TỔNG QUAN
Lịch sử vấn đề nghiên cứu
Hệ thống nâng kính khóa cửa
Hệ thống nâng kính khóa cửa hiện đại đang tập trung phát triển các tính năng an toàn hơn cho người ngồi trên xe Sự phát triển của công nghệ đã mang đến những ứng dụng điều khiển khóa hoặc mở khóa thông minh như remote, wifi, nhận diện vân tay người chủ xe Những tính năng này không chỉ giúp bảo vệ chiếc xe tốt hơn mà còn mang lại sự tiện lợi cho người chủ xe, tạo nên trải nghiệm lái xe an toàn và thoải mái hơn.
Mạng truyền thông giao thức CAN không phải là một công nghệ mới, mà là sự phát triển từ các kỹ thuật truyền thống để đáp ứng yêu cầu trong ngành ô tô Trong hơn một thập kỷ qua, mạng truyền thông đã trở thành phần thiết yếu trong các hệ thống điều khiển và giám sát hiện đại Tuy nhiên, người vận hành thường gặp khó khăn trong việc tìm kiếm nguồn tham khảo đáng tin cậy và đầy đủ về cách thức hoạt động của hệ thống mạng CAN, các tiêu chuẩn giao tiếp và các ứng dụng khác nhau trên xe.
Tính cấp thiết của đề tài
Hệ thống nâng kính khóa cửa
Ngày nay, hệ thống điện trên xe ô tô ngày càng phức tạp, đòi hỏi sự hiểu biết sâu sắc về các thiết bị Để phục vụ cho việc dạy học và kiểm tra, chúng tôi đã thực hiện mô hình nâng kính khóa cửa Mô hình này không chỉ giúp nắm rõ nguyên lý điều khiển khóa cửa trên xe, mà còn tích hợp các ứng dụng điều khiển qua Bluetooth và cảm biến tốc độ xe, mô phỏng các tính năng hiện đại của hệ thống khóa cửa.
Hệ thống mạng CAN ngày càng phổ biến trên ô tô hiện đại, đặc biệt tại Mỹ, nhằm giải quyết vấn đề truyền tải thông tin tín hiệu Tuy nhiên, kiến thức về mạng CAN vẫn chưa được phổ biến, khiến các kỹ sư sửa chữa ô tô gặp khó khăn khi xử lý sự cố từ hệ thống này Để khắc phục tình trạng này, nhóm nghiên cứu đã thiết kế một mô hình mô phỏng hệ thống thông tin sử dụng mạng CAN thu nhỏ, giúp minh họa rõ ràng quá trình giao tiếp và truyền dữ liệu lên táp lô Sử dụng Arduino Nano và module MCP2515, mô hình này không chỉ cung cấp kiến thức bổ ích về mạng giao tiếp CAN mà còn hỗ trợ việc sửa chữa và bảo trì ô tô hiệu quả hơn.
1.3 Mục tiêu của đề tài Đối với hệ thống nâng kính khóa cửa
Hiểu và nắm vững nguyên lí hoạt động của hệ thống
Tìm hiểu ngôn ngữ lập trình C trên Arduino Uno R3
Lập trình hệ thống khóa cửa thông qua Arduino Uno R3, Module Bluetooth HC-06 được điều khiển bằng App điện thoại
Thiết kế khung mô hình và cách bố trí các chi tiết hợp lí
Hoàn thiện mô 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 thông tin và giao thức CAN
Tìm hiểu ngôn 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 thông tin trên ô tô
Hoàn thiện mô hình hệ thống thông tin
1.4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
1.4.1 Đối tượng nghiên cứu Đề tài mô hình nâng kính khóa cửa
- Nguyên lí hoạt động của mô hình nâng kính khóa cửa
- 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 mô hình Đề tài hệ thống thông 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
Mô hình hệ thống nâng kính khóa cửa
- Nguyên 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
Mô hình hệ thống thông 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
Mô 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 kết hợp với module Bluetooth HC-06 cho phép điều khiển thiết bị qua ứng dụng trên điện thoại Android Đồng thời, phần mềm SolidWorks được sử dụng để thiết kế khung mô hình một cách hiệu quả và chính xác.
