Thiết kế, thi công mô hình điều khiển ghế lái tự động trên ô tô toyota camry

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ, THI CƠNG MƠ HÌNH ĐIỀU KHIỂN GHẾ LÁI TỰ ĐỘNG TRÊN Ô TÔ TOYOTA CAMRY Ngành: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ Giảng viên hướng dẫn: Th.s Bùi Văn Tâm Sinh viên thực hiện: MSSV: Lớp: Võ Hoàng Trung 1811251166 18DOTB5 Trần Ngọc Quý 1811250590 18DOTB5 TP Hồ Chí Minh, ngày 28 tháng năm 2022 MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii TÓM TẮT iii ABSTRACT iv MỤC LỤC v DANH MỤC TỪ VIẾT TẮC vii DANH MỤC HÌNH ẢNH viii DANH MỤC BẢNG xi LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU VỀ ĐỀ TÀI 1.1 Tính cấp thiết đề tài 1.2 Tình hình nghiên cứu nước giới 1.3 Mục đích nghiên cứu đề tài 1.4 Nhiệm vụ nghiên cứu 10 1.5 Phương pháp nghiên cứu 10 1.6 Kết đạt sau trình nghiên cứu 11 1.7 Kết cấu đồ án 12 CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 13 2.1 Tổng quan ghế ô tô 13 2.2 Phân loại ghế ô tô 14 2.3 Tính nhớ ghế lưu ý điều chỉnh ghế ngồi 31 CHƯƠNG III: PHƯƠNG ÁN GIẢI QUYẾT THIẾT KẾ MƠ HÌNH 36 3.1 Phương án thiết kế khung ghế 36 3.2 Phương án thiết kế mạch điều khiển 39 CHƯƠNG IV: THI CƠNG, HỒN THIỆN MƠ HÌNH 44 4.1 Thi công khung ghế 44 v 4.2 Thi công mạch điện 46 5.1 Thử nghiệm chạy thử mơ hình 64 CHƯƠNG VI: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 66 6.1 Kết luận 66 6.2 Kết đạt đề tài 67 6.3 Kiến nghị 68 TÀI LIỆU THAM KHẢO 69 PHỤ LỤC vi DANH MỤC TỪ VIẾT TẮC ECU Electronic Control Unit IC Integrated Circuit LED Light-Emitting-Diode C++ C Plus Plus GPS Global Positioning System USP United States dollar DC Direct Current PWM Pulse Width Modulation vii DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1: Mơ hình ghế ngồi chủ động [7] Hình 1.2: Mơ hình ghế ngồi tơ du lịch [8] Hình 1.3: Thiết kế mơ hình ghế [9] Hình 1.4: Thiết kế mơ hình [10] Hình 1.5: Các kiểu dáng xe [11] 13 Hình 1.6: Ghế cứng [12] 14 Hình 1.7: Ghế [13] 15 Hình 1.8: Ghế khí [14] 17 Hình 1.9: Cơ cấu trượt ghế khí [15] 17 Hình 2.1: Cơ cấu ngã lưng ghế khí [16] 18 Hình 2.2: Điều khiển trược ghế [17] 19 Hình 2.3: Điều khiển ngả ghế [17] 19 Hình 2.4: Điều khiển nâng ghế [17] 20 Hình 2.5: Cấu tạo ghế điện (Nguồn : Quá trình thực đồ án) 21 Hình 2.6: Motor điều khiển ghế [18] 21 Hình 2.7: Motor nâng ghế [19] 22 Hình 2.8: Motor trượt ghế [20] 22 Hình 2.9: Motor ngả ghế [21] 23 Hình 3.1: Motor Phồng ghế [22] 23 Hình 3.2: Motor nâng phía trước ghế [23] 24 Hình 3.3: Hộp ECU ghế [24] 24 Hình 3.4: Mạch điện ECU ghế [24] 25 Hình 3.5: Sơ đồ chế độ điều khiển ghế [25] 26 Hình 3.6: Điều khiển trược ghế [17] 26 Hình 3.7: Sơ đồ hoạt động trược ghế [25] 26 Hình 3.8: Điều khiển ngả ghế [17] 27 Hình 3.9: Sơ đồ hoạt động ghế ngả [25] 27 viii Hình 4.1: Điều khiển nâng chiều cao nâng phía trước ghế [17] 28 Hình 4.2: Sơ đồ hoạt động ghế nâng [25] 28 Hình 4.3: Sơ đồ hoạt động ghế nâng phía trước [25] 29 Hình 4.4: Điều khiển phịng lưng ghế [26] 29 Hình 4.5: Sơ đồ hoạt động ghế phòng lưng [25] 30 Hình 4.6: Bộ cơng tắc điều khiển nhớ vị trí ghế [27] 31 Hình 4.7: Điều chỉnh độ cao ghế lái [29] 33 Hình 4.8: Điều chỉnh độ ngả tựa lưng [29] 34 Hình 4.9: Điều chỉnh độ phịng tựa lưng [29] 34 Hình 5.1: Bản vẽ khung (Nguồn: Quá trình thực đồ án) 36 Hình 5.2: Bản vẽ khung (Nguồn: Quá trình thực đồ án đồ án) 37 Hình 5.3: Bản vẽ khung (Nguồn: Quá trình thực đồ án) 37 Hình 5.4: Bản vẽ khung (Nguồn: Quá trình thực đồ án) 38 Hình 5.5: Ghế hướng (Nguồn: Quá trình thực đồ án) 39 Hình 5.6: Ghế hướng (Nguồn: Quá trình thực đồ án) 39 Hình 5.7: Ghế 10 hướng (Nguồn: Quá trình thực đồ án) 40 Hình 5.8: Mạch Arduino Mega [29] 41 Hình 5.9: Hộp ECU ghế [24] 41 Hình 6.1: Cuộn dây điện [30] 42 Hình 6.2: Giắc dạy điện đấu mạch [31] 43 Hình 6.3: Bản vẽ 2D khung ghế (Nguồn: Quá trình thực đồ án) 44 Hình 6.4: Thước dây [32] 45 Hình 6.5: Máy cắt sắt [33] 45 Hình 6.6: Máy hàn sắt [34] 45 Hình 6.7: Máy khoan [35] 46 Hình 6.8: Khung hồn chỉnh (Nguồn: Q trình thực đồ án) 46 Hình 6.9: Các chân mạch Arduino [36] 47 Hình 7.1: Mạch Arduino Mega [29] 50 Hình 7.2: Sơ đồ chân Arduino Mega [37] 51 ix Hình 7.3: Mạch L298N [38] 52 Hình 7.4: Sơ đồ mạch L298N [39] 53 Hình 7.5: Sơ đồ chân mạch HC-05 [40] 53 Hình 7.6: Mạch HC – 05 [41] 54 Hình 7.7: Sơ đồ mạch dây mơ (Nguồn: Q trình thực đồ án) 55 Hình 7.8: Bản vẽ 2D mạch điện (Nguồn: Quá trình thực đồ án) 55 Hình 7.9: Mạch Arduino Mega (Nguồn: Quá trình thực đồ án) 56 Hình 8.1: Mạch L298N mạch BTS7960 (Nguồn: Quá trình thực đồ án) 57 Hình 8.2: Mạch HC - 05 (Nguồn: Quá trình thực đồ án) 58 Hình 8.3: Mạch điện hồn chỉnh (Nguồn: Q trình thực đồ án) 58 Hình 8.4: Kết nối với mạch Arduino với laptop [42] 59 Hình 8.5: Viết code chương trình Arduino [42] 59 Hình 8.6: Cách kết nối Mit App Inventor [43] 60 Hình 8.7: Thiết kế App điều khiển (Nguồn: Quá trình thực đồ án) 61 Hình 8.8: Thiết kế giao diện cho điện thoại (Nguồn: Quá trình thực đồ án) 61 Hình 8.9: Thiết kế code (Nguồn: Chụp trình thực đồ án) 62 Hình 9.1: Thiết kế code (Nguồn: Chụp trình thực đồ án) 62 x DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Hiệu suất motor điều khiển ghế…………………………………… 22 Bảng 1.2: Vật liệu cần dùng……………………………………………………… 45 Bảng 1.3: Thi công làm khung…………………………………………………… 45 Bảng 1.4: Vật liệu cần dùng………………… ……………………………….… 57 Bảng 1.5: Thi công mạch điện …………………………………………………… 57 xi LỜI MỞ ĐẦU Nền công nghiệp chế tạo ô tô giới có phát triển lớn khả phát triển nhanh chóng tương lai tới Cùng với phát triển khoa học, ngành công nghiệp ô tô không ngừng đưa đến cho người tiêu dùng công nghệ Nó khiến xe tơ khơng trở nên tiện nghi an tồn mà cịn thân thiện với môi trường Ngành công nghiệp ô tô đưa vào sử dụng công nghệ tiên tiến vào chế tạo lắp đặt ô tô Đặc biệt điện thân xe sử dụng hệ thống chiếu sáng thơng minh, hệ thống khóa cửa điện, hệ thống ghế tự động, hệ thống gạt mưa tự động…v.v Ở Việt Nam ngành công nghiệp ô tô đa