Tổng Quan
Đặt vấn đề
Ngành kỹ thuật điều khiển và tự động hóa đang phát triển mạnh mẽ, cho phép con người chế tạo các loại máy móc hiện đại Hầu hết các công việc sản xuất truyền thống đều đã được chuyển sang tự động hóa, mang lại sản phẩm với độ chính xác cao, tăng năng suất và tiết kiệm thời gian Trong các lĩnh vực như dân dụng, quân sự và khoa học vũ trụ, việc sử dụng thiết bị bay không người lái ngày càng thay thế các phương tiện bay có người lái.
Quadcopter, hay còn gọi là drone, là thiết bị UAV (Unmanned Aerial Vehicle - phương tiện bay không người lái) có khả năng hoạt động tự động hoặc điều khiển từ xa Hiện nay, quadcopter được sử dụng phổ biến ở các nước phát triển cho nhiều mục đích như quân sự, giao hàng, rải phân, giám sát rừng và động vật hoang dã, cũng như trong lĩnh vực quay phim, chụp ảnh từ trên cao, cứu hộ cứu nạn tại những khu vực hiểm trở và thu thập thông tin khí tượng.
Trong lĩnh vực nghiên cứu và điều khiển quadcopter tại Việt Nam, mặc dù đã có một số nghiên cứu và ứng dụng, nhưng vẫn chưa phổ biến rộng rãi Một số nghiên cứu tiêu biểu bao gồm thiết kế quadrotor để thu thập không ảnh, ứng dụng điều khiển trượt thích nghi cho chuyển động của quadcopter, và xây dựng mô hình máy bay drone.
STT Hình minh họa Mô tả
Thiết kế mô hình máy bay trực thăng bốn cánh quạt(quadrotor) cỡ nhỏ có giá đỡ cho máy ảnh kỹ thuật số để thu thập không ảnh.
Sử dụng phương pháp trượt thích nghi xây dựng bộ điều khiển và mô phỏng trên matlab simulink
Giao diện xúc giác OBW mang lại khả năng hiển thị tối ưu, giúp người dùng vận hành xe nâng một cách an toàn Việc sử dụng OBW để quan sát xe nâng không chỉ khắc phục các điểm mù do cấu hình cột gây ra mà còn rất hữu ích trong điều kiện thiếu sáng.
Trong lĩnh vực thiết kế, điều khiển và ứng dụng quadcopter, nghiên cứu đã được tiến hành từ lâu và ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực Các ứng dụng nổi bật bao gồm khả năng tránh va chạm với các vật thể, tích hợp xử lý ảnh để phát hiện hư hại, thay đổi hình dáng trong quá trình hoạt động, ứng dụng bộ điều khiển thích nghi, và vận chuyển tải dạng treo.
STT Hình minh họa Mô tả
Nhận dạng các trường hợp có thể xảy ra trong quá trình vận hành để tránh va chạm
Quadcopter kết hợp xử lý ảnh phát hiện vết nứt, hư hại bề mặt đường từ xa.
Bốn cánh tay có thể gập duỗi làm thay đổi hình dáng trong quá trình hoạt động
[7] Ứng dụng bộ điều khiển thích nghi thiết kế và chế tạo mô hình quadcopter
Thiết kế hệ thống tự động theo dõi cân bằng khi vận chuyển hàng hóa treo trên không
- Các vấn đề còn tồn tại:
+ Mô hình động học đơn giản chưa xét đến các yếu tố môi trường
Thiết kế quadcopter sử dụng vi điều khiển Arduino và bộ điều khiển PID:
- Ít tốn kém: Bảng mạch Arduino có giá thành tương đối rẻ so với các nền tảng vi điều khiển khác
- Đa nền tảng: Phần mềm Arduino IDE chạy trên các hệ điều hành Windows, Macintosh OSX và Linux
Phần mềm Arduino được phát hành dưới dạng mã nguồn mở, cho phép người dùng dễ dàng truy cập và chỉnh sửa Ngoài ra, ngôn ngữ lập trình của Arduino có thể được mở rộng thông qua các thư viện C++, mang lại nhiều khả năng tùy biến cho các dự án.