Mô hình hệ thống thông 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 mô hình
1.6 Giới hạn đề tài Đối với đề tài mô hình hệ thống thông tin trên xe Toyota Vios 2009
Do thời gian thực hiện đề tài hạn chế, nhóm thực hiện tập trung vào việc hiển thị các tín hiệu của hệ thống thông tin dưới dạng analog và digital, cùng với việc truyền nhận dữ liệu qua mạng CAN trên nhiều Node.
Mô hình nâng kính khóa cửa
- Việc đấu dây và điều khiển
- Nguyên lý hoạt động của mô hình
- Điều khiển khóa cửa thông qua Bluetooth bằng App trên điện thoại Anroid
- Điều khiển khóa cửa bằng biến trở (giả lập cho cảm biến tốc độ xe)
Mô hình hệ thống thông tin
- Các dạng tín hiệu hiển thị thông tin
- Lý thuyết về nhận và gửi tín hiệu qua mạng CAN
- Cách thức hoạt động giao tiếp SPI.
- Lập trình Arduino Nano, MCP2515
1.8 Bố cục của đồ án
- Chương 1: Tổng quan đề tài
- Chương 2: Cơ sở lý thuyết
- Chương 3: Sơ lược về phần cứng và phần mềm
- Chương 4: Hướng dẫn thực hành trên mô hình
- Chương 5: Kết luận và kiến nghị
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
1.4.1 Đối tượng nghiên cứu Đề tài mô hình nâng kính khóa cửa
- Nguyên lí hoạt động của mô hình nâng kính khóa cửa
- 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 mô hình Đề tài hệ thống thông 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
Mô hình hệ thống nâng kính khóa cửa
- Nguyên 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
Mô hình hệ thống thông 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.
Phương pháp nghiên cứu
Mô 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
Sử dụng ngôn ngữ lập trình C trên board Arduino Uno R3 kết hợp với module Bluetooth HC-06, người dùng có thể lập trình điều khiển thiết bị thông qua ứng dụng trên điện thoại Android Bên cạnh đó, phần mềm SolidWorks được ứng dụng trong việc thiết kế khung mô hình, giúp tối ưu hóa quá trình phát triển sản phẩm.
Mô hình hệ thống thông 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 mô hình.
Giới hạn đề tài
Đối với đề tài mô hình hệ thống thông tin trên xe Toyota Vios 2009
Do thời gian thực hiện đề tài hạn chế, nhóm nghiên cứu đã tập trung vào việc hiển thị các tín hiệu của hệ thống thông tin, bao gồm tín hiệu analog, digital và mạng CAN, đồng thời tiến hành truyền nhận dữ liệu trên nhiều Node trong mạng CAN.
Nội dung thực hiện
Mô hình nâng kính khóa cửa
- Việc đấu dây và điều khiển
- Nguyên lý hoạt động của mô hình
- Điều khiển khóa cửa thông qua Bluetooth bằng App trên điện thoại Anroid
- Điều khiển khóa cửa bằng biến trở (giả lập cho cảm biến tốc độ xe)
Mô hình hệ thống thông tin
- Các dạng tín hiệu hiển thị thông tin
- Lý thuyết về nhận và gửi tín hiệu qua mạng CAN
- Cách thức hoạt động giao tiếp SPI.
- Lập trình Arduino Nano, MCP2515
1.8 Bố cục của đồ án
- Chương 1: Tổng quan đề tài
- Chương 2: Cơ sở lý thuyết
- Chương 3: Sơ lược về phần cứng và phần mềm
- Chương 4: Hướng dẫn thực hành trên mô hình
- Chương 5: Kết luận và kiến nghị
Bố cục của đồ án
2.1 Mô hình hệ thống nâng kính khóa cửa
Hệ thống điều khiển cửa sổ điện cho phép nâng hạ kính cửa sổ thông qua công tắc Khi công tắc được kích hoạt, mô tơ cửa sổ điện sẽ quay, chuyển động này sau đó được chuyển đổi thành chuyển động lên xuống nhờ bộ nâng hạ kính, giúp mở hoặc đóng cửa sổ một cách dễ dàng.
