Nghiên cứu, thực hiện mô hình hệ thống nâng kính khóa cửa và mô hình hệ thống thông tin ngành công nghệ kỹ thuật ô tô
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (7.74 MB, 129 trang )
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGÀNH CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT Ơ TƠ
NGHIÊN CỨU, THỰC HIỆN MƠ HÌNH
HỆ THỐNG NÂNG KÍNH KHĨA CỬA
VÀ MƠ HÌNH HỆ THỐNG THƠNG TIN
GVHD: ThS. NGUYỄN QUANG TRÃI
SVTH: LÊ HẬU ĐỨC
NGUYỄN VĂN KHÁNH
SKL008267
Tp. Hồ Chí Minh, tháng 08/2021
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Chuyên ngành: Công nghệ Kỹ thuật ô tô
Tên đề tài:
NGHIÊN CỨU, THỰC HIỆN MƠ HÌNH HỆ THỐNG
NÂNG KÍNH KHĨA CỬA VÀ MƠ HÌNH HỆ
THỐNG THƠNG TIN
SVTH:
MSSV:
SVTH:
MSSV:
GVHD:
LÊ HẬU ĐỨC
17145277
NGUYỄN VĂN KHÁNH
17145309
ThS. NGUYỄN QUANG TRÃI
Tp Hồ Chí Minh, tháng 8, năm 2021
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA
TP. HCM
VIỆT NAM
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
Độc lập - Tự do – Hạnh phúc
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên: 1. Nguyễn Văn Khánh
2. Lê Hậu Đức
MSSV: 17145309
MSSV: 17145277
Ngành: Công nghệ Kỹ thuật ô tô
Mã ngành đào tạo:
Hệ đào tạo: Hệ đại trà
Mã hệ đào tạo:
Khóa: 2017 - 2021
Lớp: 171452B
1. Tên đề tài
NGHIÊN CỨU, THỰC HIỆN MƠ HÌNH HỆ THỐNG NÂNG KÍNH KHĨA CỬA VÀ
MƠ HÌNH HỆ THỐNG THƠNG TIN
2. Nhiệm vụ đề tài
Tìm hiểu ngun lí hoạt động của hệ thống nâng kính khóa cửa và hệ thống thơng tin.
Thực hiện mơ hình hệ thống nâng kính khóa cửa và mơ hình hệ thống thơng tin.
3. Sản phẩm của đề tài
- 01 quyển thuyết minh đồ án.
- 01 mơ hình nâng kính khóa cửa, 01 mơ hình hệ thống thơng tin.
- Nội dung hướng dẫn sử dụng và thực hành mơ hình.
4. Ngày giao nhiệm vụ đề tài: 24/02/2021
5. Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 24/082021
TRƯỞNG BỘ MÔN
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA
TP. HCM
VIỆT NAM
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
Độc lập - Tự do – Hạnh phúc
Bộ môn Điện – Điện tử ô tô
PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
(Dành cho giảng viên hướng dẫn)
Họ và tên sinh viên: Nguyễn Văn Khánh
MSSV:17145309 Hội đồng:…………
Họ và tên sinh viên: Lê Hậu Đức
MSSV:17145277 Hội đồng:…………
Tên đề tài: NGHIÊN CỨU, THỰC HIỆN MƠ HÌNH HỆ THỐNG NÂNG KÍNH KHĨA
CỬA VÀ MƠ HÌNH HỆ THỐNG THƠNG TIN
Ngành đào tạo: Công nghệ kỹ thuật ô tô
Họ và tên GV hướng dẫn: ThS. Nguyễn Quang Trãi
Ý KIẾN NHẬN XÉT
1. Nhận xét về tinh thần, thái độ làm việc của sinh viên (không đánh máy)
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
2. Nhận xét về kết quả thực hiện của ĐATN (không đánh máy)
2.1. Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN:
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
2.2. Nội dung đồ án:
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
2.3. Kết quả đạt được:
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
2.4. Những tồn tại (nếu có):
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
3. Đánh giá:
TT Mục đánh giá
1.
2.
Hình thức và kết cấu ĐATN
Điểm
Điểm đạt
tối đa
được
30
Đúng format với đầy đủ cả hình thức và nội dung
10
Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan của đề tài
10
Tính cấp thiết của đề tài
10
Nội dung ĐATN
50
Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học và kỹ 5
thuật, khoa học xã hội…
Khả năng thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá
10
Khả năng thiết kế chế tạo một hệ thống, thành phần, hoặc 15
quy trình đáp ứng yêu cầu đưa ra với những ràng buộc
thực tế.
