(Đồ án tốt nghiệp) nghiên cứu, thiết kế thiết bị giả lập tín hiệu kiểm tra hệ thống điều khiển động cơ ô tô

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ THIẾT BỊ GIẢ LẬP TÍN HIỆU KIỂM TRA HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ Ô TÔ Người hướng dẫn: Sinh viên thực hiện: ThS Đỗ Phú Ngưu Trần Quang Tuyến Nguyễn Bảo Long Nguyễn Thái Bảo Khang 1811504210149 1811504210427 1811504210312 Đà Nẵng, /2022 18DL1 18DL4 18DL3 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH: CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ THIẾT BỊ GIẢ LẬP TÍN HIỆU KIỂM TRA HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ Ô TÔ Người hướng dẫn: Sinh viên thực hiện: ThS Đỗ Phú Ngưu Trần Quang Tuyến Nguyễn Bảo Long Nguyễn Thái Bảo Khang 1811504210149 1811504210427 1811504210312 Đà Nẵng, 6/2022 18DL1 18DL4 18DL3 NHẬN XÉT CỦA NGƯỜI HƯỚNG DẪN ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… NHẬN XÉT CỦA DOANH NGHIỆP ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… NHẬN XÉT CỦA NGƯỜI PHẢN BIỆN ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… TÓM TẮT Tên đề tài: Nghiên cứu, thiết kế thiết bị giả lập tín hiệu kiểm tra hệ thống điều khiển động tơ Nhóm sinh viên thực hiện: Trần Quang Tuyến Nguyễn Bảo Long Nguyễn Thái Bảo Khang Mã sinh viên: 1811504210149 1811504210427 1811504210312 Lớp: 18DL1 18DL4 18DL3 Lớp học phần: Đồ án tốt nghiệp động lực (221DTNDL04) Bài báo cáo trình bày trình thực kết Nghiên cứu, thiết kế thiết bị giả lập tín hiệu kiểm tra hệ thống điều khiển động ô tô Kết cấu số hệ thống thiết bị nguyên nhóm thiết kế dùng Ardiuno Mega 2560 xuất tín hiệu chân analog, digital trùng hợp với tín hiệu ECU đưa giúp ECU hiểu đọc Từ thơng qua biến trở điều chỉnh tăng giảm tín hiệu để giả lập hoạt động cho loại hệ thống điều khiển động ô tô Kết đưa cho thấy sử dụng thiết bị giả lập tín hiệu kiểm tra hệ thống điều khiển động ô tô cho thấy có nhiều ưu điểm như: Có thể nhận biết tình trạng hỏng cảm biến cách nhanh chóng đưa hướng sửa chữa nhanh, tốn thời gian Kết dự kiến đạt thiết bị giả lập tín hiệu kiểm tra hệ thống điều khiển động tơ Tín hiệu thiết bị tạo tương ứng với tín hiệu từ cảm biến ô tô cấp đến ECU, qua giúp ECU xử lí đưa tín hiệu điều khiển đến chấp hành phun xăng hay đánh lửa… qua thiết bị giả lập chúng em đưa kết luận tình trạng hoạt động tốt hay hư hỏng cảm biến ECU i TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc KHOA CƠ KHÍ NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Giảng viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện: ThS Đỗ Phú Ngưu Nguyễn Thái Bảo Khang 1811504210312 Nguyễn Bảo Long 1811504210427 Trần Quang Tuyến 1811504210149 Tên đề tài: “Nghiên cứu, thiết kế thiết bị giả lập tín hiệu kiểm tra hệ thống điều khiển động ô tô” Các thông số, tài liệu ban đầu Nội dung đồ án: - Tìm hiểu hệ thống điều khiển điện tử động ô tô - Nghiên cứu sở lý thuyết - Thiết kế, chế tạo thiết bị giả lập tín hiệu - Kiểm tra, chạy thử nghiệm - Đánh giá kết thực Các sản phẩm dự kiến: Một thiết bị giả lập xác tín hiệu cảm biến động ô tô, báo cáo đồ án tốt nghiệp Ngày nhận đồ án: 14/2/2022 Ngày nộp đồ án: 21/6/2022 Kết dự kiến đạt - 01 thiết bị giả lập tín hiệu kiểm tra hệ thống điều khiển động ô tô - 01 Báo cáo đồ án tốt nghiệp khoản 80 trang, 01 đĩa CD ghi chép báo cáo, đề cương Trưởng môn Đà Nẵng, ngày 21 tháng năm 2022 Người hướng dẫn Đỗ Phú Ngưu ii LỜI NĨI ĐẦU Đánh dấu lịch sử hình thành phát triển ngành ô tô [1] Năm 1889 đánh dấu bước ngoặt lịch sử ngành ô tô xe Gottlied Daimler Wilhelm Maybach phát minh sản xuất Đức Chiếc xe trang bị động xăng 1,5 sức ngựa, hai xi lanh hộp số tốc độ, tốc độ tối đa 10 dặm Cùng năm Karl Benz (người Đức) phát minh động chạy xăng Ơ tơ với động xăng sản xuất với số lượng Châu Âu Châu Mỹ Tuy đất nước phát minh ô tô Mỹ lại miền đất cho phát triển mạnh mẽ ngành công nghiệp ô tô mà năm cuối kỷ 19 đầu kỷ 20 có đến 30 hãng sản xuất ô tô đất nước này, với nhiều thương hiệu tiếng như: Ford, Chevrolet, Chresler, Cadillac, Dogde, … Cùng với châu Âu châu Mỹ, châu Á có đất nước lên Nhật Bản Chiếc xe Nhật Bản có tên Takakuri, Uchiyama Komanosuke, kỹ sư tô xứ sở mặt trời mọc sản xuất vào năm 1907 Tuy nhiên, số lượng ít, giá thành cao khiến xe Nhật cạnh tranh với xe nhập từ Mỹ Từ năm 1952, phát triển bắt đầu trở lại Nhật Bản vươn lên mạnh mẽ với hãng xe hàng đầu giới như: Toyota, Honda, Nissan xuất Sở dĩ xe Nhật ưa chuộng rộng khắp nhỏ gọn, tốn nhiên liệu, giá hợp lý đặc biệt bền bỉ, trục trặc Năm 2010, Châu Á nơi sản xuất nhiều ô tô giới với lên Hàn Quốc, Trung Quốc, Đài Loan Và xu hướng thời điểm này, vấn đề tiết kiệm, chất lượng tốt người tiêu dùng hướng tới yếu tố thiết kế ấn tượng tính tiện dụng cao Vì cạnh tranh mức giá dần ý nghĩa, thay vào thỏa mãn gợi mở nhu cầu khách hàng Ngành cơng nghiệp tơ có bước tiến đáng kể chuẩn bị điều kiện để hội nhập kinh tế quốc tế Năm 2017 Việt Nam, nhà máy sản xuất ô tô VinFast đời nhằm cung cấp đến với người dùng xế cưng bắt mắt, khơng phần chất lượng, an tồn tiện nghi Từ đó, cho thấy ngành cơng nghệ ô tô nước ta ngày phát triển vượt bậc Ngành công nghệ ô tô nước nhà đóng góp phần khơng nhỏ vào nguồn thu nhập GDP đất nước Để đáp ứng nhu cầu phát triển ngành cơng nghệ tơ, địi hỏi trình độ chuyên môn đội ngũ cán bộ, công nhân ngày cao Từ đưa ngành cơng nghệ chế tạo sửa chữa ô tô Việt Nam ngang bằng, sánh vai với giới Đó điều mong mỏi tất iii Nhận thức phát triển ngành ô tô Là sinh viên trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật – Đại học Đà Nẵng, nhận thức tầm quan trọng việc học song song với nghề nghiệp sau Cùng với giúp đỡ quý thầy cô bạn bè thời