Hệ thống gạt mưa tự động

KHAI THÁC HỆ THỐNG GẠT MƯA, RỬA KÍNH TRÊN Ô TÔ THIẾT KẾ MÔ HÌNH HỆ THỐNG GẠT MƯA TỰ ĐỘNG Ngành KỸ THUẬT CƠ KHÍ Chuyên ngành CƠ KHÍ Ô TÔ. tRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP.HCM Dành cho các bạn đang chuẩn bị luận văn để tốt nghiệp

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THƠNG VẬN TẢI HỒ CHÍ MINH VIỆN CƠ KHÍ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KHAI THÁC HỆ THỐNG GẠT MƯA, RỬA KÍNH TRÊN Ơ TƠ THIẾT KẾ MƠ HÌNH HỆ THỐNG GẠT MƯA TỰ ĐỘNG Ngành :KỸ THUẬT CƠ KHÍ Chun ngành: CƠ KHÍ Ơ TƠ Giảng viên hướng dẫn: TS NGUYỄN THÀNH SA Sinh viên thực : HUỲNH HOÀNG DUY MSSV: 1851080048 : Lớp: CO18A TP.Hồ Chí Minh, 12/2022 Mục Lục MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.1 Tổng quan hệ thống gạt mưa ô tô 1.1.1 Nhiệm vụ 1.1.2 Phân loại 1.1.3 Yêu cầu 1.2 Cấu tạo hệ thống gạt nước 1.2.1 Cấu tạo chung 1.2.2 Cần gạt nước/ gạt nước 1.2.3 Công tắc gạt nước Rơ-lay điều khiển gạt nước gián đoạn 1.2.4 Motor gạt nước 1.3 Nguyên lý hoạt động 1.4 Phương pháp chẩn đoán 10 1.4.1 Kiểm tra hệ thống vận hành chế độ gián đoạn: 10 1.4.2 Kiểm tra motor phun nước 10 1.4.3 Kiểm tra lỗ phun nước lượng nước phun tân 10 1.4.4 Kiếm tra nguồn điện có đủ cho motor bơm nước hoạt động 10 1.4.5 Xác định chân công tắc gạt nước 11 1.4.6 Xác định chân motor gạt nước 11 1.5 Một số nguyên nhân hư hỏng cách khắc phục 11 CHƯƠNG 2: ĐÔI NÉT VỀ MẠCH ADRUINO 15 2.1 Tổng quan board Adruino 15 2.1.1 Khái niệm lịch sử đời cả Adruino 15 2.1.2 Các ứng dụng bật bo mạch Arduino 16 2.1.3 Khả bo mạch Arduino 18 2.1.4 Mơi trường lập trình bo mạch Arduino 20 2.1.5 Các loại bo mạch Arduino 20 2.1.6 Các dịng Arduino thơng dụng module hỗ trợ 20 2.2 Phần mềm Arduino IDE 22 2.2.1 Giao diện Arduino IDE 22 2.2.2 Cấu trúc hàm bản phần mềm 28 2.2.3 Các hàm vào số (Digital I/O) 30 2.2.4 Các hàm vào tương tự(Analog I/O) 32 CHƯƠNG 3: 34 PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG GẠT NƯỚC TỰ ĐỘNG 34 3.1 Đặt vấn đề 34 3.1.1 Đối tượng nghiên cứu 34 3.1.2 Tình hình nghiên cứu nước nước 34 3.1.3 Những vấn đề tồn lại 35 3.2 Ý tưởng thiết kế 36 3.3 Yêu cầu thiết kế 36 3.4 Giải pháp thiết kế 37 3.4.1 Mục tiêu 37 3.4.2 Giải pháp nghiên cứu, thiết kế 37 3.5 Phân tích lựa chọn linh kiện sử dụng 37 3.5.1 Lựa chọn linh kiện 37 3.5.2 Các linh kiện sử dụng mạch 43 CHƯƠNG 4: 53 XÂY DỰNG HỆ THỐNG GẠT MƯA TỰ ĐỘNG 53 4.1 Xây dựng sơ đồ khối hệ thống gạt mưa tự động 53 4.2 Nguyên lý hoạt động mạch 54 4.3 Nguyên lý hoạt động chung hệ thống gạt mưa tự động 54 4.4 Kết nối khối chức hệ thống 55 4.4.1 Kết nối cảm biến mưa với Arduino 55 4.4.2 Kết nối Module Relay 5V với Arduino motor gạt mưa 56 4.4.3 Kết nối công tắc gạt mưa với motor gạt mưa 57 4.5 Xây dựng