- Đặt vấn đề
Cùng với sự phát triển của công nghệ vi điện tử, các cảm biến thông minh được chế tạo ngày càng nhỏ gọn, được ứng dụng nhiều trong các thiết bị như điện thoại thông minh, máy tính bảng, hay các máy móc công nghiệp, công nghệ robot, hàng không, hàng hải và y tế … Cảm biến gia tốc góc nghiêng MPU6050 (hình 1) thuộc loại thiết bị được gọi là đơn vị đo lường quán tính. Thiết bị này có thể đo gia tốc, quán tính và một số thông số khác để cho phép ta xác định được vị trí và vận tốc không gian của chúng.
Gimbal (hình 2) được tích hợp cảm biến gia tốc với con quay hồi chuyển chính là sản phẩm những nhà làm phim hay những photographer hướng đến. Dựa vào số trục quay mà Gimbal được chia thành: Gimbal 2 trục và Gimbal 3 trục. Trong bài trình bày, nhóm nghiên cứu hướng tới thiết kế một chiếc Gimbal 3 trục trang bị cảm biến gia tốc MPU6050.
2. Kết quả nghiên cứu
2.1. Mô hình Gimbal
Mô hình Gimbal trong hình 3 được chế tạo từ vật liệu nhựa in PLA. Gimbal được thiết kế dạng 3 trục X, Y, Z và được điều khiển bằng 3 động cơ Servo MG996. Cảm biến gia tốc góc nghiêng được gá dưới nắp, có nhiệm vụ đo lường và gửi tín hiệu về bộ điều khiển.
2.2. Kết quả khảo nghiệm
Để tiến hành khảo nghiệm tính ổn định của Gimbal, nhóm nghiên cứu sử dụng một chiếc camera quay lại các cảnh quay để kiểm tra khả năng đo lường, xử lý tín hiệu và điều khiển động cơ servo. Giá trị các trục quay khi chưa di chuyển Gimbal bị trôi trong khoảng từ 0º đến 0.8º.
3. Kết luận
Nhóm tác giả đã nghiên cứu và xây dựng 01 mô hình Gimbal sử dụng cảm biến gia tốc góc nghiêng MPU6050. Arduino nano nhận và xử lí lử dữ liệu gửi từ cảm biến, ra tín hiệu điều khiênr động cơ servo. Kết quả bước đầu cho thấy mô hình chạy ổn định, tin cậy. Tuy nhiên, tốc độ xử lý của Arduino cần được nâng cấp để tăng thời gian đáp ứng với lượng lớn dữ liệu đầu vào.
Tác giả: Ngô Phương Thủy, Phạm Trọng Hùng K65CNCDTA, Khoa Cơ Điện