Khối công suất sử dụng tín hiệu từ khối trung tâm để điều khiển động cơ. Khối công suất sử dụng mạch cầu H được tạo từ các MOSFET IRF540 của hàng International Rectifier làm các chuyển mạch. Các MOSFET loại này chịu được dòng cao (dòng đỉnh có thể lên đến 30A) và điện áp cao nhưng có nhược điểm là điện trở dẫn tương đối nhỏ.
Hình 4.8: Sơ đồ nguyên lý mạch cầu H
Các MOSFET kênh n chỉ cần dùng vi điều khiển kích trực tiếp vào các đường MC1- và MC1+. Các MOSFET kênh p dùng thêm BJT 2N3904 để làm mạch kích. Khi chưa kích BJT 2N3904, chân G của MOSFET được nối lên VS bằng điện trở 1K, điện áp chân G vì thế gần bằng 24V cũng là điện áp chân S của IRF9540 nên MOSFET này không dẫn. Khi kích các line L1 hoặc R1, các BJT 2N3904 dẫn làm điện áp chân G của IRF9540 sụt xuống gần bằng 0 (vì chuyển mạch 2N3904 đóng). Khi đó, điện áp chân G nhỏ hơn nhiều so với điện áp chân S, MOSFET dẫn.
Ngoài ra khối công suất còn sử dụng mạch logic chọn và điều khiển các chân DIR và PWM.
Hình 4.9: Sơ đồ nguyên lý mạch logic
4.2.4 Encoder
Encoder là một thiết bị cơ điện dùng để đo vận tốc hoặc vị trí của trục động cơ. Encoder sử dụng các cảm biến quang để đưa ra một chuỗi xung có thể chuyển đổi thành các giá trị của chuyển động như vận tốc, vị trí hay hướng quay của trục động cơ. Cấu tạo của một encoder gồm một đĩa rất mỏng, một điôt phát quang (LED) gắn ở một phía, phía bên kia có một transistor nhạy sáng phát hiện ánh sáng từ LED. Đĩa được gắn vào trục quay, khi trục quay thì đĩa cũng quay. Khi đĩa quay đến vị trí, ánh sáng từ LED có thể truyền qua khe đĩa đến transistor làm nó bão hòa, transistor sẽ phát ra một xung vuông.
Hình 4.10 : Nguyên lý của encoder tương đối
Thường thì encoder tương đối có 3 kênh gồm kênh A, kênh B, kênh I. Kênh I dùng để đếm số vòng quay của đĩa, kênh A và kênh B lệch pha nhau 900. Bằng cách phối hợp 2 kênh A và B, ta sẽ biết được chiều quay của động cơ.
Encoder tuyệt đối : hạn chế của encoder tương đối là số xung phải được đếm và lưu trong bộ đệm hoặc bộ đếm ngoài, nếu mất nguồn, giá trị đếm sẽ bị mất. Trong trường hợp một thiết bị cần tắt nguồn định kỳ để bảo dưỡng thì khi cấp nguồn lại nó sẽ không biết tiếp tục ở vị trí nào. Encoder tuyệt đối có thể khắc phục điều này bằng thiết kế đĩa với các vòng đồng tâm trên đĩa, mỗi vòng đều có chỗ hở cho ánh sáng đi qua và những chỗ kín xen kẽ nhau gọi là các phần tử nhị phân. Các vòng này bắt nguồn từ tâm đĩa và càng ra xa thì số phần tử nhị phân lại tăng gấp đôi. Giá trị đọc được sẽ có dạng số nhị phân cho mọi vị trí tương đương của đĩa.
Đồ án này sử dụng Sharp Rotary Encoder. Đây là encoder tương đối có 256 xung trên 1 vòng. Các dây của encoder :
Dây đỏ : dây nguồn +5V cho encoder Dây xanh da trời : dây đất cho encoder Dây nâu : tín hiệu kênh A cho encoder Dây vàng : tín hiệu kênh B cho encoder