Phần cứng nguồn mở ngày càng trở nên phổ biến, với nhiều thiết kế có sẵn trên mạng, cho phép các nhà thiết kế mạch có kinh nghiệm dễ dàng tạo ra phiên bản riêng của họ.
Các bộ điều khiển ON/OFF có độ chính xác thấp, dẫn đến việc điều khiển thường dao động quanh giá trị đặt mà không ổn định Trong khi đó, bộ điều khiển Fuzzy thường tạo ra phản ứng vượt quá điểm đặt, gây ra sai số xác lập lớn.
Lựa chọn bộ điều khiển PID mang lại nhiều lợi ích, bao gồm khả năng điều khiển với độ chính xác cao, tiết kiệm năng lượng tối đa và đảm bảo sự ổn định cho hệ thống.
Mục tiêu đề tài
Thiết kế, thi công mô hình quadcopter
Thiết kế bộ điều khiển PID ổn định
Thiết kế giao diện hiển thị dữ liệu
Giới hạn đề tài
Trong nghiên cứu này, các tham số PID được lựa chọn nhằm đảm bảo hệ thống đạt yêu cầu về chỉ tiêu chất lượng trong miền thời gian Tuy nhiên, việc tối ưu hóa các tham số PID để đạt giá trị cực tiểu, cũng như áp dụng các kỹ thuật điều khiển khác, không nằm trong phạm vi của đề tài này.
Nội dung đề tài
Phần còn lại của đề tài có nội dung như sau:
Chương 2: Cơ sở lý thuyết: Nội dung chương 2 sẽ trình bày về các vấn đề liên quan đến quy trình công nghệ của hệ thống
Chương 3: Thiết kế phần cứng: Dựa trên các cơ sở đã trình bày ở chương 2 sinh viên sẽ chọn lựa các cấu hình, thiết bị phù hợp với yêu cầu
Chương 4: Thiết kế phần mềm: Chương này sẽ trình bày về thiết kế phần mềm dựa trên quy trình công nghệ đã đề xuất ở đã nêu ở chương 3.
Chương 5: Trình bày về kết quả đã đạt được về phần cứng, phần mềm.
Chương 6: Trình bày những vấn đề đã giải quyết được và hướng phát triển, cải tiến của hệ thống.
Cơ Sở Lý Thuyết
Tổng quan về điều khiển động cơ không chổi than
Động cơ một chiều không chổi than (BLDC) nổi bật với nhiều ưu điểm, khiến nó trở thành lựa chọn phổ biến trong các hệ thống tự động Loại động cơ này đặc biệt được ưa chuộng trong môi trường làm việc khắc nghiệt như chân không, nhiệt độ biến đổi, và các điều kiện có nguy cơ va đập mạnh hoặc dễ cháy nổ, nhờ vào độ tin cậy cao mà nó mang lại.
2.1.1 Giới thiệu về động cơ không chổi than Động cơ DC không chổi than, hay còn gọi là động cơ BLDC (Brushless DC motor), là động cơ điện được chuyển mạch bằng điện tử với các nam châm điện dòng DC di chuyển rotor xung quanh stator Thay vì cổ góp và chổi than ở động cơ chổi than thì động cơ DC không chổi than sử dụng bộ điều khiển động cơ bước để tạo ra sự chuyển đổi năng lượng điện thành năng lượng cơ học. Động cơ không chổi than được áp dụng trong nhiều lĩnh vực kỹ thuật khác nhau như:
- Ứng dụng xe điện, xe hybrid và phương tiện giao thông cá nhân
- Hệ thống sưởi ấm, thông gió, điều hòa không khí, điện lạnh…
- Sử dụng cho các hệ thống điều khiển chuyển động, định vị hoặc truyền động
- Sự lựa chọn phổ biến cho các loại máy bay mô hình hoặc phương tiện bay không người lái
Trong bài báo cáo này, chúng tôi sẽ trình bày phương pháp điều khiển động cơ không chổi than cho quadcopter, sử dụng bộ điều khiển PID để điều chế tín hiệu PWM Việc áp dụng công nghệ này mang lại nhiều ưu điểm vượt trội cho hiệu suất và độ ổn định của quadcopter.