lưu đồ thuật toán cho hệ thống gạt mưa tự động 58 4.6 Kết quả đạt 59 4.6.1 Kết quả đạt mặt lý thuyết 59 4.6.2 Kết quả đạt thức nghiệm 59 4.6.3 Đánh giá thực nghiệm 59 4.7 Ứng dụng hệ thống gạt mưa tự động ô tô 60 4.8 Hướng phát triển đề tài 61 Luận Văn Tốt Nghiệp Huỳnh Hoàng Duy MỞ ĐẦU 1.1.Giới thiệu đề tài Ngành ô tô giới nói chung Việt Nam nói riêng phát triển mạnh mẽ với việc ứng dụng ngày nhiều thành tựu công nghệ thông tin vào sản xuất lắp đặt linh kiện ô tô Hiện vấn đề trang bị tơ tiêu chí để đánh giá xe cao cấp Hệ thống gạt mưa – rửa kính tô phận thiếu xe vận hành đường, nhằm đảm bảo tính an tồn cho người phương tiện tham gia giao thông Xuất phát từ tình hình thực tế giới, điều khiển gạt nước tự động nghiên cứu phát triển thành cơng nước ngồi, trang bị số hãng xe lớn BMW, Mercedes… Tuy nhiên vào tình hình nước đa số người dân có thu nhập trung bình nên phần lớn người dân chưa có hội sở hữu cho xe cao cấp trang bị hệ thống gạt nước rửa kính tự động mà hệ thống gạt nước mưa đa số làm việc nguyên tắc chuyển đổi tay Điều đôi lúc gây bất lợi cho người lái xe, ln thời gian bật cơng tắc gạt nước lái xe điều kiện thời tiết xấu (mưa, bão…), điều gây tập trung ảnh hưởng đến việc lái xe an toàn Mặt khác để mở rộng tầm hiểu biết, vận dụng học vào thực tế để thuận tiện cho người lái xe em có ý tưởng xây dựng hệ thống gạt nước tự động thay phải điều chỉnh tay xe chưa trang bị chức tự động Hệ thống tự động chuyển sang ON phát có mưa dừng lại trời hết mưa Khi cải tiến công nghệ thực để tăng an toàn tiện lợi phương tiện giao thơng đại thật cho thấy lái xe ơtơ ngày có nhiều tập trung trước Sự phổ biến điện thoại di động, máy nghe nhạc MP3 hệ thống định vị điều khiển dẫn đến vô số sai sót nguy hiểm tiềm ẩn đơi tay người lái xe Chính vậy, em chọn đề tài ”Khai thác hệ thống gạt mưa, rửa kính tơ Thiết kế mơ hình hệ thống gạt mưa tự động” đề tài cho Luận văn tốt nghiệp em Trong em tìm hiểu lịch sử, cấu tạo kết cấu, nguyên lý hoạt động, sơ đồ mạch điện hệ thống cảm biến gạt nước tự động Qua giúp em hiểu rõ để tính tốn thiết kế thiết hành thi cơng mơ hình Luận Văn Tốt Nghiệp Huỳnh Hoàng Duy 1.2.Mục tiêu đề tài Mục tiêu thực đề tài nhằm hiểu tổng quát công việc để khai thác tiến hành hiệu hệ thống cảm biến gạt mưa tự động Từ đó, rút kết luận ưu nhược điểm để phát triển cho hệ thống thêm tính tương lai 1.3 Nội dung đề tài Nội dung đề tài thực nhiệm vụ gồm: - Tìm hiểu thành phần cấu tạo hệ thống gạt mưa; - Tính tốn, thiết kế thực mơ hình; - Đưa kết luận tổng thể hệ thống; - Viết báo cáo hoàn thành luận văn; 1.4 Tổ chức luận văn - Để đề tài hoàn thành em kết hợp nhiều phương pháp nghiên cứu Trong đó, chúng em sử dụng phương pháp tham khảo tài liệu thu thập thông tin từ nhiều nguồn khác sau tổng hợp lại tìm ý tưởng để hình thành đề cương đề tài - Ngoài ra, chúng em kết hợp với phương pháp thực nghiệm để sử dụng đề cương có sẵn để thiết kế, mơ mạch điện, thiết kế, thực nghiệm mơ hình Luận Văn Tốt Nghiệp Huỳnh Hoàng Duy CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.1 Tổng quan hệ thống gạt mưa ô tô Gạt nước phận nhỏ lại quan trọng xe Nó có nhiệm vụ loại bỏ nước bụi bẩn khỏi kính chắn gió, giúp người lái có tầm nhìn tốt điều khiển xe Ngày nay, gạt nước xem tiêu chuẩn không trên tất xe mà trang bị cho xe lửa, tàu biển máy bay Một hệ thống cần gạt nước mưa cảm biến tự động, phát mưa kính chắn gió để bật cần gạt nước ô tô cách phù hợp Khi hệ thống làm việc giảm thiểu thời gian người lái xe phải rời tay khỏi tay lái Hệ thống phát giọt mưa kính chắn gió, tự động bật điều chỉnh hệ thống gạt nước tương ứng với mức độ mưa 1.1.1 Nhiệm vụ Hệ thống gạt nước ô tô hệ thống đảm bảo cho người lái nhìn rõ ràng cách gạt nước mưa kính trước kính sau trời mưa Hệ thống làm bụi bẩn kính chắn gió phía trước nhờ thiết bị rửa kính Vì thiết bị cần thiết cho an toàn xe tham gia giao thông 1.1.2 Phân loại - Motor gạt mưa truyền động từ động ô tô - Motor gạt mưa chạy khí nén - Motor gạt mưa truyền từ động điện (hiện tất xe ô tô sử dụng loại này) 1.1.3 Yêu cầu Hệ thống gạt nước rửa kính hệ thống đảm bảo cho người lái nhìn rõ ràng cách gạt nước mưa kính trước kính sau trời mưa Hệ thống làm bụi bẩn kính chắn gió phía trước nhờ thiết bị rửa kính Vì thiết bị cần thiết cho an toàn xe chạy Gần số kiểu xe thay đổi tốc độ gạt nước theo tốc độ xe tự động gạt nước trời mưa Hệ thống gạt mưa ô tô phải hoạt động nhẹ nhàng, linh hoạt, ổn định phù hợp với điều kiện trời mưa (mưa to mưa nhỏ) Luận Văn Tốt Nghiệp Huỳnh Hoàng Duy 1.2 Cấu tạo hệ thống gạt nước 1.2.1 Cấu tạo chung Hình 1.1 Mơ hình tổng qt hệ thống gạt nước tơ Hình 1.2 Các phận cách bố trí hệ thống gạt nước ô tô Hệ thống gạt nước rửa kính tơ bao gồm phận sau: Cần gạt nước phía trước/Lưỡi gạt nước phía trước Motor cấu dẫn động gạt nước phía trước Vịi phun rửa kính trước Bình chứa nước rửa kính (có motor rửa kính) Cơng tắc gạt nước rửa kính (Có relay điều khiển gạt nước gián đoạn) Cần gạt nước phía sau/lưỡi gạt nước phía sau Motor gạt nước phía sau Luận Văn Tốt Nghiệp Huỳnh Hoàng Duy Relay điều khiển gạt nước phía sau Bộ điều khiển gạt nước (ECU J/B phía hành khách) 10 Cảm biến nước mưa 1.2.2 Cần gạt nước/ gạt nước Hình 1.3 Cần gạt nước ô tô Cấu trúc cần gạt nước lưỡi cao su lắp vào kim loại gọi gạt nước Gạt nước dịch chuyển tuần hồn nhờ cần gạt Hình 1.4 Cấu tạo cần gạt nước Ta hình dung lưỡi gạt tương tự chổi cao su dài Bề mặt tiếp xúc lưỡi gạt mặt kính chắn gió phủ lên lớp cao su mỏng Vì lưỡi gạt