TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI
Đặt vấn đề
Hiện nay, ngành công nghệ ô tô đang trải qua sự phát triển vượt bậc, phản ánh những tiến bộ ấn tượng trong lĩnh vực khoa học kỹ thuật Đây chính là thời kỳ bùng nổ của các công nghệ mới, mở ra nhiều cơ hội và tiềm năng cho tương lai.
Việc ứng dụng khoa học công nghệ trong ngành công nghiệp ô tô rất đa dạng, bao gồm công nghệ thông tin, thuỷ lực, khí nén, vi xử lý và vi điều khiển, giúp nâng cao tiện nghi, an toàn và khả năng kiểm soát của xe Một trong những ứng dụng quan trọng là hệ thống mã khoá động cơ (Engine Immobilizer System), được phát triển từ công nghệ điện tử, vi xử lý và vi điều khiển.
Trên ô tô, nhiều hệ thống mới được phát triển nhằm nâng cao tính năng sử dụng, tiện nghi và an toàn cho người dùng Đặc biệt, hệ thống mã khoá động cơ (Engine Immobilizer System) đã được nghiên cứu và áp dụng để bảo vệ xe khỏi trộm cắp, xuất hiện trên các mẫu xe nhập khẩu từ các hãng như TOYOTA, HONDA, HYUNDAI, BMW tại Việt Nam Để bảo trì và sửa chữa những dòng xe hiện đại với nhiều công nghệ mới, việc đào tạo đội ngũ kỹ sư có kiến thức chuyên môn vững chắc và trình độ cao là vô cùng cần thiết.
Nhằm đáp ứng nhu cầu thực tiễn, nhóm đã chọn đề tài "Nghiên cứu chế tạo hệ thống mã khoá động cơ (Engine Immobilizer System)" để cung cấp cho sinh viên cái nhìn khách quan và thực tế về hệ thống này Đề tài này tạo điều kiện cho sinh viên áp dụng kiến thức lý thuyết vào thực hành một cách trực quan trên mô hình gần giống với thực tế.
Thực hiện đề tài này đã nâng cao hiểu biết và kinh nghiệm thực tiễn về hệ thống mã khoá động cơ ô tô, từ đó củng cố kiến thức đã học và mở rộng sang các hệ thống điện, điện tử ô tô khác Người thực hiện đã nắm vững nguyên lý hoạt động cơ bản của hệ thống, có khả năng kiểm tra và chẩn đoán hư hỏng, cũng như tự sửa chữa những sự cố thường gặp trong hệ thống.
Mục tiêu của đề tài
Nghiên cứu đề tài này sẽ giúp chúng em nâng cao năng lực và hiểu biết về ứng dụng công nghệ vi điều khiển và vi xử lý trong lĩnh vực điều khiển và tự động hóa ô tô.
Trong quá trình thực hiện đề tài, nhóm đã thiết kế phần cứng và lựa chọn thiết bị linh kiện phù hợp, từ đó không chỉ tích lũy thêm kiến thức lý thuyết về điện và điện tử mà còn có cơ hội kiểm chứng các lý thuyết đó thông qua giai đoạn thực tế.
Nghiên cứu đề tài này mang lại kiến thức quý báu, có thể được áp dụng để phát triển các hệ thống sáng tạo với tính ứng dụng cao trong nhiều lĩnh vực như y tế, giáo dục và thương mại.
- Tìm hiểu về tính năng an toàn của hệ thống mã khoá động cơ hiện tại đƣợc lắp đặt trên ô tô của các hãng xe trên thị trường
Chế tạo mô hình hệ thống mã hoá động cơ (Engine Immobilizer System) mang đến cơ hội tiếp cận với các công nghệ mới và hiện đại đang được lắp đặt trên ô tô ngày nay.
1.2.3 Nhiệm vụ của đề tài
- Tìm hiểu lý thuyết về thông tin, các vấn đề liên quan đến bảo mật thông tin
- Tìm hiểu lý thuyết về tín hiệu và các vấn đề liên quan đến xử lý tín hiệu
- Tìm hiểu cơ sở lý thuyết về các vấn đề liên quan đến truyền phát, thu sóng RFID và nhận dạng sóng RFID
Nghiên cứu lý thuyết về thiết kế mạch khuếch đại tín hiệu sóng RFID và mạch chống nhiễu tín hiệu sóng RFID là rất quan trọng Việc hiểu rõ các nguyên lý cơ bản sẽ giúp tối ưu hóa hiệu suất của hệ thống RFID, đồng thời giảm thiểu tác động của nhiễu tín hiệu Thiết kế mạch khuếch đại hiệu quả không chỉ cải thiện độ nhạy mà còn nâng cao khả năng truyền tải thông tin Hơn nữa, áp dụng các biện pháp chống nhiễu sẽ đảm bảo tín hiệu sóng RFID ổn định và đáng tin cậy trong các ứng dụng thực tiễn.
Nghiên cứu lý thuyết về thiết kế mạch xử lý tín hiệu cho chìa khóa và cuộn dây transponder tập trung vào cấu trúc và chức năng của vi điều khiển Bài viết phân tích các tín hiệu đầu vào và đầu ra, cũng như các thuật toán xử lý tín hiệu liên quan đến vi điều khiển, nhằm tối ưu hóa hiệu suất và độ chính xác trong việc truyền tải và nhận diện tín hiệu.
- Lý thuyết cơ bản về nguyên lý hoạt động của hệ thống mã hoá động cơ
- Các hệ thống mã hoá thực tế đang đƣợc sử dụng trên một số xe ở Việt Nam
Dựa trên kiến thức lý thuyết và thực tiễn từ việc nghiên cứu các hệ thống mã hóa động cơ trên xe tại Việt Nam, chúng tôi đã thiết kế và chế tạo thành công một mô hình hoàn chỉnh cho hệ thống mã hóa động cơ với nhiều tính năng nổi bật.
- Cho phép động cơ đánh lửa hoặc phun xăng khi 2 tín hiệu chip chìa khoá và cuộn dây trùng khớp với nhau và ngƣợc lại
- Đƣa ra tín hiệu cảnh báo nếu 2 tín hiệu chìa khoá và cuộn dây không trùng khớp với nhau
- Tối ƣu hoá các thiết kế và thi công mạch thu phát tín hiệu, khuếch đại tín hiệu và xử lý tín hiệu
- Hoàn thiện công trình nghiên cứu với khả năng ứng dụng cao, hệ thống hoạt động ổn định và chính xác.
Giới hạn đề tài
Hiện nay, hệ thống mã khoá động cơ đã trở nên phổ biến trên thị trường ô tô, nhưng công nghệ vẫn chưa phát triển đủ và giá thành thiết bị còn cao Do thời gian nghiên cứu hạn chế, chúng tôi đã thực hiện đề tài “Nghiên cứu chế tạo mô hình hệ thống mã khoá động cơ”, tập trung vào việc chế tạo một mô hình sử dụng linh kiện có sẵn để so sánh tín hiệu từ chìa khoá và cuộn dây Mô hình này sẽ xuất kết quả so sánh ra bên ngoài thông qua tín hiệu điện áp, đồng thời cảnh báo khi hai tín hiệu không trùng khớp.
