uffile-upload-no-title30765

SCIENCE TECHNOLOGY Số 10 2020 ● Tập san SINH VIÊN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC 65 NGHIÊN CỨU, XÂY DỰNG MÔ HÌNH CABIN HỌC LÁI XE ẢO SỬ DỤNG BOARD MẠCH ĐIỀU KHIỂN ARDUINO RESEARCH , BUILDING CABIN MODELS FOR DRI[.]

SCIENCE - TECHNOLOGY NGHIÊN CỨU, XÂY DỰNG MƠ HÌNH CABIN HỌC LÁI XE ẢO SỬ DỤNG BOARD MẠCH ĐIỀU KHIỂN ARDUINO RESEARCH , BUILDING CABIN MODELS FOR DRIVING VEHICLES USING ARDUINO CONTROL CIRCUIT BOARD Bùi Văn Giang1, Nguyễn Văn Thái1, Hoàng Minh Quang1, Phạm Văn Nguyên1, Trần Văn Thực1, Hà Trung Kiên2,* TĨM TẮT Mơ hình cabin lái xe thiết bị tập lái xe 3D mô giống mơ hình cabin điều khiển tơ Mơ hình hồn thiện bao gồm phần thiết kế khí, mạch điện tử chương trình điều khiển Mơ hình hoạt động chế độ điều khiển tay thông qua vô lăng, cần số, chân ga, chân phanh Trong chế độ điều khiển tay, mơ hình hoạt động tốt sau tiến hành kết nối phận mơ hình với máy tính tiến hành cài đặt thơng số điều khiển mơ hình phần mềm game giả lập lái xe, mang lại cảm giác chân thực điều khiển cabin ô tô thật cho người lái Từ khố: Cabin tập lái 3D; vơ lăng chơi game, vô lăng giả lập lái xe ABSTRACT Driving cabin model is a 3D driving training device modeled after the control cabin model in cars The model is complete including mechanical design, electronic circuits and control programs The model can be operated in manual control modes via steering wheel, gear lever, accelerator, and brake pedals In manual control mode, the model works well after connecting the parts of the model with the computer and setting the control parameters of the model on the driving simulator game software, bring a very realistic feeling like being driven on a real car cabin for the driver Keywords: 3D driving cabin; gaming steering wheel, driving simulator Lớp Điện - K11, Khoa Điện, Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội Khoa Điện, Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội * Email: htrungkien259@gmail.com tế mơi trường an tồn tuyệt đối, giảm đáng kể thời gian thực hành chi phí cho khố học PHÂN TÍCH THIẾT KẾ PHẦN CỨNG, PHẦN MỀM 2.1 Tìm hiểu Cabin lái xe ảo Mơ hình Cabin lái xe ảo vốn nước tiên tiến giới coi sản phẩm cơng nghệ hữu ích cho người học lái người khơng có thời gian để luyện tập để giải trí, mơ hình cabin học lái xe ảo có nhiều ưu điểm tiện ích việc lái cabin tơ thật, giúp giảm thời gian luyện tập cần thiết, giúp người học hình thành kỹ phản xạ cần thiết để đối phó với tình nguy hiểm xảy thực tế mơi trường an tồn Cách sử dụng Cabin lái xe ảo đơn giản, cần kết nối mơ hình với máy tính qua chuẩn kết nối USB Sau truy cập Game giả lập để cài đặt chức thiết bị mơ phỏng, mơ hình dùng để tập lái xe, thi lái mục hạng B1, B2, C, D giúp ích nhiều cho người bắt đầu học lái xe việc làm quen với cách điều hướng vô lăng cho nhuần nhuyễn, phối hợp nhịp nhàng cần số chân ga, chân phanh chân côn cho không bị chết máy, để đến bước tập lái xe thật dễ dàng xử lý tình hơn, khơng bị bối rối 2.2 Cấu trúc tổng quan phần cứng mơ hình Cabin lái xe ảo GIỚI THIỆU CHUNG Ngày nay, xã hội tiện nghi, ô tô ngày phổ biến việc di chuyển, việc luyện tập lái xe cabin tập lái ảo khơng cịn q xa lạ Việc sử dụng thiết bị công nghệ mô đại, mang lại trải nghiệm chân thực cho người học lái xe Mơ hình cabin học lái xe giải pháp cơng nghệ, tích hợp dựa chủ yếu công nghệ thông tin, công nghệ mô Để đáp ứng mục tiêu khác trình huấn luyện lái, người ta có giải pháp mơ với cấu hình kỹ thuật khác Những đặc điểm lái phương tiện mô để tạo môi trường huấn luyện giống thật tốt, hình thành kỹ phản xạ cần thiết để đối phó với tình nguy hiểm xảy thực Hình Sơ đồ đấu nối thiết bị Số 10.2020 ● Tập san SINH VIÊN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC 65 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ Phần cứng thiết bị gồm: Vi điều khiển Arduino Leonardo R3, Module BTS 7960, Encoder 344 xung, Motor 