nước ép vào kính trước lị xo nên gạt nước gạt nước mưa nhờ dịch chuyển Luận Văn Tốt Nghiệp Huỳnh Hoàng Duy gạt nước Chuyển động tuần hoàn gạt nước tạo motor cấu dẫn động Vì lưỡi cao su lắp vào gạt nước bị mòn sử dụng ánh sáng mặt trời nhiệt độ môi trường v.v… nên phải thay phần lưỡi cao su cách định kỳ Một số cách bố trí gạt nước thường gặp: Hình 1.5 Một số cách bố trí lưỡi gạt Phần lớn mẫu xe có hai lưỡi gạt Khi hoạt động, hai lưỡi gạt di chuyển để làm bề mặt kính Thật ra, hai lưỡi gạt đặt hai điểm lệch bên kính chắn gió (như hình minh họa) Cách xếp gọi gạt nước theo kiểu tăng đem (tandem systems) Đây kiểu sử dụng phổ biến vệ sinh diện tích rộng kính chắn gió tạo trường nhìn tốt cho người lái Ngồi cịn có số kiểu bố trí gạt nước khác hai lưỡi đối diện lệch hai bên kính, kiểu lưỡi gạt, Tuy nhiên, cấu có cấu trúc phức tạp lại làm việc hiệu 1.2.3 Công tắc gạt nước Rơ-lay điều khiển gạt nước gián đoạn 1.2.3.1 Công tắc gạt nước Công tắc gạt nước bố trí trục trụ lái, vị trí mà người lái điều khiển lúc cần Công tắc gạt nước có vị trí OFF (dừng), LO (tốc độ thấp) HI (tốc độ cao) vị trí khác để điều khiển chuyển động Một số xe có vị trí MIST (gạt nước hoạt động cơng tắc gạt nước vị trí MIST (sương mù), vị trí INT (gạt nước hoạt động chế độ gián đoạn khoảng thời gian định) cơng Luận Văn Tốt Nghiệp Huỳnh Hồng Duy NO (thường mở): chân bạn nối với chân lửa (nóng) dùng điện xoay chiều cực dương nguồn dịng điện chiều NC (thường đóng): chân bạn nối chân lạnh (trung hòa) dùng điện xoay chiều cực âm nguồn dùng điện chiều 3.5.2.3 Cảm biến gạt mưa a) Khái niệm Cảm Biến Nước Mưa: Là cảm biến sử dụng để phát trời mưa hay môi trường có nước Mạch cảm biến mưa đặt ngồi trời để kiểm tra trời có mưa khơng, qua truyền tín hiệu điều khiển đóng / ngắt relay Hình 3.10 Hình ảnh cảm biến gạt mưa b) Thơng số kĩ thuật Kích thước: 5.4*4.0 mm - Dày 1.6 mm - Điện áp: 5V - Led báo nguồn (Màu xanh) - Led cảnh báo mưa (Màu đỏ) - Hoạt động dựa nguyên lý: Nước rơi vào phần cảm biến tạo điện áp (sẽ tạo môi trường dẫn điện) chân D0 A0 - Có dạng tín hiệu: Analog (AO) Digital (DO) 49 Luận Văn Tốt Nghiệp Huỳnh Hồng Duy - Dạng tín hiệu: TTL, đầu 100mA (Có thể sử dụng trực tiếp Relay, Cịi cơng suất nhỏ ) - Điều chỉnh độ nhạy biến trở c) Cấu tạo cảm biến nước mưa Mạch cảm biến mưa gồm phận: Hình 3.11 Các phận cảm biến mưa Bộ phận cảm biến mưa gắn trời: Để thu thập liệu có mưa có tín hiệu đưa vào khối so sánh Khối cảm biến có hai chân ra, thực chất điện trở, gặp nước mưa điện trở dẫn điện ngược lại khơng có nước mưa điện trở khơng dẫn điện Điện trở nối vào hai chân so sánh Bộ so sánh: Bộ so sánh có bốn chân: VCC, GND: Để nhận nguồn điện từ Arduino D0: Để trả tín hiệu digital cho arduino A0: Là chân