BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP HỆ THỐNG HỖ TRỢ ĐIỀU KHIỂN GƢƠNG ĐIỆN, NÂNG HẠ KÍNH ĐIỀU KHIỂN TỪ XA, CẢNH BÁO ĐIỂM MÙ NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN TS ĐỖ NHẬT TRƢỜNG Sinh viên thực hiện MSSV Lớp Trần Chung Nghĩa 1711250904 17DOTB4 Dƣơng Phạm Thiên Ân 1711251004 17DOTB4 Nguyễn Duy Thông 1711250970 17DOTB4 TP Hồ Chí Minh, ngày 26 tháng 09 năm 2021 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP HỆ.
Tính cấp thiết của đề tài
Ngành ô tô tại Việt Nam đang phát triển nhanh chóng, với số lượng xe hơi tăng đáng kể trong những năm gần đây Sự phát triển này đòi hỏi một đội ngũ công nhân kỹ sư có chuyên môn cao Trường Đại học Công nghệ TP.HCM nổi bật trong việc đào tạo ngành ô tô, áp dụng các mô hình hiện đại để sinh viên tiếp cận kiến thức mới nhất Dưới sự hướng dẫn của Thầy Đỗ Nhật Trường, chúng em đã thực hiện đồ án “Hệ thống hỗ trợ điều khiển gương điện, nâng hạ kính điều khiển từ xa, cảnh báo điểm mù” Đồ án nhằm làm rõ các vấn đề liên quan đến hệ thống điều khiển gương chiếu hậu và kính, đồng thời đề xuất các phương án thiết kế cải tiến để nâng cao hiệu quả, tính tiện lợi và an toàn cho người điều khiển ô tô.
Việc lái xe trong điều kiện thời tiết xấu như mưa, sương mù, ban đêm hoặc ở những khu vực đông đúc và chật hẹp thường gặp khó khăn và dễ dẫn đến va chạm, đặc biệt là ở các điểm mù Để cải thiện tình hình này, cần trang bị thêm các hệ thống điện tử hỗ trợ lái xe Tuy nhiên, việc sử dụng gương chiếu hậu vẫn chưa tối ưu do còn nhiều điểm mù, làm hạn chế khả năng điều khiển của người lái.
Tình trạng không tối ưu trong quản lý an toàn giao thông gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến trải nghiệm và sự an toàn của khách hàng, dẫn đến những thiệt hại lớn về tính mạng và tài sản Theo thống kê từ Cục An toàn Giao thông Đường cao tốc Quốc gia, vấn đề này cần được giải quyết kịp thời để bảo vệ người dân.
Mỗi năm, Hoa Kỳ ghi nhận khoảng 840.000 vụ tai nạn do điểm mù, dẫn đến 300 trường hợp tử vong Các chuyên gia phân tích cho rằng việc trang bị hệ thống cảnh báo điểm mù cho xe có thể giảm đáng kể số vụ tai nạn liên quan đến vấn đề này.
1.1.3 Lý do chọn đề tài
Hệ thống điện tử trên ô tô đã trở nên phổ biến để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng về tiết kiệm nhiên liệu, giảm ô nhiễm môi trường, nâng cao tính tiện lợi và đảm bảo an toàn cho hành khách Những yêu cầu thiết thực này đã thúc đẩy các nhà chế tạo ô tô tích hợp công nghệ điện tử vào xe, giúp giải quyết các vấn đề mà người lái gặp phải trong quá trình sử dụng.
Chúng em đã tìm hiểu và thấy được các vấn đề khó khăn xảy ra đối với người điều khiển ô tô hiện nay :
Trong các thành phố lớn hiện nay, việc lái xe trong những khu vực đông đúc và chật hẹp gặp nhiều khó khăn Hiện tượng va chạm gương chiếu hậu với vật cản và các phương tiện khác thường xuyên xảy ra, dẫn đến hư hỏng.
Khi ô tô đỗ ngoài trời nắng nóng và đóng kín, nhiệt độ và áp suất không khí bên trong xe sẽ tăng cao hơn so với môi trường bên ngoài Để giảm nhiệt độ bên trong xe trước khi lên, người lái cần hạ kính trước, điều này gây bất tiện và tốn thời gian cho khách hàng.
Khi người lái sử dụng gương chiếu hậu để quan sát, vẫn còn nhiều khu vực xung quanh xe mà họ không thể nhìn thấy Điều này làm tăng nguy cơ va chạm với các vật cản, dẫn đến trầy xước và hư hỏng thân xe, gây mất an toàn trong quá trình di chuyển.
Xuất phát từ những vấn đề đó chúng em đã nghiên cứu thực hiện đồ án này
Hệ thống hỗ trợ điều khiển gương chiếu hậu, nâng hạ kính từ xa và cảnh báo điểm mù trên xe ô tô nhằm giải quyết các vấn đề an toàn cho người điều khiển phương tiện Sản phẩm này được thiết kế để cải thiện trải nghiệm lái xe và tăng cường sự an toàn trên đường.
Mô hình này cung cấp cho sinh viên cái nhìn trực quan về nguyên lý hoạt động của hệ thống điều khiển gương chiếu hậu, kính và hệ thống cảnh báo điểm mù Nhờ vào việc nắm vững kiến thức chuyên môn, người học có khả năng tự chẩn đoán và sửa chữa các hư hỏng liên quan đến các hệ thống này.
Tình hình nghiên cứu
Tình hình nghiên cứu về hệ thống điều khiển ô tô đã được khởi động từ lâu, nhưng các hệ thống như điều khiển gương chiếu hậu, nâng hạ kính và cảnh báo điểm mù vẫn đang trong giai đoạn phát triển Hiện tại, có một số nghiên cứu liên quan đến các vấn đề này, cho thấy sự quan tâm ngày càng tăng trong lĩnh vực công nghệ ô tô.
Cục Đăng kiểm Việt Nam đã chủ trì nghiên cứu, thiết kế, chế tạo và lắp đặt thiết bị kiểm tra hệ số phản xạ gương ô tô, do Chủ nhiệm Đặng Việt Hà thực hiện Đề tài này tập trung vào việc nghiên cứu tổng quát về thiết bị kiểm tra số phản xạ gương ô tô, đồng thời lựa chọn phương án tối ưu để thiết kế và hoàn thiện thiết bị đáp ứng yêu cầu kiểm tra.
Đề tài thiết kế và chế tạo mô hình điều khiển gương chiếu hậu tự động của sinh viên Võ Xuân Thành, thuộc trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật, đã trình bày các cơ sở lý thuyết liên quan đến hệ thống gương chiếu hậu Mô hình này mô tả nguyên tắc điều khiển của hệ thống gương điện, góp phần nâng cao hiểu biết về công nghệ điều khiển tự động trong lĩnh vực ô tô.
Đồ án nghiên cứu hệ thống nâng hạ kính và gạt nước mưa trên xe ô tô hiện đại đã phân tích các đặc điểm kết cấu, nguyên lý làm việc và chức năng của hệ thống này Nghiên cứu tập trung vào sơ đồ điện và nguyên lý hoạt động, đồng thời xem xét đặc thù kết cấu của hệ thống nâng hạ kính và gạt mưa, rửa kính trên ô tô.
4 nước mưa – rửa kính thì các hư hỏng và biện pháp khắc phục, kiểm tra của một số xe ô tô đƣợc trình bày chi tiết
Đề tài nghiên cứu về hệ thống xác định chướng ngại vật trên xe ô tô đã trình bày cơ sở lý thuyết liên quan và thiết kế một hệ thống cảnh báo va chạm sử dụng cảm biến hồng ngoại Mặc dù hệ thống này có khả năng phát hiện và cảnh báo va chạm, nhưng hiệu quả của nó vẫn chưa đạt mức tối ưu.