gian theo học năm vừa qua, nhóm sinh viên chúng em hiểu sâu sắc mạnh ngành ô tô theo học Trên sở, khung chương trình đào tạo nhà trường mở môn học “ đồ án tốt nghiệp động lực ” dành riêng cho sinh viên cơng nghệ kỹ thuật tơ Ngồi kiến thức tảng học trường, cộng với thời gian thực tập tốt nghiệp tháng vừa qua doanh nghiệp, nhóm chúng em thực hành trực tiếp với máy móc cơng nghệ đại ô tô Dựa tảng kiến thức học trực tiếp tham gia vào hoạt động sửa chữa Ngồi ra, nhóm chúng em cịn có tìm hiểu thêm hàng loạt công nghệ ô tô như: Hệ thống phanh chống bó cứng ABS, hệ thống điều khiển bướm ga điện tử ETCS-i, hệ thống hỗ trợ người lái ngủ gật, … Dựa vào lợi ngành theo học, nhóm chúng em nhận cách thức điều khiển vận hành xe đảm bảo tiêu chí cần đủ để đảm bảo an tồn khơng đơn giản Nhóm sinh viên chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật – Đại học Đà Nẵng đưa môn học “ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỘNG LỰC” vào khung chương trình giảng dạy Cảm ơn nhà trường tạo điều kiện sở vật chất môi trường học động để sinh viên theo học Đây chắn lần trải nghiệm nghiên cứu, thiết kế chế tạo mơ hình áp dụng vào đời sống thực tế Đồng thời, kiến thức quý báu, hành trang để nhóm sinh viên chúng em vững bước nghề nghiệp sau Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến giảng viên hướng dẫn – ThS Đỗ Phú Ngưu hướng dẫn nhóm sinh viên chúng em thực đồ án tốt nghiệp Nhờ thầy truyền đạt kiến thức kinh nghiệm nghiên cứu, chế tạo, tận tình hướng dẫn, hết lịng giúp đỡ giải đáp thắc mắc, vạch phương hướng cho chúng em hoàn thành đồ án tốt nghiệp thời hạn quy định nhà trường Do thời gian trình độ có hạn chế nên khơng thể tránh khỏi sai sót q trình thiết kế mong thầy, mơn góp ý bảo thêm Nhân cho chúng em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo khoa khí tận tình dẫn q trình học tập trường Nhóm chúng em xin trân trọng cảm ơn! iv LỜI CAM ĐOAN Nhóm sinh viên thực “ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC” xin cam đoan: Đề tài “NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ THIẾT BỊ GIẢ LẬP TÍN HIỆU KIỂM TRA HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ Ô TÔ”, dựa cố gắng, nỗ lực nhóm, giúp đỡ từ phía nhà trường hướng dẫn nhiệt tình thầy ThS Đỗ Phú Ngưu Mọi thơng số kỹ thuật, số liệu phân tích, viết báo cáo, xây dựng thiết bị nhóm sinh viên chúng em tự tìm hiểu, phân tích kỹ cách khách quan, uy tín, trung thực, có nguồn gốc rõ ràng Nhóm chúng em xin chịu hồn tồn trách nhiệm có khơng trung thực trình nghiên cứu đề tài Đà Nẵng, ngày 21 tháng năm 2022 Nhóm sinh viên thực (Chữ ký, họ tên sinh viên) Nguyễn Bảo Long Trần Quang Tuyến Nguyễn Thái Bảo Khang v Nghiên cứu, thiết kế thiết bị giả lập tín hiệu kiểm tra hệ thống điều khiển động ô tô 3.3.5 Tiến hành lắp ráp linh kiện Hình 3.16 Quá trình lắp