hồ vạn năng. Động cơ từ trở thường có 3-4 cuộn dây được đấu chung GND trong khi động cơ nam châm vĩnh cửu thì không. - phân loại động cơ :
  • 14. Lớp cơ điện tử 2-K47 Nhóm : NNT-DR 14 +)Động cơ loại đơn cực (Unipolar), thường có 6 đầu ra. Đầu 1,2 thường được nối với cực dương, hai đầu a và b có thể được nối xuống đất hoặc không sẽ quyết định chiều quay của động cơ. +)Động cơ loại lưỡng cực (Bipolar), thường có 4 đầu ra. Về cấu tạo đơn giản hơn nhưng khó cho điều khiển vì phải đảo chiều dòng điện qua cuộn dây a,b. Động cơ bước kiểu từ trở
  • 15. Lớp cơ điện tử 2-K47 Nhóm : NNT-DR 15 Nguyên lí : Thông thường có ba hoặc bốn cuộn dây đấu chung một đầu. Đầu chung được nối với nguồn dương, các đầu còn lại lần lượt cho thông với đất để quay rotor. Trên hình vẽ, rotor có 4 răng và stator có 6 cực. Mỗi cuộn dây sẽ được quấn trên hai cực đối nhau. Vì vậy, giả sử, khi cấp điện cho cực 1 (stator), rotor sẽ quay cực gần nhất (X) để răng thẳng với cực 1. Cắt điện cuộn số 1, tiếp tục cấp điện cho cuộn 2, rotor sẽ quay răng tiếp sau (Y) cho thẳng với cực 2. Cứ như vậy điều khiển quay rotor. Sơ đồ điều khiển cơ bản của động cơ từ trở : Điện áp được cấp qua các khoá chuyển để nuôi các cuộn dây, tạo ra từ trường làm quay rotor. Các khoá ở đây không cụ thể, có thể là bất cứ thiết bị đóng cắt nào điều khiển được như rơle, transitor công suất... Tín hiệu điều khiển có thể được đưa ra từ bộ điều khiển như vi mạch chuyên dụng, máy tính. Vấn đề bảo vệ khóa điều khiển : Do cuộn dây động cơ có tính chất cảm nên không thể đóng cắt dòng qua cuộn dây ngay lập tức. Khi đóng, dòng trong cuộn dây tăng từ từ, trễ so với áp. Khi mở khoá, dòng này có thể gây lên một điện áp lớn đánh thủng tiếp điểm của khoá. Để tránh vấn đề này có hai phương cách giải quyết: + Mắc vào hai đầu cuộn dây một diode ngược + Mắc vào hai đầu cuộn dây một tụ điện Như hình vẽ:
  • 16. Lớp cơ điện tử 2-K47 Nhóm : NNT-DR 16 C1: Diode đảm bảo dẫn dòng qua trong một thời gian ngắn. Nếu dùng diode thường, loại 1N400x cần mắc song song thêm một tụ nhỏ. C2: Khi mở khoá, năng lượng trong cuộn dây sẽ được nạp vào tụ. Điện áp trên bản cực tụ cao hơn điện áp nguồn và phải đảm bảo nhỏ hơn điện áp chịu đựng của khoá chuyển. Từ đó có công thức tính tụ bảo vệ như trên. Khi khoá đóng, áp từ tụ xả qua khoá và khoá cũng cần chịu được điện áp này. Điều khiển động cơ bước đơn cực : 2 2 2 2 _ ax / 2 / 2 ( )van m ng P CU LI LI C U U    
  • 17. Lớp cơ điện tử 2-K47 Nhóm : NNT-DR 17 Mạch thực tế : Khoá chuyển mạch dùng là transitor SK3180 với hệ số khuếch đại khoảng 1000 lần. Với điện trở bazơ là 470 Ohm, dòng bazơ khoảng 10 mili Ampe, nghĩa là có thể cho dòng qua cuộn dây đạt vài Ampe. Có thể thay 74LS04 bằng một phần tử logic khác có cấu tạo collector hở, chịu được dòng qua khoảng 10 mili Ampe. Khi khoá chuyển có sự cố, dòng từ tải không “chảy” quay lại mạch điều khiển. + MOSFET ( Metal Oxit Semiconductor Field Effect Transitor): Điều khiển bằng điện áp,Ron nhỏ, tự ngắt ở điện áp source-drain quá cao, có thể bật tắt với tốc độ cao, hoàn toàn tuyến tính. MOSFET IRC IRL 540 có thể dẫn dòng lên tới 20 Ampe và tự ngắt tại điện áp 100V. Điều này dẫn đến việc không cần phải có diode bảo vệ khi gắn switch với một phiến tản nhiệt phù hợp. Trên mạch còn một diode ổn áp 5.1 V, một điện trở 100 Ohm. Trong trường hợp transitor bị hỏng, áp ngược không thể vượt quá cao làm hỏng các linh kiện TTL của mạch điều khiển. Với điều khiển động cơ chỉ cần dòng qua cuộn dây cỡ 500 mili Ampe, có thể dùng IC loại dãy darlington collector hở: + ULN2003, ULN2803 ( Allegro Microsystem) + DS2003 (National Semiconductor), MC1413 ( Motorola)
  • 18. Lớp cơ điện tử 2-K47 Nhóm : NNT-DR 18 Điều khiển động cơ lưỡng cực với cầu H: Motor bước lưỡng cực trên cuộn dây không có điểm giữa nên khi đảo chiều quay động cơ gặp khó khăn. Để đảo được chiều từ trường sinh ra trong cuộn dây ( cũng có nghĩa đảo chiều dòng điện) phải dùng một cấu trúc gọi là cầu H Với 4 khoá A,B,C,D có thể thiết lập được 16 chế độ trong đó 7 chế độ ngắn mạch nguồn Thông thường sử dụng A,D đóng trong chế độ thuận và B,C đóng trong chế độ ngược Chế độ hãm Cặp khoá A,D đóng, cặp khoá B,C mở, dòng chảy qua cuộn dây theo chiều mũi tên Nếu mở nhanh hai khoá A,D dòng tiếp tục duy trì dòng cũ và đi qua hai diode. Với tác dụng của áp nguồn với đất, dòng sẽ tắt rất nhanh, khi đó rotor vẫn quay. Nếu chỉ khoá khoá A còn vẫn để D như cũ, dòng điện vẫn khép kín qua cuộn dây như hình vẽ. Do điện trở
  • 19. Lớp cơ điện tử 2-K47 Nhóm : NNT-DR 19 nhỏ của cuộn dây, dòng sẽ duy trì trong một thời gian giảm dần và có tác dụng tạo nên một phanh hãm động, kéo rotor dừng lại. Chế độ chống ngắn mạch Một vấn đề rất đáng lưu tâm khi điều khiển động cơ loại lưỡng cực là vấn đề chống ngắn mạch. Giữa AB ( cũng như CD) phải có một liên động về điện. Dưới đây là một minh hoạ Xét mạch cầu H thực tế : XY ABCD Mode giảm dòng 00 0000 nhan thuận 01 1001 10 0110 Chạy nghịch 11 0101 Hãm
  • 20. Lớp cơ điện tử 2-K47 Nhóm : NNT-DR 20 Sơ đồ có đầu vào TTL, có thể điều khiển bởi một đầu collector hở như đã trình bày. Khi một trong hai tín hiệu X hoặc Y ở mức cao, đầu còn lại ở mức thấp, hai transitor chéo nhau sẽ đóng dẫn dòng qua cuộn dây. Khi cả hai ở mức thấp, hai transitor phía trên sẽ hở, khi cả hai ở mức cao, hai transitor phía dưới sẽ mở và như vậy cả hai trường hợp 00, 11 đều đặt mạch vào chế độ phanh động. Hoặc với một mạch đơn giản (như hình vẽ) Cũng có thể điều khiển động cơ bước lưỡng cực loại nhỏ bằng IC TTL ba trạng thái ( vẫn dùng điều khiển đường bus) như 74LS125 hay 74LS244 Mạch hoạt động tốt với cuộn dây có điện trở khoảng 50 Ohm với điện áp sụt khoảng 4.5V ( nguồn nuôi 5V). Cách mắc như trên cho phép dòng tăng lên gấp đôi (qua cuộn dây) so với dòng mà IC có thể dẫn.