- Tốc độ cao, hiệu suất cao
- Có thể tăng tốc giảm tốc trong thời gian ngắn
- Tiết kiệm chi phí thay thế chổi than
- Yêu cầu có trình độ khi sử dụng
Chương 2 Cơ Sở Lý Thuyết
2.1.2 Nguyên lí làm việc của quadcopter
Cặp cánh quạt phía trước và phía sau quay ngược chiều kim đồng hồ, trong khi cặp cánh bên phải và bên trái quay thuận chiều kim đồng hồ Điều này giúp cân bằng moment xoắn do các cánh quạt tạo ra trên khung.
Cả 4 cánh phải sinh ra một lực đẩy bằng nhau khi Quadrocopter cất cánh và hạ cánh (throttle up/down) Góc xoay (roll) được điều khiển bằng cách thay đổi tốc độ giữa cánh bên phải và bên trái sao cho vẫn giữ nguyên tổng lực đẩy sinh ra bởi cặp cánh này. Tương tự như vậy, góc nghiêng (pitch) được điều khiển bằng thay đổi tốc độ của 2 cánh phía trước và phía sau mà vẫn giữ nguyên tổng lực đẩy Trong khi đó, góc lệch (yaw) được điều khiển nhờ vào sự thay đổi tốc độ của cặp cánh phải – trái so với tốc độ của cặp cánh trước–sau mà tổng lực đẩy 4 cánh vẫn không đổi để Quadrocopter giữ được độ cao Áp dụng nguyên tắc này, ta có thể ổn định góc hướng của máy bay theo hướng mong muốn, bằng cách thay đổi đồng thời tốc độ (cùng tăng hoặc cùng giảm) của cặp cánh đối diện nhau
Hình 2.1: Mô tả các chuyển động của quadcopter
Chương 2 Cơ Sở Lý Thuyết.
Những phương pháp điều khiển động cơ không chổi than
2.2.1 Phương pháp sử dụng cảm biến vị trí:
Cảm biến được sử dụng để xác định vị trí của rotor nhằm điều khiển tín hiệu đóng ngắt dòng điện vào các cuộn dây tương ứng Các loại cảm biến xác định vị trí có thể bao gồm cảm biến Hall, cảm biến tốc độ từ trở biến thiên và gia tốc kế.
Tín hiệu điều khiển đưa tới các cuộn dây để điều khiển động cơ bằng cách:
- Điều chỉnh điện áp cấp cho các cuộn dây stator
- Điều khiển bằng phương pháp PWM
- Điều khiển điện áp hình sin Ưu điểm:
- Dễ dàng điều chỉnh, được sử dụng rộng rãi
- Tổn hao công suất thấp
- Giảm tiếng ồn, dòng điện ra ít bị gợn sóng
- Điện năng tiêu thụ bởi phụ tải không phải là hằng số mà luôn gián đoạn.
- Có thể làm giảm tuổi thọ của động cơ
2.2.2 Phương pháp không sử dụng cảm biến: Đây là phương pháp sử dụng các ước lượng từ thông rotor để điều khiển các khóa đóng cắt thay cho cảm biến Hall truyền thống Do đó phương pháp này được gọi là phương pháp điều khiển không cảm biến
Về cơ bản có hai kỹ thuật điều khiển không cảm biến:
- Xác định vị trí rotor dựa vào sức điện động động cơ
- Ước lượng vị trí dùng các thông số của động cơ, các giá trị điện áp và dòng điện trên động cơ. Ưu điểm:
- Không sử dụng cảm biến nên không bị trì hoãn do nhiễu trên tín hiệu cảm biến
- Chỉ áp dụng được phương pháp điện áp hình thang
- Tính toán phức tạp, khó điều khiển, giá thành cao
Chương 2 Cơ Sở Lý Thuyết
=> Từ các ưu, nhược điểm trên ta lựa chọn phương pháp điều chế PWM để điều khiển động cơ không chổi than.