775 12V, công tắc hành trình, biến trở… (bảng 1) Bảng Linh kiện, thiết bị phần cứng chức chúng STT Tên linh kiện/thiết bị Chức Vi điều khiển Arduino Leonardo R3 Trung tâm tính tốn, điều khiển thiết bị Module BTS 7960 Module điều khiển động Encoder 344 xung Đo tốc độ động Công tắc hành trình Truyền tín hiệu từ hộp số Biến trở Sử dụng truyền tín hiệu từ bàn đạp Phím Button Gán chức như: cịi, đèn, xi nhan,… Toggle Switches Bật/Tắt vô lăng 2.3.2 Chế tạo vơ lăng Nhóm nghiên cứu dùng sản phẩm thương mại để tăng tính thẩm mĩ độ chắn mơ hình (hình 4) 2.3 Q trình nghiên cứu chế tạo 2.3.1 Chế tạo phần cứng Thiết kế phần thân tiến hành phần mềm vẽ 3D AutoCad, gồm hình dạng tổng thể phần khung kích thước tổng quát thiết bị phần cứng Phần cứng có yêu cầu độ chắn tính thẩm mĩ Vì mà q trình thi cơng phải đảm bảo chất lượng vật liệu thi công thiết kế đề kích thước, kiểu dáng Hình Vơ lăng Momo 2.3.3 Chế tạo hộp số sàn Hộp số có cấp độ số lùi, đảm bảo hoạt động kiểu dáng giống với thực tế (hình 5) Hình Hộp số 2.3.4 Chế tạo chân Ga - Phanh - Cơn Hình Bản 3D tổng hợp phận AutoCad Hình Thi cơng CNC 66 Tập san SINH VIÊN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ● Số 10.2020 Cácàn đạp, phanh đổi số thiết kê, chế tạo cho cảm giác lái xe thực (hình 6) Hình Bàn đạp SCIENCE - TECHNOLOGY 2.4 Thiết kế phần mềm  Sử dụng phần mềm để tinh chỉnh độ xác cho mơ hình: DXTweak2, WheelConfig  Phần mềm lái xe mô phỏng: City Car, Euro Truck Simulator  Chương trình mơ lái xe viết bới phần mềm Arduino  Code viết Arduino biên dịch nạp cho Arduino Leonardo R3 để thực tất tính mơ 2.5 Ngun lí hoạt động Hình Giao diện máy tính Bộ mơ hoạt động giao diện game kết nối cổng USB với máy tính, giao diện có phần cài đặt chức cho thiết bị mô KẾT LUẬN Tiến hành cài đặt để đồng chức thiết bị mơ với game • Hộp vơ lăng có chức dùng điều khiển trực tiếp hướng xe • Phần hộp số có chức thay đổi tốc độ chạy xe phù hợp với sức cản bên Thay đổi chiều chuyển động xe (tiến lùi) • Phần chân ga, phanh có chức là: + Đối với xe có chức đóng ngắt kết nối máy bánh xe Nếu động chạy đóng kết nối bánh xe quay Nếu ngắt kết nối bánh xe quay chậm lại theo quán tính từ từ dừng hẳn Việc ngắt côn cho phép tài xế tăng giảm số dừng xe mà động hoạt động (không bị chết máy) + Chân ga ô tô phận ô tô mà tác động lực làm cho xe chạy nhanh Chân ga xe tơ nằm phía bên bên phải, cạnh bàn đạp phanh Muốn điều khiển bàn đạp ga Người điều khiển xe sử dụng chân phải để tác động lực vào chân ga + Phanh có vai trò giảm tốc dừng chuyển động xe KẾT QUẢ CHẾ TẠO VÀ THỬ NGHIỆM Sau thiết kế, chế tạo thiết bị, nhóm nghiên cứu tiến hành lắp ráp cài đặt hệ thống hoàn chỉnh Giao diện máy tính hình Kết thử nghiệm cho thấy mơ hình hệ thống hoặt động ổn định cho cảm giác điều khiển gần giống thực tế Mơ hình hồn thiện bao gồm phần thiết kế khí, mạch điện tử chương trình điều khiển Mơ hình hoạt động chế độ điều khiển tay thông qua vô lăng, cần số, chân ga, chân phanh Trong chế độ điều khiển tay, mơ hình hoạt động tốt sau tiến hành kết nối phận mơ hình với máy tính tiến hành cài đặt thơng số điều khiển mơ hình phần mềm game giả lập lái xe, mang lại cảm giác chân thực điều khiển cabin ô tô thật cho người lái Trong thời gian tới, nhóm nghiên cứu sẽ: - Tối ưu hóa kết cấu khí để nâng cao tính thẩm mỹ, vững chắc, thuận tiện - Sử dụng động DC12V 18000RPM DC 775 trục tròn làm phản hồi lực cho mơ hình giúp tạo cảm giác chân thực vơ lăng phản hồi lại va chạm vào vật thể TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Phạm Quang Huy, Nguyễn Trọng Hiếu, 2016 Vi điều khiển ứng dụng Arduino dành cho người tự học NXB Bách khoa Hà Nội [2] Phạm Quang Huy, Lê Cảnh Chung, 2016 Lập trình điều khiển với Arduino NXB Khoa học kỹ thuật [3] Phạm Nguyễn Cương, 2016 Phân tích hệ thống thông tin theo hướng đối tượng NXB Khoa học kỹ thuật Số 10.2020 ● Tập san SINH VIÊN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC 67