Những nghiên cứu về hệ thống gương chiếu hậu, nâng hạ kính và cảnh báo va chạm trên ô tô tại Việt Nam hiện còn hạn chế Hầu hết các đề tài chưa đề xuất được giải pháp tối ưu cho những khó khăn mà người điều khiển gặp phải liên quan đến các hệ thống này.
Mục đích nghiên cứu
Hệ thống hỗ trợ điều khiển gương chiếu hậu, nâng hạ kính từ xa và cảnh báo điểm mù trên ô tô có thể được áp dụng thực tế để giúp người lái giải quyết hiệu quả các vấn đề khó khăn liên quan đến việc điều khiển xe.
- Xây dựng một tài liệu tham khảo cho sinh viên giúp sinh viên có điều kiện quan sát, hiểu thêm về nguyên lý hoạt động của hệ thống.
Nhiệm vụ nghiên cứu
- Nghiên cứu các vấn đề liên quan đến điểm mù
- Xác định rõ các khu vực của điểm mù
- Nghiên cứu hệ thống gương chiếu hậu, nâng hạ kính, cảnh báo điểm mù
- Nghiên cứu giải pháp thiết kế hệ thống điều khiển tích hợp lên hệ thống gương chiếu hậu, kính, cảnh báo điểm mù
- Thiết kế hệ thống hỗ trợ điều khiển gương chiếu hậu, nâng hạ kính từ xa và cảnh bảo điểm mù trên xe ô tô
- Thiết kế, biên soạn tài liệu
Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Tìm đọc cơ sở lý thuyết, phân tích, tổng hợp tài liệu
- Phương pháp thực nghiệm: Thiết kế các phần cứng, phần mềm của mô hình, tiến hành các thử nghiệm
Phương pháp quan sát đóng vai trò quan trọng trong việc phân tích hoạt động của hệ thống, từ đó giúp phát hiện những sai sót cần khắc phục Qua quá trình này, chúng ta có thể hoàn thiện sản phẩm nghiên cứu một cách hiệu quả hơn.
- Thu thập thông tin từ giáo viên, người khác
- Sử dụng các phần mềm mô phỏng để nghiên cứu thiết kế, thử nghiệm.
Các kết quả đạt đƣợc của đề tài
Hệ thống mạch điện tử được thiết kế để điều khiển tự động gập gương chiếu hậu khi gặp chướng ngại vật và tự động mở ra khi không còn chướng ngại vật, có khả năng tích hợp hoàn hảo vào hệ thống gương chiếu hậu.
- Thiết kế hệ thống điện tử điều khiển nâng hạ kính từ xa có thể tích hợp vào hệ thống nâng hạ kính
- Thiết kế hệ thống cảnh báo va chạm cho người điều khiển ô tô khi có chướng ngại vật nằm ngoài vùng quan sát được của người điều khiển.
Kết cấu của đề tài gồm
- Chương 1: Giới thiệu đề tài
- Chương 2: Tính toán, thiết kế hệ thống điều khiển gập gương tự động, nâng hạ kính điều khiển từ xa, cảnh báo điểm mù
- Chương 3: Mô phỏng hệ thống điều khiển gập gương tự động, nâng hạ kính điều khiển từ xa, cảnh báo điểm mù
- Chương 4: Đánh giá kết quả và kết luận
Hệ thống hỗ trợ điều khiển gương điện
- Thiết kế mạch điều khiển tự động gập mở gương sử dụng cảm biến tiệm cận hồng ngoại
- Kết nối mạch với hệ thống gập mở gương chiếu hậu để điều khiển gập mở gương tư động tránh va chạm
2.1.2 Xác định các thông số cơ bản
- Khoảng cách từ cột A ra ngoài khi gập gương: 16 cm
Hình 2.1 Khoảng cách từ cột A ra ngoài khi gập gương
- Khoảng cách từ cột A ra ngoài khi mở gương: 25 cm
Hình 2.2 Khoảng cách từ cột A ra ngoài khi mở gương
- Thời gian hoàn tất một lần gập, mở gương: 2 s
Cảm biến đo khoảng cách là thiết bị chuyên dụng để đo khoảng cách với độ chính xác từ vài cm đến 3000 m Trên thị trường hiện nay, có nhiều loại cảm biến khác nhau phục vụ cho nhu cầu đo khoảng cách.
-Với các nhu cầu sử dụng sau:
+ Đối tƣợng cần quét: Các vật thể lớn
+ Khoảng cách cần quét tối đa: 60 cm
+ Yêu cầu độ nhạy, chống nhiễu tốt
+ Yêu cầu độ chính xác tương đối
+ Môi trường hoạt động ngoài trời cần độ bền ổn định cao
=> Cảm biến khoảng cách hồng ngoại là phù hợp nhất
Hình 2.3 Cảm biến hồng ngoại
Hình 2.4 Kích thước cảm biến hồng ngoại
+ Nguồn điện cung cấp: 5 VDC
+ Khoảng cách phát hiện: 3 – 80 cm
+ Có thể điều chỉnh khoảng cách qua biến trở
+ Dòng kích ngõ ra: 300 mA
Ngõ ra dạng NPN với cực thu hở cho phép tùy chỉnh điện áp ngõ ra, nghĩa là điện áp ngõ ra sẽ tương ứng với giá trị trở treo mà bạn thiết lập.
+ Chất liệu sản phẩm: nhựa
+ Hoạt động đơn giản, ổn định, chống rung động và chống shock tốt + Tốc độ đáp ứng nhanh, tuổi thọ cao
+ Đầu sensor nhỏ có thể lắp ở nhiều nơi
+ Có thể sử dụng trong môi trường khắc nghiệt
+ Chi phí thấp, tiện dụng
2.1.4 Nguyên lý hoạt động của cảm biến
- Khi không có vật cản:
Hình 2.5 Sơ đồ mạch điện cảm biến hồng ngoại khi không có vật cản
Đèn LED không thể nhận sóng hồng ngoại phát ra từ đèn LED phát Trong mạch điện, tín hiệu điện áp ở chân 3 của IC LM358 luôn nhỏ hơn tín hiệu điện áp ở chân 2, tức là U3 < U2.
+ Chân 1 của IC LM358 sẽ ở mức thấp không kích transistor Q1
+ Lúc này tín hiệu điện áp đầu ra chân out sẽ ở mức thấp : Vout = 0 V
Hình 2.6 Sơ đồ mạch điện cảm biến hồng ngoại khi có vật cản
+ Sóng hồng ngoại phát ra từ LED phát gặp vật cản sẽ phản hồi lại LED thu
+ Tín hiệu điện áp chân 3 của IC LC358 lớn hơn tín hiệu điện áp chân 2 của IC LC358: U3 > U2
+ Chân 1 của IC LM358 sẽ xuất ra mức cao kích hoạt transistor Q1
+ Lúc này tín hiệu điện áp đầu ra chân out sẽ ở mức cao : Vout = 5 V
2.1.5 Vị trí gắn cảm biến
Hình 2.7 Vị trí gắn cảm biến hồng ngoại
Hệ thống trang bị hai cảm biến lắp đặt dưới gương chiếu hậu, mang lại tính thẩm mỹ cao và dễ dàng lắp đặt, đồng thời giảm thiểu khả năng va chạm với các cảm biến.