phần lắp ráp sửa chữa Tuy nhiên với phát triển không ngừng khoa học kỹ thuật giới mà công ty dần đưa công nghệ tiên tiến đại ứng dụng vào chế tạo lắp đặt tơ Trong lĩnh vực tiện nghi ô tô phần quan trọng Trong phạm vi trường Đại Học Công Nghệ Thành Phố Hồ Chí Minh năm gần Viện Kỹ Thuật có nhiều đổi công nghệ kỹ thuật nhằm phục vụ giảng dạy Các tài liệu mơ hình sử dụng cơng tác đào tạo luôn đổi giúp cho học sinh, sinh viên có điều kiện tiếp xúc học tập tốt nhất, bắt kịp thời với công nghệ đại sử dụng ngành công nghiệp ô tô Tuy lĩnh vực hệ thống tiện nghi, thiết bị tự động ô tô hạn chế Nhận thấy lĩnh vực cần thiết quan trọng ngành công nghệ ô tô, chúng em định hướng thực đề tài “Thiết kế, thi cơng mơ hình điều khiển ghế lái tự động ô tô toyota camry” Đề tài thực hướng dẫn Thầy Bùi Văn Tâm Đề tài thực hoàn thành Viện Kỹ Thuật trường đại học Cơng Nghệ Thành Phố Hồ Chí Minh, đề tài cịn nhiều thiếu sót kính mong Thầy Cơ đóng góp ý kiến đề tài chúng em hoàn thiện Kết đạt sau thực đề tài cho ta hiểu quan trọng ghế ô tô ý đến động mẫu mã xe …v.v cơng dụng mang lại vơ giá trị CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU VỀ ĐỀ TÀI 1.1 Tính cấp thiết đề tài 1.1.1 Đặt vấn đề Bên cạnh động cơ, nội thất, hệ thống điện thông minh ghế tơ phận mà hãng xe phải đầu tư nhiều công sức chi phí sản xuất Bởi lẽ cấu tạo ghế ô tô ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe trải nghiệm người lái, hành khách , đặc biệt an tồn xe suốt hành trình Hiện nay, nhu cầu di chuyển xe ô tô ngày trở nên phổ biến Tùy theo đặc thù công việc, thời gian ngồi xe người dùng kéo dài hàng đồng hồ Ví dụ như: Lái xe cơng nghệ, dịch vụ đưa đón khách liên tỉnh, doanh nhân lái xe nội thành cơng tác xa thường xun, gia đình cắm trại ngoại thành…vv Theo nghiên cứu từ tạp chí sức khỏe Đại Học Harvard, Mỹ (Harvard Health Watch): trung bình lái xe dành tới 38.000 ngồi sau vô lăng quãng đời để qua 1,287 triệu km Ảnh hưởng ghế xe ô tô sức khỏe lái xe hành khách nhiều chuyên gia tổ chức nghiên cứu Cụ thể sau: Bệnh viện Florida Hospital Medical Group khuyến cáo rằng: ngồi chỗ lâu gây hàng loạt vấn đề sức khỏe, tiêu biểu bệnh đau lưng lẽ ngồi làm tăng áp lực cột sống lên 40% Bác sĩ trị liệu thần kinh cột sống người Mỹ Chase Schneier khuyến nghị: Khi di chuyển xe hơi, người dùng nên lựa chọn sản phẩm có ghế ngồi chắn, thiết kế khoa học kèm theo phần nâng đỡ lưng viền ghế ôm hỗ trợ để gia tăng thoải mái cho vị trí Hiểu rõ tầm quan trọng cấu tạo ghế ô tô sức khỏe, người tiêu dùng mang chi tiết vào yếu tố cần xem xét trước mua xe Theo khảo sát https://www.bosch-mobility-solutions.com/en/solutions/actuators/seat-drive/ [22] Tên tác giả: Không thể xác minh, ngày viết: 3/11/2021 https://www.ebay.com/itm/311669280421 [23] Tên tác giả: Không thể xác minh, ngày viết: Không thể xác minh https://www.gmpartsonline.net/v-2011-cadillac-srx premium 3-0l-v6gas/body passenger-seat-components [24] Tên tác giả: Không