Khả năng cải tiến và phát triển
15
Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên 5
ngành…
3.
Đánh giá về khả năng ứng dụng của đề tài
10
4.
Sản phẩm cụ thể của ĐATN
10
Tổng điểm
100
4. Kết luận:
Được phép bảo vệ
Không được phép bảo vệ
TP.HCM, ngày
tháng 08 năm 2021
Giảng viên hướng dẫn
(Ký, ghi rõ họ tên)
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA
TP. HCM
VIỆT NAM
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
Độc lập - Tự do – Hạnh phúc
Bộ môn Điện – Điện tử ô tô
PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
(Dành cho giảng viên phản biện)
Họ và tên sinh viên: Nguyễn Văn Khánh
MSSV:17145309
Hội đồng………..
Họ và tên sinh viên: Lê Hậu Đức
MSSV: 17145277 Hội đồng………...
Tên đề tài: NGHIÊN CỨU, THỰC HIỆN MƠ HÌNH HỆ THỐNG NÂNG KÍNH KHĨA
CỬA VÀ MƠ HÌNH HỆ THỐNG THƠNG TIN.
Ngành đào tạo: Công nghệ kỹ thuật ô tô
Họ và tên GV phản biện: ThS. Nguyễn Thành Tuyên
Ý KIẾN NHẬN XÉT
1. Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN:
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
2. Nội dung đồ án:
(Cơ sở lý luận, tính thực tiễn và khả năng ứng dụng của đồ án, các hướng nghiên cứu
có thể tiếp tục phát triển)
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
3. Kết quả đạt được:
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
4. Những thiếu sót và tồn tại của ĐATN:
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
5. Câu hỏi:
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
6. Đánh giá:
TT Mục đánh giá
1.
2.
Hình thức và kết cấu ĐATN
Điểm
Điểm đạt
tối đa
được
30
Đúng format với đầy đủ cả hình thức và nội dung
10
Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan của đề tài
10
Tính cấp thiết của đề tài
10
Nội dung ĐATN
50
Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học và kỹ 5
thuật, khoa học xã hội…
Khả năng thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá
10
Khả năng thiết kế, chế tạo một hệ thống, thành phần, 15
hoặc quy trình đáp ứng yêu cầu đưa ra với những ràng
buộc thực tế.
Khả năng cải tiến và phát triển
15
Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên 5
ngành…
3.
Đánh giá về khả năng ứng dụng của đề tài
10
4.
Sản phẩm cụ thể của ĐATN
10
Tổng điểm
100
7. Kết luận:
Được phép bảo vệ
Không được phép bảo vệ
TP.HCM, ngày
tháng 08 năm 2021
Giảng viên phản biện
(Ký, ghi rõ họ và tên)
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
TP. HCM
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
XÁC NHẬN HOÀN THÀNH ĐỒ ÁN
Tên đề tài: NGHIÊN CỨU, THỰC HIỆN MƠ HÌNH HỆ THỐNG NÂNG KÍNH KHĨA CỬA
VÀ MƠ HÌNH HỆ THỐNG THƠNG TIN
Họ và tên sinh viên: Nguyễn Văn Khánh
Lê Hậu Đức
MSSV: 17145309
MSSV: 17145277
Ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô.
Sau khi tiếp thu và điều chỉnh theo góp ý của Giảng viên hướng dẫn, Giảng viên phản biện
và các thành viên trong Hội đồng bảo vệ. Đồ án tốt nghiệp đã được hoàn chỉnh đúng theo u
cầu về nội dung và hình thức.
Chủ tích Hội đồng: ................................................................................................
Giảng viên hướng dẫn: ..........................................................................................
Giảng viên phản biện: ...........................................................................................
Tp. Hồ Chí Minh, ngày
tháng
năm 2021
LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên, chúng em xin chân thành cảm ơn tồn thể q thầy cơ trường Đại Học
Sư Phạm Kỹ Thuật Thành phố Hồ Chí Minh đã nhiệt tình giảng dạy và truyền đạt những
kiến thức hết sức quý báu cho chúng em suốt thời gian học tập tại trường. Đặc biệt với sự
giúp đỡ của quý thầy cơ Khoa Cơ Khí Động Lực đã tạo điều kiện cho chúng em hoàn thành
đồ án tốt nghiệp đúng thời gian quy định.
Nhóm chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến:
Giảng viên Th.S Nguyễn Quang Trãi, thầy đã hướng dẫn tận tình cũng như theo sát,
đơn đốc tiến độ cho chúng em trong suốt quá trình nghiên cứu và thực hiện đồ án.