- Đây là vị trí lắp đặt tối ƣu nhất góc quét của cảm biến để có thể phát hiện vật cản va chạm với gương chiếu hậu
- Gần hệ thống thống motor gương chiếu hậu thuận tiện cho việc tích hợp vào hệ thống gập mở gương
2.1.6 Hệ thống gương chiếu hậu
2.1.6.1 Sơ đồ mạch điện hệ thống gương chiếu hậu
Hình 2.8 Sơ đồ mạch điện hệ thống gương chiếu hậu
Sơ đồ mạch điện hệ thống gương chiếu hậu bao gồm: Công tắc điều khiển gương chiếu và gương điện
- Công tắc điều khiển gương có 2 phần:
+ Công tắc điều khiển gập mở gương chiếu hậu
+ Công tắc điều khiển mặt gương chiếu hậu
- Gương điện ở mỗi bên sẽ có 3 motor:
+ Một motor gập mở gương
+ Một motor điều chỉnh lên xuống mặt gương
+ Một motor điều chỉnh trái phải mặt gương
2.1.6.2 Xác định chân của sơ đồ mạch điện hệ thống gập mở gương
Hình 2.9 Giắc cắm gương chiếu hậu
- Sơ đồ chân giắc cắm gương chiếu hậu (Hướng nhìn từ dưới lên, chân số 1 là chân ở trên bên góc trái và bắt đầu đếm qua phải)
Bảng 2.1 Sơ đồ chân giắc cắm gương chiếu hậu
- Qua quá trình đo kiểm xác định đƣợc:
+ Chân 1: Điều khiển motor lên xuống mặt gương
+ Chân 2: Điều khiển motor trái phải mặt gương
+ Chân 3: Chân chung của 2 motor
+ Chân 7, 8: Điều khiển motor gập mở gương chiếu hậu
Hình 2.10 Giắc cắm công tắc điều khiển gương chiếu hậu
Sơ đồ chân công tắc gập mở gương điện được mô tả từ hướng nhìn của bốn chân công tắc, bắt đầu đếm từ chân đầu tiên bên trái ở phía trên và di chuyển sang phải.
Bảng 2.2 Sơ đồ chân giắc cắm công tắc điều khiển gương chiếu hậu
- Tiến hành đo thông mạch
Bấm mở gương 2 - 5, 1 - 4 Bấm gập gương 2 - 4, 1 - 5
Bảng 2.3 Kết quả đo thông mạch công tắc điều khiển gương chiếu hậu
+ Chân 2, 1, 3 luôn thông mạch với chân 4, 5 ở hai chế độ gập, mở gương nên xác định ba chân 2, 1, 3 là chân cấp nguồn
+ Chân 1, 3 không thông mạch với chân 2
+ Chân 4, 5 đảo cho nhau ở hai chế độ gập, mở gương
+ Chân 1 là chân cấp nguồn dương
+ Chân 4, 5 là hai chân nối motor gập, mở gương chiếu hậu
2.1.6.3 Nguyên lý hoạt động hệ thống gập mở gương
- Ở hai chế độ gập / mở gương chiếu hậu công tắc sẽ đảo chiều dòng điện qua motor gập mở gương chiếu hậu làm đảo chiều xoay của motor
- Khi ở chế độ gập gương:
Hình 2.11 Sơ đồ mạch điện ở chế độ gập gương
+ Dòng điện dương (+) từ ắc quy => chân 1 => chân 5 => vào chân 8 của motor => ra chân 7 của motor => về chân 4 => chân 2 => về mass
- Khi ở chế độ mở gương:
Hình 2.12 Sơ đồ mạch điện ở chế độ mở gương
+ Dòng điện dương (+) từ ắc quy => chân 1 => chân 4 => qua chân 7 của motor => ra chân 8 của motor => chân 5 => chân 2 => về mass
2.1.7 Thiết kế hệ thống điều khiển hỗ trợ gập gương chiếu hậu tự động
Hình 2.13 Sơ đồ khối hệ thống điều khiển gập gương tự động
- Khối nguồn cấp điện áp cho khối thu và khối phát hoạt động
- Khối thu truyền tín hiệu để điều khiển khối relay điều khiển
- Khối relay điều khiển dựa vào tín hiệu nhận đƣợc từ khối thu để điều khiển motor gập mở gương
2.1.7.2 Chức năng và nhiệm vụ từng khối
Khối nguồn tạo ra dòng điện ổn định, an toàn cho mạch điện Chúng ta sử dụng nguồn 12V từ chân công tắc mở gương và áp dụng IC ổn áp 7805 để chuyển đổi thành nguồn 5V cung cấp cho cảm biến.
Khối thu là một cảm biến hồng ngoại có chức năng quét để phát hiện vật cản Sau khi phát hiện, tín hiệu sẽ được gửi về IC để xử lý, từ đó tạo ra tín hiệu điều khiển đầu ra tại chân out.
Relay là một công tắc điều khiển từ xa đơn giản, sử dụng dòng điện nhỏ để điều khiển dòng điện lớn, do đó nó không chỉ có chức năng điều khiển mà còn được xem như một thiết bị bảo vệ Cấu tạo của relay bao gồm một cuộn sắt, một cuộn từ và các tiếp điểm thường đóng (NO) và thường mở (NC).
Hình 2.16 Khối relay điều khiển
Relay kích hoạt hoạt động khi dòng điện chạy qua cuộn dây điều khiển (chân 1, 2), tạo ra từ trường làm thay đổi vị trí của tiếp điểm thường đóng NO sang tiếp điểm thường mở NC Khi đó, dòng điện từ chân 3, 4 sẽ đi qua tiếp điểm thường mở NC.
+ Relay ngắt: Dòng ngƣng chạy qua cuộn dây điều khiển (chân 1,2) không còn từ trường relay trở nên ngắt Chân 3, 4 sẽ nối với tiếp điểm thường đóng NO
Hình 2.17 Sơ đồ mạch điện hệ thống điều khiển gập gương tự động
- Mạch điều khiển gập gương chiếu hậu tự động gồm 6 chân:
+ Chân 1: Cấp nguồn dương 5V cho mạch
+ Chân 2: Cấp nguồn âm cho mạch
Chân 3 và 4 được kết nối với hai chân của motor điều khiển gập mở gương chiếu hậu, trong khi chân 5 và 6 được kết nối với hai chân điều khiển motor gập mở gương chiếu hậu thông qua công tắc điều khiển.
- Nguyên lý hoạt động của mạch điều khiển gập gương tự động:
+ Khi không có vật cản:
Chân out của sensor mang điện áp thấp không kích hoạt relay
Chân out của sensor mang điện áp cao kích hoạt relay
2.1.8 Tích hợp mạch điều khiển gập gương tự động với hệ thống gập mở gương chiếu hậu
Hình 2.18 Sơ đồ mạch điện hệ thống gập gương tự động
Tiến hành đấu nối dây theo sơ đồ mạch điện:
- Chân 5 mạch điều khiển – chân 5 công tắc
- Chân 6 mạch điều khiển – chân 4 công tắc
- Chân 3 mạch điều khiển – chân 7 gương chiếu hậu
- Chân 4 mạch điều khiển – chân 8 gương chiếu hậu
Nguyên lý hoạt động của mạch điện:
Khi gương chiếu hậu được mở, hệ thống hỗ trợ gập gương tự động sẽ hoạt động, với hai cảm biến quét liên tục để phát hiện vật cản.
Khi cảm biến không phát hiện vật cản, hệ thống hỗ trợ gập gương tự động sẽ giữ nguyên trạng thái và gương chiếu hậu sẽ hoạt động bình thường.
Khi cảm biến phát hiện vật cản, nó sẽ phát ra tín hiệu điện áp cao tại chân out, kích hoạt relay chuyển từ trạng thái tiếp điểm thường đóng (NC) sang thường mở (NO) Điều này làm thay đổi chiều dòng điện tại hai chân 3 và 4 của hệ thống hỗ trợ gập mở gương tự động, dẫn đến việc gập gương lại.
