MỤC LỤC Lời cảm ơni Mục lụciii Danh mục các từ viết tắtv Danh mục các hìnhvi Danh mục các bảngix CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN1 1.1.Lí do chọn đề tài1 1.2.Đối tượng nghiên cứu1 1.3.Phương pháp nghiên cứu2 1.4.Nội dung chính đề tài2 1.5.Kế hoạch thực hiện đề tài2 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN3 2.1.Tổng quan về hệ thống cung cấp điện3 2.1.1.Vai trò của hệ thống cung cấp điện3 2.1.2.Cấu trúc của hệ thống cung cấp điện3 2.1.3.Yêu cầu của hệ thống cung cấp điện4 2.1.4.Phân loại của hệ thống cung cấp điện4 2.2.Các bộ phận trong hệ thống cung cấp điện4 2.2.1.Ắc quy4 2.2.2.Máy phát điện xoay chiều9 CHƯƠNG 3: CÁC HƯ HỎNG CHUNG CỦA HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN23 3.1.Các hư hỏng chung của hệ thống cung cấp điện23 3.1.1.Các lỗi thường gặp của Ắc quy24 3.1.2.Những lỗi của máy phát điện xoay chiều26 CHƯƠNG 4: MÔ PHỎNG MÔ HÌNH CÁC LỖI TRÊN HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CỦA Ô TÔ32 4.1Mục tiêu thiết kế32 4.2Nhiệm vụ thiết kế mô hình32 4.3Các phương án thực hiện nhiệm vụ32 4.4Một số hình ảnh về mô phỏng33 4.4.1. Cấu tạo33 4.4.2. Cấu tạo và công dụng các thiết bị được sử dụng trong mô phỏng36 4.4.3. Nguyên lí hoạt động mạch mô phỏng38 4.4.4. Lưu đồ thuật toán43 4.4.5. Lập trình Arduino49 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ54 5.1. Kết luận54 5.2. Kiến nghị54 5.3. Hướng phát triển của đề tài54 TÀI LIỆU THAM KHẢO55
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN CUỐI KỲ MÔN HỌC: HỆ THỐNG ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Ô TÔ THU THẬP VÀ HIỂN THỊ CÁC LỖI TRÊN HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN BUỔI: TỐI THỨ 4, TIẾT 13-15 NHĨM THỰC HIỆN: GVHD: Tp Hồ Chí Minh, tháng năm 2021 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN CUỐI KỲ MÔN HỌC: HỆ THỐNG ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Ô TÔ THU THẬP VÀ HIỂN THỊ CÁC LỖI TRÊN HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN BUỔI: TỐI THỨ 4, TIẾT 13-15 NHĨM THỰC HIỆN: GVHD: Tp Hồ Chí Minh, tháng năm 2021 THÀNH VIÊN STT MSSV HỌ VÀ TÊN NHIỆM VỤ Hồn point, thuyết trình, góp ý hồn thành thành mơ tốt Tiểu luận chương 2, power point, Hồn thuyết trình, góp ý hồn thành thành Tiểu luận chương 2, power point, thuyết trình, góp ý hồn thành mơ phỏng,video tốt Hồn thành tốt Tiểu luận chương 1, power Hồn point, thuyết trình, góp ý hồn thành thành mơ Tiểu luận chương 3, thuyết QUẢ Tiểu luận chương 3, power mô phỏng, lưu đồ thuật tốn KẾT trình, góp ý hồn thành mô phỏng, tổng hợp tiểu luận, viết code Nhóm: tốt Hồn thành tốt NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN Điểm: Ngày… tháng… năm 2021 Giáo viên hướng dẫn LỜI CẢM ƠN Ngành công nghiệp ô tô không giữ vị trí quan trọng việc thúc đẩy kinh tế quốc dân phát triển thông qua đáp ứng nhu cầu giao thông vận tải, góp phần phát triển sản xuất kinh doanh thương mại mà ngành kinh tế mang lại lợi nhuận cao nhờ sản xuất sản phẩm có giá trị vượt trội Sớm nhận thức tầm quan trọng ngành công nghiệp này, nước phát triển Mĩ, Nhật Bản, Anh,Pháp Đức, Hàn Quốc,…đã trọng phát triển