Chức năng nâng/hạ bằng tay
Khi công tắc cửa sổ điện bị kéo lên hoặc đẩy xuống giữa chừng, thì cửa sổ sẽ mở hoặc đóng cho đến khi thả công tắc ra
Chức năng tự động nâng/hạ cửa sổ đối với cửa sổ bên người lái
Khi công tắc điều khiển cửa sổ điện bị kéo lên hoặc đẩy xuống hoàn toàn, thì cửa sổ sẽ đóng và mở hoàn toàn
Chức năng khóa cửa sổ
Khi bật công tắc khóa cửa sổ, thì không thể mở hoặc đóng tất cả các cửa kính trừ cửa sổ phía người lái
Chức năng chống kẹt cửa sổ
Khi cửa sổ tự động đóng lại, nếu phát hiện có vật thể lạ kẹt vào, chức năng này sẽ tự động dừng lại và hạ cửa kính xuống khoảng 50mm để đảm bảo an toàn.
Chức năng điều khiển cửa sổ khi tắt khóa điện
Chức năng này cho phép điều khiển hệ thống cửa sổ điện trong vòng 45 giây sau khi tắt khóa điện ở vị trí ACC hoặc LOCK, miễn là cửa xe phía người lái không được mở.
CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Mô hình hệ thống nâng kính khóa cửa
Hệ thống điều khiển cửa sổ điện cho phép nâng và hạ kính cửa sổ thông qua công tắc Khi công tắc được kích hoạt, mô tơ cửa sổ điện quay, chuyển động này được chuyển đổi thành chuyển động lên xuống nhờ bộ nâng hạ kính, giúp mở hoặc đóng cửa sổ một cách dễ dàng.
Chức năng nâng/hạ bằng tay
Khi công tắc cửa sổ điện bị kéo lên hoặc đẩy xuống giữa chừng, thì cửa sổ sẽ mở hoặc đóng cho đến khi thả công tắc ra
Chức năng tự động nâng/hạ cửa sổ đối với cửa sổ bên người lái
Khi công tắc điều khiển cửa sổ điện bị kéo lên hoặc đẩy xuống hoàn toàn, thì cửa sổ sẽ đóng và mở hoàn toàn
Chức năng khóa cửa sổ
Khi bật công tắc khóa cửa sổ, thì không thể mở hoặc đóng tất cả các cửa kính trừ cửa sổ phía người lái
Chức năng chống kẹt cửa sổ
Trong quá trình đóng cửa tự động, nếu phát hiện vật thể lạ kẹt vào cửa kính, chức năng này sẽ tự động dừng lại và hạ cửa kính xuống khoảng 50mm để đảm bảo an toàn.
Chức năng điều khiển cửa sổ khi tắt khóa điện
Chức năng này cho phép điều khiển hệ thống cửa sổ điện trong vòng 45 giây sau khi tắt khóa điện ở vị trí ACC hoặc LOCK, miễn là cửa xe phía người lái chưa được mở.
Hình 2 1: Vị trí của công tắc nâng kính khóa cửa trên xe
Bộ nâng hạ kính cửa sổ
Chuyển động quay của mô tơ điều khiển cửa sổ được chuyển thành chuyển động lên xuống để nâng hạ kính cửa sổ
Hình 2 2: Cấu tạo cơ cấu nâng hạ kính
Cửa kính được nâng hạ nhờ vào đòn nâng của bộ phận cửa sổ, được hỗ trợ bởi cơ cấu đòn chữ X kết nối với đòn điều chỉnh Nhờ đó, cửa sổ có thể dễ dàng được đóng và mở.