Khi không còn vật cản, chân out của cảm biến sẽ giảm về mức thấp, điều này khiến relay chuyển về tiếp điểm thường đóng NC, từ đó đảo chiều dòng điện ra hai chân 3.
4 của hệ thống hỗ trợ gập mở gương tự động làm mở gương lại
Hệ thống nâng hạ kính từ xa
2.2.1 Các dữ liệu ban đầu
Hình 2.19 Sơ đồ mạch điện hệ thống nâng hạ kính trên xe TOYOTA CRESSIDA
- Đây là mạch nâng hạ kính loại ngắt dương của xe TOYOTA CRESSIDA
+ Phần 1 các linh kiện: Nguồn,cầu chì,CB,relay,công tắc
+ Phần 2 : 1 công tắc tổng gồm 11 chân nằm bên cạnh tài xế
+ Phần 3: 1 công tắc phụ gồm 5 chân nằm bên phía mỗi hành khách
+ Phần 4: gồm 4 motor nâng hạ kính,gồm 1 motor cho tài xế và 3 motor cho hành khách
Công tắc tổng được trang bị một công tắc khóa cửa, có chức năng ngắt nguồn dương khỏi công tắc phụ Điều này giúp tài xế có thể khóa cửa kính của hành khách, do đó, nó được gọi là loại công tắc nâng hạ kính ngắt dương.
- Trong mạch nâng hạ kính loại ngắt dương các chân trong các công tắc đều đƣợc nối âm
2.2.1.2 Hệ thống điều khiển từ xa
Hiện nay, trên thị trường có hai loại năng lượng phổ biến được sử dụng trong điều khiển từ xa để truyền tải lệnh: RF (tần số vô tuyến) sử dụng sóng radio và IR (hồng ngoại) là loại ánh sáng không nhìn thấy bằng mắt thường.
- Với các nhu cầu sử dụng sau:
+ Khoảng cách điều khiển từ xa : > 50 m
+ Có thể truyền sóng đi ngay cả khi có vật cản giữa hệ thống máy phát và máy thu,các bức tường,…
+ Ít tốn kém chi phí sản xuất + kích thước nhỏ gọn
+ Giao tiếp đƣợc nhiều lệnh khác nhau: Không cần thiết
Điều khiển từ xa bằng sóng RF là phù hợp nhất
Hình 2.20 Bộ điều khiển sóng RF
Chân VT (Valid Transmission) là chân báo tín hiệu khi nhận dữ liệu, hoạt động ở trạng thái chờ với đầu ra 0 Khi có tín hiệu, chân này sẽ chuyển sang mức 1 và trở về 0 khi không còn tín hiệu.
2.2.2 Hệ thống nâng hạ kính
2.2.2.1 Sơ đồ mạch điện hệ thống nâng hạ kính
Hình 2.21 Sơ đồ mạch điện hệ thống nâng hạ kính
- Cấu tạo gồm các phần:
+ 1 Công tắc tổng gồm 11 chân: 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11
+ 3 Công tắc phụ,mỗi công tắc gồm 5 chân
Công tắc phụ A gồm 5 chân: 4’,5’,6’,12,13
Công tắc phụ B gồm 5 chân: 4’,7’,8’,14,15
Công tắc phụ C gồm 5 chân: 4’,9’,10’,16,17
+ 4 Motor gồm 1 Motor Tài và 3 Motor phụ 1,2,3
+ 1 Công tắc lock kính: Đóng ngắt nguồn dương các công tắc phụ
- Sơ đồ chân hệ thống:
+ Ở trạng thái bình thường,các chân 2,3,5,6,7,8,9,10,11 đều nối âm + Chân 1: Nối nguồn dương
+ Chân 2,3 của công tắc tổng: Nối với chân 2’, 3’ của motor tài
+ Chân 4 của công tắc tổng: Cấp nguồn dương cho các công tắc phụ + Chân 5,6,7,8,9,10 của công tắc tổng: Lần lƣợt nối vào các chân
5’,6’,7’,8’,9’,10’ của các công tắc phụ
+ Chân 11 của công tắc tổng: Chân nối mass
+ Chân 12, 13, 14, 15, 16, 17 của công tắc phụ: Lần lƣợt nối vào các chân 12’,13’,14’,15’,16’,17’ của các moto phụ 1,2 và 3
2.2.2.2 Nguyên lý hoạt động hệ thống nâng hạ kính:
+ Trường hợp 1: Nâng, hạ kính bên tài xế
Hình 2.22 Sơ đồ mạch điện nâng kính tài xế
B1:Nhấn nút UP kính tài lập tức tiếp điểm U1 đổi,tiếp điểm D1 giữ nguyên
B2:Dòng điện từ nguồn (1) qua tiếp điểm U1 xuống chân 2 chân 2’ và 3’ Motor Tài chân 3 tiếp điểm D1 chân 11 mass => Motor quay cùng chiều => Kính nâng lên
Hình 2.23 Sơ đồ mạch điện hạ kính tài xế
B1:Nhấn nút DOWN trên ghế tài lập tức tiếp điểm U1 giữ nguyên,tiếp điểm D1 đổi
B2:Dòng điện từ nguồn (1) qua tiếp điểm D1 xuống chân 3 chân 3’ và 2’ Motor Tài chân 2 tiếp điểm U1 chân 11 mass => Motor quay ngƣợc chiều => Kính hạ xuống
+ Trường hợp 2 : Nâng, hạ kính bên hành khách (qua công tắc tổng)
Hình 2.24 Sơ đồ mạch điện nâng kính phụ bằng công tắc chính
B1:Nhấn nút UP ở vị trí hành khách trên ghế tài lập tức tiếp điểm U2 đổi,tiếp điểm D2 giữ nguyên
Dòng điện từ nguồn đi qua các tiếp điểm U2 và D2, điều khiển Motor Phụ 1 quay cùng chiều, dẫn đến việc kính được nâng lên.
Hình 2.25 Sơ đồ mạch điện hạ kính phụ bằng công tắc chính
B1: Nhấn nút DOWN ở vị trí hành khách trên ghế tài lập tức tiếp điểm U2 giữ nguyên,tiếp điểm D2 đổi
Dòng điện từ nguồn đi qua tiếp điểm D2 xuống chân 6, tiếp tục đến chân 6’, rồi qua tiếp điểm D2’ đến chân 13 và 12’ của Motor Phụ 1 Từ chân 12, dòng điện tiếp tục qua tiếp điểm U2’ đến chân 5’, sau đó đến chân 5 và tiếp điểm U2, cuối cùng tới chân 11 và mass Khi motor quay ngược chiều, kính sẽ hạ xuống.