Phương pháp nghiên cứu
Trong quá trình nghiên cứu đề tài, sẽ áp dụng nhiều phương pháp nghiên cứu kết hợp, với phương pháp chính được sử dụng là
Tìm kiếm tài liệu tham khảo đề cập đến nguyên lý hoạt động của hệ thống mã hoá động cơ
Tham khảo một số xe của các hãng để tìm hiểu về thực tế về hệ thống mã hoá động cơ
Phân tích và tổng hợp lý thuyết cơ bản là cần thiết để áp dụng vào việc thi công thiết kế chế tạo mô hình thực tế cho hệ thống mã hóa động cơ Việc này bao gồm việc phát triển các tính năng nổi bật nhằm nâng cao hiệu suất và độ tin cậy của hệ thống.
Tổng quan các nghiên cứu trong và ngoài nước
1.5.1 Tổng quan nghiên cứu trong nước
- Nghiên cứu hệ thống chống trộm và hệ thống mã hoá động cơ
- Giáo trình giảng dạy điện-điện tử ô tô trong đó có đề cập hệ thống mã khoá động cơ
- Hệ thống điều khiển động cơ trong đó có đề cập đến hệ thống mã khoá động cơ
1.5.2 Tổng quan nghiên cứu ngoài nước
Kerstim Lemke, Rena Sadeghi, Christian Stuble, An Open Approach for Designing
Secure Electronic Immobilizers, Host Gortz Institute, Rurh-Universitat Bochum, Germany [3]
Đề tài này thảo luận về phương pháp tiếp cận mở trong thiết kế hệ thống Immobilizer, nhấn mạnh các mẫu, vấn đề an toàn và yêu cầu tính năng cần thiết để xây dựng hệ thống hiệu quả Nó chỉ ra những thách thức thực tiễn như bảo hiểm cho chủ xe khi mất trộm, nguy cơ thông đồng giữa chủ xe và kẻ trộm, cũng như khó khăn trong việc xác định vị trí xe bị mất Bài viết tập trung vào mối quan hệ giữa hộp điều khiển và cuộn thu gắn trên ổ khóa, đồng thời cảnh báo rằng nếu kẻ xấu can thiệp vào các bộ phận vật lý của xe, việc ngăn chặn trộm cắp sẽ trở nên khó khăn Cuối cùng, mô hình hệ thống được đề xuất nhằm đánh giá mức độ an toàn cho các bên liên quan như nhà chế tạo, người sở hữu, xưởng bảo dưỡng, cơ quan kiểm soát và công ty bảo hiểm.
- Đƣa ra cấu trúc và nguyên lý hoạt động của một hệ thống Immobilizer gồm: Transponder, Motor Control Unit, Ignition key
Mặc dù xe được trang bị hệ thống Immobilizer, vẫn có nhiều tình huống có thể dẫn đến việc mất xe, chẳng hạn như việc kéo xe bằng phương tiện khác hoặc thay thế các bộ phận của hệ thống Immobilizer Những hành động này có thể làm giảm hiệu quả của hệ thống chống trộm và tạo điều kiện cho kẻ gian thực hiện hành vi trộm cắp Do đó, người dùng cần nâng cao ý thức bảo vệ xe và thường xuyên kiểm tra tình trạng của hệ thống Immobilizer để đảm bảo an toàn tối đa.
Nhƣợc điểm: cần khắc phục và cải tiến:
- Việc kéo xe đi không thể ngăn ngừa các vụ mất xe
- Thay thế các bộ phận trong hệ thống sẽ làm vô hiệu hoá tính năng an toàn
Để nhanh chóng phát hiện các vụ trộm, việc trang bị hệ thống GPS trên xe kết hợp với chức năng kết nối điện thoại là rất cần thiết.
Roel Vedult, Baris Ege, Flavio D Garcia, Dismantling Megamos Crypto: Wirelessly Lockpicking a Vehicle Immobilizer.[4]
Các hãng xe nước ngoài đã phát triển ngành công nghiệp ô tô từ sớm, đạt nhiều thành tựu và đáp ứng nhu cầu sử dụng rộng rãi Hệ thống mã hóa động cơ đã được trang bị cho hầu hết các xe của họ, giúp đảm bảo an toàn và mang lại cảm giác yên tâm cho người sở hữu.
CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Tổng quan về bảo mật thông tin và các ứng dụng
2.1.1 Các khái niệm cơ bản
Thông tin là một khái niệm rộng lớn, bao gồm các thông điệp và tin tức phản ánh tính chất của sự vật, hiện tượng, cũng như các đặc điểm cụ thể của môi trường vật chất Nó cũng có thể đại diện cho công nghệ hoặc những thành tựu khoa học nhất định.
Thông tin có thể được định nghĩa là những đặc tính xác định của vật chất mà con người hoặc các hệ thống kỹ thuật thu nhận từ thế giới vật chất xung quanh hoặc từ các quá trình diễn ra bên trong chính nó.
Mọi ngành khoa học đều khám phá các cấu trúc thông qua việc thu thập, chế biến và xử lý thông tin Thông tin được hiểu là một danh từ, không phải là hành động giữa hai đối tượng Từ góc độ triết học, thông tin là một thuộc tính của thế giới vật chất, tương tự như năng lượng và khối lượng Nó không được tạo ra mà chỉ được hệ thụ cảm sử dụng, và tồn tại một cách khách quan, không phụ thuộc vào hệ thụ cảm Trong định nghĩa khái quát nhất, thông tin được xem là sự đa dạng, có thể hiểu theo nhiều nghĩa khác nhau, bao gồm tính ngẫu nhiên và trình độ tổ chức.
Thông tin có thể được quy định bởi con người hoặc do bản thân sự vật Ví dụ, màu xanh của lá cây là thông tin tự nhiên phản ánh tính chất của nó, trong khi đơn vị dòng điện Ampe, ký hiệu A, là thông tin do con người xác định Khi nói về thông tin, cần làm rõ các khái niệm liên quan.
- Nếu tập tin là hữu hạn thì nguồn sinh ra nó đƣợc gọi là nguồn rời rạc
- Nếu tập tin là vô hạn thì nguồn sinh ra nó đƣợc gọi là nguồn liên tục Nguồn tin có hai tính chất: Tính thống kê và tính hàm ý [5]
Với nguồn rời rạc, tính thống kê biểu hiện ở chỗ xác suất xuất hiện các tin là khác nhau
Tính hàm ý biểu hiện ở chỗ xác suất xuất hiện của một tin nào đó sau một dãy tin khác nhau nào đó là khác nhau
Thiết bị này chuyển đổi tập tin thành tín hiệu tương ứng thông qua phép biến đổi đơn trị hai chiều, đảm bảo rằng bên thu có thể tái tạo chính xác thông tin đã gửi Trong trường hợp tổng quát, máy phát bao gồm hai khối chính.
Thiết bị mã hoá là công cụ quan trọng giúp tối ưu hoá quá trình truyền tin bằng cách ứng dụng các tổ hợp ký hiệu đã chọn, từ đó tăng mật độ thông tin, nâng cao khả năng chống nhiễu và cải thiện tốc độ truyền tin.