Điều khiển PID
PID là một phương pháp điều khiển bao gồm ba thành phần chính: tỉ lệ, tích phân và vi phân, giúp tối ưu hóa sai số, tăng tốc độ phản hồi và giảm thiểu dao động Phương pháp này được sử dụng phổ biến trong các hệ thống điện, tự động hóa và điện tử Việc lựa chọn tham số phù hợp cho bộ điều khiển PID sẽ mang lại đặc tính mong muốn cho hệ thống công nghiệp, đặc biệt khi chọn được bộ tham số tốt, bộ điều khiển sẽ có khả năng phản ứng nhanh, là điểm mạnh nổi bật của nó.
Để nâng cao độ chính xác, cần tăng hệ số khuếch đại, tuy nhiên mọi hệ thực tế đều có giới hạn và yêu cầu sự hiện diện của khâu PI Các bộ điều chỉnh PID được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp, dưới dạng thiết bị điều khiển hoặc thuật toán phần mềm Hàm truyền của bộ PID có cấu trúc đặc trưng.
Với các giá trị Kp, Kd, Ki là các hằng số thực.
Phương trình vi tích phân mô tả tương quan giữa tín hiệu ra u(t) với tín hiệu e(t) của bộ điều khiển PID là u(t)=Kp e(t)+Kdde(t) dt +Ki e(t)dt
Với e(t) là sai lệch trong hệ thống e (t )=r (t )−c (t ), với r (t)và c(t) Lần lượt là tín hiệu vào và đáp ứng ra hệ thống.
Vấn đề thiết kế là cần xác định giá trị Kp, Kd, Ki sao cho thỏa mãn các yêu cầu chất lượng. Ưu điểm:
- Tính khả thi và dễ thực hiện
- Mức tăng PID có thể được thiết kế dựa trên các thông số hệ thống nếu chúng có thể đạt được hoặc ước tính chính xác
Độ lợi PID có thể được thiết kế dựa vào lỗi theo dõi của hệ thống, coi hệ thống như một "hộp đen" khi các thông số của nó không xác định.
Chương 2 Cơ Sở Lý Thuyết
Bộ điều khiển PID cần phải cân bằng các tác động của ba lợi ích đối với toàn bộ hệ thống, điều này có thể ảnh hưởng đến phản ứng nhất thời như thời gian giải quyết, sự vượt quá và dao động.
Nếu không thể ước lượng hoặc xác định chính xác các thông số của hệ thống, thì độ lợi PID được thiết kế có thể không đủ khả năng chống lại các độ không đảm bảo và nhiễu, dẫn đến độ bền thấp.
Bộ điều khiển PID đáp ứng tốt yêu cầu của đồ án môn học, với mô hình hạn chế và đơn giản, vì vậy phương pháp PID được lựa chọn là phù hợp.
Giao tiếp I2C
I2C, viết tắt của "Inter-Integrated Circuit", là một giao thức giao tiếp do Philips Semiconductors phát triển Giao thức này cho phép truyền dữ liệu giữa một bộ xử lý trung tâm và nhiều IC trên cùng một bo mạch chỉ với hai đường truyền tín hiệu.
Giao thức này được sử dụng phổ biến trong việc giao tiếp giữa vi điều khiển và các thiết bị như mảng cảm biến, thiết bị hiển thị, thiết bị IoT, và EEPROMs nhờ vào tính đơn giản của nó.
Giao thức giao tiếp nối tiếp đồng bộ cho phép truyền dữ liệu theo từng bit một, với các khoảng thời gian đều đặn được xác định bởi tín hiệu đồng hồ tham chiếu.