Mô tơ điều khiển cửa sổ điện
Mô tơ điều khiển cửa sổ điện quay theo hai chiều để dẫn động bộ nâng hạ kính của cửa sổ
Hình 2 3: Cấu tạo của mô tơ nâng hạ kính
Mô tơ điều khiển cửa sổ điện gồm ba bộ phận: Mô tơ, bộ truyền bánh răng và cảm biến
Mô tơ có khả năng thay đổi chiều quay thông qua công tắc, giúp truyền động quay tới bộ nâng hạ kính cửa sổ Hệ thống cảm biến bao gồm công tắc hạn chế và cảm biến tốc độ, đảm bảo chức năng chống kẹt cho cửa sổ.
Công tắc chính cửa sổ điện
Công tắc chính cửa sổ điện đóng vai trò quan trọng trong việc điều khiển toàn bộ hệ thống cửa sổ điện, dẫn động tất cả các mô tơ Công tắc khóa cửa sổ có chức năng ngăn cản việc nâng hoặc hạ kính cửa sổ, ngoại trừ cửa sổ bên người lái Việc xác định tình trạng kẹt cửa sổ được thực hiện thông qua các tín hiệu từ cảm biến tốc độ và công tắc hạn chế của mô tơ điều khiển cửa sổ phía người lái.
Hình 2 4: Công tắc nâng kính khóa cửa
Các công tắc cửa sổ điện
Công tắc cửa sổ điện là thiết bị điều khiển mô tơ hạ nâng cửa sổ điện cho cả cửa sổ phía trước và phía sau của xe Mỗi cửa đều được trang bị một công tắc điện riêng biệt để dễ dàng điều khiển.
Khóa điện truyền tín hiệu vị trí ON, ACC hoặc LOCK đến công tắc chính của cửa sổ điện, cho phép điều khiển chức năng của cửa sổ ngay cả khi khóa điện đang tắt.
Công tắc cửa xe truyền tín hiệu đóng hoặc mở cửa của người lái đến công tắc chính của cửa sổ điện, giúp điều khiển chức năng cửa sổ ngay cả khi tắt khóa điện.
Chức năng nâng/hạ kính bằng tay cho phép người lái điều khiển cửa sổ điện khi khóa điện ở vị trí ON Khi công tắc cửa sổ được kéo lên nửa chừng, tín hiệu UP sẽ được gửi đến IC, kích hoạt tranzisto Tr và rơ le UP Điều này làm cho mô tơ cửa sổ điện phía người lái quay lên Khi nhả công tắc, rơ le UP tắt và mô tơ dừng lại.
Hình 2 5:Sơ đồ mạch điện đóng công tắc bằng tay
Khi nhấn công tắc điều khiển cửa sổ điện phía người lái xuống nửa chừng, tín hiệu DOWN được truyền tới IC, dẫn đến việc transistor Tr được kích hoạt (mở), rơ le UP tiếp mass và rơ le DOWN bật Kết quả là mô tơ điều khiển cửa sổ phía người lái quay xuống.
Hình 2 6: Sơ đồ mạch điện mở công tắc bằng tay
Chức năng nâng/hạ kính cửa sổ bằng một lần nhấn cho phép người dùng điều khiển kính cửa sổ một cách tiện lợi và nhanh chóng Khi khóa điện ở vị trí ON và công tắc cửa sổ điện phía người lái được kéo lên hoàn toàn, tín hiệu UP tự động được truyền tới, giúp kính cửa sổ tự động nâng lên hoặc hạ xuống mà không cần phải giữ công tắc.
IC có mạch định thời giúp duy trì trạng thái ON tối đa khoảng 10 giây khi tín hiệu UP được kích hoạt, cho phép mô tơ điều khiển cửa sổ điện phía người lái tiếp tục hoạt động ngay cả khi công tắc được nhả ra Mô tơ sẽ dừng lại khi cửa sổ đóng hoàn toàn, nhờ vào tín hiệu khóa từ cảm biến tốc độ và công tắc hạn chế Thao tác đóng mở tự động có thể được dừng lại bằng cách nhấn vào công tắc cửa sổ điện phía người lái.
