នៅក្នុងកម្មវិធីគ្រប់គ្រងចលនាដែលមានភាពជាក់លាក់ខ្ពស់ដូចជា សន្លាក់មនុស្សយន្ត ម៉ូទ័រ servo និង gimbals ឧបករណ៍បំលែងកូដម៉ាញេទិកកំពុងក្លាយជាឧបករណ៍ផ្តល់មតិត្រឡប់ទីតាំងស្នូលកាន់តែខ្លាំងឡើង ដោយសារប្រតិបត្តិការមិនទាក់ទង ភាពស៊ាំទៅនឹងភាពកខ្វក់ និងទំហំបង្រួមរបស់វា។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ វិស្វករជាច្រើនជួបប្រទះនឹងបញ្ហាដ៏គួរឱ្យធុញទ្រាន់ក្នុងការអនុវត្ត - មុំរសាត់ : មុំអានយឺត 'វង្វេង' សូម្បីតែនៅពេលម៉ូទ័រនៅស្ងៀម ឬភាពត្រឹមត្រូវថយចុះយ៉ាងខ្លាំងជាមួយនឹងការផ្លាស់ប្តូរសីតុណ្ហភាព។ តើមុំឌីសកូដម៉ាញេទិកមកពីណា ហើយតើយើងអាចជួសជុលវាដោយរបៀបណា?
1. តើ Angle Drift គឺជាអ្វី ហើយតើវាមកពីណា? ក ឧបករណ៍បំប្លែងម៉ាញេទិក រកឃើញវាលម៉ាញេទិកបង្វិលនៃមេដែកអចិន្ត្រៃយ៍ដែលភ្ជាប់ទៅនឹងអ័ក្សម៉ូទ័រ បញ្ចេញសញ្ញាស៊ីនុស/កូស៊ីនុស ជាមួយនឹងភាពខុសគ្នាដំណាក់កាល 90° ហើយបន្ទាប់មកគណនាមុំតាមរយៈមុខងារអាកតង់សង់។ តាមទ្រឹស្តី នេះគឺជាខ្សែសង្វាក់វាស់វែងដ៏ល្អឥតខ្ចោះ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយតាមការពិត កត្តាមិនសមហេតុផលផ្សេងៗ បណ្តាលឱ្យការអានមុំខុសពីតម្លៃពិត - នេះគឺជា 'រសាត់មុំ' ។
សរុបមក មុំរសាត់មានប្រភពចេញពីទិដ្ឋភាពសំខាន់ៗចំនួនបី៖
1.1 កំហុសក្នុងការដំឡើងមេកានិក នេះគឺជាពិរុទ្ធជនទូទៅបំផុត។ រ៉ាឌីកាល់អុហ្វសិតរវាងមេដែក និងមជ្ឈមណ្ឌលចាប់សញ្ញារបស់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា (ភាពខុសប្រក្រតី) មុំរវាងអ័ក្សបង្វិល និងបន្ទះឈីបធម្មតា (លំអៀង) និងគម្លាតខ្យល់លើស ឬប្រែប្រួល ទាំងអស់បង្ខូចទ្រង់ទ្រាយសញ្ញាដែនម៉ាញេទិកដោយផ្ទាល់។ ឧទាហរណ៍ ភាពខុសប្រក្រតីនៃ 0.3 ម.ម អាចណែនាំកំហុសមុំ ±2.1°។ លើសពីនេះ ម៉ាញ៉េទិចមិនស្មើគ្នា ឬរូបរាងមេដែកមិនទៀងទាត់អាចបណ្តាលឱ្យវាលដែលយល់បានងាកចេញពីទម្រង់រលក sinusoidal ដ៏ល្អ។
1.2 ការប្រែប្រួលសីតុណ្ហភាពព័ទ្ធជុំវិញ លក្ខណៈរបស់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា Hall និងសៀគ្វីដំណើរការសញ្ញាប្រែប្រួលតាមសីតុណ្ហភាព។ នៅពេលដែលសីតុណ្ហភាពកើនឡើង កម្លាំងវាលរបស់មេដែកមានការថយចុះ វ៉ុលអុហ្វសិតរបស់បន្ទះឈីបរសាត់ ហើយវ៉ុលយោង ADC ប្រែប្រួល – កត្តាទាំងនេះរួមផ្សំគ្នាបង្កើតឱ្យមានការប្រែប្រួលសីតុណ្ហភាពដ៏សំខាន់នៅក្នុងការអានមុំ។ ការវាស់វែងជាក់ស្តែងបង្ហាញថា ជាមួយនឹងគុណភាពមេដែកផ្សេងគ្នា ការរសាត់នៃសីតុណ្ហភាពសូន្យអាចកាន់តែអាក្រក់ពី +0.02 °/℃ ទៅ +0.15 °/℃ ។