Khối điều chế là thiết bị chuyển đổi tập tin (có thể mã hoá hoặc không) thành tín hiệu để phát ra sóng điện từ cao tần Tất cả các máy phát đều bao gồm khối này, đảm bảo quá trình truyền thông tin hiệu quả.
Môi trường vật lý là nơi tín hiệu được truyền từ máy phát đến máy thu Trong quá trình truyền, có nhiều yếu tố tác động gây mất năng lượng và thông tin của tín hiệu.
Máy thu là thiết bị sao chép thông tin từ tín hiệu nhận được, thực hiện phép biến đổi ngược lại với máy phát Nó chuyển đổi tín hiệu thu được thành tập tin tương ứng.
Máy thu gồm hai khối:
- Giải điều chế: Biến đổi tín hiệu nhận đƣợc thành tin đã mã hoá
- Giải mã: Biến đổi các tin đã mã hoá thành các tin tương ứng ban đầu (các tin của nguồn gửi đi)
- Ghi giữ tin (ví dụ bộ nhớ của máy tính, băng ghi âm, ghi hình,)
Biểu thị tin là quá trình giúp các giác quan của con người hoặc bộ cảm biến của máy móc tiếp nhận và xử lý thông tin, như âm thanh, chữ số và hình ảnh.
Kênh truyền thông tin tin
Bảo mật là những biện pháp nhằm bảo vệ tài nguyên và tài sản khỏi việc sử dụng trái phép, đảm bảo thông tin, công nghệ không rơi vào tay kẻ xấu Các biện pháp này giúp ngăn chặn hành vi tấn công và bảo vệ quyền sở hữu của người dùng trước những mối đe dọa từ bên ngoài.
-Mã PIN của thẻ ATM tránh đối tƣợng xấu lấy cắp tiền trong tài khoản ngân hàng
Hình 2.1 Bảo mật thông tin đối với dịch vụ ATM của các ngân hàng
- Pasword máy tính để ngăn không cho người lạ đăng nhập vào máy tính cá nhân
Hình 2.2 Một chức năng bảo mật ứng dụng trên điện thoại di động
Khái niệm bảo mật thông tin
Bảo mật thông tin là quá trình lưu trữ và bảo vệ các thông điệp liên quan đến dữ liệu của từng cá nhân hoặc tài sản, nhằm ngăn chặn việc đánh cắp hoặc sử dụng trái phép bởi các đối tượng xấu.
Có nhiều phương pháp bảo mật thông tin, mỗi phương pháp mang lại mức độ an toàn và hiệu quả khác nhau Sự khác biệt này phụ thuộc vào độ hiện đại và tính phức tạp của công nghệ được áp dụng.
Trước đây, để bảo vệ xe khỏi trộm cắp, các nhà sản xuất sử dụng khoá cơ khí Tuy nhiên, nhận thấy sự thiếu an toàn của loại khoá này, họ đã phát triển ổ khoá điện Để nâng cao mức độ bảo mật, ổ khoá và chìa khoá với chip mã đã được ra đời, giúp tăng cường khả năng chống trộm cho xe.
Hình 2.3 Hệ thống mã khóa động cơ được hãng BMW lắp đặt trên xe
Nhƣ vậy qua ví dụ trên có thể thấy mức độ an tàn sẽ tăng theo hàm lƣợng công nghệ trong các biện pháp bảo mật
2.1.2 Mục đích và các phương pháp bảo mật thông tin
+ Đảm bảo an toàn cho thông tin và tài sản chứa đựng và liên quan đến thông tin đó
+ Giới hạn các đối tƣợng đƣợc sử dụng thông tin và tài sản chứa đựng và liên quan đến thông tin đó
+ Giúp thông tin có mức độ chính xác cao hơn
Phương pháp bảo mật thông tin:
Trong mỗi lĩnh vực, việc lựa chọn phương pháp bảo mật thông tin là rất quan trọng để bảo vệ tài nguyên và tài sản Nguyên tắc cơ bản của việc đảm bảo an toàn cho tài nguyên và tài sản thường dựa vào các phương pháp mã hóa, tuân theo một mô hình nhất định.
Hình 2.4 Sơ đồ nguyên lý bảo mật thông tin
Lý thuyết tín hiệu và xử lý tín hiệu
2.2.1 Khái niệm về tín hiệu
Tín hiệu là biểu hiện vật lý của thông tin, truyền tải dữ liệu từ nguồn đến nơi nhận trong quá trình phát và thu Các loại tín hiệu có thể bao gồm tín hiệu điện (dòng điện hoặc điện áp), tín hiệu từ trường, và tín hiệu dạng sóng như sóng âm thanh hoặc sóng ánh sáng.
Một tín hiệu là biểu diễn của một quá trình vật lý và cần phải là một tín hiệu vật lý có thể thực hiện được Để đảm bảo tính khả thi, tín hiệu này phải đáp ứng những yêu cầu nhất định.
- Có năng lƣợng hữu hạn
- Có biên độ hữu hạn
- Có phổ hữu hạn và tiến tới 0 khi tần số tiến tới vô cùng
Phân loại tín hiệu: có nhiều cách phân loại dựa trên những cơ sở sau:
Trong quá trình biến thiên của tín hiệu, các tính chất của nó có thể được dự đoán hay không dựa trên loại tín hiệu Tín hiệu xác định có thể là tuần hoàn hoặc không tuần hoàn, trong khi tín hiệu ngẫu nhiên có thể được phân loại thành dừng hoặc không dừng.
- Phân loại theo năng lƣợng: o Có thể phân biệt thành tín hiệu năng lƣợng hữu hạn o Tín hiệu công suất trung bình hữu hạn (năng lƣợng vô hạn)
Tín hiệu có thể được phân loại theo hình thái dựa trên biên độ và thời gian của chúng Tín hiệu có biên độ liên tục và thời gian liên tục được gọi là tín hiệu liên tục (tín hiệu analog), trong khi tín hiệu có biên độ rời rạc và thời gian rời rạc được gọi là tín hiệu rời rạc (tín hiệu số - digital).
- Phân loại dựa vào phổ của nó
- Phân loại dựa theo thứ nguyên, là tín hiệu một biến hay nhiều biến
2.2.2 Khái niệm về xử lý tín hiệu
Xử lý tín hiệu liên quan đến việc tìm kiếm các biểu diễn toán học cho tín hiệu, tức là xây dựng các mô hình toán học tương ứng Đồng thời, nó cũng cung cấp các phương pháp phân tích tín hiệu hiệu quả.
Mô hình toán học của tín hiệu là các hàm thực hay hàm phức của một hàm nhiều biến
- Tín hiệu đầu tiên là các hàm của thời gian nó nó biểu thị một đại diện nhƣ tín hiệu âm thanh hoặc tín hiệu hình ảnh
- Tín hiệu thứ hai là hàm hai biến theo toạ độ không gian (x,y), đó là tín hiệu tĩnh
- Tín hiệu sau cùng là tín hiệu truyền hình Ở đây ta chỉ xét đến các tín hiệu là hàm theo thời gian
Xử lý tín hiệu là một lĩnh vực kỹ thuật quan trọng, kết hợp lý thuyết hiệu, lý thuyết thông tin, kỹ thuật điện tử và vật lý ứng dụng để tạo ra và biểu diễn các tín hiệu chứa thông tin.
