Nghiên cứu, thiết kế hệ thống giám sát nhiên liệu trên ô tô ngành công nghệ kỹ thuật ô tô

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CNKT Ô TÔ NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ HỆ THỐNG GIÁM SÁT NHIÊN LIỆU TRÊN Ô TÔ GVHD : SVTH : ThS LÊ THANH PHÚC PHẠM TINH KHÔI 14145125 TRẦN ĐÌNH QN 14145219 SKL007915 Tp Hồ Chí Minh, tháng 01/2018 TR NG IH CS PH M K THU T TH NH PH H CH MINH KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ HỆ THỐNG GIÁM SÁT NHIÊN LIỆU TRÊN Ô TÔ SVTH: PHẠM TINH KHƠI MSSV: 14145125 SVTH: TRẦN ĐÌNH QN MSSV: 14145219 GVHD: TS LÊ THANH PHÚC TP.Hồ Chí Minh, tháng năm 2018 TR NG IH CS PH M K THU T TH NH PH H CH MINH KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chun ngành: Cơng nghệ Kỹ thuật ô tô Tên đề tài: NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ HỆ THỐNG GIÁM SÁT NHIÊN LIỆU TRÊN Ô TƠ SVTH: PHẠM TINH KHƠI MSSV: 14145125 SVTH: TRẦN ĐÌNH QUÂN MSSV: 14145219 GVHD: TS LÊ THANH PHÚC TP.Hồ Chí Minh, tháng năm 2018 TR NG H S PH M K THU T TP.H CH MINH KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ộc Lập – Tự – Hạnh Phúc TP.Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2018 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Phạm Tinh Khôi MSSV: 14145125 Trần ình Quân MSSV: 14145219 Chuyên ngành: Cơng Nghệ Kỹ Thuật Ơ Tơ Mã ngành đào tạo: 52510205 Hệ đào tạo: ại học quy Mã hệ đào tạo: Khóa: 2014-2018 Lớp: 141452A Tên đề tài Nghiên cứu thiết kế hệ thống giám sát nhiên liệu ô tô Nhiệm vụ đề tài - Giới thiệu tổng quan thiết bị Capacitive level meter Dinel CLM –40 - Thiết kế chế tạo mơ hình giám sát nhiên liệu - Kết nối, điều khiển mơ hình giám sát nhiên liệu Sản phẩm đề tài mơ hình giám sát nhiên liệu, đĩa CD gồm: 1file word, file PDF, file PowerPoint Ngày giao nhiệm vụ đề tài: 25/03/2017 Ngày hồn thành nhiệm vụ: 17/07/2018 TRƢỞNG BỘ MƠN CÁN BỘ HƢỚNG DẪN TR NG IH CS PH M K THU T TH NH PH H CH MINH KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN Tên đề tài: Nghiên cứu thiết kế hệ thống giám sát nhiên liệu ô tô Họ tên sinh viên: Phạm Tinh Khơi Trần ình Qn Ngành: Công nghệ Kỹ thuật ô tô MSSV:14145125 MSSV:14145219 I NHẬN XÉT Về hình thức trình bày & tính hợp lý cấu trúc đề tài: Về nội dung (đánh giá chất lượng đề tài, ưu/khuyết điểm giá trị thực tiễn) II NHỮNG NỘI DUNG CẦN ĐIỀU CHỈNH, BỔ SUNG III ĐỀ NGHỊ VÀ ĐÁNH GIÁ ề nghị (cho phép bảo vệ hay không): iểm đánh giá (theo thang điểm 10): Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2018 Giảng viên hướng dẫn (Ký & ghi rõ họ tên) TR NG IH CS PH M K THU T TH NH PH H CH MINH KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN Tên đề tài: Nghiên cứu thiết kế hệ thống giám sát nhiên liệu ô tô Họ tên sinh viên: Phạm Tinh Khơi Trần ình Qn Ngành: Cơng nghệ Kỹ thuật ô tô MSSV:14145125 MSSV:14145219 I NHẬN XÉT Về hình thức trình bày & tính hợp lý cấu trúc đề tài: Về nội dung (đánh giá chất lượng đề tài, ưu/khuyết điểm giá trị thực tiễn) II NHỮNG NỘI DUNG CẦN ĐIỀU CHỈNH, BỔ SUNG III ĐỀ NGHỊ VÀ ĐÁNH GIÁ ề nghị (cho phép bảo vệ hay không): iểm đánh giá (theo thang điểm 10): Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2018 Giảng viên phản biện (Ký & ghi rõ họ tên) TR NG IH CS PH M K THU T TH NH PH H CH MINH KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC XÁC NHẬN HỒN THÀNH ĐỒ ÁN Tên đề tài: Nghiên cứu thiết kế hệ thống giám sát nhiên liệu ô tô Họ tên sinh viên: Phạm Tinh Khơi MSSV:14145125 Trần ình Quân MSSV:14145219 Ngành: Công nghệ Kỹ thuật ô tô Sau tiếp thu điều chỉnh theo góp ý Giảng viên hướng dẫn, Giảng viên phản biện thành viên Hội đồng bảo vệ án tốt nghiệp hoàn chỉnh theo yêu cầu nội dung hình thức Chủ tịch Hội đồng: Giảng viên hướng dẫn: Giảng viên phản biện: Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2018 LỜI CẢM ƠN Trước tiên chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc tới thầy cô giáo trường Đại Học Sƣ Phạm Kỹ Thuật TP.HCM nói chung thầy giáo Khoa Cơ Khí Động Lực nói riêng tận tình giảng dạy, truyền đạt cho chúng em kiến thức, kinh nghiệm thật quý báu suốt thời gian chúng em học trường ặc biệt, chúng em xin gửi lời cảm ơn tới thầy TS Lê Thanh Phúc lời cảm ơn chân thành nhất, thầy tận tình giúp đỡ, trực tiếp bảo, hướng dẫn chúng em suốt trình làm đồ án tốt nghiệp Trong thời gian làm việc với thầy, chúng em không ngừng tiếp thu thêm nhiều kiến thức bổ ích mà học tập tinh thần làm việc, thái độ nghiên cứu khoa học nghiêm túc, hiệu quả, điều cần thiết cho chúng em q trình học tập cơng tác sau Chúng em xin chân thành cảm ơn toàn quý thầy ngành Cơng nghệ kỹ thuật Ơ tơ, Trường ại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Mình Quý thầy cô truyền đạt kiến thức quý báu tạo điều kiện tốt để chúng em nghiên cứu hồn thành đồ án Xin cảm ơn anh chị sinh viên khóa trước bạn sinh viên khóa hỗ trợ góp ý suốt q trình thực đồ án Sau cùng, chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình, bạn bè động viên đóng góp ý kiến giúp đỡ trình học tập, nghiên cứu hồn thành đồ án tốt nghiệp Dù cố gắng để thực đồ án hạn chế trình độ, thời gian nguồn tài liệu tham khảo nên nhóm khơng thể tránh khỏi thiếu xót Nhóm em mong nhận đóng góp ý kiến từ Quý thầy để đồ án hồn thiện Xin chân thành cảm ơn! TP.HCM, ngày 17 tháng 07 năm 2018 Nhóm thực Phạm Tinh Khơi Trần Đình Qn i TÓM TẮT ĐỀ TÀI Với mục tiêu nghiên cứu thiết kế hệ thống giám sát nhiên liệu ô tơ, việc cần làm tìm kiếm tài liệu thiết bị điện tử tìm hiểu kỹ cấu tạo, nguyên lý hoạt động chúng Việc tìm hiểu giúp dễ nắm bắt vấn đề, đề mục tiêu phương hướng làm đề tài cho sát với mục tiêu đề ra, với phát triển sáng kiến để hoàn thiện đề tài cách tốt hơn, tránh bị lạc đề, lan man Nội dung bao gồm: ề tài nghiên cứu giới thiệu tổng quan thiết bị Capacitive level meter Dinel CLM –40, mạch điều khiển Adruino Uno R3 ATmega32, module GPRS/GSM SIM900A Trong đưa cấu tạo nguyên lý hoạt động thiết bị, chân vài thông số kỹ thuật Mục đích giúp người đọc nắm điều thiết bị và có nhìn tổng quan đề tài Nội dung đề tài thiết kế mô hình giám sát nhiên liệu Trong đưa cách thiết kế vật liệu sử dụng, thông số thiết kế mơ hình, sơ đồ kết nối mơ hình thiết bị điện tử Mục đích tạo mơ hình phục vụ cho đề tài giảng dạy, cho người đọc liên tưởng đến thực tế ứng dụng chúng, bước đầu cho việc nghiên cứu, thiết kế phát triển hệ thống ô tô thực tế Kế tiếp, đề tài trình bày cách kết nối mơ hình với thiết bị điện tử cách điều khiển Trong đưa cách thiết lập để giao tiếp, kết nối thiết bị với để mô tả chi tiết cách chúng hoạt động thực tế Mục đích giúp hiểu chi tiết cách chúng hoạt động giao tiếp với