ngành công nghiệp ô tơ riêng q trình cơng nghiệp hóa để phục vụ không nhu cầu nước mà cịn xuất sang thị trường khác Vì thế, thị trường tơ giới có cạnh tranh khốc liệt, để đảm bảo nguồn doanh thu, hãng xe không ngừng phát triển khoa học - công nghệ - kỹ thuật để nâng cao chất lượng cải thiện bổ sung tiện ích Nhờ ngành tơ có tiến vượt bậc thành tựu kỹ thuật như: Điều khiển điện tử kỹ thuật bán dẫn phương pháp tính tốn đại áp dụng ngành ô tô Khả cải tiến, hoàn thiện nâng cao để đáp ứng với mục tiêu chủ yếu tăng suất, vận tốc, tải trọng có ích, tăng tính kinh tế, nhiên liệu, giảm cường độ lao động cho người lái, tăng tiện nghi sử dụng cho hành khách Các loại xe tơ có nước ta đa dạng chủng loại phong phú chất lượng nhiều nước chế tạo Trong loại xe tiện lợi, vừa mang tính việt dã vừa đường địa hình chở hàng hố với khối lượng lớn Hệ thống cung cấp điện có vai trị quan trọng, để cung cấp điện cho toàn tải, tiện nghi ôtô ắc quy Trong thời gian học tập trường chúng em trang bị kiến thức chuyên ngành để đánh giá trình học tập rèn luyện, chúng em Thầy giao cho nhiệm vụ hoàn thành đồ án cuối kì với nội dung: “Thu thập hiển thị lỗi hệ thống cung cấp điện ôtô” Với kinh nghiệm kiến thức cịn với bảo tận tình Thầy Th.S Nguyễn Thành Tuyên chúng em hoàn thành đồ án thời gian quy định Trong trình thực đồ án, dù thành viên nhóm cố gắng, cộng với giúp đỡ nhiệt tình Thầy (cô), anh Phúc (trợ giảng) bạn bè, xong khả năng, tài liệu thời gian hạn chế nên khó tránh khỏi sai sót Vì chúng em mong bảo thầy góp ý bạn bè để đồ án chúng em hoàn thiện Qua em xin trân trọng cảm ơn giúp đỡ, bảo tận tình Thầy Th.S Nguyễn Thành Tuyên tạo điều kiện để chúng em hoàn thành tốt đồ án Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2021 Nhóm thực hiện: MỤC LỤC Lời cảm ơn i Mục lục iii Danh mục từ viết tắt v Danh mục hình vi Danh mục bảng ix CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Lí chọn đề tài .1 1.2 Đối tượng nghiên cứu .1 1.3 Phương pháp nghiên cứu 1.4 Nội dung đề tài .2 1.5 Kế hoạch thực đề tài CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN 2.1 Tổng quan hệ thống cung cấp điện 2.1.1 Vai trò hệ thống cung cấp điện 2.1.2 Cấu trúc hệ thống cung cấp điện .3 2.1.3 Yêu cầu hệ thống cung cấp điện .4 2.1.4 Phân loại hệ thống cung cấp điện 2.2 Các phận hệ thống cung cấp điện .4 2.2.1 Ắc quy 2.2.2 Máy phát điện xoay chiều .9 CHƯƠNG 3: CÁC HƯ HỎNG CHUNG CỦA HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN 23 3.1 Các hư hỏng chung hệ thống cung cấp điện .23 3.1.1 Các lỗi thường gặp Ắc quy 24 3.1.2 Những lỗi máy phát điện xoay chiều .26 CHƯƠNG 4: MƠ PHỎNG MƠ HÌNH CÁC LỖI TRÊN HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CỦA Ô TÔ 32 4.1 Mục tiêu thiết kế .32 4.2 Nhiệm vụ thiết kế mơ hình .32 4.3 Các phương án thực nhiệm vụ 32 4.4 Một số hình ảnh mơ 33 4.4.1 Cấu tạo 33 4.4.2 Cấu tạo công dụng thiết bị sử dụng mô 36 4.4.3 Nguyên lí hoạt động mạch mơ .38 4.4.4 Lưu đồ thuật toán .43 4.4.5 Lập trình Arduino 49 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 54 5.1 Kết luận 54 5.2 Kiến nghị 54 5.3 Hướng phát triển đề tài 