Công nghệ xử lý tín hiệu được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như truyền tin tức, khai thác thông tin, nhận dạng và xử lý ảnh, đảm bảo an ninh và an toàn, cũng như quan sát các quy trình công nghiệp Một hệ thống xử lý tín hiệu thường bao gồm các thành phần cơ bản như nguồn phát tín hiệu, bộ thu tín hiệu, bộ khuyếch đại tín hiệu, bộ xử lý tín hiệu (bao gồm vi điều khiển với các chương trình thích hợp) và cơ cấu chấp hành.
Hình 2.7 Mô hình điệu khiển có ứng dụng xử lý tín hiệu
Trong ngành công nghiệp ô tô, việc ứng dụng xử lý tín hiệu đã trở nên phổ biến, đặc biệt trong việc tiếp nhận và xử lý dữ liệu từ các cảm biến gửi về hộp ECU Điều này giúp điều khiển các chức năng quan trọng như phun xăng, đánh lửa, an toàn chủ động và hệ thống kiểm soát hành trình (Cruise Control System).
Một hệ thống khác cũng ứng dụng lĩnh vực xử lý tín hiệu là hệ thống Immobilizer
Hệ thống này sử dụng công nghệ RFID để kiểm soát động cơ, ngăn chặn việc phun xăng và đánh lửa khi không sử dụng chìa khóa chính chủ.
Tổng quan về công nghệ RFID
2.3.1 Giới thiệu chung về nhận dạng vô tuyến RFID
2.3.1.1 Lịch sử phát triển của hệ thống RFID
Ngày nay, công nghệ ngày càng chú trọng đến sự đơn giản và tiện lợi, với ưu tiên hàng đầu là khả năng không dây Sự phát triển mạnh mẽ của thiết bị không dây đã mang lại sự tự do và thoải mái cho con người Công nghệ RFID, một trong những kỹ thuật tiên tiến và phát triển nhanh chóng, đã tạo ra cuộc cách mạng trong môi trường tương tác Lịch sử của công nghệ này bắt đầu từ bộ tách sóng IFF (Identification Friend or Foe) được phát minh vào năm 1937, sử dụng bởi quân đồng minh trong Thế Chiến II để nhận dạng máy bay Mặc dù trở thành nền tảng cho hệ thống kiểm soát không lưu thế giới vào thập niên 50, nhưng do chi phí cao và kích thước lớn, công nghệ này chủ yếu được áp dụng trong quân đội và các trung tâm thương mại lớn.
Vào cuối thập niên 60 và đầu thập niên 70, các công ty bắt đầu giới thiệu ứng dụng RFID đơn giản và tiết kiệm, chủ yếu phát triển thiết bị giám sát điện tử (EAS) để kiểm soát hàng hóa như quần áo và sách Kỹ thuật RFID ngày càng phổ biến trong những năm này, với nhiều ứng dụng trong đời sống Công nghệ này được cải tiến từ nhận biết sang nhận dạng, và đến năm 1973, Mario Cardullo trở thành người đầu tiên hoàn thiện công nghệ RFID Kỹ thuật radio đã được khảo sát và phát triển cho các hoạt động thương mại trong những thập niên tiếp theo.
Vào những năm 1960 và 1970, sự phát triển của công nghệ theo dõi nguyên liệu hạt nhân đã được thúc đẩy bởi các công ty, học viện và chính phủ Mỹ Một ví dụ điển hình là Bộ Năng lượng Los Alamos National Laboratory, nơi đã phát triển hệ thống theo dõi bằng cách gắn thẻ vào xe tải và lắp đặt các thiết bị đọc tại các cổng bảo vệ Hệ thống này hiện nay đã trở thành nền tảng cho các hệ thống thu phí tự động.
Công nghệ RFID đã phát triển mạnh mẽ từ đầu những năm 80, với các ứng dụng như kiểm soát xe tại Mỹ và đánh dấu đàn gia súc ở Châu Âu Hệ thống RFID cũng được sử dụng trong nghiên cứu đời sống hoang dã, khi các thẻ RFID được gắn vào động vật để theo dõi chúng trong môi trường tự nhiên Đến thập niên 90, việc ứng dụng tần số UHF đã giúp RFID thể hiện ưu điểm vượt trội về khoảng cách và tốc độ truyền dữ liệu, đưa công nghệ này đạt được nhiều thành tựu đáng kể.
Mặc dù nguyên lý cơ bản của kỹ thuật RFID đã xuất hiện từ thời Marconi, nhưng tiềm năng của nó chỉ được nhận thức rõ ràng từ cuối thế kỷ 20 Những năm đầu thế kỷ 21 đánh dấu sự chuyển mình quan trọng của RFID, khi công nghệ này được áp dụng rộng rãi trong cả khu vực tư nhân và nhà nước, từ việc theo dõi sách trong thư viện đến xác nhận chìa khóa khởi động xe Các nhà bán lẻ lớn đang yêu cầu các nhà cung cấp áp dụng thẻ RFID, và những tiến bộ kỹ thuật cùng với sự giảm giá đã thúc đẩy sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ này.
Nhu cầu sử dụng RFID tại Việt Nam đang gia tăng, tạo ra thị trường tiềm năng cho nhà nghiên cứu, sinh viên và nhà sản xuất Để phát triển và vận dụng hiệu quả hệ thống RFID, cần có kiến thức chuyên sâu về công nghệ này.
Công nghệ xác nhận dữ liệu đối tượng sử dụng sóng vô tuyến để nhận diện, theo dõi và lưu trữ thông tin trong thẻ (Tag) Thiết bị Reader quét dữ liệu từ thẻ và truyền tải thông tin đến cơ sở dữ liệu để lưu trữ.
Kỹ thuật RFID là một hệ thống không dây cho phép đọc thông tin từ một chip không tiếp xúc ở khoảng cách xa mà không cần giao tiếp vật lý Hệ thống RFID bị động hoạt động bằng cách mà một RFID reader phát tín hiệu tần số vô tuyến qua antenna, sau đó nhận thông tin từ chip và gửi đến máy tính để xử lý Các chip này không tích điện mà hoạt động nhờ năng lượng từ tín hiệu do reader phát ra.
Kỹ thuật RFID (Nhận dạng tần số vô tuyến) sử dụng công nghệ truyền thông không dây để truyền tải dữ liệu từ các thẻ đến các thiết bị đọc (reader) Các thẻ RFID có thể được gắn vào các đối tượng cần nhận diện, chẳng hạn như sản phẩm, hộp hoặc pallet, giúp tối ưu hóa quá trình quản lý và theo dõi hàng hóa.