cho tín hiệu analog d) Nguyên lí hoạt động cảm biến mưa: Mạch cảm biến mưa hoạt động cách so sánh hiệu điện mạch cảm biến nằm trời với giá trị định trước (giá trị thay đổi thông qua biến trở màu xanh) từ phát tín hiệu đóng / ngắt relay 50 Luận Văn Tốt Nghiệp Huỳnh Hoàng Duy Khi có nước rơi cảm biến, có điện áp khoảng từ 0V đến 5V chân A0 đưa vào so sánh sử dụng IC LM393, để đưa chân D0 điện áp mức mức Biến trở có tác dụng điều chỉnh độ nhậy, ta tùy ý định với lượng mưa cảm biến đưa mức Khi cảm biến khô (trời không mưa), chân D0 module cảm biến giữ mức cao (5V-12V) Khi có nước bề mặt cảm biến (trời mưa), đèn LED màu đỏ sáng lên, chân D0 kéo xuống thấp (0V) Ngoài ra, cảm biến đưa trực tiếp chân A0 cho tiến hành đo lường, xác định lưu lượng mưa cách giao tiếp với vi điều khiển chuyển đổi ADC e) Ứng dụng Bộ cảm biến mưa đơn giản có nhiều ứng dụng sống như: Đo lường lượng mưa, chế tạo thiết bị tự động hoạt động có mưa tự động kéo giá phơi quần áo, tự động đóng cửa mưa, gạt nước tự động ôtô Các ứng dụng cảm biến mưa: ● Sử dụng chức Digital: Cảm biến tự động kích hoạt motor có mưa (chúng ta tùy biến vào cơng việc) ● Sử dụng chức chân Analog: Sử dụng chức chân Analog để đưa tín hiệu vào chân I/O vi điều khiển Chân AO dùng để xác định độ lớn giọt nước, cách đưa vào ADC vi điều khiển Chuẩn bị: - Cảm biến mưa - Module Relay 5V - Motor gạt mưa - TestBoard 51 Luận Văn Tốt Nghiệp Huỳnh Hoàng Duy Sơ đồ kết nối cảm biến mưa với motor: Hình 3.12 Kết nối ứng dụng chân Analog cảm biến mưa Nguyên lý hoạt động: Khi có nước cảm biến, module cảm biến phân tích lượng mưa hay nhiều thơng qua chân Analog để đưa tín hiệu vào Arduino Nếu lượng mưa Arduino kích relay hoạt động nên motor chế độ LOW hoạt động, relay tắt Nếu lượng mưa nhiều Arduino kích relay hoạt động nên motor chế độ HIGH hoạt động, relay tắt Khi khơng có nước cảm biến, relay không hoạt động nên motor không hoạt động 52 Luận Văn Tốt Nghiệp Huỳnh Hoàng Duy CHƯƠNG 4: XÂY DỰNG HỆ THỐNG GẠT MƯA TỰ ĐỘNG 4.1 Xây dựng sơ đồ khối hệ thống gạt mưa tự động Hình 4.1 Sơ đồ khối hệ thống gạt mưa tự động Nhiệm vụ - chức khối chức hệ thống: - Khối nguồn 12V 5V (Power): Cung cấp điện áp ổn định cho tất khối hệ thống, khối nguồn sử dụng để ổn định cấp điện áp 5VDC cho khối điều khiển (arduino) 12VDC dành động (motor gạt nước) cấp nguồn cho mạch hoạt động - Khối cảm biến (Cảm biến mưa): Khối có nhiệm vụ lấy mẫu tín hiệu mưa chuyển thành giá trị điện áp để đưa đến vi điều khiển để xử lý Ở đề tài em sử dụng cảm biến mưa để phát trời có mưa lưu lượng nước mưa Senor cố định kính xe Khi có mưa rơi board cảm biến tạo mơi trường dẫn điện tạo tín hiệu đưa đến điều khiển Cảm biến cảm nhận lượng mưa cho tín hiệu điều khiển tới điều khiển Bộ phận điều khiển tự động kích hoạt động gạt nước hoạt động hoạt động tốc độ cao tốc độ thấp dựa lượng mưa phát từ khối cảm biến - Khối điều khiển: Khối làm nhiệm vụ giao tiếp, nhận xử lý liệu từ cảm biến, điều khiển thiết bị ngoại vi Ở khối điều khiển đóng vai trị quan trọng, 53 Luận Văn Tốt Nghiệp Huỳnh Hồng Duy nhận tín hiệu từ khối cảm biến (cảm biến mưa) xử lí thơng tin để từ đưa tín hiệu đến khối chấp hành (để tác động điều khiển relay làm cho động gạt nước hoạt động theo yêu cầu) - Module Relay 5VDC: Khối có nhiệm vụ nhận tín hiệu từ khối điều khiển để tác động tới motor gạt mưa hoạt động chế độ nhanh hay chậm - Động gạt nước: Ở sử dụng động gạt nước truyền thống xe ô tô, động nối với hệ thống cần gạt nước để gạt nước có mưa Động nhận tín hiệu điều khiển từ điều khiển để từ hoạt động theo yêu cầu 4.2 Nguyên lý hoạt động mạch Ban đầu cấp nguồn cho mạch, vi điều khiển cấu hình tham số khởi động hệ thống Vi điều khiển đọc tín hiệu cảm biến chân A0 (lượng mưa theo thang ADC 1023 bit) so sánh với ngưỡng lượng mưa nhỏ 100 động khơng quay, lượng mưa lớn 100 nhỏ 500 bật động gạt nước hoạt động tốc độ 1, lượng mưa lớn 500 bật động gạt nước tốc độ Nếu lượng mưa nhỏ (X < 500 Đ Kích hoạt Relay điều khiển Motor gạt chế độ LOW Đ Kích hoạt Relay điều khiển Motor gạt chế độ HIGH S X > 500 S Giải thích sơ đồ: Khi chế độ gạt mưa tự động hoạt động, tham số liệu lập trình sẵn vi điều khiển Khi mưa, cảm biến hoạt động nhằm đọc giá trị (X) lượng mưa rơi cảm biến 58 Luận Văn Tốt Nghiệp Huỳnh Hoàng Duy Giá trị nhỏ 100, không làm cho Module Relay khơng hoạt động, tín hiệu tiếp tục chạy quay đọc giá trị X ban đầu Nếu sai xuống lượng mưa khoảng 100-500 Ở trường hợp kích hoạt Module Relay điều khiển motor gạt chế độ chậm, sau tín hiệu quay đọc giá trị X ban đầu Nếu sai xuống lượng mưa lớn 500 Khi kích hoạt Modile Relay điều khiển motor gạt chế độ nhanh, sau tín hiệu quay đọc trá trị X ban đầu Vòng lặp diễn liên tục đến ngừng mưa nước cảm biến khơng cịn 4.6 Kết quả đạt 4.6.1 Kết quả đạt mặt lý thuyết Qua trình tìm hiểu thức đề tài em thu số kết sau: - Hiểu rõ hệ thống gạt nước rửa kính tơ - Tìm hiểu Arduino cách lập trình ứng dụng để thiết kế mạch điều khiển cho động gạt nước hoạt động - Biết ứng dụng, cấu tạo thông số cảm biến mưa, module relay 5V, Arduino thực tế áp dụng vào đề tài 4.6.2 Kết quả đạt thức nghiệm Qua thời gian thực đề tài em thu số kết sau: Thiết kế mạch điều khiển động quay có mưa dừng lại khơng mưa, thay đổi tốc độ theo lượng mưa thông qua module relay Khi mưa điều khiển động quay chậm, mưa nhiều động quay nhanh Đó mơ hình kết nối cảm biến mưa, Arduino động nạp code thông qua cổng USB kết nối với máy tính Mơ hình cảm biến gạt mưa tự động ứng dụng ô tô 4.6.3 