Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo mô hình giảng dạy LabVIEW sử dụng CompactRIO

Từ môi trường học tập và nghiên cứu tại Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh, chúng em đã đúc kết được nhiều kiến thức lẫn kinh nghiệm và được sự đồng ý các Thầy Cô tron

LỜI CẢM ƠN

Được sự phân công của Khoa Cơ Khí Động Lực Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật

Thành Phố Hồ Chí Minh và sự đồng ý của Giảng viên hướng dẫn ThS Nguyễn Trung Hiếu

đã giúp nhóm chúng em thực hiện đề tài “Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo mô hình giảng dạy

LabVIEW sử dụng CompactRIO”

Nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn các Thầy Cô đã giảng dạy và truyền đạt cho nhóm chúng em những kiến thức quý báu trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu tại Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh để nhóm chúng em có thể hoàn thành tốt nhất khóa luận tốt nghiệp

Nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn Thầy ThS Nguyễn Trung Hiếu đã tận tình

hướng dẫn, chỉ bảo và quan tâm đến nhóm chúng em Thầy đã hỗ trợ rất nhiều cả về cơ sở vật chất và những kiến thức mà Thầy đã truyền đạt cho nhóm chúng em trong quá trình thực hiện đề tài

Nhóm em cũng xin chân thành cảm ơn các quý Thầy Cô trong Khoa Cơ Khí Động Lực và đặc biệt là quý Thầy trong Bộ Môn Điện Tử Ô Tô đã tận tình chỉ bảo và giúp đỡ tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất cho nhóm chúng em

Trong suốt 16 tuần thực hiện đồ án, nhóm em không thể tránh khỏi những thiếu sót rất mong nhận được sự nhận xét, góp ý của quý Thầy để nhóm hoàn thành tốt hơn bài báo cáo của mình

Nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn!

TP Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2019 Nhóm sinh viên thực hiện

Nguyễn Đức Sang Trần Tuấn Huy

TÓM TẮT

Ngày nay, chúng ta đang đứng giữa cuộc giao thoa mạnh mẽ của nền công nghệ 4.0 cùng với đó là hàng loạt cuộc cách mạng công nghệ từ thủ công đến điều khiển tự động trong ngành công nghiệp kỹ thuật nói chung và ngành công nghiệp ô tô nói riêng Bắt kịp nhu cầu chung của xu hướng phát triển đó, các Giảng Viên cũng như Ban Giám Hiệu nhà trường đã tạo nhiều điều kiện thuận lợi cho các sinh viên như chúng em được học tập và rèn luyện thêm môn điều khiển tự động để đáp ứng được nhu cầu phát triển của ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Ô Tô

Từ môi trường học tập và nghiên cứu tại Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố

Hồ Chí Minh, chúng em đã đúc kết được nhiều kiến thức lẫn kinh nghiệm và được sự đồng ý

các Thầy (Cô) trong Khoa, nhóm chúng em đã thực hiện đề tài “Nghiên cứu, thiết kế và

chế tạo mô hình hỗ trợ giảng dạy LabVIEW sử dụng CompactRIO”

Đề tài nhóm chúng em thực hiện sẽ hỗ trợ cho việc giảng dạy, giúp cho người học có được cái nhìn thực tế chân thật hơn trong việc mô phỏng và thực nghiệm Đồng thời lập trình LabVIEW cho CompatRIO giúp nâng cao khả năng tư duy, nhạy bén và chính xác trong xử lý công việc, đó cũng chính là những yếu tố thiết yếu trong các ngành Điều Khiển

Tự Động Hóa đồng thời cũng mở ra những hướng phát triển mới trong ngành Công Nghệ

Kỹ Thuật Ô Tô hiện nay và trong tương lai

 Vấn đề nghiên cứu:

- Nghiên cứu lập trình LabVIEW và ứng dụng CompactRIO

- Thiết kế mô hình bằng chương trình CATIA

- Tìm hiểu thuật toán điều khiển tự động (PID)

- Thiết kế chế tạo mô hình hỗ trợ dạy học LabVIEW ứng dụng vào CompactRIO

 Phương pháp giải quyết vấn đề:

- Sủ dụng các nguồn tài liệu trên Internet đặc biệt là của hãng National Instruments tìm hiểu thông số kỹ thuật về các sản phẩm, thiết bị của hãng

- Tìm kiếm vật liệu thi công mô hình gồm: khung, đế gá sản phẩm, thiết bị bảo quản sản phẩm

- Sử dụng các cảm biến, cơ cấu chấp hành và các thiết bị hỗ trợ sẵn của hãng National Instrument để chế tạo mô hình, và nghiên cứu tìm hiểu các thuật toán điều khiển tự động

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

TÓM TẮT ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU vi

DANH MỤC CÁC HÌNH vii

DANH MỤC CÁC BẢNG xi

Chương 1 TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 1

1.1 Tình hình nghiên cứu trong nước và ngoài nước 1

1.2 Tính cấp thiết đề tài 1

1.3 Mục tiêu đề tài 2

1.4 Hướng tiếp cận 2

1.5 Phương pháp và phạm vi nghiên cứu 2

Chương 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 4

2.1 Giới thiệu phần mềm LabVIEW 4

2.2 Giới thiệu phần mềm CATIA 6

2.3 Giới thiệu các module NI CompactRIO 8

2.3.1 Thông số kĩ thuật CompactRIO NI 9076 8

2.3.2 Giới thiệu module NI 9205 12

2.3.3 Giới thiệu module NI 9505 19

2.3.4 Giới thiệu module NI 9234 25

2.3.5 Giới thiệu module NI 9403 27

2.4 Giới thiệu cảm biến, cơ cấu chấp hành 29

2.4.1 Chiết áp 29

2.4.2 Encoder 29

2.4.3 Motor Yakasawa 32

Chương 3 NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT VÀ ĐIỀU KHIỂN 38

3.1 Thuật toán điều khiển PID 38

3.2 Bộ điều khiển khâu P 39

3.3 Bộ điều khiển khâu I 39

4 Bộ điều khiển khâu 40

5 Phương pháp điều chỉnh thủ công các hệ số P, I, D 41

Chương 4 THIẾT KẾ MÔ HÌNH TRÊN CATIA VÀ TIẾN HÀNH THI CÔNG 42

4.1 Thiết kế mô hình bằng phần mềm CATIA 42

4.1.1 Thiết kế tổng quan 42

4.1.2 Thiết kế khung chịu lực chính 43

4.1.3 Thiết kế bộ nguồn, các module và bộ CompactRIO 43

4.1.4 Sản phẩm thiết kế mẫu 46

4.2 Thi công mô hình 48

4.2.1 Chuẩn bị các linh kiện cơ khí 48

4.2.2 Lắp ráp mô hình 49

Chương 5 XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN VÀ THU THẬP DỮ LIỆU TRÊN LABVIEW 59