Chúng em xin gửi lời cảm ơn đến các thầy khoa Cơ Khí Động Lực – Trường Đại
Học Sư Phạm Kỹ Thuật thành phố Hồ Chí Minh đã hỗ trợ kiến thức, tư vấn kỹ thuật
và sử dụng các thiết bị trên xưởng thực hành.
Chúng em xin gửi lời cảm ơn đến giảng viên Th.S Lê Quang Vũ của khoa Cơ Khí
Động Lực trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật thành phố Hồ Chí Minh đã hỗ trợ
cho chúng em kiến thức về mạng CAN của hệ thống thông tin trên ô tô.
Cảm ơn gia đình và bạn bè đã hỗ trợ, động viên, khuyến khích chúng em tự tin trong
q trình thực hiện đồ án.
Một lần nữa, chúng em xin chân thành cảm ơn và kính chúc q thầy cơ Trường Đại
học Sư Phạm Kỹ Thuật thành phố Hồ Chí Minh, đặc biệt là q thầy cơ khoa Cơ Khí Động
Lực dồi dào sức khỏe, niềm vui và luôn nhiệt huyết với nghề nhà giáo để góp phần nên
thành cơng trong việc bồi dưỡng nhân tài cho Đất Nước.
Chúng em xin chân thành cảm ơn!
Tp. Hồ Chí Minh, ngày….tháng 8, năm 2021
TM. Nhóm sinh viên thực hiện
Lê Hậu Đức
Nguyễn Văn Khánh
i
TÓM TẮT
Các vấn đề nghiên cứu:
1. Ngiên cứu lý thuyết hệ thống nâng kính khóa cửa và hệ thống thơng tin trên xe
Toyota Vios 2009.
2. Tìm hiểu, phân tích sơ đồ mạch điện của hệ thống nâng kính khóa cửa và hệ thống
thông tin của xe Toyota Vios 2009.
3. Thực hiện mơ hình:
Hệ thống nâng kính khóa cửa.
Hệ thống thơng tin.
Q trình thực hiện và kết quả đạt được:
Q trình tìm hiểu lý thuyết thơng qua tài liệu của hãng thông qua các trang online
của hãng Toyota.
Về phần thi công đồ án:
Sau khi tiếp nhận đề tài từ khoa chúng em đã tìm kiếm thơng tin về hệ thống
nâng kính khóa cửa và hệ thống thơng tin trên xe Toyota Vios 2009.
Sau khi đã có đầy đủ thơng tin chúng em tiến hành phân tích cụ thể về nguyên lí
hoạt động của hệ thống nâng kính khóa cửa và hệ thống thơng tin trên xe Toyota
Vios 2009.
Cuối cùng là nhóm chúng em đã thiết kế mơ hình và lắp ráp các chi tiết của mơ
hình hệ thống nâng kính khóa cửa và hệ thống thơng tin.
Các kết quả đạt được:
Nắm được lý thuyết, nguyên lý hoạt động của hệ thống nâng kính khóa cửa và
hệ thống thông tin trên xe Toyota Vios 2009.
Nắm bắt và cập nhật thêm các nội dung kiến thức mới.
Thiết kế, hồn thành được mơ hình mới phục vụ cho việc giảng dạy hệ thống
điện thân xe.
