892 NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ HỆ THỐNG CẢNH BÁO MỞ CỬA THÔNG MINH Nguyễn Văn Nhân, Nguyễn Phúc Tâm, Nguyễn Phước Hậu, Nguyễn Lưu Bảo Viện Công nghệ Việt – Nhật, Trường Đại học Công nghệ TP Hồ Chí Minh GVHD[.]
NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ HỆ THỐNG CẢNH BÁO MỞ CỬA THÔNG MINH Nguyễn Văn Nhân, Nguyễn Phúc Tâm, Nguyễn Phước Hậu, Nguyễn Lưu Bảo Viện Công nghệ Việt – Nhật, Trường Đại học Cơng nghệ TP Hồ Chí Minh GVHD: TS Nguyễn Văn Nhanh TĨM TẮT Trong tình hình giao thông phức tạp nay, số vụ tai nạn xảy việc mở cửa ô tô thiếu quan sát tăng lên ngày Để giải vấn đề đó, nhóm tác giả tiến hành khảo sát, nghiên cứu, thiết kế hệ thống cảnh báo mở cửa thông minh Là hệ thống hoạt động độc lập tích hợp nhiều tính thiết kế phù hợp với nhiều dòng xe khác Bài báo sâu vào nghiên cứu cấu tạo, nguyên lý hoạt động tính tích hợp hệ thống, tập trung đến khả để giải vấn đề thực tế, với mô hình mơ lại tình gần gống xe thật Với mục tiêu giảm thiểu tối đa trường hợp đáng tiếc xảy người xe mở cửa không ý quan sát xung quanh, nhằm giúp sinh viên nghiên cứu sinh có nhìn tổng quát để bước cải tiến ứng dụng vào cơng nghiệp ơtơ nước nhà Góp phần thúc đẩy công nghiệp ôtô Việt Nam phát triển nâng tầm giới Từ khóa: Cảnh báo, mở cửa, ô tô, thông minh, từ xa GIỚI THIỆU CƠNG TRÌNH Đề tài tập trung nghiên cứu tính ứng dụng hiệu hệ thống cảnh báo mở cửa Nhóm tác giả tính tốn thiết kế hệ thống cảnh báo kết hợp với cấu khóa cửa tơ nhằm mục đích cảnh báo cho người bên có vật cản di chuyển đến, cảnh báo cho người tham gia giao thông xung quanh giữ khoảng cách an toàn với phương tiện Bên cạnh đó, đề tài cịn hướng đến tiện ích cho xe mở từ xa qua điện thoại mà khơng cần đến chìa khóa Smart Key Tính tốn, thiết kế phần điện nguồn, điện điều khiển, chuông cảnh báo, cảm biến khoảng cách, tín hiệu xử lý, hệ thống cịn kết hợp với hệ thống khóa cửa xe Xây dựng thuật tốn điều khiển, lập trình điều khiển cảnh báo mở cửa thông minh, kết hợp với phần mềm điện thoại Dự kiến sản phẩm tiến hành thực nghiệm đánh giá xe Honda City Sản phẩm “Hệ thống cảnh báo mở cửa thơng minh” có chức như: cảnh báo có phương tiện di chuyển đến vùng mở cửa, tự động khóa cửa báo cho người xe ý thông qua chuông báo, cảnh báo cho phương tiện lưu thông xung quanh hệ thống đèn lazer, tự động khóa, mở khóa từ xa qua điện thoại tìm xe bãi Đề tài nghiên cứu phát triển dựa khối kiến thức đa ngành lĩnh vực khoa học, công nghệ hỗ trợ cải thiện phần thực trạng thiếu ý thức tham gia giao thông Việt Nam 892 Ngoài ra, “Hệ thống cảnh báo mở cửa thơng minh” cịn góp phần nâng cao an tồn giao thơng, tích hợp nhiều cơng nghệ đại giúp cho chủ phương tiện yên tâm sử dụng tránh rủi ro đáng tiết xảy Hình 1: Tai nạn giao thông xảy tài xế không ý quan sát mở cửa NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 2.1 Các linh kiện cần thiết – Cảm biến tốc độ (Module Encoder) – Cảm biến Radar RCWL-0516 – Cảm biến Siêu âm HCSR04 – Mạch Arduino UNO R3 – Chuột cửa, cấu khóa – Chng báo động SFM-27 – Đèn Laser mô – Mạch điều khiển qua Wifi ESP8266 – Module điều khiển Relay kênh – Bộ tín hiệu đầu Loa Đèn Laser 2.2 Sơ đồ khối Arduino uno R3 xử lý tín hiệu thu từ cảm biến tốc độ, cảm biến siêu âm, cảm biến radar theo chương trình thiết lập xuất tín hiệu điều khiển led, chng, motor bước khóa mở khóa cửa Hình 2: Sơ đồ khối hệ thống cảnh báo mở cửa thông minh (trái) hệ thống điều khiển từ xa (phải) 893 Kit wifi ESP8266 điều khiển thông qua ứng dụng Blynk nhằm bật chng cảnh báo, khóa, mở khóa cửa bật tắt arduino từ xa 2.3 Nguyên lý hoạt động Hình 3: Sơ đồ giải thuật Hình 4: Giao diện điều khiển phần mềm Blynk Hệ thống cảnh báo thơng minh hoạt động dựa tín hiệu tốc độ xe, cảm biến radar cảm biến siêu âm Cảm biến tốc độ xe VSS (Vehicle Speed Sensor) nhận biết tốc độ thực tế xe Nó phát tín hiệu xung gửi lên đồng hồ taplo: – Trường hợp 1: Nếu tốc độ xe lớn 10 km/h Hệ thống lock cửa tự động kích hoạt khóa cứng cửa xe, đồng thời ngắt dòng điện đến hệ thống khác như: cảm biến radar, cảm biến siêu