+ Trường hợp 3 : Nâng, hạ kính bên hành khách bằng công tắc phụ A ( không lock kính)
Hình 2.26 Sơ đồ mạch điện nâng kính hành khách bằng công tắc phụ không lock kính
B1:Công tắt lock kính đóng
B2:Nhấn nút UP ở vị trí hành khách lập tức tiếp điểm U2’ đổi,tiếp điểm D2’ giữ nguyên
B3:Dòng điện từ nguồn (1) chân 4 chân 4’ tiếp điểm U2’ chân
12 chân 12’ và 13’ Motor Phụ 1 chân 13 tiếp điểm D2’ chân 6’
chân 6 tiếp điểm D2 chân 11 mass =>Motor quay cùng chiều => Kính nâng lên
Hình 2.27 Sơ đồ mạch điện hạ kính hành khách bằng công tắc phụ không lock kính
B1:Công tắt lock kính đóng
B2:Nhấn nút DOWN ở vị trí hành khách lập tức tiếp điểm U2’ giữ nguyên,tiếp điểm D2’ đổi
B3:Dòng điện từ nguồn (1) chân 4 chân 4’ tiếp điểm D2’ chân
13 chân 13’ và 12’ Motor Phụ 1 chân 12 tiếp điểm U2’ chân 5’
chân 5 tiếp điểm U2 chân 11 mass =>Motor quay ngƣợc chiều
+ Trường hợp 4 : Nâng, hạ kính bên hành khách qua công tắc phụ (lock kính) Nâng kính:
Hình 2.28 Sơ đồ mạch điện nâng kính hành khách qua công tắc phụ khi lock kính
B1:Công tắc tiếp điểm U2’ đổi,tiếp điểm D2’ giữ yên
B2: Dòng điện từ nguồn (1) đến công tắc lock kính thì dừng lại => bị ngắt nguồn dương khỏi công tắc phụ 1
Motor Phụ 1 không nhận đƣợc dòng điện => Hệ thống nâng hạ kính bên công tắc phụ A không hoạt động =>Kính không lên
Hình 2.29 Sơ đồ mạch điện hạ kính hành khách qua công tắc phụ khi lock kính
B1:Công tắc tiếp điểm D2’ đổi,công tắc tiếp điểm U2’ giữ yên
B2: Dòng điện từ nguồn (1) đến công tắc lock kính thì dừng lại => bị ngắt nguồn dương khỏi công tắc phụ 1
Motor Phụ 1 không nhận đƣợc dòng điện => Hệ thống nâng hạ kính bên công tắc phụ A không hoạt động =>Kính không xuống
2.2.3.Thiết kế hệ thống điều khiển nâng hạ kính từ xa
Hình 2.30 Sơ đồ khối hệ thống điều khiển nâng hạ kính từ xa
- Khối nguồn cung cấp nguồn ổn định cho khối thu và khối relay công suất
- Khối phát truyền tín hiệu sóng vô tuyến đến khối thu
- Khối thu nhận tín hiệu sóng vô tuyến từ khối phát và xử lý dữ liệu sau đó xuất tín hiệu điều khiển đầu ra
- Khối Relay công suất nhận tín hiệu điều khiển từ khối thu để điểu khiển motor nâng hạ kính
2.2.3.2 Nhiệm vụ và nguyên tắc vận hành từng khối
Hình 2.31 Sơ đồ mạch điện khối nguồn
Khối nguồn cung cấp dòng điện và điện thế ổn định, đảm bảo an toàn cho mạch Sử dụng nguồn 12V từ acquy, chúng ta áp dụng IC ổn áp 7805 để tạo ra nguồn 5V ổn định cho mạch.
Hình 2.32 Sơ đồ mạch điện khối phát
- Khối phát có nhiệm vụ nhận lệnh điều khiển từ các nút điều khiển sau đó xử lý và phát sóng vô tuyến đến khối thu
+ Khi nhấn nút chọn chế độ hoạt động nâng hoặc hạ kính, tín hiệu điều khiển sẽ đƣợc truyền về chân 1, 2 của IC PT2262
IC PT2262 thực hiện việc mã hóa dữ liệu và truyền dữ liệu qua chân 5 của IC đến chân 1 của bộ phát tần số vô tuyến RF.
+ Bộ RF Transmitter sẽ chuyển đổi, khuyết đại tín hiệu sau đó phát tín hiệu sóng vô tuyến RF qua Anten
+ Khối thu có nhiệm vụ thu tín hiệu sóng vô tuyến RF từ khối phát để xử lý dữ liệu sau đó xuất ra tín hiệu điều khiển
Hình 2.33 Sơ đồ mạch điện khối thu
Chân A, B: Chân xuất tín hiệu điều khiển
+ Nguyên lý hoạt động khối thu:
Bộ thu tần số vô tuyến RF Receiver tiếp nhận tín hiệu sóng vô tuyến RF qua Anten từ khối phát, sau đó thực hiện xử lý và khuyếch đại tín hiệu Cuối cùng, tín hiệu được truyền từ chân 1 đến chân 5 của IC PT2262.
IC PT2262 nhận và xử lý tín hiệu điều chế, sau đó xuất tín hiệu qua chân 1 và 2 để điều khiển các Transistor Q1 và Q2, từ đó kích hoạt khối relay công suất thông qua hai chân A và B.
Relay 12V kết hợp với BJT C1815 để khuếch đại dòng điện qua relay, tạo thành một công tắc điều khiển từ xa đơn giản Relay sử dụng dòng điện nhỏ để điều khiển dòng điện lớn, do đó nó không chỉ là một thiết bị điều khiển mà còn có chức năng bảo vệ công tắc Cấu trúc của relay bao gồm một cuộn sắt, một cuộn từ và các tiếp điểm thường đóng và thường mở.
Hình 2.34 Sơ đồ nguyên lý relay
+ Relay có 2 mạch: mạch điều khiển (1 - 3) và mạch tải (2 - 4) mạch điều khiển có 1 dây nhỏ trong khi mạch tải có 1 công tắc
Hình 2.35 Sơ đồ nguyên lí relay trạng thái mở
Relay mở hoạt động khi dòng điện đi qua cuộn dây mạch điều khiển (chân số 1 và 3), tạo ra một từ trường nhỏ để đóng tiếp điểm (chân số 2 và 4) Tiếp điểm này là phần quan trọng trong mạch tải, giúp điều khiển mạch điện kết nối với nó Dòng điện chạy qua chân số 2 và 4 là yếu tố quyết định trong quá trình điều khiển này.
2 và 4 khi relay đƣợc kích hoạt (trạng thái mở)
Hình 2.36 Sơ đồ nguyên lý relay trạng thái ngắt
Relay ngắt hoạt động khi dòng điện ngừng chạy qua mạch điều khiển (chân số 1 và 3), dẫn đến việc ngắt kết nối Khi đó, từ trường không còn tác động, làm cho tiếp điểm hở ra và dòng điện bị ngăn không cho chạy qua chân số.
2 và 4, relay bây giờ ngắt
2.2.4 Tích hợp mạch điện điều khiển từ xa vào mạch nâng hạ kính trên xe oto:
Hình 2.37 Sơ đồ mạch điện hệ thống nâng hạ kính điều khiển từ xa
- Chọn 2 đối tƣợng để vẽ mạch: 1 tài xế và 1 hành khách
- Tiến hành đấu nối dây theo sơ đồ mạch điện trên:
+ Hệ thống điều khiển từ xa nâng hạ kính
Chân 4 – chân 4’ công tắc tổng nâng hạ kính
Chân 5 – chân 5’ công tắc tổng nâng hạ kính
Chân 6 – chân a công tắc phụ nâng hạ kính
Chân 7 – chân b công tắc phụ nâng hạ kính
Chân 8,9 – 2 chân của motor tài
Chân 10,11 – 2 chân của motor phụ
+ Công tắc tổng nâng hạ kính
Chân 3’ - chân f của công tắc phụ
+ Công tắc phụ nâng hạ kính
Chân c nối chân 6’ công tắc tổng
Chân d nối chân 7’ công tắc tổng
+ 1 Motor cho Tài xế và 1 Motor cho hành khách,mỗi motor có 2 chân để nối dây
- Nguyên tắc điều khiển của sơ đồ mạch:
+ Bộ phát sóng truyền tín hiệu sóng RF,bộ thu sóng tiếp nhận và xử lý
+ Bộ thu sóng xuất 2 tín hiệu điều khiển từ chân A ,B để làm thay đổi vị trí các tiếp điểm của Relay để điểu khiển cùng lúc 2 motor hoạt động
Chân 3 của hệ thống điều khiển nâng hạ kính từ xa sử dụng nguồn điện từ acquy, cho phép người dùng điều khiển việc nâng hạ kính ngay cả khi xe chưa khởi động hoặc khi kính đang ở chế độ khóa.