2.3.2 Các thành phần của một hệ thống FRID
Hình 2.8 Các thành phần của hệ thống RFID
Hình 2.9 Phần đầu-cuối hệ thống RFID
Các thành phần chính trong hệ thống RFID là thẻ, reader và cơ sở dữ liệu Một hệ thống RFID toàn diện bao gồm bốn thành phần:
- Thẻ RFID (RFID Tag, Transponder - bộ phát đáp) đƣợc lập trình điện tử với thông tin duy nhất
- Các reader (đầu đọc) hoặc sensor (bộ cảm biến) để truy vấn các thẻ
- Antenna thu, phát sóng vô tuyến
Máy chủ là máy tính nơi hệ thống phần mềm tương tác với các thiết bị được kết nối, đồng thời có khả năng phân phối phần mềm cho các thiết bị đọc và cảm biến Cơ sở hạ tầng truyền thông, bao gồm cả mạng có dây và không dây, là yếu tố thiết yếu giúp kết nối các thành phần này một cách hiệu quả, đảm bảo chúng có thể giao tiếp và truyền tải thông tin với nhau.
Thẻ RFID, hay còn gọi là bộ phát đáp, là thiết bị lưu trữ dữ liệu trong hệ thống RFID, bao gồm một phần tử kết nối và một vi chip điện tử Thiết bị này hoạt động nhờ cảm ứng với antenna cuộn dây, như hình minh họa của transponder viba với antenna dipole bên phải.
Thẻ gồm có 2 phần chính:
- Chip: lưu trữ một số thứ tự duy nhất hoặc thông tin khác dựa trên loại thẻ: read- only, read-write, hoặc write-once-read-many
- Antenna đƣợc gắn với vi mạch truyền thông tin từ chip đến reader Antenna càng lớn cho biết phạm vi đọc càng lớn
Các thẻ RFID đƣợc phân loại dựa trên việc thẻ có chứa một cung cấp nguồn gắn bên trong hay là đƣợc cung cấp bởi thiết bị chuyên dụng:
- Bán tích cực (Semi-active, còn gọi bán thụ động - semi-passive)
Thẻ thụ động không có nguồn bên trong và sử dụng năng lượng từ reader để hoạt động và truyền dữ liệu Với cấu trúc đơn giản và không có thành phần động, thẻ thụ động có thời gian sống dài và khả năng chịu đựng tốt trong điều kiện môi trường khắc nghiệt Khi thẻ và reader giao tiếp, reader luôn truyền dữ liệu trước, do đó, reader là cần thiết để thẻ có thể hoạt động Thẻ thụ động có thể được đọc ở khoảng cách từ 11cm (ISO 14443) đến 10m (ISO 18000-6), và lên đến 183m khi kết hợp với ma trận Chúng nhỏ gọn và rẻ hơn so với thẻ tích cực hoặc bán tích cực, và có thể hoạt động ở các tần số thấp, cao, siêu cao hoặc vi sóng Các thành phần chính của thẻ thụ động bao gồm
Vi mạch thông thường gồm có:
Bộ chỉnh lưu (power control/rectifier) đóng vai trò quan trọng trong việc chuyển đổi nguồn AC từ tín hiệu antenna của reader thành nguồn DC, đồng thời cung cấp nguồn đến các thành phần khác của vi mạch Bên cạnh đó, máy tách xung (Clock extractor) thực hiện chức năng rút tín hiệu xung từ tín hiệu antenna của reader, giúp đảm bảo hoạt động ổn định và chính xác của hệ thống.
Bộ điều chế (Modulator) có vai trò điều chỉnh tín hiệu từ reader, giúp đáp ứng của thẻ được gắn trong tín hiệu đã điều chế và truyền lại cho reader Đơn vị luận lý (Logic unit) đảm nhiệm việc cung cấp giao thức truyền giữa thẻ và reader, đảm bảo quá trình giao tiếp diễn ra hiệu quả.
Bộ nhớ vi mạch là thành phần quan trọng dùng để lưu trữ dữ liệu, thường được phân đoạn thành nhiều block hoặc field Khả năng addressability cho phép đọc và ghi dữ liệu vào bộ nhớ của từng vi mạch trên thẻ Mỗi block nhớ có thể chứa nhiều loại dữ liệu khác nhau, như thông tin nhận dạng đối tượng, các bit checksum để kiểm tra độ chính xác của dữ liệu truyền tải Nhờ vào sự tiến bộ công nghệ, kích thước vi mạch đã nhỏ hơn cả hạt cát, nhưng kích thước của thẻ vẫn phụ thuộc vào chiều dài anten của nó.
XE LEXUS RX -FE
Giới thiệu cấu tạo mô hình và hoặt động hệ thống mã khóa động cơ
Mô hình hệ thống mã khóa động cơ đƣợc cấu tạo bởi các chi tiết và cụm chi tiết sau:
- Khung giá đỡ để lắp đặt các chi tiết của hệ thống đƣợc thiết kế và chế tạo bằng thép, sơn phủ bề mặt
Hệ thống mã khóa động cơ được nghiên cứu trong bài viết này là hệ thống lắp đặt trên động cơ 1MZ-FE của TOYOTA, bao gồm các thành phần chính như ECU động cơ, ổ khóa điện, mạch khuếch đại mã chìa với cuộn dây sinh ra từ, chìa khóa điện có chíp mã chìa, bộ cảm biến tạo tín hiệu Ne, cùng với hệ thống đánh lửa trực tiếp sử dụng mobin đơn có tín hiệu phản hồi IGF, giúp theo dõi hoạt động của kim phun.
Hình 3.1 Vị trí hệ thống mã khóa động cơ
Hình 3.2 Sơ đồ tổng quát hệ thống mã khóa động cơ 1MZ-FE
Cấu tạo và chức năng các chi tiết của hệ thống
Hiện nay, động cơ ô tô được điều khiển tối ưu nhờ vào ECU, trong đó tích hợp vi điều khiển để nhận thông số hoạt động từ cảm biến và điều khiển các cơ cấu chấp hành như kim phun, mobin đánh lửa, và van ISC Hệ thống mã khóa động cơ trong ECU chứa mã chìa khóa tích hợp, có nhiệm vụ nhận tín hiệu và điều khiển hoạt động phun xăng và đánh lửa Khi chìa khóa ở vị trí ON, ECU sẽ nhận thông tin và cho phép quá trình phun xăng và đánh lửa diễn ra.