thể xác minh, ngày viết: Không thể xác minh https://www.youtube.com/watch?v=CKPZxiJgrTc&t=217s [25] Tên tác giả: Không thể xác minh, ngày viếtKhông thể xác minh https://www.mcx5.org/power_seat_system-771.html [26] Tên tác giả: Không thể xác minh, ngày viết: Không thể xác minh https://www.k900kia.com/lumbar_support_for_driver_s_seat_-27.html [27] Tên tác giả: Không thể xác minh, ngày viết: 26/12/2018 http://autozone.vn/cach-su-dung-tinh-nang-nho-vi-tri-ghe-tren-o-to/ [28] Tên tác giả: Không thể xác minh, ngày viết: Không thể xác minh https://icar.vn/huong-dan-do-ghe-chinh-dien-o-to-nang-cap-ghe-dien-10huong/ [29] Tên tác giả: Cao Minh Gia Huy, ngày viết: 28/11/2015 http://arduino.vn/bai-viet/542-gioi-thieu-arduino-mega2560 [30] Tên tác giả: Không thể xác minh, ngày viết: Không thể xác minh https://www.vietnic.vn/day-dien-han-mach-8-mau [31] Tên tác giả: Không thể xác minh, ngày viết: Không thể xác minh https://www.linhkientot.vn/day-be-noi-hai-dau-40-soi-20-cm-testboard-duccai-duc-duc-cai-cai 71 [32] Tên tác giả: Không thể xác minh, ngày viết: Không thể xác minh https://www.ketnoitieudung.vn/3m-thuoc-cuon-thep-stanley-30486_4405.html [33] Tên tác giả: Không thể xác minh, ngày viết: Không thể xác minh https://www.ketnoitieudung.vn/may-cat-sat-ban-makita-m2400b355mm_34131.html [34] Tên tác giả: Mai Nguyễn, ngày viết: 1/5/2021 https://chonmuachuan.com/may-han-dien-tu-loai-nao-tot/ [35] Tên tác giả: Không thể xác minh, ngày viết: Không thể xác minh https://bosch-hanoi.com.vn/may-khoan-bua-bosch-gbh-2-24-re/ [36] Tên tác giả: admin, ngày viết: 18/1/2022 https://dientusangtaovn.com/arduino-la-gi/ [37] Tên tác giả: Không thể xác minh, ngày viết: Không thể xác minh https://nshopvn.com/product/arduino-mega2560-r3-atmega16u2/ [38] Tên tác giả: Không thể xác minh, ngày viết: 16/6/2016 http://arduino.vn/bai-viet/893-cach-dung-module-dieu-khien-dong-co-l298ncau-h-de-dieu-khien-dong-co-dc [39] Tên tác giả: Không thể xác minh, ngày viết: Không thể xác minh https://linhkien888.vn/module-dieu-khien-dong-co-l298n [40] Tên tác giả: Nguyễn Thị Loan, ngày viết: 12/10/2015 https://semiconvn.com/home/hoc-thiet-ke-vi-mach/bai-hc-vi-mch/9218-timhieu-va-su-dung-module-bluetooth-hc05.html [41] Tên tác giả: Long Phan, ngày viết: 1/12/2021 https://blog.mecsu.vn/module-bluetooth-hc-05/ 72 [42] Tên tác giả: Không thể xác minh, ngày viết: Không thể xác minh https://www.thegioididong.com/game-app/arduino-ide-phan-mem-lap-trinharduino-mien-phi-da-nen-235232 [43] Tên tác giả: Không thể xác minh, ngày viết: 9/5/2022 https://teky.edu.vn/blog/app-inventor-la-gi/ 73 PHỤ LỤC Bãn vẽ mơ hình Khung hồn thiện Mạch điện hồn thiện Mơ hình hồn thiện Bản vẽ CAD sơ đồ bố trí mạch điện Bản vẽ 3D ghế Bản vẽ 3D lắp ghép khung ghế Bản vẽ 3D khung ghế Mã code Arduino Mega chạy chương trình điều khiển ghế lái: void setup() { // initialize both serial ports: Serial.begin(9600); Serial1.begin(9600); for (int i=4; i