Một số đặc điểm quan trọng của giao thức giao tiếp I2C:
Chỉ cần có hai đường bus (dây) chung để điều khiển bất kỳ thiết bị / IC nào trên mạng I2C
Trong giao tiếp không yêu cầu thỏa thuận trước về tốc độ truyền dữ liệu như UART, cho phép việc điều chỉnh tốc độ truyền dữ liệu linh hoạt và dễ dàng bất cứ khi nào cần thiết.
Cơ chế đơn giản để xác thực dữ liệu được truyền
Sử dụng hệ thống địa chỉ 7 bit để xác định một thiết bị / IC cụ thể trên bus I2C
Các mạng I2C dễ dàng mở rộng Các thiết bị mới có thể được kết nối đơn giản với hai đường bus chung I2C
Thiết Kế Phần Cứng
Yêu cầu thiết kế
- Đảm bảo kết nối ổn định giữa các khối của hệ thống.
Sơ đồ khối hệ thống
Hình 3.1: Sơ đồ khối hệ thống
Chức năng của các khối được giải thích như sau:
- Khối controller gửi tín hiệu điều khiển từ tay điều khiển đến khối vi điều khiển.
Khối vi điều khiển đóng vai trò là trung tâm điều khiển, nhận dữ liệu góc nghiêng từ cảm biến Nó thực hiện giải thuật PID để tính toán và xuất tín hiệu điều khiển đến mạch công suất.
- Khối cảm biến góc nghiêng là khối lấy dữ liệu độ nghiêng trục (Angle) X, Y, Z và góc (Rate) X, Y, Z truyền về khối vi điều khiển
- Khối mạch công suất dùng để điều khiển các động cơ dựa trên tín hiệu từ vi điều khiển.
- Khối động cơ gồm 4 động cơ không chổi than, có vai trò làm thay đổi trạng thái của quadcopter.
Lựa chọn linh kiện
+ Có khả năng xác định giá trị góc nghiêng
+Tối thiểu 2 trục gia tốc (Accelerometer) và 2 trục góc quay (Gyro)
- Các cảm biến có thể đáp ứng:
Chương 3 Thiết Kế Phần Cứng
+ Sử dụng giao thức I2C kết nối đơn giản dễ dàng đọc tín hiệu thu được
+ Giá thành rẻ, phổ biến
+ Nguồn tài liệu hướng dẫn rộng rãi
Hình 3.2: Sơ đồ chân MPU6050
MPU6050 Điện áp sử dụng 3-5V Điện áp giao tiếp 3-5V
Giá trị Gyroscopes +/- 250 500 1000 2000 degree/sec
Bảng 3.1 Thông số kỹ thuật MPU6050
3.3.2 Lựa chọn mạch công suất ESC
+ Khả năng điều khiển tốc độ động cơ bằng PWM
+ Công suất phù hợp với động cơ
Chương 3 Thiết Kế Phần Cứng
+ Giá thành, công suất đa dạng từ rẻ đến mắc
Hình 3.3: Sơ đồ chân ESC
Dòng tức thời 35A (40A 10s sẽ cháy)
Bảng 3.2 Thông số kỹ thuật ESC
+ Dung lượng cao cho thời gian bay lâu
+ Dòng xả cao cung cấp năng lượng liên tục
Chương 3 Thiết Kế Phần Cứng
Bảng 3.3 Thông số kỹ thuật pin
+ Động cơ không chổi than BLDC
- Lựa chọn động cơ không chổi than A2212
Chương 3 Thiết Kế Phần Cứng
+ Nhỏ gọn, dễ lắp đặt, sử dụng
Hình 3.5: Động cơ không chổi than
-Thông số kỹ thuật Động cơ A2212
Tốc độ 2450 rpm/V Điện áp cấp 7-12V
Bảng 3.4 Thông số kỹ thuật động cơ
3.3.5 Lựa chọn mạch giảm áp