Hình 2 7: Sơ đồ mạch nâng kính cửa tự đông một lần ấn
Hình 2 8: Sơ đồ mạch hạ kính tự đông một lần ấn
Hệ thống điều khiển khóa cửa không chỉ đơn thuần mở/đóng cửa xe bằng công tắc cơ khí, mà còn điều khiển mô tơ điện dựa trên hoạt động của công tắc và chìa khóa Nó tích hợp các tính năng như chống quên chìa khóa, mở khóa hai bước và bảo vệ an toàn Các chức năng này có thể khác nhau tùy theo kiểu xe, cấp nội thất và thị trường.
Hệ thống điều khiển khóa cửa bao gồm nhiều chức năng đa dạng, tùy thuộc vào loại động cơ, cấp độ nội thất và yêu cầu của thị trường.
Chức năng khóa/mở bằng tay: Khi ấn công tắc điều khiển khóa cửa về khóa/mở khóa, thì tất cả các cửa đều được khóa/mở khóa
Hệ thống thông tin
2.2.1 Tổng quát hệ thống thông tin trên ô tô
Hệ thống thông tin trên xe bao gồm các bảng đồng hồ, màn hình và đèn báo, giúp tài xế và người sửa chữa nắm bắt tình trạng hoạt động của các hệ thống chính Thông tin được truyền đến tài xế qua hai dạng: tương tự (bảng đồng hồ kim) và số (bảng đồng hồ điện tử).
Hình 2 18:Hệ thống thông tin
Hệ thống thông tin bao gồm các đồng hồ sau: a Đồng hồ tốc độ xe (speedpmeter)
Đồng hồ tốc độ xe thường kết hợp với đồng hồ đo quãng đường (odometer) để theo dõi quãng đường xe đã di chuyển từ khi bắt đầu hoạt động, cùng với đồng hồ hành trình (tripmeter) để đo các khoảng cách ngắn Bên cạnh đó, đồng hồ tốc độ động cơ (tachometer) cũng là một thành phần quan trọng trong hệ thống đo lường của xe.
Hiển thị tốc độ động cơ (tốc độ trục khuỷu) theo v/p (vòng/phút) hay rpm c Vôn kế
Chỉ thị điện áp accu hay điện áp ra của máy phát Loại này hiện nay không còn trên tableau nữa d Đồng hồ áp lực nhớt
Chỉ thị áp lực nhớt của động cơ
A- Báo áp lực nhớt C- Báo nhiệt độ nhớt E: Các đèn báo G- Tốc độ động cơ
B- Báo điện áp D- Báo mực xăng F- Tốc độ xe H- Hành trình e Đồng hồ nhiệt độ nước làm mát
Chỉ thị nhiệt độ nước làm mát động cơ f Đồng hồ báo nhiên liệu
Chỉ thị mức nhiên liệu có trong thùng chứa
Hình 2 19: Các tín hiệu trên táp lô g Đèn báo áp suất nhớt thấp
Chỉ thị áp suất nhớt động cơ thấp dưới mức bình thường h Đèn báo nạp
Báo hệ thống nạp hoạt động không bình thường (máy phát hư) i Đèn báo pha
Báo đèn đầu đang ở chế độ chiếu xa j Đèn báo rẽ
Khi lái xe, việc báo rẽ trái hoặc phải là rất quan trọng Đèn báo nguy hoặc ưu tiên sẽ được bật để thông báo tình huống khẩn cấp hoặc xin ưu tiên Trong trường hợp này, cả hai đèn rẽ trái và phải sẽ chớp nháy Ngoài ra, cần chú ý đến đèn báo mức nhiên liệu thấp để tránh tình trạng hết nhiên liệu khi đang di chuyển.