Đánh giá thực nghiệm Sau hoàn thành mạch mạch chạy theo yêu cầu toán, qua đá em rút số đánh giá sau:  Ưu điểm - Kết nối khối đơn giản - Do sử dụng Arduino làm vi điều khiển nên ngơn ngữ lập trình đơn giản dễ hiểu 59 Luận Văn Tốt Nghiệp Huỳnh Hồng Duy - Nạp chương trình cho Arduino đơn giản cần kết nối với máy tính thơng qua cổng USB có sẵn board Arduino, đồng thời ta hiển thị giá trị cảm biến mưa máy tính để tiện theo dõi - Tiết kiệm lượng  Nhược điểm - Do sử dụng loại cảm biến mưa thông thường nên không phù hợp tơ thực tế loại cảm biến cần phải tiếp xúc trực tiếp với nước mưa nên điều tồn nhiễu dẫn đến độ xác giảm độ bền giảm Vì để ứng dụng mơ hình tơ thực tế ta cần sử dụng cảm biến phản xạ quang để phát mưa rơi mà không cần tiếp xúc trực tiếp với nước mưa - Khi lắp đặt hệ thống tơ chi phí lắp đặt cao nên em đưa hướng phát triển ô tơ cũ tận dụng kết cầu khí, động có để giảm chi phí lắp đặt 4.7 Ứng dụng hệ thống gạt mưa tự động ô tô Như trình bày phần đa số loại xe sử dụng hệ thống gạt nước mưa điều khiển tay Điều gây bất tiện tập trung cho người lái xe Trên sở hệ thống gạt nước mưa tay mơ hình gạt nước tự động xây dựng em đề xuất xây dựng hệ thống gạt nước mưa tự động ứng dụng tơ Đó hệ thống tự động cải tiến, dựa sở có sẵn hệ thống gạt nước điều khiển tay Hệ thống giữ nguyên cấu khí motor gạt nước hệ thống gạt nước có bổ sung thêm chức tự động nhờ vào cảm biến mưa vi điều khiển để điều khiển động gạt nước cách tự động dựa vào lượng mưa rơi mặt kính để từ điều khiển động gạt nước quay nhanh hay chậm  Yêu cầu - Hệ thống vừa điều khiển tự động, vừa điều khiển tay mà đảm bảo giữ nguyên cấu thiết kế xe Vì tơ cũ ta tận dụng kết cấu khí, động cơ, cấu gạt nước có để giảm giá thành khơng làm tính thẩm mỹ xe - Hệ thống tự động ON có mưa - Tự động dừng lại tạnh mưa - Cảm biến phát mưa xác 60 Luận Văn Tốt Nghiệp Huỳnh Hồng Duy - Tốc độ quay động gạt nước thay đổi phù hợp với điều kiện trời mưa (mưa to mưa nhỏ) - Thiết kế mạch điều khiển nhỏ gọn phù hợp với xe - Chi phí phù hợp với người dùng  Giải pháp Qua tìm hiểu nghiên cứu em nhận thấy để đáp ứng yêu cầu hệ thống gạt mưa tự động ứng dụng ô tô em lựa chọn vi điều khiển Arduino Về động ta sử dụng động gạt nước hệ thống gạt mưa ô tô động chiều 12VDC Ở em lựa chọn cảm biến phản xạ hồng ngoại để làm chức thu thập dự liệu từ môi trường bên ngồi nước mưa để từ gửi liệu cho vi điều khiển Lí mà em không lựa chọn loại cảm biến mưa thông thường mơ hình gạt nước tự động thiết kế có số nhược điểm như: phải tiếp xúc trực tiếp với nước mưa nên tồn nhiễu điều dẫn đến việc thiếu xác, độ bền giảm Chính lí mà em lựa chọn thay cảm biến mưa thông thường loại cảm biến phản xạ hồng ngoại (khơng cần tiếp xúc với nước mưa phát