Nghiên cứu, thiết kế hệ thống điểu khiển khóa cửa từ xa trên ô tô

GIỚI THIỆU

Lý do chọn đề tài

Hiện nay điều khiển từ xa đã không ngừng phát triển và được ứng dụng nhiều trong công nghiệp, nghiên cứu không gian và nhiều lĩnh vực khác

Sự phát triển của cơ điện tử đã mở ra khả năng ứng dụng điều khiển từ xa một cách hiệu quả hơn, cho phép thay thế con người trong việc thực hiện các nhiệm vụ phức tạp trong môi trường nguy hiểm.

Nghiên cứu và triển khai hệ thống điều khiển từ xa giám sát an ninh cho các tòa nhà, khu vực nguy hiểm và vùng độc hại là rất cần thiết trong xã hội hiện đại.

Trong tương lai, việc sử dụng thiết bị điều khiển không dây sẽ trở nên phổ biến, nhờ vào sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ trên toàn cầu Các ứng dụng như điều khiển máy bay không người lái đã đạt được thành công, trong khi xe không người lái đang trong giai đoạn thử nghiệm.

Để giúp sinh viên trường Cao Đẳng Công Nghệ Thủ Đức hiểu rõ hơn về hệ thống khóa cửa từ xa, tôi đã chọn đề tài “Nghiên cứu, Thiết kế hệ thống điều khiển khóa cửa từ xa trên ôtô.” Mục đích của đề tài là phát triển hệ thống khóa cửa từ xa để phục vụ cho việc thí nghiệm trong môi trường học tập.

Sau đây là một hình ảnh miêu tả hệ thống điều khiển khóa cửa từ xa trên ô tô:

 Ưu điểm của hệ thống điều khiển khóa của từ xa

Sau khi thiết kế hệ thống điều khiển khóa cửa từ xa trên ôtô:

- Giúp cho sinh viên học môn thực tập điện thân xe nắm rõ về hệ thống khóa cửa từ xa tốt hơn

- Mô hình thực tế giúp sinh viên thích thú, năng động hơn khi học hệ thống điều khiển khóa cửa từ xa

- Dựa trên sản phẩm hệ thống điều khiển khóa cửa từ xa ứng dụng cho các hệ thống khác như chống trộm, điều khiển các thiết bị trong nhà

Hình 1.1 Hệ thống khóa cửa điều khiển từ xa trên ôtô [ 1]

 Nhược điểm của hệ thống điều khiển khóa của từ xa

- Để đường truyền tốt cần có những thiết bị hiện đại

 Phương pháp khắc phục nhược điểm

Để tránh nhiễu sóng, cần truyền ở các tần số đặc biệt và nhúng mã kỹ thuật số địa chỉ của thiết bị nhận vào các tín hiệu vô tuyến Phương pháp này giúp bộ thu vô tuyến của thiết bị phản hồi tín hiệu một cách chính xác.

- Dùng ổn áp 12V tránh trường hợp khi điện áp ắc quy tăng hoặc giảm làm ảnh đến thời gian trễ.

Ý nghĩa của đề tài

Ở xưởng điện ôtô của Trường Cao Đẳng Công Nghệ Thủ Đức do hệ thống điều khiển khóa cửa từ xa còn khá mới mẻ

Trong tương lai sắp tới có thể sẽ xuất hiện xe ô tô không người lái là điều chắc chắn sẽ xảy ra

Tôi chọn đề tài này để phục vụ cho nghiên cứu trong trường học, với mục tiêu giúp sinh viên hiểu rõ hơn về hệ thống điều khiển từ xa Đề tài này không chỉ mang tính thiết thực mà còn tạo ra nhiều cơ hội học tập cho tôi trong lĩnh vực này.

Mục tiêu

- Xây dựng được hệ thống khóa cửa từ xa trên ôtô

- Điều khiển từ xa được thiết kế điều khiển từ xa qua sóng RF

- Ứng dụng của hệ thống điều khiển khóa cửa từ xa để phục trong dạy học.

Đề xuất thiết kế hệ thống điều khiển khóa cửa từ xa trên ôtô

- Do thời gian làm nghiên cứu không nhiều chỉ làm mô hình giúp cho sinh viên tiếp cận với thiết bị điều khiển từ xa

Đề xuất thiết kế một hệ thống khóa cửa từ xa với kết cấu đơn giản và chi phí thấp nhằm phục vụ cho việc thí nghiệm và giảng dạy tại Trường Cao Đẳng Công Nghệ Thủ Đức.

CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN KHÓA CỬA TỪ XA TRÊN ÔTÔ

Tổng quan về hệ thống điều khiển khóa cửa trên ôtô

2.1.1 Khái quát hệ thống điều khiển khóa cửa trên ôtô

Hệ thống điều khiển khóa cửa không chỉ đơn thuần là việc đóng/mở cửa xe thông qua công tắc cơ khí, mà còn bao gồm việc điều khiển mô tơ điện dựa trên cách thức hoạt động của công tắc điều khiển khóa cửa và chìa khóa.

Hệ thống được trang bị chức năng chống quên chìa khóa, mở khóa hai bước và bảo vệ, với các tính năng khác nhau tùy thuộc vào kiểu xe, cấp nội thất và thị trường.

Hình 2.1 Hệ thống đóng mở khóa cửa trên ôtô [ 1]

2.1.2 Chức năng hệ thống điều khiển khóa cửa trên ôtô

Hệ thống điều khiển khóa cửa có nhiều chức năng khác nhau, phụ thuộc vào kiểu động cơ, cấp nội thất và thị trường Một trong những chức năng quan trọng là chức năng điện, giúp nâng cao tính năng bảo mật và tiện ích cho người sử dụng.

Hình 2.2 Đóng mở khóa cửa trên ôtô [ 1] b) Chức năng khoá/mở khoá bằng tay

Khi nhấn nút điều khiển khoá cửa, tất cả các cửa sẽ được khoá hoặc mở đồng loạt Ngoài ra, chức năng khoá và mở khoá cửa cũng có thể thực hiện bằng chìa khóa.

Khi chìa khoá được tra vào ổ khoá của cửa phía người lái và hành khách, xoay về vị trí khoá/mở khoá, tất cả các cửa sẽ được khoá hoặc mở đồng thời Chức năng mở khoá hai bước cho phép chỉ mở một cửa khi sử dụng chìa khoá ở bước 1, trong khi các cửa khác cần thao tác thêm ở bước 2 để mở Ngoài ra, chức năng chống quên chìa khoá cũng được tích hợp để đảm bảo an toàn.

Khi mở cửa phía người lái với chìa khoá trong ổ khoá điện, xoay núm khoá cửa về vị trí khoá (với công tắc OFF) sẽ mở tất cả các cửa nhờ mạch chống quên chìa Khi công tắc điều khiển khoá cửa hoạt động, tất cả các cửa sẽ được khoá và mở lại nhờ vào mạch chống quên chìa khoá.

Chức năng chống quên chìa khóa trên ô tô giúp bảo vệ an toàn bằng cách ngăn không cho cửa mở khóa bằng cách sử dụng công tắc điều khiển cửa Khi cửa sổ mở, việc khóa cửa bằng chìa hoặc bộ điều khiển từ xa sẽ kích hoạt chức năng bảo vệ, loại bỏ khả năng mở khóa bằng công tắc Ngoài ra, một số hệ thống cho phép điều khiển cửa sổ điện ngay cả khi đã tắt khóa điện, nhờ vào rơle cấp nguồn trong rơle tổ hợp Cuối cùng, chức năng cơ khí cho phép mở cửa bằng cách kéo cần mở bên trong.

Chức năng này cho phép người lái mở cửa xe bằng cách kéo cần ở bên trong cửa ngay cả khi cửa bị khoá

Hình 2.4 Hệ thống khóa cửa đóng và mở cửa trên ôtô [ 1]

2.1.3 Vị trí hệ thống điều khiển khóa cửa trên ôtô

Hình 2.5 Vị trí các bộ phận của hệ thống khóa cửa trên ôtô [ 1]

Hệ thống điều khiển khoá cửa được điều khiển bằng rơle tổ hợp bao gồm các chi tiết sau: a) Rơle tổ hợp (ECU điều khiển khoá cửa):

Rơle tổ hợp nhận tín hiệu từ từng công tắc và truyền các tín hiệu khóa/mở đến mỗi cụm khóa cửa, từ đó điều khiển môtơ khóa cửa cho từng cánh cửa.

Cụm khoá cửa cho phép khoá hoặc mở khoá từng cửa một cách dễ dàng Các cửa có thể được điều khiển khoá/mở thông qua mô tơ bên trong, được kích hoạt bằng điện.