- Yêu cầu: Điện áp đầu ra nằm trong khoảng điện áp hoạt động cấp cho Arduino
+ Dải điện áp điều chỉnh rộng
+ Điện áp đầu ra ổn định
Chương 3 Thiết Kế Phần Cứng
Hình 3.6: Sơ đồ chân LM2596
LM2596 Điện áp đầu vào 3-30V Điện áp đầu ra 7-12V
Bảng 3.5 Thông số kỹ thuật lm2596
3.3.6 Lựa chọn module điều khiển trung tâm
+ Giao tiếp I2C với cảm biến góc nghiêng
+ 4 ngõ ra PWM điều khiển động cơ
+ 1 ngõ vào đọc tín hiệu từ tay điều khiển
- Các lựa chọn có thể có:
- Lựa chọn Arduino Uno vì
+ Đáp ứng giao tiếp I2C, 6 ngõ ra PWM
+ Dễ dàng lập trình, giao tiếp
Chương 3 Thiết Kế Phần Cứng
+ Cộng đồng phát triển lớn, mã nguồn mở
- Sơ đồ chân Arduino Uno
Hình 3.7: Sơ đồ chân Arduino Uno
Arduino Uno (Chip ATmega328P) Điện áp hoạt động 5V Điện áp đầu vào (khuyến nghị) 7-12V Điện áp đầu vào (giới hạn) 6-20V
Ngõ vào ra số I/O 14 (có 6 chân PWM)
Dòng trên ngõ ra 3.3V 50mA
Bộ nhớ Flash 32KB trong đó 0.5KB được sử dụng bởi bootloader
Bảng 3.6 Thông số kỹ thuật Arduino Uno
Chương 3 Thiết Kế Phần Cứng.
Sơ đồ nối dây tổng thể
Hình 3.8: Sơ đồ nối dây tổng thể
Bảng danh mục thiết bị
STT Tên thiết bị Số lượng
5 Động cơ không chổi than A2212 4
Bảng 3.7 Danh mục thiết bị
Thiết Kế Phần Mềm
Yêu cầu thiết kế
- Đọc tín hiệu từ tay điều khiển.
- Đọc tín hiệu cảm biến.
- Xuất tín hiệu xung PWM.
Giải thuật điều khiển
Hình 4.1: Lưu đồ giải thuật điều khiển
Chương 4 Thiết Kế Phần Mềm
Giải thích lưu đồ giải thuật:
- Thiết lập thông số ban đầu: Khai báo các biến đầu vào ra, trạng thái ban đầu, cấp xung khởi động cho esc động cơ.
- Kiểm tra cảm biến: Kiểm tra tín hiệu kết nối giao tiếp I2C với cảm biến.
- Đọc tín hiệu cảm biến: Truy cập vào địa chỉ các tín hiệu tiến hành đọc tín hiệu thô từ cảm biến.
- Xử lí tín hiệu cảm biến: Xử dụng thuật toán tính toán giá trị góc từ các tín hiệu thô.
Để tính toán giá trị góc nghiêng và xung điều khiển, trước tiên cần xác định giá trị góc lệch so với góc đặt Từ đó, có thể tính toán giá trị xung điều khiển cần cung cấp cho từng động cơ một cách chính xác.
- Xuất tín hiệu điều khiển: Xuất tín hiệu điều khiển qua các chân PWM nối với ESC điều khiển 4 động cơ
4.2.2 Đọc tín hiệu cảm biến
I2C, viết tắt của “Inter-Integrated Circuit”, là một giao thức giao tiếp do Philips Semiconductors phát triển Giao thức này cho phép truyền dữ liệu giữa bộ xử lý trung tâm và nhiều IC trên cùng một bảng mạch, chỉ cần sử dụng hai đường truyền tín hiệu.
Giao thức này được sử dụng rộng rãi nhờ tính đơn giản của nó, đặc biệt cho việc giao tiếp giữa vi điều khiển và các thiết bị như mảng cảm biến, thiết bị hiển thị, thiết bị IoT, và EEPROMs.