nhau, kết hợp thiết bị lại nhằm mục đích giám sát mức nhiên liệu bước đệm để nghiên cứu nhiều hệ thống khác dựa thiết bị, chương trình, cách giao tiếp sử dụng đề tài Sau đó, đề tài trình bày việc thực khảo sát nhận xét mơ hình Trong đưa số liệu việc khảo sát Mục đích để đánh giá độ chuẩn xác chất lượng thiết bị sử dụng đề tài, đưa nhận xét kết thu Phần cuối đề tài kết luận đề nghị Từ việc nghiên cứu, thiết kế, khảo sát đưa kết luận đề tài, rút kinh nghiệm ưu nhược điểm thiết bị, đưa đề nghị cá nhân vấn đề gặp đề tài ii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i TÓM TẮT ĐỀ TÀI ii MỤC LỤC .iii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU v DANH MỤC CÁC HÌNH vii DANH MỤC CÁC BẢNG ix CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Lý chọn đề tài 1.2 Mục tiêu nhiệm vụ nghiên cứu 1.3 Phương pháp nghiên cứu 1.4 Giới hạn đề tài 1.5 Kế hoạch nghiên cứu 1.6 Các bước thực CHƢƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT HỆ THỐNG GIÁM SÁT NHIÊN LIỆU TRÊN Ô TÔ 2.1 Giới thiệu tổng quan thiết bị Capacitive level meter Dinel CLM–40 2.1.1 Cấu tạo thiết bị Capacitive level meter Dinel CLM–40 2.1.2 Nguyên lý hoạt động thiết bị Capacitive level meter Dinel CLM–40 2.2 Giới thiệu tổng quan mạch điều khiển Adruino Uno R3 2.2.1 Cấu tạo mạch điều khiển Adruino Uno R3 2.2.2 Sơ lược chân nguồn lượng tín hiệu mạch điều khiển Adruino Uno R3 ATmega328P 10 2.3 Giới thiệu tổng quan module GPRS/GSM SIM900A 12 2.3.1 Cấu tạo, vị trí chân cách điều khiển module GPRS/GSM SIM900A 12 iii 11.5 1983 1984 1984 1983.6667 12.3333 0.6590 -4 11.6 1996 1995 1996 1995.6667 20.3333 0.6630 11.7 2017 2017 2016 2016.6667 15.3333 0.6699 -1 11.8 2031 2032 2032 2031.6667 12.3333 0.6749 -4 11.9 2045 2044 2044 2044.3333 13.6667 0.6791 -2.6667 12 2058 2057 2058 2057.6667 0.6835 - Nhận xét:  Vùng khảo sát nhận kết không thay đổi nhiều lần đo, chi thay đổi từ 1-3 đơn vị  Sự sai lệch so với thông số thực tế từ 1-5 đơn vị  Do sai số mô hình, sai số cảm biến sai số nhiên liệu đo dẫn đến phép đo khơng thể xác kết lý thuyết ta tính tốn 4.2 Thử nghiệm đƣa liệu lên trang web với module GPRS/GSM SIM900A - Thực thử nghiệm đưa liệu lên trang web với module GPRS/GSM SIM900A  Dụng cụ: Adruino Uno R3 ATmega328 module GPRS/GSM SIM900A  Kết nối chân thiết bị theo hướng dẫn mục 3.1.2  Kết nối cổng COM Adruino với máy tính  Gởi kết đo mức dầu thực tế lên server: Nhóm thực sử dụng lệnh Bảng 4.3 để tạo liên kết gởi liệu lên mạng ngắt kết hợp với nút nhấn để gởi liệu lên mạng Phần chương trình đầy đủ để thực phụ lục (1)  Trong hàm cần ý: duration=pulseIn(sig,HIGH,timeout) lệnh đo trực tiếp độ rộng xung tín hiệu chân sig(chân 7) thời gian micro giây mức HIGH khoản thời gian dừng đo timeout (timeout = 3000000 micro giây tương đương giây) 46 lvl=map(pw,mn,mx,0,100) lệnh chương trình readsig dùng để chuyển đổi giá trị độ rộng xung từ tới max sang từ 0% tới 100% để xác định mực dầu bình chứa bool download() hàm để xác định có nút nhấn ngắt ngồi chương trình trả lời chữ DOWNLOAD, hàm thực trình nhận liệu gởi liệu lên server Bảng 4.3 Bảng bước thử nghiệm đưa liệu lên trang web Lệnh nhập vào Kết AT OK AT+CSQ +CSQ: 16,0 Chú thích OK AT+CGATT? +CGATT: Thường đợi lúc tự có mạng GPRS OK AT+SAPBR=3,1,"Contype","GP OK RS" AT+SAPBR=3,1,"APN","m- OK