1.3 ការជ្រៀតជ្រែកពីខាងក្រៅ និងកត្តាថាមវន្ត វាលម៉ាញេទិកដែលជ្រៀតជ្រែកឆ្លងកាត់ផ្លាស់ប្តូរចំណុចកណ្តាលនៃតួ Lissajous ដែលបណ្តាលឱ្យមានកំហុសស្ទើរតែគ្រប់មុំ លើកលែងតែ 0° និង 180°។ ជាងនេះទៅទៀត ការពន្យាពេលការឆ្លើយតបថាមវន្តក្នុងអំឡុងពេលប្រតិបត្តិការម៉ូទ័រល្បឿនលឿន និងសំឡេងរំខានពីការផ្គត់ផ្គង់ថាមពល អាចធ្វើឱ្យមុំអានញ័រ ហើយមិនស្ថិតស្ថេរ។
2. ដំណោះស្រាយ៖ ការរួមបញ្ចូលគ្នានៃ Hardware, Calibration, និង Algorithms មិនមាន 'គ្រាប់វេទមន្ត' តែមួយសម្រាប់ដោះស្រាយមុំរសាត់ទេ។ វិធីសាស្រ្តសំរបសំរួលគឺត្រូវការជាចាំបាច់ក្នុងបីកម្រិត៖ ការដំឡើងមេកានិច ការក្រិតបន្ទះសៀគ្វី និងសំណងជាក្បួន។
កម្រិតទី 1៖ មូលដ្ឋានគ្រឹះផ្នែករឹង - បញ្ឈប់កំហុសនៅប្រភព ការដំឡើងច្បាស់លាស់គឺជាខ្សែការពារដំបូង។ ឧបករណ៍បំលែងកូដម៉ាញេទិកគឺមានភាពរសើបខ្លាំងចំពោះភាពអត់ធ្មត់នៃការដំឡើង។ ជាទូទៅ គម្លាតខ្យល់គួររក្សាចន្លោះពី 1.0 mm ទៅ 3.0 mm (2.0 mm គឺល្អបំផុត) coaxiality eccentricity ≤ 0.05 mm និង tilt angle ≤ 3°។ កំឡុងពេលដំឡើង សូមប្រើរង្វាស់ចុច ឬឧបករណ៍តម្រឹមឡាស៊ែរសម្រាប់ការក្រិត។ ដូចគ្នានេះផងដែរ, រក្សាឧបករណ៍បំលែងកូដឱ្យឆ្ងាយពីប្រភពរំខានម៉ាញេទិកខ្លាំងដូចជាខ្យល់ម៉ូទ័រ និងត្រង់ស៊ីស្ទ័រថាមពល។ បើចាំបាច់ បន្ថែមខែលមេដែក Permalloy ។
ការជ្រើសរើសមេដែកក៏សំខាន់ផងដែរ។ ជ្រើសរើសមេដែករាងជារង្វង់អ័ក្សមួយគូដែលមានកម្លាំងវាលចន្លោះពី 300 mT និង 500 mT ។ មេដែកដែលមានគុណភាពទាបមិនត្រឹមតែមានវាលមិនស្មើគ្នាប៉ុណ្ណោះទេ ថែមទាំងលក្ខណៈសីតុណ្ហភាពមិនល្អផងដែរ ដែលធ្វើអោយការរសាត់កាន់តែអាក្រក់ទៅៗ។
ការផ្គត់ផ្គង់ថាមពល និងការរចនា PCB ត្រូវតែអនុវត្តតាមការអនុវត្តល្អ។ ការច្រៀកថាមពលគួរតែត្រូវបានគ្រប់គ្រងក្នុងរង្វង់ 10 mV ហើយខ្សែសញ្ញា SPI គួរតែខ្លី ប្រវែងស្មើៗគ្នា និងបញ្ជូនយ៉ាងស្អាត។ កុំដាក់ស្ពាន់ ឬដាននៅក្រោមបន្ទះឈីប ដើម្បីកាត់បន្ថយការជ្រៀតជ្រែកសមត្ថភាពប៉ារ៉ាស៊ីតជាមួយនឹងធាតុចាប់សញ្ញាម៉ាញ៉េទិច។
កម្រិតទី 2: ធ្វើឱ្យភាគច្រើនបំផុតនៃការក្រិតបន្ទះឈីប - ដឹងពីភាពជាក់លាក់របស់រោងចក្រក្នុងការអនុវត្ត បន្ទះសៀគ្វីបំប្លែងម៉ាញេទិកទំនើបជាធម្មតារួមបញ្ចូលដំណាក់កាលក្រិតតាមខ្នាតច្រើន ដែលជាវិធីផ្ទាល់បំផុតក្នុងការដោះស្រាយមុំរសាត់។