ii
DANH MỤC VIẾT TẮT VÀ KÍ HIỆU
CAN: Controller Area Network
SPI: Serial Perpheral Interface
ABS: Anti-lock Brake System
SRS: Supplement Restrain System
P/S: Power Steering
MAB: Message Assembly Buffer
ID: Identification
MCU: Multipoint Control Unit
SW: Swicth
iii
DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình
Trang
Hình 2. 1: Vị trí của cơng tắc nâng kính khóa cửa trên xe ................................................ 7
Hình 2. 2: Cấu tạo cơ cấu nâng hạ kính ........................................................................... 7
Hình 2. 3: Cấu tạo của mơ tơ nâng hạ kính ...................................................................... 8
Hình 2. 4: Cơng tắc nâng kính khóa cửa .......................................................................... 9
Hình 2. 5:Sơ đồ mạch điện đóng cơng tắc bằng tay........................................................ 10
Hình 2. 6: Sơ đồ mạch điện mở cơng tắc bằng tay.......................................................... 10
Hình 2. 7: Sơ đồ mạch nâng kính cửa tự đơng một lần ấn. ............................................. 11
Hình 2. 8: Sơ đồ mạch hạ kính tự đơng một lần ấn. ........................................................ 12
Hình 2. 9:Vị trí của các bộ phận của hệ thống trên xe. ................................................... 13
Hình 2. 10: Cấu tạo mơ tơ khóa cửa. ............................................................................. 14
Hình 2. 11: Cơng tắc vị trí khóa cửa .............................................................................. 15
Hình 2. 12: Sơ đồ ngun lí. ........................................................................................... 16
Hình 2. 13: Sơ đồ ngun lí. ........................................................................................... 16
Hình 2. 14: Sơ đồ ngun lí. ........................................................................................... 17
Hình 2. 15: Sơ đồ ngun lí. ........................................................................................... 17
Hình 2. 16: Sơ đồ ngun lí. ........................................................................................... 18
Hình 2. 17: Sơ đồ ngun lí. ........................................................................................... 18
Hình 2. 18:Hệ thống thơng tin. ....................................................................................... 19
Hình 2. 19: Các tín hiệu trên táp lơ. ............................................................................... 20
Hình 2. 20: Sơ đồ mạch điện. ......................................................................................... 21
Hình 2. 21: Đồng hồ dạng lưỡng kim. ............................................................................ 22
Hình 2. 22: Dạng điện trở lưỡng kim ............................................................................. 24
Hình 2. 23:Bộ cảm nhận mức nhiên liệu. ....................................................................... 25
Hình 2. 24: Đồng hồ nhiên liệu kiểu điện trở lưỡng kim. ................................................ 25
Hình 2. 25: Cấu tạo đồng hồ nhiên liệu kiểu cuộn dây chữ thập. .................................... 27
Hình 2. 26: Biểu diễn từ trường tổng khi thùng nhiên liệu đầy. ...................................... 27
Hình 2. 27: Biểu diễn từ trường tổng khi thùng nhiên liệu cịn ½. .................................. 28
Hình 2. 28: Biểu diễn từ trường tổng khi thùng nhiên liệu hết. ....................................... 28
iv
Hình 2. 29: Sơ đồ đấu dây đồng hồ tốc độ động cơ và tốc độ xe..................................... 29
Hình 2. 30: Cơ cấu báo nguy áp suầt dầu bôi trơn động cơ. .......................................... 30
Hình 2. 31: Cơ cấu báo nguy nhiệt độ nước làm mát động cơ. ....................................... 31
Hình 2. 32: Bảng đồng hồ màn hình điện tử kiểu VFD trên xe TOYOTA CRESSIDA. .... 31
Hình 2. 33: Cấu tạo màn hình huỳnh quang chân khơng. ............................................... 33
Hình 2. 34: Màn hình huỳnh quang chân khơng. ............................................................ 33
Hình 2. 35: Sơ đồ tableau hiện số trên xe Toyota Cresida. ............................................ 35
Hình 2. 36: Dạng tín hiệu............................................................................................... 45
Hình 2. 37: Dạng tín hiệu............................................................................................... 45
Hình 2. 38: Dạng tín hiệu............................................................................................... 46
Hình 2. 39: Dạng tín hiệu............................................................................................... 46
Hình 2. 40: Dây CAN ..................................................................................................... 48
Hình 2. 41: Giao tiếp giữa các node. ............................................................................. 48
Hình 2. 42: Cấu trúc phân lớp. ...................................................................................... 50
Hình 2. 43: Sơ đồ nhận tin nhắn từ Bus.......................................................................... 51
Hình 2. 44: Cách gửi tin nhắn ra CAN Bus. ................................................................... 51
Hình 3. 1: Cơng tắc tổ hợp ............................................................................................. 56
Hình 3. 2: Cơng tắc hành khách ..................................................................................... 57
Hình 3. 3: Relay mở mạch.............................................................................................. 57
Hình 3. 4: Cơ cấu chấp hành khoá cửa (chuột cửa) ......................................................... 58
Hình 3. 5: Bộ rơ le tổ hợp điều khiển khóa cửa (Doorlock controller) ............................ 58
Hình 3. 6: Sơ đồ mạch điện của hệ thống nâng kính khóa cửa ........................................ 62
Hình 3. 7: Thiết kế khung mơ hình trên Solidwork ......................................................... 63
Hình 3. 8: Mơ hình thực tế ............................................................................................. 64
Hình 3. 9: Đồng hồ tabluae xe Toyota Vios 2009 ........................................................... 64