Khoá điện c) Công tắc cảnh báo mở khoá bằng chìa

Công tắc cảnh báo mở khóa cửa bằng chìa giúp xác định xem chìa khóa điện đã được cắm vào ổ khóa hay chưa Ngoài ra, công tắc cửa của lái xe và công tắc điều khiển khóa cửa (công tắc chính cửa sổ điện) cũng đóng vai trò quan trọng trong việc quản lý hệ thống khóa cửa.

Trong các trường hợp khác, thao tác khoá/mở khoá được điều khiển bằng ECU trong MPX (hệ thống thông tin đa chiều)

2.1.3 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động hệ thống điều khiển khóa cửa trên ô tô

2.1.3.1 Cấu tạo a) Cụm khoá cửa

Hình 2.6 Cụm khóa cửa trên ôtô [ 1]

Cửa xe được khoá/mở khoá khi thay đổi chiều dòng điện cho mô tơ điều khiển khoá cửa

Công tắc vị trí khoá cửa, nằm trong cụm khoá, xác định trạng thái khoá hoặc mở khoá của cửa xe Khi cửa được khoá, công tắc sẽ ở trạng thái tắt (OFF), và khi cửa được mở, công tắc sẽ bật (ON).

Khi công tắc hoạt động nhờ chìa khóa bên trong được phát hiện, tín hiệu sẽ được truyền tới rơle tổ hợp, điều này chỉ xảy ra ở cụm khóa cửa của cửa lái xe và cửa hành khách phía trước Mô tơ điều khiển khóa cửa cũng đóng vai trò quan trọng trong quá trình này.

Môtơ điều khiển khoá cửa là bộ phận quan trọng trong hệ thống khóa, hoạt động như một chấp hành viên Khi môtơ quay, chuyển động này được truyền qua trục vít và bánh vít, dẫn đến việc cần khoá hãm thực hiện chức năng khoá hoặc mở khoá cửa Sau mỗi lần thao tác khoá hoặc mở khoá, bánh vít sẽ trở về vị trí trung gian nhờ vào lò xo hồi vị, đảm bảo hoạt động ổn định cho hệ thống.

Hình 2.7 Motor điều khiển khóa cửa [ 1]

Hình 2.8 Motor điều khiển mở cửa [ 1]

2.1.3.2 Nguyên lý hoạt động a) Chức năng điều khiển khoá/mở khoá bằng tay

Khi ấn công tắc điều khiển khoá cửa về phía khoá/mở , khoá, tín hiệu khoá/mở khoá được truyền tới CPU trong rơ le tổ hợp

Sau khi nhận tín hiệu, CPU kích hoạt Tr1 hoặc Tr2 trong khoảng 0.2 giây, đồng thời điều khiển rơle khoá/mở khoá Trong trạng thái này, rơle tạo mạch tiếp mát, cho phép dòng điện từ ắc quy đi qua mô tơ, điều khiển các mô tơ khoá cửa quay theo hướng tương ứng để tắt hoặc bật công tắc vị trí khoá cửa.

Hình 2.9 Chức năng điều khiển khoá khoá bằng tay [ 1]

Hình 2.10 Chức năng điều khiển mở khoá bằng tay [ 1] b) Chức năng khoá/mở khoá cửa bằng chìa

Khi bạn cắm chìa khóa vào ổ khóa và xoay theo hướng khóa hoặc mở, công tắc sẽ hoạt động nhờ vào chuyển động của chìa khóa, làm quay tất cả các mô tơ điều khiển khóa cửa tương tự như việc sử dụng công tắc khóa/mở bằng tay.

Hình 2.11 Chức năng khoá cửa bằng chìa [ 1]

Hình 2.12 Chức năng mở khoá cửa bằng chìa [ 1] c) Chức năng mở khoá 2 bước (cửa của người lái)

Hệ thống điều khiển khoá cửa từ xa trên Ôtô

Hệ thống điều khiển khóa cửa từ xa cho phép người dùng khóa hoặc mở khóa cửa xe từ xa thông qua bộ điều khiển từ xa gắn liền với chìa khóa Khi bộ nhận tín hiệu trên xe nhận được tín hiệu từ bộ điều khiển, nó sẽ gửi tín hiệu hoạt động đến rơle tổ hợp để thực hiện thao tác khóa hoặc mở khóa.