ការក្រិតតាមខ្នាតរបស់រោងចក្រ (កម្រិតបន្ទះឈីប)៖ ក្នុងអំឡុងពេលធ្វើតេស្ត wafer ក្រុមហ៊ុនផលិតបន្ទះឈីបបានអនុវត្តការទូទាត់សំណង DC អុហ្វសិតរួចហើយ ការកែតម្រូវអតុល្យភាពអំព្លីទីត និងការកែកំហុសបួនជ្រុងជាមួយនឹងប៉ារ៉ាម៉ែត្រដែលបានរក្សាទុកនៅក្នុង EEPROM នៅលើបន្ទះឈីប។ នេះគឺជា 'មូលដ្ឋានគ្រឹះ' នៃភាពត្រឹមត្រូវ។
ការក្រិតតាមខ្នាតដោយខ្លួនឯងរបស់អ្នកប្រើ (កម្រិតប្រព័ន្ធ): បន្ទាប់ពីដំឡើងរួច សូមបង្វិលម៉ូទ័រមួយបដិវត្តន៍ពេញមួយក្នុងល្បឿនថេរ។ DSP ដែលភ្ជាប់មកជាមួយប្រមូលទិន្នន័យមុំនៅលើវេនពេញ ហើយកំណត់ដោយស្វ័យប្រវត្តិ និងទូទាត់សងសម្រាប់ភាពខុសប្រក្រតីនៃការដំឡើង ការប្រែប្រួលគម្លាតខ្យល់ និងកំហុសផ្សេងទៀត។ បន្ទះសៀគ្វីជាច្រើនគាំទ្រការកេះដោយចុចតែម្តងដោយមិនទាមទារម៉ាស៊ីនខាងក្រៅ ដែលងាយស្រួលផលិតខ្លាំង។
សំណងពីសីតុណ្ហភាពថាមវន្ត៖ បន្ទះឈីបត្រួតពិនិត្យសីតុណ្ហភាពក្នុងពេលវេលាជាក់ស្តែង។ នៅពេលដែលសីតុណ្ហភាពខុសពីតម្លៃដែលបានក្រិតតាមខ្នាត វាប្រើមេគុណសំណងសីតុណ្ហភាពដោយស្វ័យប្រវត្តិ ដើម្បីកែតម្រូវមុំ។ ឧទាហរណ៍ Naxin Micro MT6835 ប្រើប្រព័ន្ធក្រិតតាមខ្នាតបីដំណាក់កាល ដើម្បីរក្សារសាត់ពេញសីតុណ្ហភាពក្នុងរង្វង់ ±0.08°។
កម្រិតទី 3៖ សំណងជាក្បួន - ធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវភាពត្រឹមត្រូវបន្ថែមទៀត
សម្រាប់កម្មវិធីដែលទាមទារភាពជាក់លាក់ខ្ពស់ជាងនេះ សំណងបន្ថែមគឺត្រូវការជាចាំបាច់។
ការក្រិតតាមអ៊ិនធរណេតដែលសម្របខ្លួន៖ ការក្រិតតាមអ៊ីនធឺណិតតាមបែបប្រពៃណីជួសជុលប៉ារ៉ាម៉ែត្រសំណង និងមិនអាចសម្របខ្លួនទៅនឹងការរសាត់រយៈពេលវែងដោយសារតែការផ្លាស់ប្តូរសីតុណ្ហភាព ឬភាពចាស់នៃមេដែក។ ក្បួនដោះស្រាយការបន្សាំដែលមានមូលដ្ឋានលើ Recursive Least Squares (RLS) អាចធ្វើបច្ចុប្បន្នភាពប៉ារ៉ាម៉ែត្រសំណងក្នុងពេលវេលាជាក់ស្តែង ដោយរក្សាកំហុសមុំក្នុងរង្វង់ ±0.05° នៅទូទាំងជួរសីតុណ្ហភាពពេញ (-40 ℃ ដល់ +125 ℃) ។
តម្រង Kalman សម្រាប់កាត់បន្ថយសំលេងរំខាន៖ សម្រាប់សំលេងរំខានប្រេកង់ខ្ពស់ដែលបណ្តាលឱ្យមានការកន្ត្រាក់នៃមុំ តម្រង Kalman មានប្រសិទ្ធភាពទប់ស្កាត់សំលេងរំខានក្នុងការសង្កេត និងធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវស្ថេរភាពនៃទិន្នផលមុំ។