Báo nhiên liệu trong thùng nhiên liệu sắp hết m Đèn báo hệ thống phanh
Báo đang kéo phanh tay, dầu phanh không đủ hay bố thắng quá mòn n Đèn báo mở cửa
Báo có cửa chưa đóng chặt
2.2.2 Thông tin dạng tương tự (ANALOG)
2.2.2.1 Đồng hồ và cảm biến áp suất nhớt Đồng hồ áp suất nhớt báo áp suất nhớt trong động cơ giúp phát hiện hư hỏng trong hệ thống bôi trơn Đồng hồ áp suất nhớt thường là kiểu đồng hồ kiểu lưỡng kim Đồng hồ loại này thường gồm hai phần: cảm biến áp lực nhớt, được lắp vào cac-te của động cơ hoặc lắp ở bộ lọc nhớt và đồng hồ (bộ phận chỉ thị) được bố trí ở bảng tableau trước mặt tài xế Đồng hồ và bộ cảm biến mắc nối tiếp với nhau và đấu vào mạch sau công tắc máy
Cảm biến chuyển đổi sự thay đổi áp suất dầu nhờn thành tín hiệu điện, gửi về đồng hồ đo áp suất Đồng hồ này hiển thị áp suất nhớt dựa trên các tín hiệu điện từ cảm biến Thang đo của đồng hồ được phân độ theo đơn vị kg/cm² hoặc bar.
Trên các ôtô hiện đại, có bốn loại đồng hồ áp suất dầu nhớt, bao gồm đồng hồ nhiệt điện, từ điện, cơ khí và điện tử Trong bài viết này, chúng tôi sẽ chỉ tập trung giới thiệu hai loại đồng hồ phổ biến nhất là đồng hồ nhiệt điện và đồng hồ từ điện.
Hình 2 20: Đồng hồ dạng lưỡng kim
Khi dòng điện đi qua một phần tử lưỡng kim được tạo thành từ hai loại kim loại hoặc hợp kim có hệ số giãn nở nhiệt khác nhau, phần tử này sẽ cong lên khi nhiệt độ tăng Đồng hồ sử dụng phần tử lưỡng kim kết hợp với dây may so, và hình dạng của phần tử lưỡng kim như được minh họa trong Hình 5 Sự cong của phần tử lưỡng kim do nhiệt độ môi trường không làm sai lệch chỉ số của đồng hồ, ngay cả khi áp suất nhớt thấp hoặc không có áp suất nhớt.
Phần tử lưỡng kim trong bộ phận áp suất nhớt có một tiếp điểm, với độ dịch chuyển của kim đồng hồ tỉ lệ thuận với dòng điện qua dây may so Khi áp suất nhớt bằng không, tiếp điểm mở và không có dòng điện khi bật công tắc, dẫn đến kim chỉ không Khi áp suất nhớt thấp, màng đẩy tiếp điểm tạo ra tiếp xúc nhẹ, cho phép dòng điện chạy qua dây may so Tuy nhiên, do lực tiếp xúc yếu, tiếp điểm lại mở ra do phần tử lưỡng kim bị uốn cong bởi nhiệt Tiếp điểm mở ra nhanh chóng, giúp nhiệt độ phần tử lưỡng kim không tăng đáng kể, dẫn đến kim chỉ lệch nhẹ Trong trường hợp áp suất nhớt cao, tình trạng này sẽ khác đi.
Khi áp suất nhớt tăng, màng đẩy tiếp điểm sẽ nâng phần tử lưỡng kim, cho phép dòng điện chạy qua trong thời gian dài Tiếp điểm chỉ mở khi phần tử lưỡng kim uốn lên trên, dẫn đến việc dòng điện tiếp tục chạy qua đồng hồ áp suất nhớt Nhiệt độ của phần tử lưỡng kim trong đồng hồ tăng lên, làm tăng độ cong và khiến kim đồng hồ lệch nhiều Do đó, độ cong của phần tử lưỡng kim trong đồng hồ tỉ lệ với độ cong của phần tử lưỡng kim trong cảm biến áp suất nhớt.