Hệ thống cảnh báo điểm mù
2.3.1 Vai trò của hệ thống cảnh báo điểm mù
Hệ thống camera gắn bên ngoài xe cung cấp tầm nhìn rộng, giúp người lái quan sát xung quanh và hạn chế tối đa điểm mù Điều này không chỉ hỗ trợ khả năng quan sát mà còn nâng cao độ an toàn khi điều khiển phương tiện Trong khi các hệ thống cảm báo va chạm chỉ cảnh báo về vật cản, hệ thống camera 360 độ cho phép người lái nhìn thấy chính xác hình dạng và kích thước của vật thể, từ đó giúp họ đưa ra quyết định lái xe an toàn hơn.
Hệ thống này sử dụng cảm biến để phát hiện sớm các vật cản có thể gây va chạm trong khu vực mà người lái không thể quan sát từ ghế lái Nhờ vào khả năng cảnh báo sớm, người lái có thể kịp thời xử lý tình huống, từ đó giảm thiểu nguy cơ va chạm.
Hệ thống hỗ trợ lái xe giúp người lái điều khiển phương tiện một cách dễ dàng và an toàn hơn khi di chuyển trong các khu vực chật hẹp Nó cung cấp hỗ trợ trong việc lùi xe, đỗ xe và quay đầu, giúp nâng cao trải nghiệm lái xe và giảm thiểu rủi ro.
- Cấu tạo: Một hệ thống camera 360 độ gồm có 3 phần: Phần thu, phần xử lý, phần hiển thị
+Phần thu là 4 camera góc rộng 180 độ được gắn ở phía trước,sau và 2 bên tại gương chiếu hậu
Bộ xử lý hình ảnh nhận và xử lý dữ liệu từ các camera xung quanh xe, kết hợp với hình ảnh mô phỏng 2D hoặc 3D để tạo ra hình ảnh hiển thị toàn cảnh xung quanh xe, sau đó truyền tải đến màn hình hiển thị.
+ Phần hiển thị: Màn hình DVD Android để hiện thị hình ảnh quan sát xung quanh xe
Hình 2.39 Màn hình DVD Android
- Xác định vị trí lắp đặt camera:
Hình 2.40 Vị trí gắn camera
Hình 2.41 Vùng làm việc của các camera
+ Một camera phía trước đầu xe, thường được đặt ở giữa logo xe hướng xuống dưới để quan sát khu vực trước xe
Hình 2.42 Vị trí lắp đặt camera phía trước
+ Một camera phía sau, thường được đặt ở vị trí khoảng giữa xe cách mặt đất khoảng 1m
Hình 2.43 Vị trí lắp đặt camera phía sau
Camera được lắp đặt bên dưới gương chiếu hậu, vị trí lý tưởng để quan sát toàn bộ khu vực bên hông xe Thiết kế này không chỉ đảm bảo tính thẩm mỹ mà còn giúp hạn chế va chạm của camera với các vật cản xung quanh.
Hình 2.44 Vị trí lắp đặt camera hai bên
- Nguyên lý hoạt động hệ thống camera 360 độ:
+ Khi xe khởi động, hệ thống camera 360 độ sẽ cùng lập tức hoạt động
Camera 360 ô tô là hệ thống bao gồm 4 camera ghi lại hình ảnh từ 4 góc độ khác nhau Những hình ảnh này được xử lý thông minh và ghép lại thành một hình ảnh toàn cảnh duy nhất, hiển thị trên màn hình DVD, giúp người lái dễ dàng quan sát xung quanh xe.
Khi bạn bật xi nhan, hệ thống sẽ tự động hiển thị hình ảnh từ camera bên gương tương ứng lên màn hình DVD, giúp bạn quan sát khu vực điểm mù một cách dễ dàng và an toàn.
+ Khi tiến hoặc lùi xe màn hình sẽ hiển thị hình ảnh của camera trước hoặc sau để hỗ trợ quan sát điểm mù trước sau
- Sơ đồ hoạt động hệ thống camera 360 độ:
Hình 2.45 Sơ đồ khối hoạt động hệ thống camera 360 độ
+ Phần thu là 4 camera góc rộng 180 o sẽ quay lại hình ảnh thực tế xung quanh xe sau đó truyền tín hiệu về phần xử lý
Phần xử lý nhận tín hiệu hình ảnh từ 4 camera và áp dụng thuật toán để điều chỉnh độ sáng, độ cong của camera góc rộng Sau đó, hình ảnh được ghép nối nhằm mô phỏng chính xác cảnh quan xung quanh xe từ trên cao Dữ liệu hình ảnh đã được xử lý sẽ được xuất ra phần hiển thị.
Hình 2.46 Quá trình xử lý hình ảnh
Màn hình DVD Android hiển thị dữ liệu hình ảnh từ phần xử lý, giúp người điều khiển quan sát xung quanh xe một cách dễ dàng.
- Sơ đồ mạch điện hệ thống camera 360 độ:
Hình 2.47 Sơ đồ mạch điện hệ thống camera 360 độ
+ Chân 1: Tín hiệu camera trước
+ Chân 2: Tín hiệu camera sau
+ Chân 3: Tín hiệu camera trái
+ Chân 4: Tín hiệu camera phải
+ Chân 5,6: Cấp nguồn bộ xử lý
+ Chân 7, 8, 9, 10: Kết nối màn hình hiển thị DVD
+ Chân 14, 15: Cấp nguồn cho màn hình
Bộ xử lý hoạt động bằng cách nhận liên tục dữ liệu hình ảnh từ các camera thông qua các chân tín hiệu 1, 2, 3, 4 Sau khi xử lý dữ liệu hình ảnh, bộ xử lý sẽ truyền dữ liệu đã được xử lý đến màn hình hiển thị DVD qua các chân kết nối 7, 8, 9, 10.
2.3.2.2 Hệ thống cảnh báo va chạm sử dụng cảm biến siêu âm
- Cấu tạo: Hệ thống cảnh báo có 3 phần: Phần thu, bộ xử lý, phần cảnh báo
Các cảm biến siêu âm được lắp đặt xung quanh xe tại những điểm mù, nơi tài xế khó quan sát, giúp phát hiện nguy cơ va chạm cao.
Hình 2.48 Cảm biến siêu âm
Thông số kỹ thuật: Điện áp định mức: 12 V
Kích thước đường kính cảm biến: 22 mm
Tần số siêu âm: 40 KHz
Đặc điểm: Độ bền cao có thể hoạt động môi trường ngoài trời
Nhỏ gọn có thể dễ dàn lắp đặt trên thân xe
Tốc độ phản hồi nhanh, chính xác cao
Bộ xử lý đảm nhận vai trò quan trọng trong việc xử lý dữ liệu tín hiệu từ các cảm biến siêu âm, sau đó xuất ra tín hiệu điều khiển cho các thiết bị cảnh báo.
Hình 2.49 Bộ xử lý hệ thống cảnh báo va chạm
Hình 2.50 Màn hình hiển thị cảnh báo va chạm
Các thiết bị đèn, loa, màn hình có nhiệm vụ phát tín hiệu cảnh báo đến người lái khi nhận tín hiệu điều khiển từ bộ xử lý
Hình 2.51 Sơ đồ hoạt động hệ thống cảnh báo va chạm
Các cảm biến siêu âm được lắp đặt xung quanh thân xe có nhiệm vụ quét để phát hiện vật cản trong khu vực hoạt động, sau đó gửi tín hiệu về bộ xử lý.