mưa, khơng bị hao mịn, có tuổi thọ cao) để khắc phục nhược điểm cảm biến mưa thông thường Cảm biến phản xạ hồng ngoại có độ xác cao, giảm ảnh hưởng nhiễu, độ bền cao dễ dàng lắp đặt (thường dán vào bên mặt kính được) 4.8 Hướng phát triển đề tài Đề tào lần hồn thành xong, cịn số điểm hạn chế chưa tối ưu - Về mặt thẫm mỹ phận sensor, mạch vi điều khiển chưa có độ thẫm mỹ cao, nên chưa áp dụng lên xe tô - Chỉ điều khiển tốc độ gạt theo cấp độ: LOW, HIGH Vì hướng phát triển em tương lai là: - Thiết kế phận có thẫm mỹ cao - Vẽ lại mạch mạch in lớp chuyên nghiệp - Nghiên cứu lại giải thuật lập trình cho tối ưu hóa 61 Luận Văn Tốt Nghiệp Huỳnh Hoàng Duy - Nghiên cứu chế tạo lại phận cảm biến với độ hiệu cao  Khối cảm biến mưa LED phát LED thu bố trí đối đầu vào nhau, lệch góc 45 độ LED phát hồng ngoại phát chùm tia hồng ngoại song song, đập vào kính phản xạ lại vào LED thu làm thay đổi điện áp rơi LED thu tùy thuộc vào mức độ phản xạ => Đây nguyên lí thu phát cảm biến mưa Chúng ta nhận biết lượng mưa nhiều hay thơng qua nguyên lý Hình 4.4 Hình ảnh nguyên tắc thu phát cảm biến phản xạ hồng ngoại Khi gạt nước vị trí AUTO, chức dùng cảm biến mưa, lắp kính trước để phát lượng mưa điều khiển thời gian gạt nước tối ưu tương ứng theo lượng mưa Cảm biến nước mưa có cấu tạo gồm có điốt phát tia hồng ngoại (LED) điốt quang để nhận tia Phương pháp phát lượng nước mưa dựa lượng tia hồng ngoại phản xạ kính trước xe Ví dụ khơng có nước mưa khu vực phát hiện, tia hồng ngoại phát từ LED kính trước phản xạ điốt quang nhận tia phản xạ Nếu có mưa khu vực phát hiện, phần tia hồng ngoại phát bị xuyên thấu thay đổi hệ số phản xạ kính xe mưa Do lượng tia hồng ngoại điốt quang nhận giảm xuống, tín hiệu để xác định lượng mưa Vì chức điều khiển chế độ hoạt động gạt huớc tốc độ thấp, tốc độ cao gián đoạn thời gian gạt nước tối ưu 62 Luận Văn Tốt Nghiệp Huỳnh Hoàng Duy Nếu phận điều khiển gạt nước phát có cố phận cảm nhận nước mưa điều khiển gạt nước hoạt động cách gián đoạn phù hợp với tốc độ xe Đây chức an tồn có cố hệ thống cảm biến nước mưa Ngoài ra, gạt nước điều khiển cách thơng thường cơng tắc gạt nước vị trí LO HI 63 ... DỰNG HỆ THỐNG GẠT MƯA TỰ ĐỘNG 53 4.1 Xây dựng sơ đồ khối hệ thống gạt mưa tự động 53 4.2 Nguyên lý hoạt động mạch 54 4.3 Nguyên lý hoạt động chung hệ thống gạt mưa tự động. .. động điều khiển động gạt nước Hệ thống gọi hệ thống gạt nước mưa tự động 3.3 Yêu cầu thiết kế Hệ thống sau xây dựng xong phải đảm bảo yêu cầu thiết kế sau: - Hệ thống tự động ON có mưa - Tự động. .. bị hệ thống gạt nước tự động trang bị xe hệ thống gạt nước rửa kính tự động với chi phí phù hợp Đề tài em đưa kết hợp hệ thống gạt nước mưa bổ sung thêm chức tự động ON có mưa OFF tạnh mưa để tự