  • 21. Lớp cơ điện tử 2-K47 Nhóm : NNT-DR 21 XYE Mode - - 1 Giảm nhanh dòng 000 Phanh động 010 Chạy thuận 100 Chạy nghịch 110 Phanh động Hoặc dùng IC chuyên dùng : L293: Phải mắc thêm cầu diode bên ngoài. L293D: Đã có sẵn cầu diode bên trong. - Để tản nhiệt cho IC có thể thiết kế chân GND rộng hay gắn thêm một phiến tản nhiệt - Dòng chịu được lên tới 3A
  • 22. Lớp cơ điện tử 2-K47 Nhóm : NNT-DR 22 Chip L298 cũng có thể dùng điều khiển động cơ có dòng qua cuộn dây chừng 2A. Để nâng dòng lên khoảng 4A, giống như trong trường hợp dùng 74LS244 ta mắc song song hai đầu ra như sơ đồ bên phải. Một điều đáng lưu ý với chip này là tốc độ switch rất nhanh, đến mức diode loại thường như 1N4007 không kịp dẫn. Vì vậy, phải dùng diode nhanh hơn. Tương đương với L298 có LMD18200 của National Semiconductor. Cách dùng IC tạo ra mạch H: Khi không có được những IC chuyên biệt cho việc cầu H, có thể ghép từ các IC nửa cầu H trong danh mục sau: IR2001, IR2002, IR 2003, IR2004, IR2111.
  • 23. Lớp cơ điện tử 2-K47 Nhóm : NNT-DR 23 MicroControl ler V Analo g Filter V* Có thể sử dụng chip chuyên dụng cho điều khiển ba pha nhưng bỏ bớt nhánh để tạo cầu điều khiển. TA7288P, GL7438, TA 8400, TA8405 II) Động cơ một chiều (DC) Trong robot một loại động cơ hay dùng là động cơ một chiều.Ta xét việc điều khiển động cơ một chiều thông qua việc thay đổi điện áp ,bằng phương pháp PWM(Pulse Width Modulation) + Tần số điều chế là không thay đổi + Bề rộng xung là thay đổi. Sơ đồ vi mạch 555/556: Tạo ra xung có đều nhau ,tần số :f=1.49/(RA+RB)C
  • 24. Lớp cơ điện tử 2-K47 Nhóm : NNT-DR 24 Tạo ra xung có bề rộng ΔT khi có xung vào chân trigger ΔT=1.1RC Hoặc ta có thể sử dụng IC555 : Mạch dùng điều khiển động cơ 6V, 0.5 A với đầu vào Vin=9V U1: tạo nhịp, chính là tần số làm việc U2: Chu kỳ làm việc
  • 25. Lớp cơ điện tử 2-K47 Nhóm : NNT-DR 25 Hoặc sử dụng vi điều khiển : VD1: Sử dụng hai timer T0,T2 của AT89C52 T0: chu kỳ của xung PWM T2: thời gian xung làm việc VD2: Tạo pattern 16 bit (0 tắt, 1 đóng), dùng timer giữ nhịp đẩy các bit ra cổng. VD3: Sử dụng thanh ghi CC 80C537, có thể đạt 5kHz.
  • 26. Lớp cơ điện tử 2-K47 Nhóm : NNT-DR 26