Hình 2.13 Hệ thống khóa cửa điều khiển từ xa trên ô tô [ 1]

Rơle tổ hợp có khả năng điều khiển các mô tơ khóa cửa dựa trên tín hiệu nhận được, đồng thời tích hợp nhiều chức năng hữu ích như khóa tự động, lặp lại và phản hồi.

Các chức năng của hệ thống điều khiển khoá cửa xe từ xa khác nhau tuỳ theo kiểu xe, cấp nội thất và thị trường

Hệ thống điều khiển khóa cửa từ xa có nhiều chức năng đa dạng, tùy thuộc vào kiểu xe, cấp nội thất và thị trường Các tính năng này mang lại sự tiện lợi và an toàn cho người sử dụng.

Chìa khóa xe có nhiều chức năng quan trọng Đầu tiên, chức năng khóa/mở khóa tất cả các cửa cho phép người dùng chỉ cần ấn vào công tắc LOCK hoặc UNLOCK trên bộ điều khiển từ xa để thực hiện thao tác Thứ hai, chức năng mở khóa 2 bước cho phép mở tất cả các cửa xe sau khi cửa người lái được mở khóa bằng cách ấn vào công tắc UNLOCK hai lần trong vòng 3 giây Tiếp theo, chức năng phản hồi giúp người dùng biết thao tác đã hoàn thành thông qua đèn cảnh báo nguy hiểm, nhấp nháy một lần khi khóa và hai lần khi mở khóa Cuối cùng, chức năng kiểm tra hoạt động của bộ điều khiển từ xa đảm bảo thiết bị luôn hoạt động hiệu quả.

Khi bạn nhấn công tắc trên bộ điều khiển từ xa để khóa hoặc mở khóa cửa xe và khoang hành lý, đèn chỉ báo sẽ sáng lên để cho biết hệ thống đang hoạt động Tuy nhiên, nếu pin của bộ điều khiển hết điện, đèn này sẽ không sáng.

Hệ thống điều khiển khoá cửa xe từ xa có các chức năng khác nhau tùy thuộc vào kiểu xe, cấp nội thất và thị trường Một trong những chức năng quan trọng là mở cửa khoang hành lý, yêu cầu người dùng ấn và giữ công tắc mở trong khoảng một giây để thực hiện thao tác này.

Hình 2.15 Chức năng mở cửa khoang hành lý [ 1] f) Chức năng đóng/mở cửa sổ điện

Nhấn giữ công tắc khoá/mở khoá cửa xe trong khoảng 2,5 giây hoặc lâu hơn mà không có chìa khoá trong ổ khoá điện, bạn có thể đóng hoặc mở tất cả các kính cửa sổ của xe Quá trình này sẽ tiếp tục cho đến khi bạn thả tay khỏi công tắc.

* Một số xe không có chức năng đóng cửa sổ g) Chức năng báo động

Khi nhấn giữ công tắc khóa cửa xe trên bộ điều khiển từ xa từ hai đến ba giây, hệ thống chống trộm sẽ được kích hoạt, với còi báo động kêu và đèn pha, đèn hậu cùng đèn cảnh báo nguy hiểm sẽ nháy sáng.

Hình 2.16 Chức năng báo động h) Chức năng bật đèn trong xe

Khi mở khóa cửa xe bằng công tắc điều khiển từ xa, các đèn trong xe sẽ tự động bật sáng trong khoảng 15 giây Chức năng này hỗ trợ người dùng trong việc nhận diện nội thất xe dễ dàng hơn.

Nếu không có cửa xe nào được mở trong vòng 30 giây sau khi mở khóa bằng remote, tất cả các cửa sẽ tự động khóa lại.

Nếu cửa không được khóa qua bộ điều khiển từ xa, rơle tổ hợp sẽ phát tín hiệu khóa sau 1 giây Chức năng này cũng bao gồm cảnh báo khi cửa xe bị hé mở.

Khi bất kỳ cửa nào của xe được mở hoặc hé mở, việc nhấn vào công tắc khóa cửa trên bộ điều khiển từ xa sẽ kích hoạt còi báo khóa cửa kêu trong khoảng 10 giây.

2.2.3 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động:

Hình 2.17: Cấu tạo hệ thống khóa cửa từ xa trên ôtô a Bộ điều khiển từ xa

Bộ điều khiển từ xa sử dụng pin lithium để hoạt động Khi nhấn nút trên bộ điều khiển, tín hiệu sẽ được truyền qua sóng radio đến bộ nhận tín hiệu của cửa xe.

