9001, HDL-9000, VÀ HOCDELAM USB-9090
10.4 CÁC ỨNG DỤNG VỚI CARD HOCDELAM-USB 9090
10.4.3 Hướng dẫn lập trình card Hocdelam USB-9090
Phần này hướng dẫn bạn thực hiện việc lập trình với card Hocdelam USB-9090 với mục tiêu sau:
- Thực hành nối cảm biến vào card, thu thập tín hiệu analog từ card HDL 9090
- Thực hành nối dây encoder vào card và phát xung PWM để điều khiển động cơ
- Phần cứng bao gồm: card USB HDL 9090, biến trở và cảm biến nhiệt độ LM35, động cơ với encoder, motor drive để điều khiển động cơ (dùng bộ thí nghiệm đa năng HDL 9000)
10.4.3.1 Kiểm tra phần mềm và kết nối card HDL 9090 vào máy tính - LabVIEW 2009, NI VISA, Thư viện kèm theo card HDL 9090 - Thực hiện kết nối card HDL 9090 vào máy tính theo tài liệu hướng dẫn.
10.4.3.2 Thực hành
Sơ đồ chân của card USB HDL 9090:
Hình 10.29. Sơ đồ chân Ví dụ 1. Thu thập dữ liệu từ biến trở:
- Biến trở có 3 chân màu: đỏ, đen, trắng.
- Nối chân màu đỏ vào VCC, chân màu đen vào GND và chân trắng vào ADC 1 (ví dụ dùng chân 1, 2, 27)
Hình 10.30. Cách kết nối biến trở vào card - Mở LabVIEW, mở mới một VI
- Trên Block Diagram (BD), Right Click (RC) >> chọn Select a VI..
Hình 10.31. Chọn Select a VI - Chọn IO Library Hocdelam USB 9090
Hình 10.33. Chọn IO Library Hocdelam USB 9090
- Right Click lên hàm này và bỏ chọn mục „View as Icon‟. Lúc này hàm sẽ có các chân như sau. Khi bạn rê chuột đến chân nào thì tên của chân đó sẽ hiện lên để nhận biết
Hình 10.34
- Right Click lên hàm tại chân USB Card và chọn Create >>
Control
- Right Click tại chân ADC1 và chọn Create >> Indicator
- Bây giờ, bạn có thể chọn thiết bị tại ô USB Card trên Front Panel và cho chương trình chạy. Giá trị nhận về sẽ trong khoảng 0-1023 vì ADC có độ phân giải 10 bit
- Để biến giá trị ADC này thành điện thế 0-5V thì bạn thực hiện phép toán (giá trị ADC1 x 5 / 1023) như sau
- Sau đó, để hiển thị giá trị điện thế Volt của ADC1, bạn tạo một đồng hồ trên Front panel, đặt tên là ADC1 Volt và nối như hình trên.
- Bạn có thể chọn thiết bị USB và chạy thử chương trình để xem giá trị ADC1 Volt
- Cuối cùng để chương trình chạy liên tục thì bạn dùng 1 vòng lặp trên block diagram
- Bạn đã hoàn thành bài 1 để thu thập dữ liệu analog từ biến trở và biến đổi thành giá trị điện thế tương ứng
Ví dụ 2: Thu thập dữ liệu từ cảm biến nhiệt độ LM35
- Cảm biến nhiệt độ LM35 cũng có 3 dây đỏ, đen, trắng như biến trở.
Do đo bạn có thể kết nối dây hoàn toàn giống với bài thực hành 1.
(Đỏ - VCC, đen – GND, trắng – ADC1)
- Sau đó bạn sẽ viết code trên block diagram hoàn toàn tương tự bài 1. Một vấn đề nhỏ ở đây là làm sao biến đổi được giá trị điện thế ADC1 Volt thành giá trị nhiệt độ.