wap" AT+SAPBR=3,1,"USER","mms" OK AT+SAPBR=3,1,"PWD","mms" OK AT+SAPBR=1,1 OK Nhiều lần bị ERROR thử nhiều lần OK AT+HTTPINIT OK 47 AT+HTTPPARA="CID",1 OK AT+HTTPPARA="URL","http:// OK ptsv2.com/t/w3cbz1531242254/post" AT+HTTPDATA=, DOWNLOAD nhập giá trị cảm biến OK AT+HTTPACTION=1 OK +HTTPACTION:1,200,54 - Kết việc thử nghiệm qua hình ảnh sau: Hình 4.1 Lệnh AT gửi liệu lên mạng thành cơng 48 Hình 4.2 Kết thị trang web thử nghiệm  Giá trị gửi lên hiển thị Post Body 49 - Nhận xét:  Có lỗi thực thử nghiệm: lỗi không kết nối GPRS, lỗi DNS (không lấy IP từ nhà mạng), lỗi khơng kết nối mạng Trong lỗi DNS xảy thường xuyên kết nối lại ổn định  Dữ liệu gửi lên web nhiều liên tục khiến thiết bị không gửi lên được, giá trị không hiển thị lên web  Do xử lý gián tiếp qua lệnh Adruino nên thời gian phản hồi lâu cho lần gửi, lâu hồi xảy lỗi 50 CHƢƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 Kết luận Sau thời gian nghiên cứu thết kế hệ thống giám sát nhiên liệu tơ, nhóm nghiên cứu hiểu ứng dụng thiết bị điện tử học mơn học trước Cùng với đó, nhóm nghiên cứu hoàn thành đồ án thời gian quy định đạt yêu cầu nhiệm vụ đồ án Kết đồ án xoay quanh lý thuyết cấu tạo, nguyên lý hoạt động, cách kết nối thiết bị, tạo giao diện, viết chương trình để điều khiển mơ hình hoạt động Những kết nhóm nghiên cứu đưa sau thời gian nghiên cứu là:  Hồn thành mơ hình giám sát nhiên liệu tơ  Nghiên cứu, tìm hiểu đưa nguyên lý hoạt động thiết bị  Lập trình code điều khiển thiết bị điện tử, đồng thời gửi liệu lên web  Thống kê, thử nghiệm đưa nhận xét thiết bị điện tử thực đề tài Kết việc nghiên cứu mang đến nhiều liên hệ đến thực tiễn việc giúp quan, xí nghiệp thuận tiện việc giám sát công việc vận chuyển kinh doan nhiên liệu, giảm bớt việc gian lận đo lường, bảo vệ quyền lợi người tiêu dùng Mặt khác, việc nghiên cứu áp dụng việc phát triển động tiết kiệm nhiên liệu hơn, nghiên điều chỉnh xác hệ thống nhiên liệu phần đường hỗn hợp để tận dụng tối đa nhiên liệu tình hình nguồn nhiên liệu hoá thạch dần cạn kiệt, từ liên hệ đến việc bảo vệ mơi trường 51 5.2 Kiến nghị Q trình thực gặp khơng khó khăn để rút số kiến nghị đồ án:  Thiết bị module GPRS/GSM SIM900A module đơn giản dễ việc tìm kiếm tài liệu Tuy nhiên, thiết bị lại gặp khó khăn việc kết nối dịch vụ GPRS tốc độ xử lý không nhanh, dễ xảy lỗi Thiết bị thích hợp cho việc nghiên cứu mơ mơ hình, khơng nên sử dụng hệ thống sản xuất hàng loạt sử dụng ô tô  Cảm biến sử dụng thuộc loại cơng nghiệp nên phản ứng nhanh đơi Adruino xử lý không kịp dẫn đến số lỗi Matlab  Với mục tiêu thiết kế thành mơ hình thực cho giảng dạy Mơ hình đáp ứng yêu cầu, trình bày đơn giản, dễ hiểu cho muốn tìm hiểu nghiên cứu tiếp để hoàn thiện đề tài ề tài có tính ứng dụng cao thời điểm cơng nghệ 4.0, để bắt kịp xu tại, cần phải nỗ lực tìm tịi học hỏi để trau dồi kiến thức bên để phát triển thân tốt hơn, giúp cho nhóm thực kết hợp kiến thức khí với điện tử để điều khiển kết nối chúng với Do hạn chế thời gian nên đề tài tập trung vào nguyên tắc hoạt động thiết bị điện lập trình ể nâng cao hiệu giảng dạy học tập cần trang bị thêm tài liệu khác chuyên ngành ối với sinh viên chuyên ngành khí động lực việc làm đồ án thực vào năm cuối nên gây khó khăn, bỡ ngỡ làm hiệu đồ án giảm xuống Do việc làm đồ án