សំណងបណ្តាញសរសៃប្រសាទ៖ គំរូបណ្តាញសរសៃប្រសាទអាចត្រូវបានបង្កើតឡើងដើម្បីឱ្យសមនឹងលក្ខណៈសីតុណ្ហភាពរសាត់។ បន្ទាប់ពីចំនួនកំណត់នៃការហ្វឹកហ្វឺនឡើងវិញ វាសម្រេចបាននូវការកែតម្រូវសីតុណ្ហភាពអាដាប់ធ័រដែលមានភាពត្រឹមត្រូវខ្ពស់។
ជាមួយនឹងវិធីសាស្រ្តរួមបញ្ចូលគ្នានៃ 'ការដំឡើងផ្នែករឹង + ការក្រិតបន្ទះឈីប + សំណងក្បួនដោះស្រាយ' ឧបករណ៍បំលែងកូដម៉ាញេទិកទំនើបអាចសម្រេចបាននូវភាពត្រឹមត្រូវខ្ពស់គួរឱ្យកត់សម្គាល់៖
MT6816 សម្រេចបាននូវកំហុសមុំរួមបញ្ចូលគ្នាកម្រិតប្រព័ន្ធក្នុង ±0.03° .
MT6835 បន្ទាប់ពីការក្រិតតាមខ្នាត ធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវអាំងតេក្រាលមិនលីនេអ៊ែរ (INL) របស់វាពី ±1° ដល់ < ±0.07° ជាមួយនឹងការរសាត់សីតុណ្ហភាពពេញ < ±0.08° .
ដំណោះស្រាយកម្រិតខ្ពស់មួយចំនួនថែមទាំងអាចបង្កើនប្រសិទ្ធភាព INL ដល់ ±0.03° ដោយបំពេញតាមភាពត្រឹមត្រូវកម្រិត ±0.05° ដែលត្រូវការសម្រាប់ gimbals និង servos ។
4. សេចក្តីសង្ខេប និងទស្សនវិស័យ សរុបមក ការរសាត់មុំរបស់កូដម៉ាញេទិក គឺជាលទ្ធផលនៃការរំខានពីមេកានិក កម្ដៅ អេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិច និងកត្តាផ្សេងទៀតនៅលើសញ្ញាដែនម៉ាញេទិក។ មិនមានការព្យាបាលតែមួយទេ - ទាំងអស់; ដំណោះស្រាយគួរតែអនុវត្តតាមគោលការណ៍នៃ 'Hardware as base, calibration as mainstay, and algorithms as the finisher' :
ភាពត្រឹមត្រូវនៃការដំឡើងគឺជាមូលដ្ឋានគ្រឹះ - គម្លាតខ្យល់ ភាពជាប់គ្នា និងការជ្រើសរើសមេដែកមិនអាចមើលរំលងបានទេ។
ការក្រិតបន្ទះសៀគ្វីគឺជាឧបករណ៍ចម្បង - ប្រើប្រាស់ការក្រិតតាមរោងចក្រពេញលេញ និងការក្រិតតាមខ្នាតដោយអ្នកប្រើប្រាស់។
សំណងជាក្បួនគឺជាជំហានកម្រិតខ្ពស់ - សម្រាប់សេណារីយ៉ូដែលទាមទារ សូមណែនាំការចម្រោះតាមសម្រួល និងការក្រិតតាមអ៊ីនធឺណិត។
នៅពេលដែលការរួមបញ្ចូលបន្ទះឈីបបន្តកើនឡើង ហើយក្បួនដោះស្រាយ AI ត្រូវបានណែនាំ ឧបករណ៍បំប្លែងម៉ាញេទិកនាពេលអនាគតនឹងវិវត្តឆ្ពោះទៅរក សមត្ថភាព 'ការចាប់សញ្ញាដោយខ្លួនឯង ការក្រិតតាមខ្នាត និង សមត្ថភាពទូទាត់ដោយខ្លួនឯង' ។ នៅពេលនោះ មុំរសាត់នឹងលែងជាបញ្ហាឈឺក្បាលសម្រាប់វិស្វករទៀតហើយ ហើយភាពជាក់លាក់ និងភាពជឿជាក់នៃសន្លាក់មនុស្សយន្តនឹងឈានដល់កម្ពស់ថ្មី។