Có hai loại điều khiển từ xa: Loại gắn ngay vào chìa khoá và loại đi kèm với chìa khoá

Dải tần số của sóng radio (tín hiệu) của bộ điều khiển từ xa vào khoảng từ

Tần số điều khiển từ xa cho xe thường nằm trong khoảng từ 300 đến 500 MHz, tuy nhiên, tần số này có thể khác nhau tùy theo từng quốc gia; trong khi đó, các loại điều khiển từ xa cũ thường sử dụng tần số từ 30 đến 70 MHz Bộ nhận tín hiệu điều khiển cửa xe là một phần quan trọng trong hệ thống này.

Bộ nhận tín hiệu điều khiển cửa xe nhận tín hiệu từ bộ điều khiển từ xa và truyền tín hiệu này tới rơle tổ hợp, đảm bảo quá trình điều khiển cửa xe diễn ra một cách hiệu quả Rơle tổ hợp sau đó thực hiện các lệnh điều khiển để mở hoặc đóng cửa xe.

Lý thuyết động cơ một chiều và phương pháp điều khiển từ xa bằng sóng RF

2.3.1 Lý thuyết động cơ một chiều a Khái niệm

Tốc độ làm việc của động cơ, được điều chỉnh bởi người điều khiển, được gọi là tốc độ đặt Trong quá trình vận hành, tốc độ động cơ có thể thay đổi do sự ảnh hưởng của các thông số nguồn, mạch và tải Khi các thông số này thay đổi, tốc độ của động cơ cũng sẽ thay đổi theo.

Tình trạng sai số về tốc độ có thể gây ra những vấn đề nghiêm trọng, do đó, việc áp dụng các phương pháp ổn định tốc độ là cần thiết Độ ổn định tốc độ không chỉ ảnh hưởng đến phạm vi điều chỉnh tốc độ mà còn quyết định khả năng quá tải của động cơ Càng có độ ổn định cao, phạm vi điều chỉnh sẽ càng mở rộng và mômen quá tải sẽ lớn hơn, giúp nâng cao hiệu suất hoạt động của hệ thống.

Có rất nhiều phương pháp để điều chỉnh tốc độ động cơ như:

- Điều chỉnh điện áp nguồn

- Điều chỉnh cấu trúc sơ đồ Ở đây chúng tôi chỉ đề cập đến các phương pháp điều khiển tốc độ động cơ một chiều b Cấu tạo

Động cơ điện được cấu tạo bởi ba phần chính: stator, rotor và hệ thống chổi than - vành góp Stator bao gồm vỏ máy, cực từ chính, cực từ phụ và dây quấn phần cảm, trong đó dây quấn kích thích được đặt trong các rãnh của lõi sắt Số lượng cực từ chính và phụ sẽ phụ thuộc vào tốc độ quay của động cơ Đối với các động cơ có công suất nhỏ, việc kích từ có thể thực hiện bằng nam châm vĩnh cửu.

Rotor, hay còn gọi là phần ứng, được cấu tạo từ các lá thép kỹ thuật điện ghép lại với nhau, có rãnh để lắp đặt dây quấn phần ứng Điện áp một chiều được truyền vào phần ứng thông qua hệ thống chổi than và vành góp Giá đỡ chổi than được thiết kế để điều chỉnh áp lực tiếp xúc và tự động duy trì áp lực phù hợp với độ mòn của chổi than.

Chổi than-vành góp có chức năng cung cấp điện áp một chiều cho cuộn dây phần ứng và đảo chiều dòng điện trong cuộn dây này Số lượng chổi than tương ứng với số lượng cực từ, với một nửa mang cực tính dương và nửa còn lại mang cực tính âm Nguyên lý hoạt động của động cơ điện một chiều dựa trên sự chuyển đổi này.

Khi áp dụng một điện áp kích từ Uk lên dây quấn kích từ, dòng kích từ ik sẽ xuất hiện trong dây quấn Điều này dẫn đến việc mạch từ của máy tạo ra từ thông ỉ.

Tiếp đó đặt một giá trị điện áp U lên mạch phần ứng thì trong dây quấn phần ứng sẽ có một dòng điện i chạy qua

Sự tương tác giữa dòng điện phần ứng và từ thông kích thích tạo ra mô men điện từ, mô men này khiến phần ứng quay quanh trục.