linh kiện lên hệ thống Hình 3.17 Mặt hệ thống lắp ráp linh kiện Sinh viên thực hiện: Trần Quang Tuyến Nguyễn Bảo Long Nguyễn Thái Bảo Khang GVHD: ThS Đỗ Phú Ngưu 69 Nghiên cứu, thiết kế thiết bị giả lập tín hiệu kiểm tra hệ thống điều khiển động tơ Hình 3.18 Mặt hệ thống lắp ráp linh kiện Hình 3.19 Tiến hành nạp code cho hệ thống Sinh viên thực hiện: Trần Quang Tuyến Nguyễn Bảo Long Nguyễn Thái Bảo Khang GVHD: ThS Đỗ Phú Ngưu 70 Nghiên cứu, thiết kế thiết bị giả lập tín hiệu kiểm tra hệ thống điều khiển động ô tô Hình 3.20 Hình ảnh vẽ thiết kế vỏ đựng Hình 3.21 Ảnh 3D mơ hệ thống giả lập Sinh viên thực hiện: Trần Quang Tuyến Nguyễn Bảo Long Nguyễn Thái Bảo Khang GVHD: ThS Đỗ Phú Ngưu 71 Nghiên cứu, thiết kế thiết bị giả lập tín hiệu kiểm tra hệ thống điều khiển động ô tô Code hệ thống: /////khai báo thư viện lcd///// #include LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 20, 4); int bien_tro[12] = {A0, A1, A2, A3, A4, A5, A6, A7, A8, A9, A10, A11}; // khai báo chân biến trở int output[12] = {2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13}; // khai báo chân xuất xung 23,25 float duoi[12] = {0.98, 0.0, 0.0, 1.2, 0.3, 0.3, 0.9, 0.3, 0.0, 0.8, 1.5, 0.0}; // ngưỡng float tren[12] = {4.3, 5.0, 5.0, 4.5, 4.7, 4.3, 3.85, 4.9, 2.0, 3.5, 4.9, 2.5}; // ngưỡng float gia_tri[12] = {0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0}; // khai báo biến chứa giá trị đọc đc char ten[][5] = {"MAF ", "MAP ", "THW ", "THA ", "VTA1", "VTA2", "SPD", "VPA1", "VPA2", "KNK ", "OXY ", "CBXX"}; // khai báo tên // khai báo chân nút nhấn int nut_chuyen1 = 29; int nut_chuyen2 = 31; int nut_chuyen3 = 35; int nut_chuyen4 = 33; // khai báo biến trạng thái nút nhấn bool status_nut_chuyen1 = false; bool status_nut_chuyen2 = false; bool status_nut_chuyen3 = false; bool status_nut_chuyen4 = false; ///////////khai báo biến///// int chuyen = 0; int xung_3_s = 0; int xung_34_s = 0; void setup() { Serial.begin(115200); Sinh viên thực hiện: Trần Quang Tuyến Nguyễn Bảo Long Nguyễn Thái Bảo Khang GVHD: ThS Đỗ Phú Ngưu 72 Nghiên cứu, thiết kế thiết bị giả lập tín hiệu kiểm tra hệ thống điều khiển động ô tô /////khởi tạo lcd///// lcd.init(); lcd.clear(); lcd.backlight(); /////khởi tạo đầu vào///// pinMode(nut_chuyen1, INPUT_PULLUP); pinMode(nut_chuyen2, INPUT_PULLUP); pinMode(nut_chuyen3, INPUT_PULLUP); pinMode(nut_chuyen4, INPUT_PULLUP); /////khởi tạo đầu ra///// for (int x = 0; x < 12; x++) { pinMode(output[x], OUTPUT); } pinMode(23, OUTPUT); //khởi tạo đầu chân xung 3x/s///// pinMode(25, OUTPUT); //khởi tạo đầu chân xung 34x/s///// digitalWrite(23, HIGH); //bật chân xung 3x/s///// digitalWrite(25, HIGH); //bật chân xung 34x/s///// //////////khởi tạo ngắt time , timer1 có 16bit , 2^16 = 65536/////////////// TCCR1A = 0; TCCR1B = 0; TIMSK1 = 0; TCCR1B |= (1