Bộ xử lý nhận tín hiệu từ phần thu, sau đó tiến hành xử lý và tính toán dữ liệu để tạo ra tín hiệu điều khiển cho phần cảnh báo.
Phần cảnh báo bao gồm các thiết bị đèn và còi, có chức năng phát tín hiệu cảnh báo cho người lái khi nhận được tín hiệu va chạm từ bộ xử lý.
+ Khi ô tô khởi động, hệ thống cảnh báo va chạm sẽ lập tức hoạt động
Hệ thống hỗ trợ điều khiển gương điện
Hình 3.1 Sơ đồ giải thuật hệ thống hỗ trợ điều khiển gương điện
Khi xe khởi động, gương chiếu hậu sẽ tự động mở nhờ vào hệ thống điều khiển gập gương Hệ thống này sử dụng cảm biến để quét liên tục và phát hiện các vật cản xung quanh.
- Khi cảm biến không phát hiện có vật cản, hệ thống gương chiếu hậu sẽ mở
- Nếu cảm biến phát hiện có vật cản, hệ thống sẽ điều khiển gập gương chiếu hậu
- Đến khi cảm biến không còn phát hiện vật cản hệ thống sẽ điều khiển gương chiếu hậu mở ra lại
Khi ở chế độ mở gương chiếu hậu:
- Trường hợp không có vật cản:
Hình 3 2 Sơ đồ mạch điện hệ thống gập gương tự động khi không có vật cản
+ Gương mở theo tín hiệu điều khiển của công tắc gập mở gương
+ Tín hiệu chân out cảm biến sẽ ở mức thấp không kích hoạt relay điều khiển, tiếp điểm relay ở vị trí thường đóng NC
+ Chân 4 mạch mang điện áp dương (+)
+ Chân 3 mạch mang điện áp âm (-)
Dòng điện di chuyển từ ắc quy qua các chân của công tắc và mạch điều khiển, bắt đầu từ điện áp dương (+) tại chân 1 công tắc, tiếp tục đến chân 4 công tắc, rồi đến chân 6 mạch điều khiển Từ đây, dòng điện đi ra chân 4 mạch điều khiển, đến chân 8 gương, sau đó qua chân 7 gương, trở về chân 3 mạch điều khiển Cuối cùng, dòng điện đi qua chân 5 mạch điều khiển, đến chân 5 công tắc, tiếp tục đến chân 2 công tắc và kết thúc tại mass.
- Trường hợp cảm biến phát hiện có vật cản:
Hình 3 3 Sơ đồ mạch điện hệ thống gập gương tự động khi có vật cản
Tín hiệu chân out của cảm biến khi ở mức cao sẽ kích hoạt relay RL2, khiến tiếp điểm relay chuyển sang vị trí thường mở NO, từ đó đảo ngược điện áp tại chân 3.
+ Chân 4 mạch điều khiển điện áp âm (-)
+ Chân 3 mạch điều khiển điện áp dương (+)
Dòng điện di chuyển từ ắc quy qua chân 1 công tắc, tiếp theo đến chân 4 công tắc, rồi vào chân 6 mạch điều khiển Từ đây, điện áp đi ra chân 3 mạch điều khiển, đến chân 7 gương, rồi chân 8 gương Sau đó, dòng điện quay trở lại chân 4 mạch điều khiển, tiếp tục đến chân 5 mạch điều khiển, rồi đến chân 5 công tắc, quay lại chân 1 công tắc và cuối cùng trở về mass.
+ Làm đảo chiều hoạt động của motor => gập gương chiếu hậu
- Khi không còn vật cản:
Hình 3 4 Sơ đồ mạch điện hệ thống gập gương tự động khi không còn vật cản
Khi tín hiệu chân out của cảm biến giảm xuống mức thấp, relay điều khiển RL2 sẽ ngừng hoạt động, dẫn đến việc tiếp điểm relay chuyển từ trạng thái thường mở (NO) sang trạng thái thường đóng (NC) Điều này gây ra sự đảo ngược điện áp tại chân 3 và 4 của mạch điều khiển.
+ Chân 4 mạch điều khiển mang điện áp dương (+)
+ Chân 3 mạch điều khiển mang điện áp âm (-)
+ Đường đi của dòng điện:Điện áp dương (+) từ ắc quy => chân 1 công tắc => chân 4 công tắc => chân 6 mạch điều khiển => ra chân 4 mạch điều khiển => đến
61 chân 8 gương => chân 7 gương => về chân 3 mạch điều khiển => chân 5 mạch điều khiển => chân 5 công tắc => chân 2 công tắc => về mass
+ Làm đảo chiều hoạt động motor => mở gương chiếu hậu
Hệ thống nâng hạ kính điều khiển từ xa
Hình 3 5 Sơ đồ giải thuật hệ thống nâng hạ kính điều khiển từ xa
- Bộ phát sóng nhận tín hiệu điều khiển từ người sử dụng sau đó xử lý dữ liệu và phát tín hiệu đến bộ thu sóng
Bộ thu sóng nhận tín hiệu từ bộ phát sóng, sau đó xử lý tín hiệu này để điều khiển motor nâng hạ kính theo yêu cầu của người sử dụng.
- Trường hợp 1: Chế độ điều khiển nâng kính từ xa
Hình 3 6 Sơ đồ mạch điện điều khiển nâng kính từ xa
Nhấn giữ nút UP để bộ thu sóng nhận tín hiệu nâng kính từ bộ phát sóng Chân A của bộ thu sóng sẽ xuất tín hiệu điện áp cao, kích hoạt RL1 và RL3 chuyển sang tiếp điểm thường mở Kết nối chân 3 với chân 8 và 10 của hệ thống điều khiển từ xa để nâng hạ kính.
Điện áp dương (+) (hướng mũi tên xanh lá) từ chân 3 => qua RL1 đến chân 8 => qua motor kính tài về chân 9 => qua RL2 về chân 5 => chân 5’ => chân 2’ => mass
Motor tài quay điều khiển nâng kính bên tài lên
Điện áp dương (+) (hướng mũi tên xanh lá) từ chân 3 => qua RL3 đến chân 10 => qua motor kính phụ về chân 11 => qua RL4 về chân 7 => chân 7’ => chân 2’ => mass
Motor phụ quay điều khiển nâng kính bên phụ lên
Hình 3 7 Sơ đồ mạch điện điều khiển ngừng nâng kính từ xa
Khi nhả nút UP, bộ phát sóng ngừng phát tín hiệu đến bộ thu sóng, làm cho chân A của bộ thu trở về tín hiệu điện áp thấp, điều khiển RL1 và RL3 chuyển sang tiếp điểm thường đóng Lúc này, chân 4 kết nối với chân 8, và chân 6 kết nối với chân 10 trong hệ thống điều khiển từ xa nâng hạ kính.
- Trường hợp 2: Chế độ điều khiển hạ kính từ xa
Hình 3 8 Sơ đồ mạch điện điều khiển hạ kính từ xa
Nhấn giữ nút DOWN để bộ thu sóng nhận tín hiệu hạ kính từ bộ phát sóng Chân B của bộ thu sóng sẽ xuất tín hiệu điện áp cao, kích hoạt RL2 và RL4 chuyển sang tiếp điểm thường mở Kết nối chân 3 với chân 9 và 11 của hệ thống điều khiển từ xa để nâng hạ kính.