Giá trị của mômen điện từ được tính như sau:

- p: số đôi cực của động cơ

- n: số thanh dẫn phần ứng dưới một cực từ

- a: số mạch nhánh song song của dây quấn phần ứng

- k: hệ số kết cấu của máy d Phương pháp điều khiển động cơ một chiều không có đảo chiều

Khi điều khiển động cơ công suất nhỏ và điện áp phần ứng thấp, sơ đồ điều khiển bằng Transistor trở thành lựa chọn phổ biến Điều này là do việc điều khiển Transistor dễ dàng và tiện lợi, với mạch điều khiển đơn giản và độ tin cậy cao, đặc biệt khi áp dụng phương pháp điều khiển xung.

Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển tốc độ động cơ một chiều không đảo chiều quay sử dụng Transistor Phương pháp điều khiển động cơ có khả năng đảo chiều quay cũng được đề cập, mang lại tính linh hoạt trong ứng dụng.

Khi hoạt động ở chế độ quay thuận, xung điều khiển U dk1 được đưa vào cực bazơ của transistor T1 và T4, làm cho cả hai transistor này đều mở Kết quả là dòng điện sẽ đi từ nguồn dương qua T1, đến phần ứng của động cơ, rồi qua T4 về nguồn âm, khiến động cơ quay theo chiều thuận.

Sơ đồ cấu tạo sử dụng bốn Transistor để điều khiển đảo chiều quay của động cơ Khi cần quay ngược, cả bốn Transistor đều ở trạng thái khoá Để động cơ quay ngược, tín hiệu điều khiển U dk2 được đưa vào cực bazơ của Transistor T2 và T3, làm cho cả hai Transistor này mở Dòng điện sau đó đi từ nguồn dương qua T2 đến phần ứng của động cơ và quay trở lại qua T3 về nguồn âm, giúp động cơ quay theo chiều ngược lại.

Hình 2.24 Sơ đồ nguyên lý mạch đảo chiều động cơ dùng Transistor và khuyếch đại thuật toán

Hình 2.24 mô tả mạch điều khiển tốc độ động cơ một chiều có đảo chiều quay dùng khuếch đại thuật toán và đèn bán dẫn công suất

Mạch gồm 2 tầng khuếch đại:

- Tầng 1 là tầng khuếch đại điện áp đầu vào sử dụng bộ khuếch đại thuật toán

Tầng 2 của mạch khuếch đại công suất sử dụng bốn transistor T1, T2, T3, T4 theo cấu hình Darlington, với điện áp cung cấp là ±12V Mạch phản hồi âm được lấy từ đầu ra cuối cùng của khuếch đại thuật toán, trong khi D1 và D2 là hai điốt có chức năng ổn định điện áp cho khuếch đại Tụ điện C1 và C2 kết hợp với điện trở R10 giúp lọc các thành phần xoay chiều do động cơ phát sinh khi thay đổi chiều quay.

- Rf là điện trở mạch phản hồi

Khi U dk có cực tính dương, chân 6 của bộ khuếch đại thuật toán nhận điện áp âm vào bazơ của T1 (npn) và T2 (pnp), dẫn đến T1 bị khoá và T2 dẫn Khi T2 dẫn, nguồn âm (-12V) qua R5 và T2 sẽ được truyền vào bazơ của T3 (npn) và T4 (pnp), khiến T3 bị khoá và T4 dẫn Sự dẫn của T2 và T4 tạo ra dòng điện từ 0 qua động cơ, qua T4 và trở về âm nguồn (-12V), làm cho động cơ quay theo một chiều nhất định Đây là sơ đồ mạch phản hồi âm điện áp.

Nguyên tắc giữ ổn định tốc độ như sau: giả sử tốc độ động cơ giảm dòng điện I d tăng làm điện áp tại đầu ra là U

R giảm Thông qua điện trở phản hồi R f điện thế ở đầu vào chân 2 của khuếch đại thuật toán tăng lên vì U

2 tăng Khi điện áp ở đầu vào 2 của khuếch đại thuật toán tăng thì điện áp ở đầu ra 6 cũng tăng theo làm cho U

R tăng làm cho tốc độ động cơ tăng lên

Khi U dk có cực tính âm, điện áp dương được đưa vào bazơ của T1 và T2, làm cho T1 và T3 dẫn điện, trong khi T2 và T4 bị khoá Kết quả là dòng điện sẽ đi từ nguồn dương (+12V) qua T3, qua động cơ và trở về 0, khiến động cơ quay theo chiều ngược lại Quá trình này tự động giữ ổn định tốc độ động cơ như đã mô tả trước đó.