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO 55 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT PGS.TS: Phó giáo sư tiến sĩ NXB: Nhà xuất DANH MỤC CÁC HÌ Hình 1: Hệ thống nguồn ô tô Hình 2: Vỏ bình Hình Cấu tạo khối cực Hình 4: Cấu tạo lách .7 Hình 5: Cấu tạo máy phát 10 Hình 6: Rotor dùng cực từ dạng móng .10 Hình 7: Rotor có điện 11 Hình 8: Cấu tạo Stato máy phát điện xoay chiều .11 Hình 9: Các phương pháp đấu dây Stato 12 Hình 10: Stator mắc hình 12 Hình 11: Stator mắc hình tam giác 12 Hình 12: Ngun lí dịng điện xoay chiều 13 Hình 13: Ngun lí sinh điện khung dây 14 Hình 14: Điện áp tạo cuộn dây stator 14 Hình 15: Sự chỉnh lưu dòng xoay chiều pha 15 Hình 16: Bộ chỉnh lưu Rectifier 15 Hình 17: Các kiểu chỉnh lưu 15 Hình 18: Chỉnh lưu pha nửa chu kỳ 16 Hình 19: Chỉnh lưu pha hai nửa chu kỳ (cầu diode) 16 Hình 20: Chỉnh lưu ba pha hai nửa chu kỳ (cầu diode) 17 đến dòng chân arduino sấp xỉ 3.5V Đồng thời điện áp qua chân đến Trans làm ngắt dòng mass trans giảm dịng kích từ 4.4.3.2 Mô lỗi tiếc chế - Lỗi dây bị hở mạch: Ta sử dụng công tắc cực P để mô lỗi Khi công tắc mở dịng từ cực P qua chân Ardiuno xấp xỉ Arduino xác định điều chỉnh dòng từ chân đến trans để bật đèn báo nạp Dòng điện từ ắc quy qua dây bị tiêu hao nên lúc ta điều chỉnh cho hạn dòng dòng từ chân (Ardiuno) đến trans giúp đóng ngắt liên tục trans để không không làm giảm dung lượng ắc quy Lúc hình LCD hiển thị :”HT CO LOI, CUOC DAY BI HO’’ 41 - Lỗi chân S bị hở: Khi chân S bị hở Arduino nhận biết dịng chân S 0, lúc arduino kích cho trans chạy xuống mass để bật đèn báo nạp Đồng thời nhiệm vụ điều chỉnh dịng điện kích từ chân S chân B đảm nhiệm Ta sử dụng điều chỉnh tương tự chân S: Opam LM358 biến trở (mơ thay đổi dịng điện máy phát theo tốc độ quay rotor) để điều chỉnh điện áp để điều chỉnh tăng giảm dịng điện kích từ Lúc hình LCD hiển thị :”HT CO LOI, LOI CHAN S” 42 - Lỗi chân B bị hở mạch: Khi chân B bị hở mạch Arduino nhận biết dòng chân B 0, lúc arduino kích cho trans chạy xuống mass để bật đèn báo nạp Lúc hình LCD hiển thị :”HT CO LOI, LOI CHAN B” 4.4.4 Lưu đồ thuật tốn 43 Hình 18: Lưu đồ thuật tốn 44 4.4.4.1 Ngun lí lưu đồ thuật tốn: Để mơ việc nhận tín hiệu đưa M.IC, nhóm em dùng cách nhập giá trị cho chân mạch Với giá trị chân S, B, P giá trị có điện khơng có điện Với lỗi S, B chân A khơng có lỗi, có lỗi Transistor điều khiển đèn báo nạp, transistor điều khiển dịng kích từ i biến để xét lỗi chân P Ở trạng thái hoạt động bình thường, giá trị tất chân * Xét trạng thái bật khóa điện động chưa nổ: 45 Phía khúc lệnh xét lỗi chân P Nếu giá trị chân P chương trình thực đoạn lệnh Đầu tiên bật đèn báo nạp cách cho giá trị transistor Sau liên tục đóng ngắt dịng kích từ transistor sau 0,1 giây để ngăn accu phóng hết điện Tiếp đến xét giá trị i, giá trị i ban đầu động bật công tắc máy động chưa khởi động giá trị chân P i Khi LCD “HT BINH THUONG, DC CHUA NO MAY” Tuy nhiên giá trị chân A hệ thống lúc có lỗi lỗi accu, LCD “HT CO LOI, LOI ACCU” * Xét trạng thái động nổ, máy phát điện phát điện: 46 Khi động khởi động, máy phát làm việc giá trị chân P 1, chương trình thực nhánh lệnh