Điện áp dương (+) (hướng mũi tên xanh lá) từ chân 3 => qua RL2 đến chân 9 => qua motor kính tài về chân 8 => qua RL1 về chân 4 => chân 4’ => chân 2’ => mass
Motor tài quay điều khiển hạ kính bên tài xuống
Điện áp dương (+) từ chân 3 => qua RL4 đến chân 11 => qua motor kính phụ về chân 10 => qua RL3 về chân 6 => chân 6’ => chân 2’ => mass
Motor phụ quay điều khiển hạ kính bên phụ xuống
Hình 3 9 Sơ đồ mạch điện điều khiển ngừng hạ kính từ xa
Khi nhả nút DOWN, bộ phát sóng sẽ ngừng gửi tín hiệu đến bộ thu sóng, làm cho chân A của bộ thu trở về mức điện áp thấp, dẫn đến RL2 và RL4 chuyển sang tiếp điểm thường đóng Kết quả là chân 5 kết nối với chân 9, và chân 7 kết nối với chân 11 trong hệ thống điều khiển từ xa nâng hạ kính.
Hệ thống cảnh báo điểm mù
Hình 3 10 Sơ đồ giải thuật hệ thống cảnh báo điểm mù
- Khi cảm biến đo đƣợc khoảng cách đến vật cản lớn hơn 150 cm thì hệ thống cảnh báo đèn, loa sẽ không hoạt động
Khi cảm biến phát hiện khoảng cách đến vật cản trong khoảng 100 – 150 cm, hệ thống sẽ tự động kích hoạt cảnh báo bằng cách nháy đèn và phát ra âm thanh bíp bíp với tần số chậm.
Khi cảm biến phát hiện khoảng cách đến vật cản trong khoảng 50 – 100 cm, hệ thống sẽ kích hoạt cảnh báo bằng cách nháy đèn và phát ra âm thanh bíp bíp với tần số nhanh.
- Khi cảm biến đo đƣợc khoảng cách đến vật cản nhỏ hơn 50 cm thì hệ thống cảnh báo đèn, loa sẽ sáng và kêu bíp liên tục không ngừng
- Trường hợp 1: Khi khoảng cách tới vật cản lớn hơn 150 cm
Hình 3 11 Sở đồ mạch điện hệ thống cảnh báo điểm mù khi khoảng cách lớn hơn 150 cm
+ Arduino xử lý tín hiệu từ cảm biến và xuất tín hiệu đến LCD, loa, đèn
+ Màn hình LCD hiển thị khoảng cách đến vật cản 156 cm
+ Chân 12, 13 của Arduino ở mức thấp các thiết bị cảnh báo đèn, còi không hoạt động
- Trường hợp 2: Khi khoảng cách tới vật cản từ 100 – 150 cm
Hình 3 12 Sở đồ mạch điện hệ thống cảnh báo điểm mù khi khoảng cách 100 – 150 cm
+ Arduino xử lý tín hiệu từ cảm biến và xuất tín hiệu đến LCD, loa, đèn
+ Màn hình LCD hiển thị khoảng cách đến vật cản 123 cm
+ Các thiết bị cảnh báo đèn, còi liên tục nháy và phát tiếng kêu bíp bíp chậm 0,8 s/lần
- Trường hợp 3: Khi khoảng cách tới vật cản từ 50 - 100cm
Hình 3 13 Sở đồ mạch điện hệ thống cảnh báo điểm mù khi khoảng cách 50 – 100 cm
+ Arduino xử lý tín hiệu từ cảm biến và xuất tín hiệu đến LCD, loa, đèn
+ Màn hình LCD hiển thị khoảng cách đến vật cản 83 cm
+ Các thiết bị cảnh báo đèn, còi liên tục nháy và phát tiếng kêu bíp bíp nhanh hơn 0,4 s/lần
- Trường hợp 4: Khi khoảng cách tới vật cản nhỏ hơn 50 cm
Hình 3 14 Sở đồ mạch điện hệ thống cảnh báo điểm mù khi khoảng cách nhỏ hơn 50 cm
+ Arduino xử lý tín hiệu từ cảm biến và xuất tín hiệu đến LCD, loa, đèn
+ Màn hình LCD hiển thị khoảng cách đến vật cản 44 cm
+ Các thiết bị cảnh báo đèn sáng, còi kêu bíp liên tục không ngừng
ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ VÀ KẾT LUẬN
Sau gần 3 tháng nghiên cứu và thiết kế, chúng tôi đã hoàn thành thành công hệ thống hỗ trợ điều khiển gương chiếu hậu, nâng hạ kính từ xa và cảnh báo điểm mù Dự án này không chỉ giúp chúng tôi tổng hợp kiến thức đã học mà còn mang lại kinh nghiệm quý báu trong thiết kế mạch điện tử, củng cố thêm kiến thức lý thuyết từ trường.
Hệ thống hỗ trợ điều khiển gập mở gương chiếu hậu tự động sử dụng cảm biến hồng ngoại để tránh va chạm, kết hợp với hệ thống nâng hạ kính bằng điều khiển từ xa sóng RF và hệ thống cảnh báo va chạm ở điểm mù thông qua đèn và còi.
Mặc dù đã đạt được nhiều kết quả tích cực, nhưng vẫn tồn tại một số hạn chế như thiết kế mạch điện còn đơn giản và cồng kềnh, chưa được tối ưu hóa Hơn nữa, vấn đề bảo hành khi sử dụng lâu dài cũng chưa được đảm bảo.
Hướng phát triển của đề tài tập trung vào việc thiết kế mạch điện nhỏ gọn, tối ưu và dễ dàng tích hợp vào hệ thống ô tô, nhằm nâng cao độ chính xác và hiệu quả của các hệ thống Đặc biệt, đề tài hướng tới khả năng điều khiển nâng hạ kính bằng điện thoại và tự động phanh khi phát hiện khoảng cách cảnh báo va chạm điểm mù quá gần Ngoài ra, nghiên cứu cũng sẽ xem xét việc sử dụng các loại cảm biến khác để phát hiện vật cản ở khoảng cách xa hơn.
Sau khi nhận đề tài, chúng tôi đã nhanh chóng thu thập tài liệu và tiến hành nghiên cứu Trong quá trình này, mặc dù gặp nhiều khó khăn, nhưng nhờ sự hướng dẫn tận tình của các thầy cô, đặc biệt là thầy Đỗ Nhật Trường, chúng tôi đã có cái nhìn sâu sắc hơn về hệ thống hỗ trợ gương điện, kính chiếu hậu và cảnh báo điểm mù trên ô tô thế hệ mới Sự đam mê khám phá và hỗ trợ từ bạn bè cũng góp phần quan trọng trong việc hoàn thành đề tài.
Cho đến nay đã hoàn thành được đề tài mà nhà trường và viện giao cho đúng thời gian quy định
Sau khi hoàn thành đề tài, tôi nhận thấy mình đã ôn tập và tổng hợp được nhiều kiến thức chuyên ngành ô tô, đồng thời tham khảo nhiều tài liệu hữu ích Qua quá trình thực hiện, tôi đã nâng cao hiểu biết về lĩnh vực này và cùng nhóm hoàn thành sa bàn mô hình hệ thống hỗ trợ gương điện, kính chiếu hậu và cảnh báo điểm mù, có thể được sử dụng làm công cụ giảng dạy cho sinh viên ngành ô tô.
Do nội dung đề tài còn mới và kiến thức của chúng em còn hạn chế, nên không tránh khỏi những thiếu sót Chúng em rất mong nhận được sự góp ý từ các thầy cô và bạn sinh viên khác để hoàn thiện hơn nội dung của mình.