5.1 Tổng quan chương trình thực hiện với CompactRIO 59

5.2 Hướng dẫn bắt đầu với CompactRIO 60

5.2.1 Thiết lập ban đầu cho CompactRIO 9076 và các thiết bị National Instruments 60

5.2.2 Cách tạo một chương trình FPGA Project 62

5.2 Hướng dẫn Built Compile Xilinx Tools 64

5.2.4 Hướng dẫn Disable Sleep Mode và Enable Drive 66

5.3 Thu thập dữ liệu cảm biến với module NI 9205 67

5.3.1 Kết nối phần cứng 67

5 .2 Chương trình thu thập dữ liệu với NI 9205 67

5 Chương trình giao tiếp giữa máy tính và NI 9205 70

5.3.4 Kết quả đạt được 72

5.4 Thu thập dữ liệu cảm biến với module NI 9234 74

5.4.1 Kết nối phần cứng 74

5.4.2 Chương trình mẫu thực hiện với NI 9234 75

5.4.3 Kết quả đạt được của chương trình NI 92 4 78

5.5 Thu thập dữ liệu tín hiệu với module NI 9403 78

5.5.1 Kết nối phần cứng 78

5.5.2 Chương trình thu thập dữ liệu với module NI 9403 79

5.5 Chương trình giao tiếp giữa máy tính và module NI 9403 82

5.5.4 Kết quả đạt được 82

5.6 Điều khiển tốc độ động cơ bằng module NI 9505 trên giao diện LabVIEW 83

5.6.1 Kết nối phần cứng 83

5.6.2 Tổng quan về hệ thống 84

5.6.3 Thực hiện chương trình mẫu với NI 9505 87

5.6.4 Các kết quả đạt được của chương trình NI 9505 88

5.7 Điều khiển vị trí động cơ bằng module NI 9505 trên giao diện LabVIEW 89

5.7.1 Tổnng quan về hệ thống 89

5.7.2 Thực hiện chương trình mẫu với NI 9505 92

5.7 Các kết quả đạt được của chương trình NI 9505 93

5.8 Điều khiển tốc độ động cơ bằng module NI 9505 và module NI 9205 93

5.8.1 Kết nối phần cứng 94

5.8.2 Chương trình trên FPGA main 95

5.8 Chương trình giao tiếp máy tính và NI 9505 NI 9205 98

5.8.4 Kết quả đạt được 101

5.9 Chương trình điều khiển vị trí động cơ bằng module NI 9505 và NI 9205 104

5.9.1 Chương trình điều khiển trên FPGA main 104

5.9.2 Chương trình giao tiếp giữa máy tính và NI 9505, NI 9205 104

5.9.3 Kết quả đạt được 107

Chương 6 KẾT LUẬN VÀ ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN 110

6.1 Những kết quả đã đạt được 110

6.2 Những khó khăn trong quá trình thực hiện đồ án 110

6 Định hướng phát triển 111 TÀI LIỆU THAM KHẢO 112 PHỤ LỤC 113

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU

ADC (Analog to Digital Converter): Bộ chuyển đổi tín hiệu tương tự sang tín hiệu số

AI Differental: Tín hiệu tương tự dùng kênh đôi

AI Single-Ended: Tín hiệu tương tự dùng kênh đơn

Analog Input: Tín hiệu tương tự ngõ vào

Analog Output: Tín hiệu tương tự ngõ ra

C Serial I/O module: Các thiết bị của hãng NI dùng để kết nối với CompactRIO

CompacRIO (Compact Reconfigurable IO Modules): bộ điều khiển thời gian thực, kết nối với các mô-đun IO cấu hình lại

DAQmx: Data Acquision

Digital Input (DI): Tín hiệu số ngõ vào

Digital Output (DO): Tín hiệu số ngõ ra

Encoder: Bộ mã hóa góc quay thành tín hiệu số

FPGA (Field-programmable gate array): Mạch tích hợp cỡ lớn, người dùng có thể lập trình