2.4.2 Phương pháp điều khiển từ xa bằng sóng RF

Hình 2.25: Bộ thu sóng RF

Hình 2.25: Vị trí các chân của bộ thu 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 lên 1 và trở về 0 khi không còn tín hiệu.

Khi chưa có tín hiệu các chân đầu ra ở mức 0, Khi có tín hiệu các chân lên 1

- Nguồn sử dụng tốt nhất cho RF: Nguồn biến áp, nguồn Acqui, Nguồn Pin, không nên sử dụng nguồn xung gây nhiễu cho thiết bị

+ T4 ( PT2272-T4) (Latch): Dữ liệu được truyền đến và chốt lại

VD: Dữ liệu lần đầu đưa D0 lên 1 và được giữ ở trạng thái 1 Trở về 0 khi dữ liệu được đưa vào lần hai

+ M4 ( PT2272-M4) ( Momentary): Dữ liệu được truyền đến và trở về trạng thái ban đầu khi không còn tín hiệu

+ L4 ( PT2274-L4) ( Latch): Cũng giống như T4, chỉ khác khi trở về 0

2.5 Lý thuyết lập trình vi điều khiển PIC 16F876A

2.5.1.1 Vì sao ta sử dụng CCS ?

Lý thuyết lập trình vi điều khiển PIC 16F876A

2.5.1.1 Vì sao ta sử dụng CCS ?

Sự phát triển của vi điều khiển đã dẫn đến nhu cầu lập trình ứng dụng, bắt đầu từ việc sử dụng dãy số 0 và 1 Khi kiến trúc vi điều khiển trở nên phức tạp hơn, việc lập trình bằng cách này không còn hiệu quả, đòi hỏi sự ra đời của ngôn ngữ lập trình mới, trong đó có Assembly Sau này, ngôn ngữ C xuất hiện, mang lại giải pháp lập trình ngắn gọn và dễ hiểu hơn cho vi điều khiển, từ đó nhiều công cụ biên dịch C như Keil C, HT-PIC, MikroC và CCS đã ra đời CCS được biết đến như một công cụ lập trình C mạnh mẽ cho vi điều khiển PIC.

CCS là trình biên dịch ngôn ngữ C dành cho vi điều khiển PIC của Microchip, tích hợp ba trình biên dịch riêng biệt cho ba dòng PIC khác nhau.

- PCB cho dòng PIC 12-bit opcodes

- PCM cho dòng PIC 14-bit opcodes

- PCH cho dòng PIC 16 và 18-bit

CCS là một chương trình tích hợp bao gồm trình soạn thảo và biên dịch, với phiên bản mới nhất là PCWH Compiler Ver 3.227 Giống như nhiều trình biên dịch C khác cho vi điều khiển PIC, CCS giúp người dùng nhanh chóng làm quen và sử dụng PIC trong các dự án Việc lập trình điều khiển được thực hiện hiệu quả nhờ vào ngôn ngữ lập trình cấp cao – Ngôn ngữ C Tài liệu hướng dẫn sử dụng phong phú, trong đó bản Help đi kèm phần mềm (tiếng Anh) cung cấp thông tin chi tiết về hằng, biến, chỉ thị tiền xử lý, cấu trúc câu lệnh và các hàm có sẵn cho người dùng.

Yêu cầu về phần cứng tối thiểu cần có để thực hành:

- Thạch anh 20MHz, tụ 22pF, 10uF, trở 10K, 4K7, 330Ω, nút bấm

- 10 LED đơn xanh hay đỏ, 4 LED 7 thanh (loại 4 LED liền một đế)

- MAX232 để giao tiếp máy tính

- Động cơ bước, động cơ một chiều

Mô tả nội dung chương trình

#include 16f877a.h : Đi kèm chương trình dịch, chứa khai báo về các thanh ghi trong mỗi con PIC, dùng cho việc cấu hình cho PIC

Tệp def_877a.h là một tài liệu do lập trình viên tạo ra, chứa các khai báo về các thanh ghi trong PIC, giúp đơn giản hóa quá trình lập trình Ví dụ, người dùng có thể gán giá trị cho PORTB là 0xAA Chi tiết về tệp này sẽ được trình bày trong phần dưới đây.