Hình 3. 10: Sơ đồ mạch điện điều khiển các tín hiệu trên táp lơ ..................................... 65
Hình 3. 11: Sơ đồ mạch điện điều khiển các tín hiệu trên táp lơ ..................................... 67
Hình 3. 12: Sơ đồ mạch điện điều khiển các tín hiệu trên táp lơ ..................................... 68
v
Hình 3. 13: Arduini Nano............................................................................................... 69
Hình 3. 14: Module MCP2515 ....................................................................................... 70
Hình 3. 15: Màn hình LCD 20x2 .................................................................................... 71
Hình 3. 16: Cơng tắc gạt ................................................................................................ 71
Hình 3. 17: Biến trở ....................................................................................................... 72
Hình 3. 18: Module chuyển nguồn ................................................................................. 72
Hình 3. 19: Sơ đồ mạch điện .......................................................................................... 73
Hình 3. 20: Sơ đồ mạch điện kết nối máy tính và xe....................................................... 74
Hình 3. 21: Các bước để mở code mẫu để đọc dữ liệu .................................................... 75
Hình 3. 22: Các bước để mở code mẫu để gửi dữ liệu .................................................... 75
Hình 3. 23: Giao diện của Arduino sau khi mở code mẫu ............................................... 75
Hình 3. 24: Danh sách các ID và Data của các tín hiệu ................................................... 76
Hình 3. 25: Thiết kế khung mơ hình trên Solidwork ....................................................... 78
vi
DANH MỤC BẢNG
Bảng
Trang
Bảng 2. 1: Phân loại các mạng truyền dữ liệu trên xe ..................................................... 37
Bảng 2. 2: Các dạng tín hiệu mạng CAN ......................................................................... 47
Bảng 3. 1: Liệt kê các thiết bị điều khiển khóa cửa bằng App Android....................... 59
Bảng 3. 2: Liệt kê các thiết bị điều khiển khóa cửa thơng qua cảm biến tốc độ xe ...... 60
Bảng 3.3: Các tín hiệu điều khiển trực tiếp ................................................................. 66
Bảng 3.4: Các tín hiệu điều khiển qua mạng CAN ..................................................... 69
Bảng 3.5: Danh sách các ID và Data của các tín hiệu ................................................. 76
vii
MỤC LỤC
Trang
LỜI CẢM ƠN ................................................................................................................. i
TÓM TẮT ...................................................................................................................... ii
DANH MỤC VIẾT TẮT VÀ KÍ HIỆU........................................................................ iii
DANH MỤC HÌNH ẢNH ............................................................................................. iv
DANH MỤC BẢNG ..................................................................................................... vii
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN .......................................................................................... 1
1.1.
Lịch sử vấn đề nghiên cứu .................................................................................. 1
1.2.
Tính cấp thiết của đề tài ...................................................................................... 1
1.3.
Mục tiêu của đề tài .............................................................................................. 2
1.4.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ....................................................................... 2
1.4.1.
Đối tượng nghiên cứu ................................................................................... 2
1.4.2.
Phạm vi nghiên cứu ...................................................................................... 3
1.5.
Phương pháp nghiên cứu ..................................................................................... 3
1.6.
Giới hạn đề tài .................................................................................................... 4
1.7.
Nội dung thực hiện ............................................................................................. 4
1.8.
Bố cục của đồ án ................................................................................................. 4
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT .............................................................................. 6
2.1.
Mơ hình hệ thống nâng kính khóa cửa ................................................................ 6
2.1.1.
Tổng quan .................................................................................................... 6
2.1.1.1. Hệ thống nâng kính ...................................................................................... 6
2.1.1.1.1.Chức năng................................................................................................... 6
2.1.1.1.2.Vị trí ........................................................................................................... 7
2.1.1.1.3.Cấu tạo ....................................................................................................... 7
viii
2.1.1.1.4.Ngun lí hoạt động .................................................................................... 9
2.1.1.2. Hệ thống khóa cửa...................................................................................... 12
2.1.1.2.1.Chức năng................................................................................................. 12
2.1.1.2.2.Vị trí ......................................................................................................... 13
2.1.1.2.3.Cấu tạo ..................................................................................................... 14
2.1.1.2.4.Nguyên lí hoạt động .................................................................................. 15
2.2.
Hệ thống thông tin ............................................................................................ 19
2.2.1.
Tổng quát hệ thống thông tin trên ô tô ........................................................ 19
2.2.2.