Giao thức giao tiếp nối tiếp đồng bộ cho phép truyền dữ liệu theo từng bit một, với thời gian truyền được quy định bởi một tín hiệu đồng hồ tham chiếu.
Một số đặc điểm quan trọng của giao thức giao tiếp I2C:
Chỉ cần có hai đường bus (dây) chung để điều khiển bất kỳ thiết bị / IC nào trên mạng I2C
Trong giao tiếp không yêu cầu thỏa thuận trước về tốc độ truyền dữ liệu như UART, tốc độ có thể được điều chỉnh linh hoạt khi cần thiết.
Cơ chế đơn giản để xác thực dữ liệu được truyền
Sử dụng hệ thống địa chỉ 7 bit để xác định một thiết bị / IC cụ thể trên bus I2C
Chương 4 Thiết Kế Phần Mềm
Các mạng I2C dễ dàng mở rộng Các thiết bị mới có thể được kết nối đơn giản với hai đường bus chung I2C Đọc dữ liệu MPU qua I2C:
Hình 4.2 Lưu đồ giải thuật đọc tín hiệu từ MPU
Kết Quả
Phần cứng
Body quadcopter được thiết kế bằng phần mềm Autodesk Inventor và được in 3D với độ đặc 50%, mang lại sự chắc chắn và giảm thiểu rủi ro hư hỏng khi va chạm.
Hình 5.2 Phần cứng thiết kế trên Altium.
- Phần cứng được thiết kế trên phần mềm Altium Designer.
- Phần cứng được chia thành 2 tầng:
Tầng 1 được thiết kế để bố trí các thiết bị công suất, giúp kết nối dễ dàng với động cơ ở cánh tay đòn Công tắc nguồn nằm bên phải, cho phép người điều khiển thuận tiện trong việc bật tắt nguồn Xung quanh có các jack kết nối nguồn pin với chân nguồn của driver điều khiển động cơ Ở giữa, module LM2596 được sử dụng để hạ áp từ nguồn pin, cung cấp điện cho Arduino.
+Tầng 2: Các thiết bị điều khiển được bố trí ở tầng 2 bao gồm Arduino Uno, MPU6050 và các jack ngõ ra cấp xung điều khiển động cơ
Hình 5.3 Kết quả thi công phần cứng.
Hình 5.4 Mô hình hoàn chỉnh.
Phần mềm
Giao diện GUI được lập trình bằng C#-WPF
-WPF, viết tắt của Windows Presentation Foundation, là hệ thống API mới hỗ trợ việc xây dựng giao diện đồ hoạ trên nền Windows.
WPF, được coi là thế hệ kế tiếp của WinForms, nâng cao khả năng lập trình giao diện cho lập trình viên thông qua việc cung cấp các API hiện đại, cho phép tận dụng tối đa các lợi ích của đa phương tiện.
Nó mới hơn và do đó phù hợp hơn với các tiêu chuẩn hiện tại.
Microsoft đang sử dụng nó cho rất nhiều ứng dụng mới, ví dụ: Visual Studio
Nó linh hoạt hơn, có thể làm nhiều việc hơn mà không phải viết hoặc mua các control mới.
XAML cho phép tạo và chỉnh sửa giao diện người dùng (GUI) một cách dễ dàng, đồng thời hỗ trợ việc phân chia công việc hiệu quả giữa nhà thiết kế sử dụng XAML và lập trình viên làm việc với C#, VB.NET, v.v.
Databinding, cho phép bạn có được một sự tách biệt hơn giữa data và layout.
Sử dụng tăng tốc phần cứng để vẽ GUI, để có hiệu suất tốt hơn.
Nó cho phép bạn tạo giao diện người dùng cho cả ứng dụng Windows và các ứng dụng web (Silverlight / XBAP)
Hình 5.5.a Kết quả trả về từ cảm biến hiển thị trên giao diện GUI.
Hình 5.5.b Kết quả trả về từ cảm biến hiển thị trên giao diện GUI.