- Để thực hiện biến đổi này thì bạn cần xem thông tin của nhà sản xuất cảm biến. Cảm biến LM35 có thông số quy đổi là 0.01V ~ 1º C. Nên bạn sẽ thêm một phép tính nữa là (nhiệt độ = ADC1 Volt / 0.01)
- Sau đó bạn quay lại front panel và tạo 1 indicator nhiệt kế để thể hiện nhiệt độ và nối code như hình trên.
- Chọn thiết bị HDL 9090 trong ô USB Card và chạy chương trình, bạn sẽ đo được nhiệt độ.
Ví dụ 3: Đọc tín hiệu từ Encoder
- Trong động cơ thường có gắn encoder để đọc được góc quay, vòng quay của động cơ. Encoder xuất ra tín hiệu xung và card HDL sẽ đếm số xung này. Từ số xung tính được số vòng và góc quay tùy theo thông số của encoder (ví dụ 1 vòng = 100 xung)
- Encoder có 4 dây nối: VCC, GND, Channel A & Channel B. Nối dây VCC và GND tương ưng vào card HDL 9090. Dây Channel A nối vào chân PULSE (chân 17) và dây channel B nối vào chân DIR (chân 16)
- Lúc này bạn sẽ lập trình chương trình đọc Encoder rất đơn giản.
Trước tiên là làm theo các bước như bài 1 để được block diagram sau
- Bây giờ, right click lên chân Encoder của hàm và chọn Create >>
Indicator
- Chương trình đã hoàn thành. Chọn thiết bị USB HDL 9090 trong ô USB Card và chạy chương trình. Bạn dùng tay để xoay động cơ thì sẽ thấy giá trị của Encoder thay đổi tương ứng.
- Bạn đã hoàn thành bài 3 để đọc giá trị từ Encoder.
Ví dụ 4: Phát xung PWM để điều khiển động cơ:
- Cách nối dây giữa card HDL 9090 và motor driver:
- Khi dùng bộ thí nghiệm đa năng HDL 9000 thì có 3 dây chính cần nối đó là:
Nối giữa chân PWM1 (chân 20) của card HDL 9090 và chân PWM của Motor driver
Nối giữa chân SW1 (chân 11) của card HDL 9090 và chân DIR của Motor driver
Nối giữa chân GND của card HDL 9090 và chân BRE của motor driver
- Các dây còn lại và nối mát, nối nguồn và nối giữa motor driver và động cơ DC. Kiểm tra lại kết nối cho chính xác và cấp nguồn cho driver motor và động cơ.
- Để phát xung điều khiển động cơ thì cần thêm vào chương trình đọc encoder đã viết ở trên:
Right click thư viện HDL 9090, chân PWM Frequency, chọn Create >> Control
Right click chân PWM1, chọn Create >> Control
Right Click chân SW1, chọn Create >> Control
- Chương trình cơ bản đã hoàn thành. Front Panel của chương trình điều khiển này có thể sửa lại cho đẹp hơn bằng cách dùng control thanh trượt
- Chọn thiết bị HDL 9090 trong ô USB Card, và chạy chương trình.
Bạn nhập giá trị PWM Frequency từ 3000-60000 và nhập giá trị PWM1 từ 0-500.
- Động cơ sẽ chạy nhanh hay chậm tùy vào giá trị PWM1. Khi muốn đảo chiều động cơ, bạn click và nút SW1 và quan sát đảo chiều.
- Bạn đã hoàn thành bài 4, phát xung và điều khiển động cơ.
Bạn có biết?
Xem video demo về điều khiển PID trong CD> Demo> DC Motor Control. Bạn có thể liên lạc supports@hocdelam.org hoặc hotline: 098 8868 524 để đăng ký thực miễn phí hành bài toán điều khiển động cơ DC theo thuật toán PID tại phòng thí nghiệm của Hocdelam Group (tại Quận Thủ Đức-Tp.HCM, Quận 6-TPHCM, và Hà Nội). Do lịch đăng ký thực hành khá đông, nên bạn sẽ phải chờ theo thứ tự đăng ký. Thông thường, bạn sẽ được xếp lịch sau 4 ngày tính từ khi đăng ký.