Thông tin dạng tương tự (ANALOG) ......................................................... 21
2.2.2.1. Đồng hồ và cảm biến áp suất nhớt .............................................................. 21
2.2.2.2. Đồng hồ và cảm biến báo nhiệt độ nước làm mát ....................................... 24
2.2.2.3. Đồng hồ nhiên liệu ..................................................................................... 24
2.2.2.4. Đồng hồ báo tốc độ động cơ ....................................................................... 28
2.2.2.5. Đồng hồ và cảm biến báo tốc độ xe ............................................................ 29
2.2.2.6. Các mạch đèn cảnh báo .............................................................................. 29
2.2.3.
Thông tin dạng số (DIGITAL).................................................................... 31
2.2.4.
Tổng quan về mạng giao tiếp trên ô tô ........................................................ 35
2.2.4.1. Mạng giao tiếp ô tô..................................................................................... 35
2.2.4.2. Các loại giao thức giao tiếp trên ô tô .......................................................... 36
2.2.4.3. Yêu cầu về mạng giao tiếp ......................................................................... 37
2.2.4.4. Các ứng dụng trên ô tô ............................................................................... 40
2.2.5.
Tổng quan về mạng CAN ........................................................................... 42
2.2.5.1. Lịch sử phát triển mạng CAN ..................................................................... 42
2.2.5.2. Đặc điểm mạng CAN ................................................................................. 43
2.2.5.2.1.Một số khái niệm ...................................................................................... 43
2.2.5.2.2.Tốc độ truyền dữ liệu ................................................................................ 43
2.2.5.2.3.Giá trị của Bus CAN ................................................................................ 44
2.2.5.2.4.Cơ chế giao tiếp ........................................................................................ 47
2.2.5.2.5.Cấu trúc của mạng CAN ........................................................................... 48
2.2.5.2.6.Cấu trúc phân lớp ...................................................................................... 49
ix
2.2.5.2.7.Cấu trúc bức điện ...................................................................................... 50
2.2.5.2.8.Cách truyền dữ liệu ................................................................................... 51
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ THI CƠNG MƠ HÌNH .................................................. 56
3.1.
Mơ hình nâng kính khóa cửa ............................................................................. 56
3.1.1.
Lựa chọn vật tư thiết bị............................................................................... 56
3.1.1.1. Mơ tơ nâng hạ kính .................................................................................... 56
3.1.1.2. Cơng tắc tổ hợp .......................................................................................... 56
3.1.1.3. Cơng tắc nâng kính bên hành khách ........................................................... 57
3.1.1.4. Rơ le mở mạch ........................................................................................... 57
3.1.1.5. Cơ cấu chấp hành khóa cửa ........................................................................ 57
3.1.1.6. Bộ rơ le tổ hợp điều khiển khóa cửa (Doorlock controller) ......................... 58
3.1.1.7. Các chi tiết điều khiển khóa cửa ................................................................. 58
3.1.2.
Sơ đồ mạch điện ......................................................................................... 62
3.1.3.
Thiết kế khung mơ hình .............................................................................. 62
3.1.4.
Mơ hình trên thực tế ................................................................................... 63
3.2.
Mơ hình hệ thống thông tin ............................................................................... 64
3.2.1.
Lựa chọn vật tư thiết bị............................................................................... 64
3.2.1.1. Đồng hồ xe Toyota Vios 2009 .................................................................... 64
3.2.1.2. Arduino nano ............................................................................................. 69
3.2.1.3. Module CAN MCP2515 ............................................................................. 70
3.2.1.4. Màn hình LCD ........................................................................................... 70
3.2.1.5. Công tắc ON/OFF ...................................................................................... 71
3.2.1.6. Biến trở ...................................................................................................... 71
3.2.1.7. Mạch chuyển nguồn ................................................................................... 72
3.2.2.
Sơ đồ mạch điện ......................................................................................... 73
3.2.3.
Thu thập dữ liệu trên xe thực tế .................................................................. 74
3.2.3.1. Chuẩn bị ..................................................................................................... 74
3.2.3.2. Kết nối với xe ............................................................................................. 74
3.2.3.3. Kết quả thu được ........................................................................................ 75
x
3.2.4.
Thiết kế khung mơ hình .............................................................................. 78
3.2.5.
Mơ hình trên thực tế ................................................................................... 78
CHƯƠNG 4: THỰC HÀNH TRÊN MƠ HÌNH ......................................................... 79
4.1.
Hướng dẫn sử dụng mơ hình ............................................................................. 79
4.1.1.
Mơ hình hệ thống nâng kính khóa cửa ........................................................ 79
4.1.2.
Mơ hình thơng tin ....................................................................................... 79
4.2.
Nội dung thực hành ........................................................................................... 80
4.2.1.