2.2.2.2 Đồng hồ và cảm biến báo nhiệt độ nước làm mát Đồng hồ nhiệt độ nước chỉ nhiệt độ nước làm mát trong áo nước đợng cơ Cĩ hai kiểu đồng hồ nhiệt độ nước: kiểu điện trở lưỡng kim có một phần tử lưỡng kim ở bộ chỉ thị và một biến trở (nhiệt điện trở) trong bộ cảm nhận nhiệt độ và kiểu cuộn dây chữ thập với các cuộn dây chữ thập ở đồng hồ chỉ thị nước làm mát
Kiểu điện trở lưỡng kim:
Bộ chỉ thị dùng điện trở lưỡng kim và cảm biến nhiệt độ là một nhiệt điện trở
Nhiệt điện trở là một loại chất bán dẫn có hệ số nhiệt âm (NTC), nghĩa là điện trở của nó giảm khi nhiệt độ tăng Sự thay đổi điện trở theo nhiệt độ của nhiệt điện trở rất lớn, cho thấy tính nhạy bén của nó với biến đổi nhiệt độ.
Hình 2 21: Dạng điện trở lưỡng kim
2.2.2.3 Đồng hồ nhiên liệu Đồng hồ nhiên liệu có tác dụng báo cho người tài xế biết lượng xăng (dầu) có trong bình chứa Có hai kiểu đồng hồ nhiên liệu, kiểu điện trở lưỡng kim và kiểu cuộn dây chữ thập
Kiểu điện trở lưỡng kim
Một phần tử lưỡng kim được gắn ở đồng hồ chỉ thị và một biến trở trượt kiểu phao được dùng ở cảm biến mức nhiên liệu
Biến trở trượt kiểu phao là thiết bị đo mức nhiên liệu, bao gồm một phao di chuyển lên xuống theo mức nhiên liệu Thân bộ cảm nhận mức nhiên liệu kết nối với điện trở trượt, và đòn phao gắn liền với điện trở này Khi phao di chuyển, vị trí của tiếp điểm trượt trên biến trở thay đổi, dẫn đến sự thay đổi của điện trở Vị trí chuẩn của phao để đo được đặt ở vị trí cao hơn hoặc thấp hơn so với bình chứa Việc đặt ở vị trí thấp cho độ chính xác cao hơn khi mức nhiên liệu thấp, vì vậy thiết bị này thường được sử dụng trong các đồng hồ có dải đo rộng, như đồng hồ hiển thị số.
Khi bật công tắc máy ở vị trí ON, dòng điện sẽ chạy qua bộ ổn áp và dây may so trong đồng hồ nhiên liệu, sau đó tiếp mass qua điện trở trượt ở bộ cảm nhận mức nhiên liệu Dây may so sinh nhiệt khi dòng điện chạy qua, làm cho phần tử lưỡng kim cong theo tỉ lệ với cường độ dòng điện, dẫn đến kim đồng hồ lệch đi một góc.
Hình 2 22:Bộ cảm nhận mức nhiên liệu
Khi mức nhiên liệu cao, điện trở của biến trở nhỏ, dẫn đến cường độ dòng điện lớn và nhiệt sinh ra trên dây may so tăng, làm cho phần tử lưỡng kim cong nhiều và kim chỉ dịch chuyển về phía chữ F (Full) Ngược lại, khi mức xăng thấp, điện trở của biến trở trượt lớn, chỉ cho phép dòng điện nhỏ chạy qua, khiến phần tử lưỡng kim uốn ít và kim chỉ dịch chuyển ít, dừng lại ở vị trí E (empty).
Hình 2 23: Đồng hồ nhiên liệu kiểu điện trở lưỡng kim
Bộ cảm nhận mức nhiên liệu
Bộ cảm nhận nhiệt độ nước Đồng hồ báo mức nhiên liệu Đồng hồ báo nhiệt độ nước Accu