Hình 3.3 ECU của động cơ 1MZ-FE
Hình 3.4 Thứ tự và sơ đồ các chân của ECU của động cơ 1MZ-FE
Hình 3.5 Sơ đồ mạch điện ECU động cơ
Hình 3.6 Sơ đồ mạch điện ECU động cơ
Hình 3.7 Sơ đồ mạch điện ECU động cơ
Hình 3.8 Sơ đồ mạch điện ECU động cơ
Hình 3.9 Sơ đồ mạch điện ECU động cơ
Hình 3.10 Sơ đồ mạch điện ECU động cơ Đối với mô hình hệ thống mã khóa động cơ chỉ quan tâm đến các chân sau:
- Cấp nguồn gồm các chân: E7-16, E7-1
- Hệ thống đánh lửa gồm các chân: E11-11, E11-12
- Hệ thống phun nhiên liệu gồm: E10-5, E10- 6
- Hệ thống mã khóa động cơ: E9-4, E9-5, E9-10
3.2.3 ECU khóa động cơ Đối với một số động cơ đƣợc trang bị ECU khóa động cơ tách riêng với ECU động cơ là một bộ phận trong hệ thống mã khóa động cơ nó giống nhƣ một hộp ECU chứa mã chìa khóa và có chức năng thu nhận mã chìa từ con chíp tích hợp trên chìa khóa và so sánh mã chìa khóa của hệ thống mã khóa động cơ Nó có chức năng:
- Cung cấp nguồn điện đến cuộn dây thu phát mã chìa
- Nhận tín hiệu mã chìa khóa từ bộ khuyếch đại mã chìa và so sánh với mã đƣợc tích hợp trên board mạch của thiết bị này
- Truyền tín hiệu đến ECU động cơ
- ECU này điều khiển đèn cảnh báo an ninh (security indicator light) nhấp nháy / tắt trong quá trình hệ thống hoạt động
Khi chìa khóa chính bị mất, ECU khóa động cơ sẽ lưu trữ mã chìa khóa, do đó cần phải thay thế ECU mới và thực hiện đăng ký lại từ đầu.
3.2.4 Bộ khuếch đại chìa thu phát
Cuộn dây chìa thu phát tạo ra từ trường xung quanh ổ khóa điện để nhận mã ID của chìa khóa Dựa vào tín hiệu từ ECU động cơ, bộ khuếch đại chìa thu phát cho phép dòng điện đi vào cuộn dây, tạo ra từ trường cần thiết Sau đó, bộ khuếch đại này phát ra ID của chìa khóa, được thu nhận bởi cuộn dây và gửi đến ECU động cơ để xác thực.
Hình 3.11 Bộ khuếch đại chìa thu phát
Hình 3.12 Sơ đồ giắc nối chân bộ khuếch đại chìa thu phát
T7-2: CODE chân tín hiệu nối với ECU động cơ
T7-3: RXCK chân tín hiệu nối với ECU động cơ
T7-4: TXCT chân tín hiệu nối với ECU động cơ
T7-5: GND chân cấp mass cho mạch khuếch đại mã chìa
Bảng 3.1 Giá trị tiêu chuẩn khi đo kiểm bộ khuếch đại chìa thu phát
Tên các chân cần đo Điệu kiện đo Giá trị tiêu chuẩn (V)
CODE – E1 Công tắc máy bậc ON 10 - 14
RXCK – E1 Công tắc máy bậc ON 10 - 14
TXCT – E1 Công tắc máy bậc ON 10 - 14
Hình 3.13 Sơ đồ mạch điện bộ khuếch đại chìa thu phát
3.2.5 Ổ khóa điện Đối với các động cơ có trang bị hệ thống mã khóa động cơ thì cụm ổ khóa tương đối phức tạp thường bao gồm 2 phần là phần cơ khí và phần điện tử Đối với phần cơ khí thì cấu tạo của chúng hoàn toàn giống với các loại ổ khóa thông thường có chức năng cấp điện cho các hệ thống hoặc còn trang bị thêm một số chức năng khóa cơ khí Phần điện tử được gắn tích hợp trên ổ khóa bao gồm một cuộn dây cung cấp từ trường thay đổi cho chìa khóa để tạo ra nguồn điện giúp chìa khóa phát đƣợc mã chìa trên thân chìa khóa [8] Một mạch khuếch đại các tín hiệu mã chìa khóa
Hình 3.14 Ổ khóa có gắn cuộn dây thu phát mã chìa khóa
Cuộn dây thu phát tín hiệu chìa khóa tạo ra từ trường thay đổi xung quanh ổ khóa, giúp cuộn dây trong chip mã chìa cảm ứng nhận được từ trường này và phát sinh dòng điện để nuôi chip Ngoài ra, cuộn dây còn thu tín hiệu mã từ chìa khóa và truyền tín hiệu này đến bộ khuyếch đại mã chìa.
Hình 3.15 Cuộn dây quấn xung quanh ổ khóa
Khóa điện của hệ thống mã khóa động cơ khác biệt với chìa khóa cơ khí thông thường nhờ vào việc tích hợp một chíp mã chìa ở đầu chìa khóa Chìa khóa này bao gồm một cuộn dây và một tụ điện, cho phép phát ra mã chìa khóa đã được đăng ký khi khởi động Cuộn dây trong chíp mã chìa cảm ứng từ trường từ cuộn thu phát, giúp nạp điện cho tụ điện mà không cần pin Năng lượng được tích lũy trong tụ điện sẽ kích hoạt mã chìa khóa khi tụ điện được nạp đầy, cho phép chíp mã chìa khóa phát và truyền mã chìa khóa đã lưu trữ.
Hình 3.16 Chìa khóa và chíp mã chìa khóa
Có 3 loại chìa khóa dùng đƣợc cho hệ thống: chìa khóa gốc chứa mã chìa khóa (ID
Key), chìa khóa chính (key master) và chìa khóa phụ (key sub)
ID Key Đƣợc dùng đầu tiên để đăng kí mã chìa khóa trong ECU thu phát mã chìa khóa, mã
ID này được ghi vào cả chìa khóa chính và chìa khóa phụ, thường được nhận diện qua màu sắc và có biểu tượng logo của hãng.
Chìa khóa chính có mã được ghi trong chip, dùng để đăng ký thêm chìa khóa mới cho xe Thông thường, mỗi xe có từ 2 đến 3 chìa khóa chính, thường có màu đen và được đánh dấu bằng ký tự “M” ở phần đầu để dễ phân biệt.
Chìa khóa chính được ghi mã ID trong chip mã chìa, trong khi chìa khóa phụ, thường có màu đen và có ký tự "S" để phân biệt, không thể sử dụng để đăng ký bổ sung chìa khóa mới.
3.2.7 Bộ cảm biến tạo tín hiệu Ne
Một trong những tín hiệu quan trọng của động cơ trong hệ thống mã khóa động là tín hiệu tốc độ động cơ Trong mô hình thiết kế này, chúng tôi sử dụng bộ cảm biến tương tự như máy khởi động của động cơ Bộ cảm biến bao gồm một đĩa roto và một mô tơ dẫn động cho đĩa, tạo ra tín hiệu Ne từ động cơ 1MZ-FE, cùng với một cuộn dây cảm biến để phát ra các xung tín hiệu Khi bật công tắc máy ở chế độ START, mô tơ sẽ quay, dẫn động đĩa quay và tạo ra tín hiệu Ne cung cấp cho ECU.
Hình 3.17 Các chi tiết trong bộ tạo tín hiệu Ne
Hình 3.18 Sơ đồ mạch điện tín hiệu NE từ ECU động cơ
3.2.8 Hệ thống đánh lửa trực tiếp
Mô hình hệ thống mã hóa động cơ được thiết kế với các chi tiết quan trọng, bao gồm hệ thống đánh lửa trực tiếp sử dụng bobin đơn Hệ thống này hiển thị tín hiệu đánh lửa, giúp đánh giá chức năng của mã khóa động cơ Chỉ những chìa khóa chứa chip gắn đầu mới có thể kích hoạt đánh lửa, cho phép động cơ khởi động và nổ máy.