và tùy chỉnh được phần cứng

Graphical programming language: ngôn ngữ G, ngôn ngữ lập trình đồ họa

LabVIEW: Laboratory Virtual Instrumentation Engineering Workbench

Module: Thiết bị

Motor DC: động cơ điện một chiều

NI: National Instruments

RSE (Referenced Single-Ended): Phương pháp đo điện áp tham chiếu từng kênh

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 2.1 Phần mềm CATIA 7

Hình 2.2 NI CompactRIO 9076 9

Hình 2 Sơ đồ NI CompactRIO 9076 9

Hình 2.4 Đèn chỉ thị CompactRIO 9076 11

Hình 2.5 Thiết bị NI 9205 12

Hình 2.6 NI 9505 với cổng ra Spring Terminal and NI 9505 với cổng ra DSUB 14

Hình 2.7 Cách kết nối thiết bị dùng 2 kênh để đo 16

Hình 2.8 Kiểu kết nối Floating Differential Signals 16

Hình 2.9 Kết nối tín hiệu điện áp kiểu RSE 17

Hình 2.10 Kết nối tín hiệu điện áp kiểu NRSE 17

Hình 2.11 Cách kết nối dây điện với cổng Spring-Terminal 18

Hình 2.12 Thiết bị NI 9505 19

Hình 2.13 Led hiển thị của NI 9505 19

Hình 2.14 Thứ tự các chân trên cổng DSUB của module NI9505 21

Hình 2.15 Kí hiệu các chân trên module NI 9505 21

Hình 2.16 Sơ đồ kết nối các chân của motor với module NI 9505 22

Hình 2.17 Sơ đồ khối của module NI 9505 23

Hình 2.18 Vòng lặp PI được sử dụng trên module LabVIEW FPGA 24

Hình 2.19 Vòng lặp PI xuất giá trị PWM trên module NI 9505 24

Hình 2.20 Thiết bị NI 9234 25

Hình 2.21 Các cổng đọc tín hiệu của module NI 9234 26

Hình 2.22 Kiểu kết nối thông thường với module NI 9234 26

Hình 2.23 Kiểu kết nối tín hiệu với module NI 9234 có bọc chống nhiễu 26

Hình 2.24 Thiết bị NI 9403 27

Hình 2.25 Mạch bảo vệ quá dòng NI 9403 27

Hình 2.26 Sơ đồ chân kết nối NI 9403 28

Hình 2.27 Kết nối các tín hiệu Digital với NI 9403 28

Hình 2.28 Hình ảnh chiết áp 29

Hình 2.29 Cấu tạo encoder quang 30

Hình 2.30 Bảng thông số Encoder UTOPI 200SE 31

Hình 2.31 Phân biệt các chân Encoder dựa trên màu dây 32

Hình 2.32 Cấu tạo của động cơ điện một chiều 33

Hình 2.33 Nguyên lý hoạt động của động cơ điện một chiều 33

Hình 2.34 Chiều của lực điện từ tạo nên chuyển động quay 34

Hình 2.35 Bảng thông số của Motor R02SA 36

Hình 2.36 Thông số dòng điện cho phép để bảo vệ Motor 37

Hình 1 Sơ đồ khối của bộ điều khiển PID 38

Hình 2 Đồ thị về độ vọt lố và thời gian xác lập 39

Hình 4.1 Mô phỏng hình ảnh vali mẫu 42

Hình 4.2 Khung chịu lực chính 43

Hình 4.3 Bộ nguồn CompactRIO 9076 44

Hình 4.4 Bộ điều khiển CompactRIO 9076 45

Hình 4.5 Sản phẩm gồm khung và gá đỡ 46

Hình 4.6 Mô hình sản phẩm hoàn chỉnh 46

Hình 4.7 Mô hình sản phẩm khi nhìn trực diện 47

Hình 4.7 Mô hình sản phầm nhìn từ bên phải 47

Hình 4.8 Nhôm định hình 20 x 20 48

Hình 4.9 Ke góc vuông chìm 20 x 20 48

Hình 4.10 Sơ đồ hệ thống của mô hình 49

Hình 4.11 Dụng cụ chuẩn bị lắp ráp 49

Hình 4.12 Lắp ráp khung chịu lực 50

Hình 4.13 Lắp ráp dây điện, công tắc khối nguồn 50

Hình 4.14 Kết nối hệ thống điện mô hình 51

Hình 4.15 Lắp ráp các thiết bị vào mặt trên của mica 51

Hình 4.16 Lắp gá đỡ motor vào motor 52

Hình 4.17 Lắp motor vào mica trên 52

Hình 4.18 Lắp dây encoder và dây nguồn vào jack nối trên mica 53

Hình 4.19 Siết ốc cố định motor 53

Hình 4.20 Siết chặt đai ốc vào bulong, cố định motor 54

Hình 4.21 Cố định bảng điều khiển vào khung nhôm 54

Hình 4.22 Lắp khối nguồn vào mô hình 55

Hình 4.23 Nối dây cấp nguồn và để bộ CompactRIO vào mô hình 55

Hình 4.24 Mô hình sau khi lắp ráp hoàn 56

Hình 4.25 Mô hình sản phẩm thực tế 56

Hình 4.26 Sản phẩm thực tế khi nhìn trực diện 57

Hình 4.27 Sản phẩm mô hình giảng dạy LabVIEW sử dụng CompactRIO 57

Hình 5.1 Sơ đồ tổng quan chương trình với CompactRIO 59

Hình 5.2 Sơ đồ kết nối phần cứng 60

Hình 5.3 LabVIEW phiên bản 2018 61

Hình 5.4 Giao diện kết nối thiết bị của National Instruments 61

Hình 5.5 Thêm phần mềm cho NI Scan Engine 62

Hình 5.6 Chọn LabVIEW Project 63

Hình 5.7 Chọn CompactRIO Embedded System 63

Hình 5.8 Chọn Finish 64

Hình 5.9 Chọn Build Specifications 65

Hình 5.10 Chọn Select File for Compilation 65

Hình 5.11 Chọn Select Compile Server 66

Hình 5.13 Kết nối phần cứng với NI 9205 67

Hình 5.14 Chương trình đọc Analog Input NI 9205 68

Hình 5.15 Cửa sổ hiển thị của chương trình 68

Hình 5.16 Sơ đồ khối của chương trình 69

Hình 5.17 Cửa sổ hiển thị đọc Analog AI0 70

Hình 5.18 Cửa sổ hiển thị đọc Analog AI1 và AI2 70

Hình 5.19 Cửa sổ hiện thị đọc Analog AI3 71

Hình 5.20 Sơ đồ khối chương trình đọc tín hiệu Analog Input 0 71

Hình 5.21 Sơ đồ khối chương trình đọc tín hiệu Analog 72

Hình 5.22 Kết quả đọc tín hiệu Analog AI0 73

Hình 5.23 Kết quả đọc tín hiệu Analog AI1 và AI2 73

Hình 5.24 Kết quả đọc tín hiệu Analog AI3 74

Hình 5.25 Kết nối phần cứng NI 9234 74

Hình 5.26 Tìm kiếm chương trình NI 92 4 75

Hình 5.27 Thêm các thư mục vào chương trình đã tạo 75

Hình 5.28 Sơ đồ khối NI 9234 FPGA.vi 76

Hình 5.29 Cửa sổ hiển thị chương trình NI 92 4 77

Hình 5.30 Cửa sổ hiển thị giao tiếp máy tính và NI 9234 77

Hình 5.31 Kết quả đạt được từ đọc tín hiệu NI 9234 78

Hình 5.32 Kết nối phần cứng NI 9403 78

Hình 5 Chương trình thu thập dữ liệu với NI 9403 79

Hình 5.34 Tín hiệu ngõ vào Digital Input 80