nên chia đều, tiến hành thực nhiều năm nhiều đề tài nhỏ 52 TÀI LIỆU THAM KHẢO Internet [1] http://www.dinel.cz/products/continuous-level-meters/capacitive-levelmeter-for-diesel-clm-40 [2] https://www.youtube.com/watch?v=0du-QU1Q0T4 [3] https://www.stdio.vn/articles/thong-so-ki-thuat-arduino-uno-r3-va-cac-luuy-400 [4] http://eezone.co.uk/blog/arduino/funduino-uno-r3-atmega328p.html [5] https://iotmaker.vn/module-gprs-gsm-sim-900a.html [6] https://www.slideshare.net/phamthe1/vi-du-chi-tiet-giai-thich-lap-trinh-guitrong-matlab?qid=d42e0e1b-0add-4441-bc3343eb9a2c46c4&v=&b=&from_search=1 [7] https://icdayroi.com/module-gsm-gprs-sim900a [8] https://randomnerdtutorials.com/request-sensor-data-sms-arduino-sim900gsm-shield/ [9] https://electronics.stackexchange.com/questions/132267/sim900-error-onat-command-atsapbr-1-1 [10] https://stackoverflow.com/questions/5725430/http-test-server-that-acceptsget-post-calls [11] https://electronics.stackexchange.com/questions/231224/posting-to-phpserver-using-sim900-gprs-with-at-commands/231225#231225 [12] http://www.dsscircuits.com/forum/index.php?topic=82.0 [13] https://www.youtube.com/watch?v=_BaUVelsUWM [14] https://www.allaboutcircuits.com/projects/using-a-sim900a-to-send-sensordata-to-a-website/ [15] http://mlab.vn/9216-huong-dan-lap-trinh-module-sim900a-va-arduino.html 53 [16] https://electronics.stackexchange.com/questions/231224/posting-to-phpserver-using-sim900-gprs-with-at-commands/231225 [17] https://www.youtube.com/watch?v=QsNcfxc8YSA [18] https://3gmobifone.vn/cach-cau-hinh-cai-dat-diem-truy-cap-apnmobifone.html [19] http://arduino.vn/bai-viet/42-arduino-uno-r3-la-gi [20] http://at-sky.com.vn/nghien-cuu/gsmgprs-gps/27-ung-dung-su-dung-dichvu-gprs-tren-sim900.html [21] https://thuvienphapluat.vn/cong-van/Bo-may-hanh-chinh/Cong-van-1011TDC-DL-2017-thay-the-Cong-van-1693-TDC-DL-huong-dan-28-2013-TTBKHCN-350029.aspx 54 PHỤ LỤC (1) Code gởi liệu đo mức dầu thực tế lên server: #include SoftwareSerial GPRS(8, 9); int sig=7, but=2; unsigned long timeout = 3000000; //=3s unsigned long duration; unsigned long pw, mx, mn; char incoming; String text; int lvl,tl; bool download(){ while (GPRS.available()){ incoming=GPRS.read(); if (incoming=='D'){ delay(10); incoming=GPRS.read(); if (incoming=='O'){ delay(10); incoming=GPRS.read(); if (incoming=='W'){ delay(10); incoming=GPRS.read(); 55 if (incoming=='N'){ delay(10); incoming=GPRS.read(); if (incoming=='L'){ delay(10); incoming=GPRS.read(); if (incoming=='O'){ delay(10); incoming=GPRS.read(); if (incoming=='A'){ delay(10); incoming=GPRS.read(); if (incoming=='D'){ delay(10); Serial.println("Nhan du lieu"); GPRS.println(text); delay(1000); GPRS.println("AT+HTTPACTION=1"); delay(1000); } } } } } } 56 } } else{ Serial.write(incoming); return false; } } } void setup() { pinMode(sig, INPUT); pinMode(but, INPUT_PULLUP); Serial.begin(9600); mx=1272863; mn=31063; attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(but),Post,RISING); GPRS.begin(9600); GPRS.println("AT"); delay(1000); } void Post(){ GPRS.println("AT+HTTPDATA=28,60000"); delay(500); } 57 void readsig(){ duration = pulseIn(sig, HIGH,timeout); if (duration > ){ pw = duration; lvl = map(pw,mn,mx,0,100);} if (lvl==0){ text +="000";} else if(lvl>0 & lvl