ОПТИМИЗАЦИЯ СЕНСОРНОЙ СИСТЕМЫ ШАГАЮЩЕЙ МАШИНЫ С ДИНАМИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТЬЮ

Аннотация

При движении по неровной поверхности в сложных условиях шагающие машины более эффективны в сравнении с колесными и гусеничными транспортными средствами, поскольку контактируют с землёй в отдельно взятых точках и наносят меньший вред сельскохозяйственным растениям. Такие машины применимы в условиях открытого и закрытого грунта для точного мониторинга состояния выращиваемой культуры и факторов, негативно влияющих на рост и развитие растений (сорные растения, вредители, болезни). Шагающая машина имеет множество датчиков, при подключении которых возникают трудности, связанные с ограничениями микроконтроллеров или способом обмена данными. Рассмотрены методы оптимизации, направленные на увеличение частоты опроса двух типов датчиков с принципиально отличающимися шинами данных. Представлены схемы подключения датчиков температуры Dallas Semiconductor DS18B20 и весовых датчиков на базе микросхемы HX711. Разработан стенд шагающей машины и представлена опытная шагающая машина. Экспериментально установлено, что для чтения логических значений при скорости измерений 80 Гц и 25-битном пакете скорости контроллера достаточно шести цифровых линий с побитовым преобразованием в цифровое значение. В результате оптимизации обмена данными бортового компьютера с большим числом датчиков скорость опроса датчиков увеличилась в 30 раз (с 30 секунд до интервала менее одной секунды). Предложенный параллельный метод подключения датчиков нагружения позволил опрашивать шесть датчиков одновременно со скоростью 80 Гц, а при последовательном чтении скорость опроса составила 12 Гц.