Hình 5.35 Tín hiệu ngỏ ra Digital Output 80

Hình 5 6 Chương trình thiết lập ngỏ vào Digital Input 81

Hình 5 7 Chương trình thiết lập ngỏ ra Digital Output 81

Hình 5.38 Giao diện chương trình giao tiếp 82

Hình 5 9 Chương trình điều khiển việc giao tiếp giữa máy tính và thiết bị 82

Hình 5.40 Kết nối phần cứng NI 9505 83

Hình 5.41 Chương trình điều khiển tốc độ NI 9505 84

Hình 5.42 Vòng lặp Status Loop 85

Hình 5.43 Vòng lặp Velocity Loop 85

Hình 5.44 Vòng lặp Current Loop và PWM Loop 86

Hình 5.45 Vòng lặp Encoder Loop 86

Hình 5.46 Kết quả đạt được trên chương trình Host Turning 88

Hình 5.47 Kết quả đạt được trên chương trình Host 88

Hình 5.48 Chương trình điều khiển vị trí NI 9505 89

Hình 5.49 Vòng lặp Status Loop 90

Hình 5.50 Vòng lặp Position Setpoint Loop 90

Hình 5.51 Vòng lặp Position Loop 91

Hình 5.52 Vòng lặp Velocity Loop 91

Hình 5.53 Vòng lặp Current Loop and PWM Loop 92

Hình 5.54 Vòng lặp Encoder Loop 92

Hình 5.55 Kết quả đạt được trên chương trình Host Turning 93

Hình 5.56 Kết quả đạt được trên chương trình Host 93

Hình 5.57 Kết nối phần cứng NI 9205 và NI 9505 94

Hình 5.58 Chương trình quản lý điều khiển tốc độ 95

Hình 5.59 Chương trình đọc tín hiệu từ NI 9205 96

Hình 5.60 Chương trình điểu khiển tốc độ NI 9505 98

Hình 5.61 Cửa sổ điều chỉnh các thông số đầu vào 99

Hình 5.62 Cửa sổ điều chỉnh PID và hiển thị các thông số 99

Hình 5.6 Sơ đồ khối điều khiển tốc tốc độ motor 100

Hình 5.64 Kết quả điều khiển tốc độ motor DC (vòng/ s) 101

Hình 5.65 Chương trình xác định độ vọt lố và thời gian xác lập 102

Hình 5.66 Kết quả khả năng đáp ứng của hệ thống 103

Hình 5.67 Kết quả phản hồi của hệ thống 103

Hình 5.68 Chương trình quản lý điều khiển vị trí 104

Hình 5.69 Giao diện để thiết lập các thông số 105

Hình 5.70 Giao diện hiển thị thông tin hệ thống 105

Hình 5.71 Chương trình điều khiển NI 9505 và NI 9205 106

Hình 5.72 Kết quả đạt được khi vị trí 90 107

Hình 5.73 Kết quả hình ảnh thực tế ở vị trí 90 107

Hình 5.74 Kết quả thực hiện được ở vị trí 180 108

Hình 5.75 Kết quả hình ảnh thực tế ở vị trí 180 108

Hình 5.76 Kết quả thực hiện bám theo giá trị điểm đặt 109

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1 Hiển thị các lỗi của đèn Status Led 11

Bảng 2.2 Mô tả các chân tín hiệu của NI 9205 14

Bảng 2.3 Cặp chân tín hiệu module NI 9205 15

Bảng 2.4 Power Requirements NI 9234 25

Bảng 2.5 Mô tả chân tín hiệu NI 9234 26

Bảng 4.1 Bảng kích thước tổng thể của vali 42

Bảng 4.2 Kích thước tổng thể của khung chịu lực 43

Bảng 4.3 Bảng kích thước tổng thể của khối nguồn 43

Bảng 4.4 Kích thước tổng thể của CompactRIO 44

Chương 1 TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 1.1 Tình hình nghiên cứu trong nước và ngoài nước

 Ngoài nước:

Hiện nay trên thế giới có hàng ngàn các đề tài nghiên cứu khoa học dùng để điều khiển motor C như: điều khiển vị trí bướm ga, điều khiển tốc độ cầm chừng, cánh tay robot trong công nghiệp và y học, … Theo thời gian, các đề tài ngày được thực hiện với mực độ chính xác càng cao, chuyển động càng êm dịu, thời gian điều khiển tối ưu nhất,…

Bên cạnh đó, còn có các đề tài khoa học ứng dụng khác với các công nghệ tiên tiến, phát triển Ngành công nghệ kỹ thuật ô tô nói riêng và ngành kỹ thuật nói chung, việc áp dụng các công nghệ, nắm bắt cơ hội phát triển và vận dụng vào trong nghiên cứu là điều cần thiết

Để làm được điều đó chúng ta cần có một nền tảng điều khiển tự động vững chắc để làm cơ

sở phát triển lâu dài về sau

 Trong nước:

Cũng có nhiều đề tài về lập trình nhúng điều khiển các thiết bị tự động Nhưng nhìn chung đa số các đề tài thực hiện hoàn thành ở mức độ vận dụng và phát triển lên Ngoài ra

để hỗ trợ cho việc học thì chúng ta cần những mô hình dạy và học để xây dựng nền tảng

giúp cho chúng ta có cơ sở để thực hiện một đề tài hoặc một hướng phát triển nào đó

1.2 Tính cấp thiết đề tài

Ngày nay việc học ngày càng được chú trọng và nâng cao nhờ vậy chất lượng giảng dạy cũng được ưu tiên hàng đầu Có giảng dạy tốt thì việc vận dụng và phát triển mới vững chắc

ổn định lâu dài Nhận thức điều đó, việc thiết kế một thiết bị hỗ trợ cho việc giảng dạy là

điều cần thiết đồng thời tạo nguồn cảm hứng sáng tạo đến các thế hệ trẻ

Đặc biệt với các thiết bị 100% được nhập từ nước ngoài thì tài liệu và các linh kiện cũng như thiết bị bị hạn chế rất nhiều, đồng thời giá thành các phụ kiện đi kèm cũng rất đắc nên cũng khó khăn trong việc nghiên cứu và học tập Từ đó, chúng ta phải biết tận dụng những thiết bị nhà trường có sẵn, cụ thể là các sản phẩm từ hãng National Instrusment để tạo ra một

mô hình trực quan, đi kèm là các thông tin sản phẩm rõ ràng chính xác để cho việc dạy và

học ngày càng trở nên dễ dàng và hiệu quả

- Tìm hiểu về CATIA, LabVIEW

- Tham khảo các mô hình dạy học đảm bảo các yếu tố: vận hành chính xác, thiết kế gọn

dễ mang đi, chi phí phải chăng, thích hợp làm việc trong mọi điều kiện

- Thiết kế mô hình trên CATIA và tiến hành thi công

- Tìm kiếm thư viện hỗ trợ từng thiết bị và cách dùng từ hãng National Instruments