Hướng dẫn thực hành trên mơ hình nâng kính khóa kính ............................ 80
4.2.1.1. Bài thực hành số 1 ...................................................................................... 80
4.2.1.2. Bài thực hành số 2 ...................................................................................... 82
4.2.2.
Hướng dẫn thực hành trên mơ hình hệ thống thông tin ............................... 86
4.2.3.
Các phiếu thực hành ................................................................................... 92
4.2.3.1. Phiếu thực hành số 1 .................................................................................. 92
4.2.3.2. Phiếu thực hành số 2 .................................................................................. 94
4.2.3.3. Phiếu thực hành số 3 .................................................................................. 97
CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................. 102
5.1
Kết luận .......................................................................................................... 102
5.2
Kiến nghị ........................................................................................................ 102
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................... 103
PHỤ LỤC 1 ................................................................................................................ 104
xi
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Lịch sử vấn đề nghiên cứu.
Hệ thống nâng kính khóa cửa.
Hiện nay, tất cả hệ thống nâng kính khóa cửa người ta tập trung vào phát triển những
tính năng an tồn hơn cho người ngồi trên xe. Đặc biệt là đối với hệ thống khóa cửa, đi
cùng với sự phát triển của thời đại công nghệ thì những ứng dụng điều khiển khóa hoặc
mở khóa như remote, wifi, nhận diện vân tay người chủ xe,… Nhờ đó, chiếc xe được bảo
vệ tốt hơn và tạo những thuận tiện cho người chủ xe.
Hệ thống thông tin.
Mạng truyền thông giao thức CAN không phải là một lĩnh vực kỹ thuật hồn tồn mới
mà thực chất là các cơng nghệ được kế thừa, chắt lọc và phát triển từ kỹ thuật truyền thống
cho phù hợp với các yêu cầu trong nền công nghệ ô tô. Từ hơn một thập kỷ nay, mạng
truyền thông đã trở nên không thể thiếu trong các hệ thống điều khiển và giám sát hiện đại.
Song, thực tế người vận hành thường gặp phải hàng loạt các vấn đề trong việc tìm kiếm
nguồn tham khảo đáng tin cậy, chuyên sâu và đầy đủ như cách thức hoạt động cụ thể của
một hệ thống mạng CAN, các chuẩn khi thực hiện giao tiếp và những ứng dụng khác nhau
trên xe.
1.2. Tính cấp thiết của đề tài.
Hệ thống nâng kính khóa cửa.
Ngày nay, các hệ thống điện trên xe ô tô ngày càng nhiều và phức tạp. Vì vậy để thuận
tiện cho việc dạy học cũng như đấu các thiết bị của hệ thống hoặc thực hiện các quá trình
đo kiểm thì chúng em đã thực hiện đề tài mơ hình nâng kính khóa cửa. Cùng với đó, đề tài
cũng có những ứng dụng việc điều khiển thông qua Bluetooth hoặc thông qua cảm biến tốc
độ xe để mơ phỏng các tính năng của mơ hình khóa cửa để nắm rõ ngun lí điều khiển
khóa cửa trên xe hiện nay.
Hệ thống thông tin.
Hiện nay, hệ thống mạng CAN trên xe ngày càng được trang bị trên nhiều xe ô tô hiện
1
đại và đặc biệt là ở Mỹ. Mạng CAN ra đời để giải quyết vấn đề truyền tải thông tin tín hiệu
trên ơ tơ. Tuy nhiên kiến thức về mạng CAN chưa được phổ biến, các kĩ sư sửa chữa ô tô
gặp nhiều khó khăn khi gặp các trục trặc từ hệ thống CAN. Từ những vấn đề trên nhóm
chúng em thực hiện thấy cần thiết phải nghiên cứu và thiết kế một mơ hình mơ phỏng hệ
thống thơng tin sử dụng mạng CAN thu nhỏ để thấy được rõ ràng nhất những giao tiếp trên
xe trong quá trình truyền dữ liệu lên táp lô. Với việc sử dụng Arduino Nano, module
MCP2515 để đọc và gửi các dữ liệu mạng CAN giúp cung cấp phần nào kiến thức về mạng
giao tiếp CAN trên ô tô.
1.3.
Mục tiêu của đề tài.
Đối với hệ thống nâng kính khóa cửa.
Hiểu và nắm vững ngun lí hoạt động của hệ thống.
Tìm hiểu ngơn ngữ lập trình C trên Arduino Uno R3.
Lập trình hệ thống khóa cửa thơng qua Arduino Uno R3, Module Bluetooth HC-06
được điều khiển bằng App điện thoại.