Tín hiệu từ kim phun được hiển thị qua các đèn LED chỉ thị, với các xung phun nhiên liệu làm cho đèn LED sáng lên khi động cơ khởi động đúng cách bằng chìa khóa phù hợp.
Hình 3.19 Hệ thống đánh lửa trực tiếp
Bảng 3.2 Giá trị tiêu chuẩn khi đo hệ thống đánh lửa
Tên các chân cần đo Điều kiện đo Giá trị tiêu chẩn (V)
+B – E1 Công tắc máy bậc ON 9 – 14
IGF – E1 Công tắc máy bậc ON 4.5 – 5.5
#10, #20 – E01 Công tắc máy bậc ON 9 – 14
Nguyên lý hoạt động của hệ thống mã khóa động cơ
3.3.1 Nguyên lý xác lập chế độ mã khóa động cơ
Chế độ mã hóa động cơ được thiết lập khi rút chìa khóa, ngay lập tức công tắc cảnh báo mở khóa bằng chìa hở ra ECU thu phát mã chìa khóa xác định trạng thái này qua cực KSW, từ đó truyền tín hiệu ngăn không cho động cơ phun xăng và đánh lửa Khi chế độ mã hóa được kích hoạt, đèn chỉ báo an ninh sẽ nhấp nháy liên tục, cảnh báo tình trạng hoạt động của hệ thống.
Hai là khi tắt chìa khóa điện từ vị trí ON sang vị trí ACC hoặc LOCK sau khoảng
Trong vòng 20 giây, ECU sẽ thu phát mã chìa khóa và xác định tín hiệu qua cực IG, đồng thời thiết lập chế độ khóa động cơ Khi đó, đèn cảnh báo an ninh sẽ nhấp nháy liên tục.
Khi hệ thống mã khóa động cơ được kích hoạt, việc rút chìa khóa ra khỏi ổ điện và sử dụng tô vít hay dụng cụ tương tự để khởi động máy cũng sẽ không thành công Điều này xảy ra do hệ thống đánh lửa không hoạt động và nhiên liệu không được phun vào động cơ.
3.3.2 Nguyên lý hủy bỏ chế độ mã khóa động cơ
Khi cắm chìa khóa điện vào ổ thì ECU khóa động cơ và mã chìa nằm trong chìa khóa bắt đầu giao tiếp với nhau
Khi từ trường xung quanh ổ khóa điện thay đổi, cuộn dây trong chíp mã chìa khóa cảm ứng sẽ tạo ra dòng điện nạp cho tụ Khi tụ được nạp đầy, cuộn dây ngừng cung cấp điện và chíp mã bắt đầu phát ra mã chìa khóa Mã này được truyền tới ECU qua bộ khuyếch đại ECU sẽ so sánh mã chìa khóa nhận được với mã đã đăng ký; nếu trùng khớp, nó sẽ gửi tín hiệu điều khiển cho phép động cơ hoạt động và xóa chế độ mã hóa, giúp động cơ khởi động thành công.
Chức năng đăng ký mã khóa
3.4.1 Đăng ký mã chìa lần đầu
(Sau khi khóa cuối cùng (sub- key) đã
Hình 2.23 Sơ đồ phương pháp đăng ký mã chìa lần đầu
Chức năng đăng ký mã khóa bao gồm đăng ký tự động, đăng ký bổ sung và xóa bỏ mã khóa Chìa khóa chính trong ECU được sử dụng để thực hiện các thao tác này Đăng ký mã chìa lần đầu là hệ thống tự động đăng ký mã chìa khóa chính và phụ khi thay thế ECU khóa động cơ Sau khi thay thế ECU, bật khóa điện ở vị trí ON sẽ làm đèn chỉ báo nhấp nháy Trong trạng thái này, việc tra chìa khóa chính và phụ vào ổ khóa đánh lửa sẽ tự động đăng ký mã chìa khóa.
ECU đăng ký tự độ ninh luôn bật sáng
Khi hệ thống hoạt động bình thường và khóa được rút ra, đèn sẽ nhấp nháy Nếu không thể thực hiện đăng ký mã khóa trong chế độ tự động, cần kiểm tra lại các kết nối và cài đặt.
-1 Khi chèn khóa đã đăng ký, mã 2–2 là đầu ra
Nhấp nháy Đăng ký mã chìa bổ sung
Có 2 cách để đăng ký khóa phụ bổ sung, một cách là dùng chìa khóa chính, hai là sử dụng thiết bị cầm tay
Hình 2.24 Sơ đồ phương pháp đăng ký mã chìa bổ sung
- Sử dụng máy đo cầm tay LEXUS:
Chèn khóa chính đã đăng ký vào khóa và BẬT công tắc
Sử dụng máy đo cầm tay LEXUS chọn đăng ký khóa phụ
(đèn cảnh báo an ninh
( đèn cảnh báo an ninh tắt)
Chế độ đăng ký hoàn thành khi rút chìa khóa và ấn nhả bàn đạp phanh ít nhất một lần trong vòng 10 giây sau khi đèn indicator tắt hoặc sau 10 giây Chức năng này cho phép đăng ký bổ sung mã chìa mới, bao gồm mã chìa chính và mã chìa phụ, vào ECU Hình ảnh minh họa phương pháp đăng ký bổ sung cho hệ thống điều khiển ECU khóa động cơ, được thực hiện thông qua việc vận hành khóa điện và thao tác mở, đóng cửa xe từ phía người lái.
3.4.2 Sự khác nhau giữa chìa chính và chìa phụ
Hệ thống mã khóa động cơ sử dụng hai hoặc ba chìa chính và một chìa phụ, với việc đăng ký và xóa mã chỉ có thể thực hiện bằng chìa khóa chính Do đó, việc đăng ký chìa chính và chìa phụ là rất quan trọng Các chìa khóa này được phân loại theo phương pháp đăng ký Nếu mất tất cả chìa khóa, cần thay thế ECU khóa động cơ và thực hiện đăng ký mới Một số xe ở một số quốc gia còn có chức năng thiết lập lại mã chìa.
Có 2 cách để xóa mã khóa transponder, một cách là dùng bàn đạp phanh và bàn đạp tăng tốc và cách khác là sử dụng bộ kiểm tra cầm tay Lưu ý, xóa tất cả các mã chính và khóa phụ khác nhƣng cần để lại mã khóa chính để sử dụng thao tác Khi sử dụng khóa đã được sử dụng trước khi xóa, cần phải đăng ký lại mã
- Bàn đạp phanh và bàn đạp tăng tốc:
2 Nhấn và nhả bàn đạp tăng tốc 6 lần
3 Nhấn và nhả bàn đạp phanh 7 lần.
- Sử dụng máy đo cầm tay LEXUS:
1 Chèn khóa chính vào trụ ổ khóa và bật công tắc đánh lửa ON.
4 Yêu cầu xóa mã khóa khỏi máy kiểm tra cầm tay LEXUS
(Chỉ báo bảo mật nhấp nháy)
3.1 Thiết kế khung giá đỡ để lắp đặt các chi tiết
Trong quá trình thực hiện đề tài chúng em đã lựa chọn 2 phần mềm Solid Works
2014 và AutoCAD 2014 phục vụ cho gia đoạn thiết kế khung giá đỡ cho mô hình của đề tài này
Khung giá đỡ mô hình, được chế tạo từ thép hình chữ nhật, đóng vai trò quan trọng trong việc lắp đặt các chi tiết của mô hình Quá trình thiết kế khung cần đảm bảo đáp ứng đầy đủ các yêu cầu kỹ thuật và chất lượng.