- Tìm hiểu về thuật toán điều khiển PID

- Viết chương trình điều khiển, thu thập dữ liệu bằng phần mềm LabVIEW

1.5 Phương pháp và phạm vi nghiên cứu

 Phương pháp giải quyết vấn đề:

- Sử dụng các nguồn tài liệu trên Internet để tìm hiểu về CATIA, LabVIEW, và các thuật toán điều khiển tự động

- Ứng dụng CATIA để phác thảo, thiết kế và mô phỏng sản phẩm

- Tìm hiểu vật liệu, gia công mô hình

- Ứng dụng thư viện LabVIEW và giải thuật PI để điều khiển động cơ và thu thập dữ liệu từ các cảm biến

 Phạm vi nghiên cứu:

- Thu thập dữ liệu các cảm biến (chiết áp), theo dõi và quản lý hệ thống điều khiển

- Điều khiển tốc độ động cơ

- Điều khiển vị trí động cơ

- Sử dụng tín hiệu cảm biến thay đổi giá trị điểm đặt để điều khiển động cơ

- Đưa ra nhận xét và đề xuất hướng phát triển của đề tài

Chương 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Giới thiệu phần mềm LabVIEW

Sự phát triển của tự động hóa nói riêng và kỹ thuật công nghệ nói chung ngày nay càng ngày càng gắn liền với những thành tựu của công nghệ phần mềm Nếu như trước kia, việc thực thi, mô phỏng những hệ thống được thực hiện khó khăn và phức tạp thông qua lập trình bằng ngôn ngữ đơn giản, thì ngày nay, xuất hiện ngày càng nhiều những công cụ cho phép người kỹ sư có thể nhanh chóng xây dựng trong thời gian ngày càng ngắn, công sức và độ phức tạp ngày càng ít, để xây dựng mô hình hệ thống và thực thi những bài toán điều khiển phức tạp

LabVIEW (Laboratory Virtual Instrumentation Engineering Workbench) là một trong những môi trường phát triển và nền tảng của ngôn ngữ lập trình trực quan (Visual Programming Language) do National Instruments xây dựng Ngôn ngữ lập trình đồ họa cho phép người lập trình có thể xây dựng những chương trình một cách trực quan bằng các biểu

đồ, sơ đồ thay vì gõ mã lệnh Sự phát triển của dạng ngôn ngữ này có lẽ gắn liền với sự thâm nhập ngày càng sâu của công nghệ thông tin vào các ngành kỹ thuật và ứng dụng, trong đó người sử dụng không cần tốn quá nhiều công sức cho việc lập trình để có thể xây dựng hệ thống, thay vào đó có thể tập trung vào ứng dụng của chương trình

Một trong những ngôn ngữ đó là Graphical Programming Leaguage, viết tắt là G, được xây dựng đầu tiên bởi Apple Macintos, và được National Instruments (NI) sử dụng để xây dựng nên bộ công cụ phần mềm LabVIEW nổi tiếng

Ngôn ngữ G – xương sống của bộ công cụ LabVIEW

Có thể nói, ngôn ngữ G là linh hồn và xương sống của LabVIEW Trong suốt quá trình phát triển của bộ công cụ này, trải qua rất nhiều phiên bản LabVIEW, gần như không thay đổi về phương thức lập trình của mình, chỉ thêm vào những công cụ, thư viện mới, module

và các nền tảng phần cứng mới Phiên bản mới nhất của LabVIEW hiện nay là 2019

LabVIEW chủ yếu được sử dụng trong những bài toán thu thập, xử lý dữ liệu, điều khiển thiết bị, và tự động hóa thiết bị điều khiển Nó có thể chạy trên nhiều hệ điều hành, từ Mac, Windows, Linux và cả một số hệ điều hành nhúng khác, có thể thực thi trên Windows mobile, các thiết bị có Windows CE, và PocketPC

Như đã nói chức năng đầu tiên và mạnh nhất của LabVIEW là thu thập dữ liệu (Data Acquision hay DAQ) NI hỗ trợ hàng loạt các phần cứng DAQ phong phú về mặt chất lượng, kích thước, và giá thành cho một số lượng lớn ứng dụng từ đơn giản đến phức tạp Và nếu không muốn bỏ tiền mua những thiết bị đó thì bạn vẫn có thể xây dựng những phần cứng và giao tiếp với máy tính thông qua cổng USB, LPT, COM, PCI, Bluetooth, Ethernet, Wireless, … LabVIEW có một bộ thư viện cho phép chúng ta giao tiếp tốt với những cổng

đó

Bên cạnh việc hỗ trợ thu thập dữ liệu, LabVIEW cung cấp một thư viện hết sức phong phú hỗ trợ xử lý tín hiệu và ngôn ngữ lập trình G có cơ chế cho phép người thiết kế quản lý thời gian thực thi các vòng lặp, quản lý các câu lệnh một cách tương đối chặt chẽ, đồng thời quản lý tài nguyên, thực thi các vòng lặp song song, xử lý đa luồng, bởi thế những chương trình LabVIEW có thể đáp ứng rất tốt các yêu cầu về thời gian, thậm chí yêu cầu thời gian thực

Một ứng dụng nổi bật khác của LabVIEW là điều khiển thiết bị, và tự động hóa thiết bị công nghiệp Bởi khả năng xử lý đa luồng và quản lý thời gian thực thi chặt chẽ đó, LabVIEW trở thành công cụ tuyệt vời cho những ứng dụng điều khiển sử dụng máy tính NI cung cấp rất nhiều module thu thập, xử lý và điều khiển cho phép xây dựng cả một hệ điều khiển gắn với máy tính, vừa thực thi thao tác điều khiển hiệu quả, vừa tận dụng khả năng xử

lý tuyệt vời của máy tính cá nhân Những thiết bị phần cứng (Hardware target) do NI cung cấp có thể kể đến như: NI Motion (card điều khiển chuyển động), các card PCI công nghiệp, PXI, các bộ điều khiển khả trình PAC, fieldpoint, compactRIO, … có thể nối National Instruments đã xây dựng nên cả một đế chế thiết bị từ một ngôn ngữ lập trình đơn giãn đến tuyệt vời

Ngày nay bên cạnh những hướng đi truyền thống, có vẻ NI đang muốn tập trung vào lĩnh vực FPGA Với hướng phát triển này, LabVIEW sẽ thực sự nổi trội với khả năng xử lý song song, đa luồng vốn đã rất nổi tiếng của mình Với sự ra đời hàng loạt thiết bị ra/vào khả trình (Reconfigurable Input/ Output) người thiết kế có thể tùy ghi thay đổi, cấu hình, và thực thi các nhân xử lý, các vòng lặp song song, để thực hiện những bài toán xử lý, điều khiển phức