Thiết kế khung mơ hình và cách bố trí các chi tiết hợp lí.
Hồn thiện mơ hình nâng kính khóa cửa.
Đối với hệ thống thông tin.
Hiểu và nắm vững kiến thực lý thuyết về các tín hiệu của hệ thống thơng tin và giao
thức CAN.
Tìm hiểu ngơn ngữ lập trình C trên Arduino Nano.
Lập trình hệ thống giao tiếp CAN giữa Arduino Nano, module MCP2515.
Thiết kế giao diện hiển thị thơng tin trên ơ tơ.
Hồn thiện mơ hình hệ thống thơng tin.
1.4.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu.
1.4.1. Đối tượng nghiên cứu.
Đề tài mơ hình nâng kính khóa cửa.
-
Ngun lí hoạt động của mơ hình nâng kính khóa cửa.
2
-
Cách ứng dụng lập trình điều khiển trong việc điều khiển khóa cửa.
-
Lập trình Arduino Uno R3, module Bluetooth HC-06.
-
Các cách đo kiểm khi hệ thống gặp sự cố.
-
Cách đấu dây cho hệ thống hoạt động.
-
Thiết kế mơ hình.
Đề tài hệ thống thơng tin.
-
Các dạng tín hiệu của hệ thống thông tin trên xe Toyota Vios 2009.
-
Cách thức giao tiếp SPI.
-
Cách nhận và gửi dữ liệu mạng CAN trên nhiều Node.
-
Lập trình Arduino Nano, MCP2515.
-
Thiết kế mơ hình.
1.4.2. Phạm vi nghiên cứu.
Mơ hình hệ thống nâng kính khóa cửa.
-
Ngun lí hoạt động của hệ thống nâng kính khóa cửa.
-
Lập trình điều khiển giữa Arduino Uno R3 và module Bluetooth HC-06.
-
Các việc đo kiểm đối với hệ thống.
Mơ hình hệ thống thơng tin.
-
Lập trình giao tiếp giữa Arduino Nano với MCP2515.
-
Giả lập các tín hiệu, lập trình truyền nhận dữ liệu điều khiển đồng hồ hiển thị.
-
Đưa ra nhận xét và đề xuất hướng phát triển của đề tài.
1.5.
Phương pháp nghiên cứu.
Mơ hình hệ thống nâng kính khóa cửa.
-
Sử dụng các nguồn tài liệu Internet để tìm hiểu về sơ đồ mạch điện và sơ đồ nguyên lí
của hệ thống.
-
Ứng dụng lập trình C trên board Arduino Uno R3, module Bluetooth HC-06 để lập trình
điều khiển qua App trên điện thoại Anroid.
-
Ứng dụng phần mềm solidworks trong việc thiết kế khung mơ hình.
3
Mơ hình hệ thống thơng tin.
-
Sử dụng các nguồn tài liệu trên Internet để tìm hiểu về lập trình C trên board Arduino
Nano, module MCP2515.
-
Ứng dụng Arduino để thiết kế màn hình giao diện.
-
Ứng dụng phần mềm vẽ 3D solidworks trong việc thiết kế khung mơ hình.
1.6.
Giới hạn đề tài.
Đối với đề tài mơ hình hệ thống thơng tin trên xe Toyota Vios 2009.
-
Thời gian thực hiện đề tài không nhiều nên người thực hiện chỉ tập trung vào việc hiển
thị các tín hiệu của hệ thống thơng tin dạng analog, digital và mạng CAN (truyền nhận
dữ liệu của mạng CAN trên vài Node).
1.7.
Nội dung thực hiện.
Mơ hình nâng kính khóa cửa.
-
Việc đấu dây và điều khiển.
-
Nguyên lý hoạt động của mơ hình.
-
Điều khiển khóa cửa thơng qua Bluetooth bằng App trên điện thoại Anroid.
-
Điều khiển khóa cửa bằng biến trở (giả lập cho cảm biến tốc độ xe).
-
Thiết kế hệ thống.
Mơ hình hệ thống thơng tin.
-
Các dạng tín hiệu hiển thị thơng tin.
-
Lý thuyết về nhận và gửi tín hiệu qua mạng CAN.
-
Cách thức hoạt động giao tiếp SPI.
-
Lập trình Arduino Nano, MCP2515.
-
Thiết kế hệ thống.
1.8. Bố cục của đồ án.
-
Chương 1: Tổng quan đề tài
-
Chương 2: Cơ sở lý thuyết
4