#device * ADC = 10: Khai báo dùng con trỏ 8 hay 16 bit, bộ ADC là 8 hay 10 bit

#FUSES NOWDT, HS: Khai báo về cấu hình cho PIC

#use delay(clock 000000): Tần số thạch anh sử dụng

#use rs232 (baud00,…): Khai báo cho giao tiếp nối tiếp RS232

#use i2c(master, SDA=PIN_C4,…): Khai báo dùng I2C, chế độ hoạt động #include :Khai báo các files thư viện được sử dụng ví dụ

#INT_xxx : Khai báo địa chỉ chương trình phục vụ ngắt

Void tên_chương_trình (tên_biến) {}: Chương trình chính hay chương trình con

Chương trình mẫu cho PIC16F877A

#FUSES NOWDT, HS, NOPUT, NOPROTECT, NODEBUG, NOBROWNOUT, NOLVP

#use rs232(baud00,parity=N,xmit=PIN_B5,rcv=PIN_B2,bits=9)

#use i2c(Master,Fast,sda=PIN_B1,scl=PIN_B4)

#int_xxx // Khai bao chuong trinh ngat xxx_isr() {

} void Ten_chuong_trinh_con(Ten_Bien) {

THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN KHÓA CỬA TỪ XA TRÊN Ô TÔ

Thiết kế hệ thống điều khiển khóa cửa từ xa trên ôtô

3.1.1 Điều khiển motor đóng và mở cửa tài xế

3.1.1.1 Điều khiển đảo chiều động cơ điện

- Dùng bộ điều khiển từ xa điều khiển motor quay trái-phải để đóng và mở cửa tài xế

- Khi motor quay ngược kim đồng hồ thì điều khiển khóa cửa bên tài xế mở ra

- Khi motor quay cùng kim đồng hồ thì điều khiển khóa cửa bên tài xế đóng lại

Hình 3.1: Motor điều khiển đóng và mở cửa bên tài xế

3.1.1.1 Điều khiển mở tất cả các cửa trên xe

Hình 3.2: Sơ đồ mạch điện trễ 5s

Khi dòng điện chạy qua R1 và R2, nó sẽ nạp vào tụ điện Khi điện áp của tụ điện vượt quá điện áp ngưỡng của diode Zener, dòng điện sẽ chạy qua Zener, kích hoạt transistor C1815 dẫn điện.

Thời gian để nạp điện cho tụ điện lớn hơn điện áp ngưỡng của diode Zener phụ thuộc vào giá trị của tụ điện (C) và cách bố trí cầu phân áp Để điều chỉnh thời gian trễ, bạn có thể thay đổi tụ điện, cầu phân áp hoặc diode Zener Một ứng dụng cụ thể là điều khiển mở cửa từ xa: chỉ cần giữ nút trong 5 giây, tất cả 3 cánh cửa sẽ đồng loạt mở ra.

Hình 3.3: Các khóa cửa trên ô tô

Mô hình được trang bị bóng đèn để tín hiệu hóa việc mở cánh cửa Khi khóa cửa mở, thời gian tự động đóng lại được thiết kế theo ý muốn, và trong thí nghiệm này, thời gian được chọn là 10 giây Sau 10 giây hoạt động, các khóa cửa sẽ tự động đóng lại.

3.1.2 Điều khiển đóng mở các cửa trên xe

Dùng remote điều khiển đóng mở các cửa trên xe

Hình 3.4: Điều khiển đóng và mở cửa bên cạnh tài xế và các cửa phía sau.

Hệ thống điều khiển bảo vệ khóa cửa từ xa trên ôtô

Hộp điều khiển và công tắc điều khiển từ xa

Hình 3.4: Công tắc điều khiển từ xa

Hình 3.5: Hộp điều khiển từ xa và mạch điều khiển đảo chiều động cơ điện

Khi cửa bị phá mà động cơ không hoạt động, nguyên nhân có thể là do hệ thống khóa cửa kết hợp với điều khiển động cơ mất lửa Để động cơ hoạt động bình thường, cần phải điều khiển công tắc khóa cửa để đảm bảo động cơ có lửa.

Hình 3.6: ECU điều khiển hệ thống lửa.