Riêng đối với mô hình điều khiển động cơ, đọc tín hiệu từ các cảm biến sử dụng CompactRIO mà nhóm đang thực hiện LabVIEW cung cấp một bộ xử lý thời gian thực giúp cho người đánh giá được hiệu quả một cách tối ưu nhất Ngoài ra, LabVIEW còn cung cấp một kho nguồn mở các tài liệu, thuật toán điều khiển để người dùng có thể tham khảo, cùng với đó là ngôn ngữ G giúp cho người dùng có được cách nhìn trực quan dễ hiểu hơn về thuật toán điều khiển Xây dựng được giao diện người dùng cũng chính là một trong những thế mạnh của LabVIEW, cái mà những ngôn ngữ lập trình khác hiện nay chưa hỗ trợ (nếu có thì cách thực hiện cũng phức tạp hơn rất nhiều) giúp cho người sử dụng có thể được một cái nhìn trực quan và dễ dàng điều khiển thiết bị

2.2 Giới thiệu phần mềm CATIA

Ngày nay có rất nhiều phần mềm hỗ trợ cho công việc thiết kế sản phẩm, điều này giúp cho công việc của người thiết kế trở nên dễ dàng và tiết kiệm được rất nhiều thời gian Một trong những phần mềm được dùng phổ biến trong kỹ thuật là CATIA CATIA là một gói phần mềm toàn diện hỗ trợ CA /CAM/CAE hoàn chỉnh được nghiên cứu và phát triển bởi hãng Dassault Systemes (của Pháp), đây là một trong những phần mềm mà nhiều tập đoàn lớn trên thế giới trong các lĩnh vực công nghiệp nặng như ô tô, hàng không, cơ khí hạng

nặng đang sử dụng Thuật ngữ CATIA là viết tắt của cụm từ “Computer Aided Three

Dimensional Interactive Application”, nghĩa là xử lý tương tác trong không gian ba chiều có

sự hỗ trợ của máy tính Catia V5 phổ biến nhất được viết bằng ngôn ngữ lập trình C++

Hình 2.1 Phần mềm CATIA

Phần mềm thiết kế CATIA cho phép các kỹ sư thiết kế tối ưu hóa bố cục 3D chung; phân

tích và phân bố các chi tiết sản phẩm một cách tối ưu nhất CATIA tạo điều kiện cho kỹ thuật hợp tác trên nhiều lĩnh vực xung quanh nền tảng 3D Experience của mình, bao gồm thiết kế bề mặt và hình dạng, thiết kế hệ thống điện tử, chất lỏng, cơ khí và kỹ thuật hệ thống

Với đặc trưng nổi bật là dùng chung cơ sở dữ liệu nên việc chuyển đổi dữ liệu giữa các môi trường nhanh chóng và thuận tiện và có nhiều module phục vụ cho nhiều mục đích sử dụng nên CATIA là tiêu chuẩn của thế giới khi giải quyết hàng loạt các bài toán lớn trong nhiều lĩnh vực khác nhau như: xây dựng, cơ khí, tự động hóa, công nghiệp ô tô, tàu thủy và cao hơn là công nghiệp hàng không Nó giải quyết công việc một cách triệt để, từ khâu thiết

kế mô hình CA (Computer Aided esign), đến khâu sản xuất dựa trên cơ sở CAM (Computer Aided Manufacturing, khả năng phân tích tính toán, tối ưu hóa lời giải dựa trên chức năng CAE (Computer Aid Engineering) của phần mềm

Đối với việc thiết kế mô hình dạy học LabVIEW thì phần mềm CATIA hỗ trợ gần như toàn diện các câu lệnh giúp cho nhóm thiết kế được sản phẩm đạt được hiệu quả cao và dễ dàng Không những thế, các kỹ sư phát triển phần mềm còn cung cấp một khối các thư viện

về các sản phẩm phổ biến giúp cho người dùng không cần phải thiết kế lại Sau khi bản thiết

kế hoàn thiện, chúng ta có thể xuất bản vẽ và tiến hành gia công Vì có được một bản vẽ hoàn thiện trên CATIA nên lúc gia công, lắp ráp sẽ không gặp nhiều khó khăn và mọi chi

tiết, cách bố trí gần như không đổi Có thể nói, phần mềm CATIA giúp cho người sử dụng

có thể tối ưu hóa ý tưởng thiết kế và biến chúng thành thực tế

2.3 Giới thiệu các module NI CompactRIO

2.3.1 Thông số kĩ thuật CompactRIO NI 9076

2.3.1.1 Thông số kĩ thuật NI 9076

Hình 2.2 NI CompactRIO 9076

Hình 2.3 Sơ đồ NI CompactRIO 9076

CompactRIO là một bộ điều khiển, có bộ xử lý thời gian thực và đồ họa có thể lập trình được từ người dùng CompactRIO kết hợp với các module I/O được cung cấp từ National Instrument, bộ này được dùng để điều khiển, thu thập dữ liệu và giám sát thiết bị với độ chính xác rất cao

- Nguồn điện khuyến cáo khuyên dùng: 24VDC, 24W

- Công suất tiêu thụ tối đa 15W

 Cách thức giao tiếp:

- Giao tiếp với máy tính qua cổng Ethernet:

+ Tốc độ truyền tải dữ liệu: 10Mbps, 100Mbps, tự động điều chỉnh

+ Dây cáp dài tối đa 100m

- Giao tiếp qua cổng RS232:

+ Tốc độ truyền tối đa: 2 0400bps

 Bộ nhớ:

- Bộ nhớ ROM 512 MB

- Bộ nhớ DRAM 256 MB

2.3.1.2 Hướng dẫn dùng CompactRIO

 Kết nối dây nguồn của CompactRIO 9076:

- Kết nối cực dương của nguồn với chân V trên CompactRIO 9076 và siết chặt đầu vít

- Kết nối cực âm của nguồn với cực C của khớp nối và siết chặt đầu vít

- Bật nguồn cấp cho CompactRIO-9076

 Khởi động lại NI CompactRIO 9076 bằng nút Reset:

Để khởi động lại CompactRIO 9076 ở chế độ an toàn, nhấn và giữ nút Reset trong vòng 5s, sau đó thả ra cho đến khi đèn led trạng thái Status Led vàng sáng

 Led chỉ thị của CompactRIO-9076:

Bảng 2.1 Hiển thị các lỗi của đèn Status Led

Số lần nhấp nháy trong

1 khoảng thời gian

Lỗi này thường gặp phải khi việc nâng cấp phần mềm bị gián đoạn

Nạp lại chương trình cho thiết bị Tham khảo mục Help để biết them chi tiết

thái an toàn

Ở trạng thái này thiết

bị hoạt động bình thường

FPGA Led:

Chúng ta có thể sử dụng đèn FPGA Led để giúp gỡ lỗi ứng dụng hoặc dễ dàng truy xuất trạng thái ứng dụng Sử dụng module LabVIEW FPGA và phần mềm NI-RIO để xác định đèn FPGA Led

2.3.2 Giới thiệu module NI 9205

- Điện áp đo được từ 200 mV đến 10V

- Độ phân giải mỗi kênh ADC là Bit

- Tỉ lệ lấy mẫu 250 kS/s

- Điện áp cho phép trên mỗi kênh 30VDC

2.3.2.2 Những lưu ý về mức điện áp cao

Điện áp nguy hiểm là điện áp lớn hơn 42.4 Vpk hoặc 60 VDC nối với Ground Chúng ta chỉ có thể kết nối điện áp nguy hiểm cho NI 9205 cổng Spring Terminal Nếu chúng ta kết nối NI 9205 với điện áp nguy hiểm thì thực hiện với các bước sau:

- Hãy đảm bảo rằng với điện áp nguy hiểm chỉ được những cá nhân đủ trình độ, tiêu chuẩn về kỹ thuật điện thực hiện

- Trên một module không thể sử dụng cùng lúc điện áp nguy hiểm và điện áp an toàn

- Hãy đảm bảo các thiết bị và mạch điện được cách ly cẩn thận bởi tác động của con người

- Khi thiết bị đang sử dụng điện áp nguy hiểm hãy đảm bảo rằng thiết bị và mạch được cách ly Tốt nhất chúng ta nên sử dụng bộ kit Conector cho NI 9205 Spring Terminal là

NI 9940 Connector Backshell Kit để tránh các chân Terminal chạm với nhau

2.3.2.3 Kết nối với module NI 9205

NI 9205 cung cấp 32 chân kết nối cho từng kênh và 16 cặp chân kết nối cho việc dùng kênh đôi

Hình 2.6 NI 9505 với cổng ra Spring Terminal and NI 9505 với cổng ra DSUB

Bảng 2.2 Mô tả các chân tín hiệu của NI 9205

Các chân tín hiệu:

Chúng ta có thể kết nối tín hiệu cho từng kênh riêng lẻ (Single-Ended) hoặc cặp chân tín hiệu cho từng kênh đôi (Differential Signals) Sử dụng cách đo ifferential Signals sẽ đạt

được kết quả đo chính xác hơn và ít nhiễu hơn Bảng sau đây chỉ ra các nhóm tín hiệu sẽ được cấu hình trong chế độ Differential Signals NI 9205

Bảng 2.3 Cặp chân tín hiệu module NI 9205

 Cách kết nối cảm biến loại kênh đôi Differential Signal:

Hình 2.7 Cách kết nối thiết bị dùng 2 kênh để đo Trong cấu hình ifferential, NI 9205 loại bỏ điện áp nhiễu chung (Vcm), trong quá trình

đo V1 Để kết nối Grounded Differential Signal với NI 9205, chúng ta cũng phải kết nối chân tín hiệu đến COM

 Kiểu kết nối Floating Differential Signals:

Hình 2.8 Kiểu kết nối Floating Differential Signals

Để kết nối kiểu Floating Differential Signals với NI 9205, chúng ta phải kết nối tín hiệu

âm với COM thông qua điện trở 1 MΩ để giữ điện áp làm việc tối đa Nếu nguồn điện áp nằm ngoài điện áp làm việc tối đa, NI 9205 không đọc dữ liệu chính xác

 Kết nối tín hiệu điện áp kiểu RSE:

Hình 2.9 Kết nối tín hiệu điện áp kiểu RSE Trong cấu hình RSE, NI 9205 đo từng kênh liên quan đến COM Để kết nối tín hiệu RSE với NI 9205, bạn phải kết nối tín hiệu điện áp nối đất với COM để giữ điện áp làm việc tối

đa trong phạm vi chỉ định Lưu ý, nếu bạn không kết nối COM, tín hiệu sẽ hiển thị ngoài phạm vi đầu vào làm việc của NI 9205 Điều này có thể dẫn đến các phép đo không đáng tin cậy vì điện áp tham chiếu nối đất bị sai lệch

 Cách kết nối tín hiệu điện áp kiểu NRSE Voltage Signals:

Hình 2.10 Kết nối tín hiệu điện áp kiểu NRSE Trong cấu hình NRSE, NI 9205 đo từng kênh đối với AISENSE Cấu hình NRSE cung cấp độ nhạy cao cho đầu vào ngõ âm của PGIA được chia sẻ bởi các kênh và cũng cung cấp khả năng loại bỏ nhiễu được cải thiện so với đến kết nối RSE

 Cách kết nối dây điện với cổng kết nối Spring-Terminal:

Hình 2.11 Cách kết nối dây điện với cổng Spring-Terminal

- Bước 1: Chèn vít vào trong khe vuông để mở cổng kết nối

- Bước 2: Chèn dây vào trong cổng kết nối vừa được mở

- Bước 3: Rút vít ra khỏi khe vuông để dây điện được kẹp chặt

2.3.2.4 Quá trình hiệu chỉnh:

Quá trình hiệu chỉnh bao gồm các bước sau:

- Initial Setup: cấu hình thiết bị trong NI-DAQmx

- Self-Calibration: thực hiện đo điện áp tham chiếu mạch của thiết bị và tự điều chỉnh các

2.3.3 Giới thiệu module NI 9505

Đèn Led Power sẽ sáng khi NI 9505 khi được gắn vào khung của bộ CompactRIO

Lưu ý: Đèn Led Power sẽ không sáng khi mà CompactRIO chuyển sang chế độ ngủ

 VSUP:

 Disable:

Đèn Disable sẽ sáng khi thiết bị đã ngắt kết nối Thiết bị được ngắt mặc định kể cả khi có nguồn cung cấp Chúng ta có thể kết nối lại thiết bị bằng cách sử dụng “Enable rive” trong phần mềm

- Điện áp cao hơn mức cho phép (40VDC)

- Điện áp nhỏ hơn mức cho phép

- Dây cắm MOTOR (+) (-) chạm VSUP hoặc COM

- Thiết bị hoạt động khi ở nhiệt độ lớn hơn 115 C

- Gửi lệnh yêu cầu điều khiển motor trước khi kết nối thiết bị

- Vi phạm yêu cầu độ rộng xung nhỏ nhất

 Chế độ Sleep:

Thiết bị có hỗ trợ chế độ ngủ với công suất thấp Khi ở chế độ ngủ, chúng ta không thể giao tiếp với thiết bị

2.3.3.2 Thực hành với NI 9505

Hình 2.14 Thứ tự các chân trên cổng SUB của module NI9505

NI 9505 có 9 chân cắm SUB dùng để kết nối đầu vào Encoder, chân +5V cấp điện cho Encoder, chân kết nối ngõ vào cho dừng khẩn cấp, và chân kết nối với COM

Hình 2.15 Kí hiệu các chân trên module NI 9505

NI 9505 cũng có một đầu trục vít để kết nối với nguồn điện cấp cho motor DC và motor

DC Servo Kết nối dây dương của nguồn (Motor DC Power Supply) với chân số 4 (Vsup),

và chân âm của nguồn (Motor DC Power Supply) nối với chân số 3 (COM)

Lưu ý: Sử dụng jack kết nối để đảm bảo an toàn khi sử dụng NI 9505

Thận trọng: Không bật hoặc cấp nguồn motor DC nếu các trục vít chưa được siết chặt

Hình 2.16 Sơ đồ kết nối các chân của motor với module NI 9505

2.3.3.3 Sơ đồ khối NI 9505

Hình 2.17 Sơ đồ khối của module NI 9505 Module FPGA tạo tín hiệu PWM và gửi tín hiệu đến NI 9505 Tín hiệu PWM tỷ lệ thuận với dòng điện hoặc moment xoắn chúng ta mong muốn động cơ đáp ứng Khi tăng chu kỳ xung PWM sẽ dẫn đến tăng dòng điện hoặc tăng moment xoắn Tín hiệu mã hóa Encoder được truyền qua NI 9505 và được xử lý trong module LabVIEW FPGA

Đối với các ứng dụng điều khiển chuyển động tiên tiến hơn, SoftMotion cung cấp các hàm có sẵn để vẽ quỹ đạo, nội suy, điều khiển PID vị trí và vận tốc và thực hiện mã hóa Encoder bằng cách sử dụng Real-Time Module và LabVIEW FPGA Module

Hình 2.18 Vòng lặp PI được sử dụng trên module LabVIEW FPGA

Hình 2.19 Vòng lặp PI xuất giá trị PWM trên module NI 9505

2.3.4 Giới thiệu module NI 9234

NI 9234 là thiết bị dùng để đọc các tín hiệu Analog Input

- Số lượng kênh: 4 kênh analog input

- Độ phân giải ADC: 24 bits

- Kênh analog input của thiết bị có thể đọc được điện áp tối đa 0V

2.3.4.2 Công suất tiêu thụ

Bảng 2.4 Power Requirements NI 9234

Điện năng tiêu thụ

Điện năng tiêu thụ ở 70°C

Chế độ hoạt động Tối đa 9 0mW

2.3.4.3 Cách kết nối với module NI 9234

NI 9234 cung cấp 4 kênh kết nối analog input tương tự như nhau

Hình 2.21 Các cổng đọc tín hiệu của module NI 9234

 Mô tả chân tín hiệu:

Bảng 2.5 Mô tả chân tín hiệu NI 92 4

 Kết nối tín hiệu kiểu thông thường:

Hình 2.22 Kiểu kết nối thông thường với module NI 9234

 Kết nối tín hiệu có bọc chống nhiễu:

Hình 2.23 Kiểu kết nối tín hiệu với module NI 92 4 có bọc chống nhiễu

Hãy đảm bảo rằng điện áp trên vỏ AI- là ở chế độ chung để đảm bảo rằng hoạt động đúng theo yêu cầu NI 9234 Vỏ AI- dùng để bảo vệ tránh tiếp xúc gây nguy hiểm trong quá trình ngăn chặn quá dòng

2.3.5 Giới thiệu module NI 9403

NI 9403 cung cấp chức năng bảo vệ quá áp, quá dòng và ngắn mạch và bộ đệm hai chiều cách ly cho mỗi kênh DIO

Hình 2.25 Mạch bảo vệ quá dòng NI 940 Sau thời gian bảo vệ quá dòng, NI9403 tự động cấu hình lại kênh Và nếu trạng thái quá dòng vẫn còn tồn tại thì NI9403 tự động đặt lại chức năng bảo vệ quá dòng Và chu kì này được lặp lại cho đến khi trạng thái quá dòng được loại bỏ

Các thông số kỹ thuật của module:

- Điều kiện hoạt động ổn định: -40 °C đến 70 °C

- Số lượng kênh: 32 kênh DIO

- Ngỏ vào:

+ Điện áp: -0.25V đến 5.25V

+ Mức cao (High) trên 2.2V

+ Mức thấp (Low) từ 0.8V trở xuống

+ òng điện đầu vào (0V đến 4.5V): ±250 μA max

- Ngỏ ra:

+ Điện áp : max 5.2V

+ òng điện đầu ra tối đa: 64 mA

2.4 Giới thiệu cảm biến, cơ cấu chấp hành

2.4.1 Chiết áp

Hình 2.28 Hình ảnh chiết áp

 Thông số kỹ thuật

- Tổng góc xoay của chiết áp: 300 5

- Tuổi thọ của chiết áp: 10000 lần xoay

2.4.2.1 Giới thiệu về Encoder

Hệ thống Optical Encoder (encoder quang) bao gồm một nguồn phát quang (thường là hồng ngoại – infrared), một cảm biến quang và một đĩa có chia rãnh Encoder quang lại được chia thành 2 loại: encoder tuyệt đối (absolute optical encoder) và encoder tương đối (incremental optical encoder) Trong đa số các C Motor, incremental optical encoder được dùng và mô hình động cơ servo trong đề tài này cũng là encoder tương đối