Chương 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN

Yêu cầu thiết kế hệ thống điều khiển của giàn phơi thông minh

v  Giàn phơi hoạt động ở các chể độ:

+        Chế độ phơi (tương ứng với độ cao cao nhất H0)

+        Chế độ người lớn (tương ứng với độ cao H2)

+        Chế độ trẻ em (tương ứng với độ cao H3)

+        Chế độ tạm dừng, lên, xuống điều khiển bằng nút bấm.

Trong đó: H0>H2>H3 và các giá gị H0, H2, H3 có thể cài đặt được nhờ điều khiển số vòng quay của động cơ bước.

v  Bạt che hoạt động ở các chế độ:

+        Khi nhận tín hiệu từ cảm biến mưa, báo có mưa thì bạt được tự động hạ xuống, khi cảm biến mưa báo tạnh mưa(khô) bạt tự động kéo lên.

+        Có các chế độ lên, xuống, tạm dừng nhờ điều khiển bằng nút bấm.

Từ độ cao H0 xuống độ cao H1 được xác lập nhờ điều khiển số vòng quay động cơ DC tích hợp encoder.

2.4         Sơ đồ khối hệ thống điều khiển

v  Khối máy tính

Dùng ngôn ngữ lập trình Keil Uvision 4 làm phương tiện giao tiếp. Chương trình flash loader để nạp code vào vi điều khiển.

Nhiệm vụ của chương trình Keil Uvision 4 trong khối máy tính là:

+        Tạo giao diện người dùng để giao tiếp với người sử dụng, nhập code.

+        Thiết lập giao tiếp với khối Vi điều khiển qua cổng nối tiếp RS – 232.

v  Khối vi điều khiển

Dùng ngôn ngữ lập trình C (CCS C) STM 32 để lập trình cho Vi điều khiển. Nhiệm vụ của khối Vi điều khiển là:

+        Thiết lập giao tiếp với máy tính qua cổng giao tiếp nối tiếp.

+        Thực hiện thuật toán PID số, sử dụng tính năng điều rộng xung(PWM).

+        Thực hiện việc lấy tốc độ thực tế của động cơ từ khối encoder và lấy giá trị này để xử lý.

v  Khối công suất

Nhiệm vụ của khối này là:

+        Có nhiệm vụ cấp nguồn điện đã được điều chỉnh để đưa vào động cơ. Nó lấy điện từ nguồn cung cấp và xung điều khiển từ khối điều khiển để tạo ra dòng điện cấp cho động cơ hoạt động

+        Khuếch đại công suất từ tín hiệu điều khiển do khối vi điều khiển truyền tới để điều khiển động cơ.

+        Cho phép đảo chiều quay của động cơ thông qua cầu H.

v  Khối động cơ

Khối động cơ DC :Khi nhận được xung điều khiển từ khối công suất, động cơ sẽ quay với số vòng phụ thuộc vào số xung truyền tới. Động cơ DC có tích hợp sẵn encoder (200 xung).

Khối động cơ bước. Khi động cơ bước nhận được tín hiệu xung từ vi điều khiển động cơ sẽ quay theo số vòng đã cho

v  Khối encoder

Đo tốc độ của động cơ bằng cách xuất xung liên tục về cho khối Vi điều khiển. Động cơ quay nhanh hay chậm tùy thuộc vào số xung xuất ra trong một khoảng thời gian. Việc định thời gian lấy mẫu được thực hiện từ khối vi điều khiển.