bên trái Đầu tiên tắt đèn báo nạp cách cho giá trị transistor Sau gán giá trị i xét giá trị chân A xem accu có lỗi hay hoạt động bình thường Nếu accu hoạt động bình thường xét giá trị loiS, khơng lỗi xét giá trị chanS để xem có cần dịng kích từ hay khơng, việc xét giá trị chanS giống việc xét điện áp chân âm dương off amp Nếu điện áp chân dương lớn chân âm khơng cần dịng kích ngược lại điện áp chân âm lớn cần dịng kích từ transistor Việc kích ngắt dịng để ổn định điện áp máy phát phát ổn định khoảng từ 14,5 đến 15V Sau xét tới loiB, khơng lỗi hệ thống hoạt động bình thường hiển thị lên LCD “ HT HOAT DONG BINH THUONG” 47 Nếu có lỗi chân S, hệ thống bật đèn báo nạp lúc chân B làm việc thay chân S Đoạn lệnh xét giá trị chanB tương tự chân S Sau hiển thị lên LCD “HT CO LOI, LOI CHAN S” Hoặc có lỗi chân B, hệ thống bật đèn báo nạp hiển thị LCD “HT CO LOI, LOI CHAN B” Trong trình hoạt động, bất ngờ chân P bị điện (cuộn dây bị hở) giá trị chân P giá trị i Hệ thống quay thực nhóm lệnh bên phải hiển thị LCD “HT CO LOI, CUON DAY BI HO” 48 4.4.5 Lập trình Arduino Code #include ; LiquidCrystal lcd(13,12,11,10,9,8); Ý nghĩa Khai báo thư viện LCD Khai báo chân kết nối với LCD int tr2=5; int chanP=1; int tr1=4; int chanS=7; int chanB=2; int loiS=6; int loiB=3; bool i; int chanA=0; Khai báo kiểu liệu gán chân PORT Arduino void setup() { lcd.begin(16,2); pinMode(tr2,OUTPUT); pinMode(tr1,OUTPUT); pinMode(chanP,INPUT); pinMode(chanS,INPUT); pinMode(chanB,INPUT); pinMode(loiB,INPUT); pinMode(loiS,INPUT); pinMode(chanA,INPUT); lcd.setCursor (0,0); lcd.print ("HT CUNG CAP DIEN"); i=0; delay(3000); } Đoạn lệnh set chân input output cho Arduino Hiển thị lên hình LCD void loop() { while (digitalRead(chanP)!=0) Xét động hoạt động hay chưa? 49 { digitalWrite(tr2,LOW); i= 1; if (digitalRead(chanS)==0) { digitalWrite(tr1,HIGH); } else { digitalWrite(tr1,LOW); } If Tắt đèn báo nạp Lệnh đóng ngắt TR1 để ổn áp điện áp phát máy phát ((digitalRead(loiS)!=0)&&(digitalRead(loiB)! =0)) { lcd.clear(); lcd.setCursor(0,0); lcd.print(" HT BINH THUONG"); delay(70); } while (digitalRead(chanA)==0) { lcd.clear(); lcd.setCursor(0,0); lcd.print(" HT CO LOI"); lcd.setCursor(0,1); lcd.print(" LOI ACCU "); delay(70); } Dòng lệnh kiểm tra lỗi đứt dây chân S chân B, đồng thời hiển thị lên LCD Dòng lệnh xét lỗi Acquy hiển thị lên LCD while (digitalRead(loiS)==0) { digitalWrite(tr2,HIGH); if (digitalRead(chanB)==0) { 50 digitalWrite(tr1,HIGH); } else { digitalWrite(tr1,LOW); } lcd.clear(); lcd.setCursor(0,0); lcd.print(" HT CO LOI"); lcd.setCursor(0,1); lcd.print(" LOI CHAN S"); delay(70); } while (digitalRead(loiB)==0) { digitalWrite(tr2,HIGH); if (digitalRead(chanS)==0) { digitalWrite(tr1,HIGH); } else { digitalWrite(tr1,LOW); } lcd.clear(); lcd.setCursor(0,0); Dịng lệnh xét lỗi S Ngun lí chân S bị đứt bật đèn báo nạp chân B thực q trình đóng ngắt TR1 để ổn áp điện áp phát máy phát Đồng thời hiển thị lỗi chân S LCD 51 lcd.print(" HT CO LOI"); lcd.setCursor(0,1); lcd.print(" LOI CHAN B"); delay(70); } } Dòng lệnh xét lỗi B Nguyên lí có lỗi đứt dây chân B bật đèn báo nạp chân S thực q trình đóng ngắt TR1 để ổn áp điện áp phát máy phát Đồng thời hiển thị lỗi chân B LCD while (digitalRead(chanP)==0) { Động chưa nổ có lỗi cuộn dây bị hở digitalWrite(tr2, HIGH); Bật đèn báo nạp sáng digitalWrite(tr1,HIGH); delay(100); digitalWrite(tr1,LOW); delay(100); Hạn dịng cho ắc quy ngăn ắc quy phóng hết điện qua cuộn dây rotor 52 if (i==1) { lcd.clear(); lcd.setCursor(0,0); lcd.print(" HT CO LOI"); lcd.setCursor(0,1); lcd.print(" CUON DAY BI HO"); } else { lcd.clear(); lcd.setCursor(0,0); lcd.print(" HT BINH THUONG"); lcd.setCursor(0,1); lcd.print(" DC CHUA NO MAY"); } while (digitalRead(chanA)==0) { lcd.clear(); lcd.setCursor(0,0); lcd.print(" HT CO LOI"); lcd.setCursor(0,1); lcd.print(" LOI ACCU "); delay(70); } Hiển thị lên LCD Dòng lệnh xét lỗi Acquy hiển thị lên LCD } } Bảng 1: Ý nghĩa đoạn code 53 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 Kết luận - Đề tài đạt kết quả: + Các thành viên nhóm tích cực nghiên cứu giúp đỡ tiến trình làm việc + Cung cấp kiến thức tổng quan hệ thống cung cấp điện + Đề tài đưa tương đối đầy đủ cấu tạo phận hệ thống cung cấp điện + Khái quát tương đối đầy đủ lỗi cách sửa số lỗi hệ thống điện + Hồn thành lưu đồ thuật tốn, code mơ thành cơng Proteus (có kèm theo video) - Hạn chế: + Chỉ mô phỏng, chưa lập phương án thiết kế chế tạo mơ hình + Chưa giới thiệu chi tiết hệ thống cung cấp điện đại, sở lí thuyết cịn phụ thuộc nhiều vào tài liệu + Chưa đưa vào kiểm nghiệm thực tế mơ hình + Chỉ mơ ba lỗi, lỗi cuộn dây bị ngắn mạch chưa mô + Chưa chọn linh kiện cụ thể Do đó, có điều kiện thời gian điều kiện khác cho phép, đề tài mong muốn phát triển thực phần tồn 5.2 Kiến nghị - Do Covid 19 cản trở hồn thành mơ hình hệ thống cung cấp điện, nên mô Proteus chưa kiểm nghiệm - Mặc dù cố gắng để hoàn thành đồ án (mô phỏng) thời gian, kiến thức, kinh nghiệm thân hạn chế nên đề tài chúng em tránh khỏi thiếu sót Kính mong thầy cơ, bạn bè đóng góp ý kiến xây dựng để đề tài tốt 5.3 Hướng phát triển đề tài + Tiến hành thực mơ hình thêm số lỗi mà tiết chế khơng thực giúp q trình học tập giảng dạy thêm trực quan 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] PGS TS Đỗ Văn Dũng, Hệ thống điện điện tử ô tô đại, NXB ĐH quốc gia, 2003 [2] PGS TS Đỗ Văn Dũng, Điện động điều khiển đông cơ, NXB ĐH quốc gia Tp.HCM, 2013 [3] Lê Thanh Phúc, Hệ thống cung cấp điện, Tp.HCM, năm 2009 [4] TOYOTA TIS 2016 [5] TOYOTA ServiceTraining [6] www.autoshop101.com [7] http://vladgur.hopto.org/toyota-lexus-ewd.html 55 ... QUAN HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN 2.1 Tổng quan hệ thống cung cấp điện 2.1.1 Vai trò hệ thống cung cấp điện 2.1.2 Cấu trúc hệ thống cung cấp điện .3 2.1.3 Yêu cầu hệ thống cung cấp. .. cấu tạo nguyên lý hệ thống cung cấp điện để từ làm sở tìm hư hỏng, lỗi để sửa chữa 1.2 Đối tượng nghiên cứu Trình bày hiển thị lỗi hệ thống cung cấp điện, lấy ví dụ hệ thống cung cấp điện hãng:... quan hệ thống cung cấp điện ô tô gồm cấu tạo nguyên lí hoạt động phận hệ thống cung cấp điện ô tô… + Thứ hai, dựa vào sở lí luận nêu trên, lỗi thường gặp hệ thống cung cấp điện bao gồm lỗi chung