âm, chuông led – Trường hợp 2: Nếu tốc độ xe giảm xuống 10 km/h Cảm biến radar cảm biến siêu âm cấp điện quét khu vực phía sau bên hơng xe theo vị trí thiết lập 894 + Nếu có vật cản chuyển động xuất vùng quét cảm biến radar (5m) Đèn lazer cấp điện, chiếu xuống mặt đường tia sáng giúp cảnh báo cho người đường giữ khoảng cách an tồn với xe + Nếu khơng có vật cản xuất vùng quét cảm biến siêu âm (2m) Motor bước cấp điện, điều khiển cấu khóa cửa mở khóa + Ngược lại, phát vật cản vùng quét cảm biến siêu âm Cửa tiếp tục khóa, đồng thời chng cảnh báo cấp điện báo động người xe chạm vào tay nắm cửa Hệ thống điều khiển từ xa tích hợp giúp nâng cao chất lượng người dùng Bằng việc bật tắt hệ thống cảnh báo, mở khóa, khóa cửa từ xa tìm xe bãi cách linh hoạt, giúp thuận tiện cho người sử dụng, đồng thời tiết kiệm thời gian, chi phí cho việc lắp nhiều hệ thống khác 2.4 Sơ đồ mạch Mạch mô phần mềm proteus cho chạy thử với mã code viết nhằm kịp thời phát hiện, khắc phục lỗi để giảm chi phí thực nghiên cứu Hình 5: Sơ đồ mạch điện hệ thống cảnh báo mở cửa thông minh KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN Kết nghiên cứu thể qua Hình Các linh kiện bố trí tương tự sơ đồ mạch giúp mơ nguyên lý hoạt động hệ thống, hạn chế sai xót, hư hỏng, kịp thời phát khắc phục lỗi phát sinh trước lắp ô tơ thực tế nhằm giảm thiểu chi phí cho q trình nghiên cứu Trong tương lai nhóm tác giả tiếp tục hồn thiện bổ sung tính như: chống trộm cảm biến lực tác động lên kính cửa, tích hợp hiển thị cảnh báo biển số xe điện tử, thiết kế tinh gọn phần cứng nhằm tăng tính thẫm mỹ tối ưu tiện ích cho người dùng 895 Hình 6: Mơ hình hệ thống cảnh báo mở cửa thông minh gồm: nguồn pin 5v 1A, nguồn pin 5v 2A, kit wifi esp8266, Arduino uno R3, động DC, cảm biến tốc độ, cảm biến siêu âm, cảm biến radar, chuông, đèn led, chuột cửa, cấu khóa cửa điều khiển khí KẾT LUẬN Bài nghiên cứu nhằm mục đích giải tình trạng tai nạn giao thơng thường xuyên xảy việc thiếu quan sát mở cửa tơ Qua q trình nghiên cứu thực nghiệm nhóm tác giả đưa nguyên lý hoạt động, cấu tạo, tính tích hợp hệ “thống cảnh báo mở cửa thông minh” Giúp người đọc có nhìn tổng qt, khách quan Đóng góp thêm nguồn tài liệu hữu ích cho công tác giảng dạy trường cao đẳng, đại học q trình tìm tịi học hỏi bạn sinh viên, nghiên cứu sinh Là mấu chốt quan trọng cho việc nghiên cứu, phát triển nghành công nghiệp ô tô Việt Nam bước tối ưu hoàn thiện TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Văn Nhanh, Giáo trình Hệ thống điện – Điện tử tô, Đại học Công nghệ Tp.HCM [2] Nguyễn Văn Nhanh, Giáo trình Hệ thống điều khiển tự động tô, Đại học Công nghệ Tp.HCM [3] Nguyễn Phụ Thượng Lưu, Giáo trình Hệ thống An tồn Ổn định ô tô, Đại học Công nghệ Tp.HCM [4] Đỗ Văn Dũng, Giáo trình Hệ thống điện – Điện tử ô tô đại, Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp.HCM [5] 896 https://www.thienminh-autosafety.com/he-thong-canh-bao-diem-mu-bsm-01m/ [6] http://daumassagestore.royalconsultants.co/store/an-toan-an-ninh-o-to-cho-oto/product/97-b%E1%BB%99-4-%C4%90en-ledc%E1%BA%A3nh.xhtml?x=daumassagestoreroyalconsultants [7] https://hongphatauto.com/s%E1%BA%A3n%20ph%E1%BA%A9m/den-led-canh-bao-mocua-xe-o-to/ [8] https://shopauto.vn/auto-lock-obd-ii-bo-tu-dong-chot-cua-tren-xe-o-to.html [9] https://khoacuathanhdat.com/khoa-cua-o-to/ [10] https://www.kingauto.vn/san-pham/he-thong-tu-dong-chot-cua-xe-o-to-dong-kia-hyundai 897 ... biến radar theo chương trình thiết lập xuất tín hiệu điều khiển led, chng, motor bước khóa mở khóa cửa Hình 2: Sơ đồ khối hệ thống cảnh báo mở cửa thông minh (trái) hệ thống điều khiển từ xa (phải)... hiện, khắc phục lỗi để giảm chi phí thực nghiên cứu Hình 5: Sơ đồ mạch điện hệ thống cảnh báo mở cửa thông minh KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN Kết nghiên cứu thể qua Hình Các linh kiện bố... kính cửa, tích hợp hiển thị cảnh báo biển số xe điện tử, thiết kế tinh gọn phần cứng nhằm tăng tính thẫm mỹ tối ưu tiện ích cho người dùng 895 Hình 6: Mơ hình hệ thống cảnh báo mở cửa thông minh