- Phải đảm bảo tính gia công chế tạo, không phức tạp
- Kết cấu phải vững chắc an toàn khi lắp thiết bị lên
- Có độ bền cao phù hợp với hướng nhìn khi sinh viên thực tập mô hình
- Dễ dàng cho công việc bảo dƣỡng sữa chữa hệ thống cũng nhƣ trong quá trình di chuyển
- Kết cấu nhỏ gọn đảm bảo đƣợc tính kinh tế khi gia công, chế tạo
- Khung giá đỡ còn phải đảm bảo tính thẩm mỹ giúp người học lôi cuốn hơn trong các bài thực hành
Khung giá đỡ của mô hình được thiết kế bằng phần mềm Solid Works, và để gia công chế tạo khung này, cần có các bản vẽ thiết kế chi tiết với đầy đủ kích thước và yêu cầu kỹ thuật Người nghiên cứu đã sử dụng AutoCAD 2014 để tạo ra những bản vẽ chi tiết cần thiết Mô hình sẽ được gia công bằng phương pháp hàn các thanh thép vuông theo bản vẽ đã được cung cấp Dưới đây là bản vẽ tổng thể kích thước khung giá đỡ cho mô hình.
Hình 3.2 Thông số kích thước tổng thể của mô hình
Khung giá đỡ cho mô hình được thiết kế với các tấm che tháo lắp dễ dàng, mang lại sự tiện lợi cho người sử dụng Tấm che được làm từ tole dày 1mm, đảm bảo độ cứng vững và chắc chắn Đặc biệt, các cạnh của tole được chấn vuông góc và quay vào trong, giúp tránh các cạnh sắc, đảm bảo an toàn cho mô hình.
Sau khi hoàn thiện thiết kế khung giá đỡ, bước tiếp theo là đo kiểm kích thước các chi tiết để xác định cách bố trí trên xa bàn một cách hợp lý, đảm bảo tính khoa học và thẩm mỹ Dưới đây là phác thảo phương án bố trí của người nghiên cứu, sau khi đã tính toán kích thước của các chi tiết và mô hình.
Mô hình được gia công từ tấm panel nhựa PVC dày 3mm, với các lỗ được thiết kế theo bản vẽ Các chi tiết được gắn decal tên màu xanh đen rõ ràng Sau khi hoàn thiện bản vẽ thiết kế cho các chi tiết như khung giá đỡ, mặt bên và mặt sau, quy trình gia công mô hình sẽ được triển khai.
3.2 Chế tạo, lắp đặt hoàn chỉnh mô hình
Hình ảnh chế tạo khung giá đỡ cho mô hình được thực hiện bằng phương pháp hàn Mig-CO2 Sau khi hoàn thành, khung giá đỡ được sơn một lớp sơn để ngăn ngừa gỉ sét và nâng cao tính thẩm mỹ Việc lắp đặt mô hình cần tuân thủ đúng theo sơ đồ mạch điện của hệ thống.
Hình 3.3 Công đoạn lắp đặt, k
3.3 Vận hành, kiểm tra thử nghiệm mô hình Để đánh giá mô hình đƣợc thiết kế chế tạo có đạt yêu cầu đã đƣợc đặt ra hay không chúng em đã tiến hành thử nghiêm thực tế các bước là:
- Kiểm tra lại sơ đồ mạch điện và việc đấu nối dây dẫn trên mô hình
- Kiểm tra tình trạng của các chi tiết trước và sau khi cấp nguồn
- Vận hành hệ thống với chìa khóa có chíp mã chìa và chìa khóa không chứa chíp mã chìa khóa tiến hành đo kiểm và đánh giá
Sau khi cấp điện cho mô hình, chúng ta tiến hành đo điện áp Vc (5V) của ECU để xác định xem hộp có hoạt động hay không Tiếp theo, kiểm tra hộp ECU thu phát mã chìa khóa bằng cách bật công tắc máy ở vị trí START với chìa khóa có gắn chip mã Nếu mô tô bộ cảm biến tốc độ động cơ quay bình thường và hệ thống đánh lửa cùng kim phun hoạt động, điều này cho thấy mô hình hoạt động tốt Ngược lại, nếu mô tơ của bộ tạo tín hiệu Ne quay bình thường nhưng hệ thống đánh lửa và kim phun không hoạt động, có thể hệ thống gặp trục trặc hoặc hư hỏng ở một số bộ phận Khi đó, chúng ta sẽ tiến hành kiểm tra hệ thống qua bài thực hành tiếp theo.
Thực hành kiểm tra đăng ký mã chìa bằng máy chẩn đoán các trên hệ thống mã khóa động cơ: Đăng ký mã chìa khóa tự động:
Khi thay thế ECU thu phát mã chìa khóa và chìa khóa ta phải đăng ký mới các mã chìa khóa nay Quy trình đƣợc thể hiện ở bảng sau
Bảng 3.6 Quy trình đăng ký mã chìa khóa tự động
Quy trình Hoạt động của đèn cảnh báo an ninh
Bắt đầu Chớp liên tục cho đến khi có chìa khóa cắmvào ổ khóa Cắm chìa khóa vào ổ khóa Sáng liên tục Đăng ký hoàn tất sau 1 giây Tắt
Sáng liên tục Đăng ký các chìa khóa khác (nếu có)
Bảng 3.3 Quy trình đăng ký mã chìa bằng máy chuẩn đoán
Quy trình Thời gian Hoạt động của đèn cảnh báo an ninh 1.Bắt đầu
- Chớp liên tục cho đến khi có chìa khóa cắm vào ổ khóa
2.Cắm chìa khóa chính vào ổ khóa và bật ON
3 Thực hiện thao tác trên máy chẩn đoán:
4 Rút chìa khóa chính ra Trong 20 giây ON
5 Cắm chìa khóa cần đăng ký vào ổ khóa Trong 10 giây ON
6.Chờ khoảng 60 giây là hoàn tất đăng ký
Chớp liên tục sau đó tắt khi hoàn tất đăng ký
7.Đăng ký các chìa khóa khác
Bảng 3.4: Quy trình xóa mã chìa khóa
Quy trình Thời gian Hoạt động của đèn cảnh báo an ninh
Chớp liên tục cho đến khi có chìa khóa cắm vào ổ khóa
2 Cắm chìa khóa chính vào ổ khóa và bật ON
3 Thực hiện thao tác trên máy chẩn đoán:
4 Rút chìa khóa chính ra Trong 10 giây Sáng 1 giây sau đó tắt
5 Làm theo nhắc nhở trên màn hình máy chẩn đoán Chớp liên tục
