Thiết kế chế tạo mô hình hệ thốn chiếu sáng thông và gạt mưa tự động trên toyota vios

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ CHẾ TẠO MƠ HÌNH HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG THƠNG MINH VÀ GẠT MƯA TỰ ĐỘNG TRÊN TOYOTA VIOS Ngành: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ Giảng viên hướng dẫn: Huỳnh Quang Thảo Sinh viên thực hiện: MSSV: Lớp: Trần Chí Cường 1811251257 18DOTD3 Trần Quang Huy 1811060307 18DOTD3 Phạm Văn Khoa 1811251023 18DOTD3 TP Hồ Chí Minh, ngày 28 tháng 08 năm 2022 MỤC LỤC PHIẾU ĐĂNG KÝ TÊN ĐỀ TÀI ĐATN PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN .ii TÓM TẮT iii ABSTRACT iv LỜI MỞ ĐẦU viii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ix DANH MỤC CÁC BẢNG x DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH xi CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 1.1 Tính cấp thiết đề tài 1.2 Tình hình nghiên cứu 1.2.1 Tình hình nghiên cứu nước 1.2.2 Tình hình nghiên cứu nước .5 1.3 Mục tiêu đề tài .6 1.4 Nội dung đề tài 1.4.1 Nghiên cứu, thiết kế hệ thống chiếu sáng thông minh .7 1.4.2 Nghiên cứu, thiết kế hệ thống gạt mưa tự động 1.5 Phương pháp nghiên cứu .7 1.5.1 Phương pháp nghiên cứu tài liệu 1.5.2 Phương pháp nghiên cứu thực tiễn v 1.6 Kết cấu đồ án 1.7 Kết đạt đề tài CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ GIẢI PHÁP 10 2.1 Hệ thống đèn chiếu sáng thông minh 10 2.1.1 Hệ thống đèn chiếu sáng góc cua tĩnh 10 2.1.2 Hệ thớng đèn chiếu sáng góc cua động 15 2.2 Hệ thống gạt mưa tự động 18 2.2.1 Khối cảm biến mưa 18 2.2.2 Cảm biến nước mưa 19 CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT ĐỀ TÀI 20 3.1 Thiết kế mô hình hệ thớng chiếu sáng 20 3.2 Chuyển đổi từ mơ hình hệ thớng chiếu sáng bình thường thành mơ hình hệ thống chiếu sáng chủ động 21 3.2.1 Xây dựng phương án chuyển đổi 21 3.2.2 Các tín hiệu đầu vào 22 3.2.3 Bộ điều khiển 23 3.2.4 Cơ cấu chấp hành .23 3.3 Thiết kế thi cơng mơ hình hệ thớng gạt mưa 23 3.4 Chuyển đổi mô hình hệ thớng gạt mưa bình thường thành hệ thớng gạt mưa tự động 24 3.4.1 Xây dựng phương án chuyển đổi .25 3.4.2 Các tín hiệu đầu vào 26 3.4.3 Bộ điều khiển 26 3.4.4 Cơ cấu chấp hành .26 vi CHƯƠNG 4: QUY TRÌNH TÍNH TỐN, THIẾT KẾ, MƠ PHỎNG 27 4.1 Ý tưởng thiết kế 27 4.1.1 Ý tưởng thiết kế hệ thống đèn chiếu sáng liếc động 27 4.1.2 Ý tưởng thiết kế hệ thống gạt mưa tự động .27 4.2 Các bước thiết kế 28 4.2.1 Thiết kế mơ hình 28 4.2.2 Tính tốn góc điều chỉnh hướng sáng 32 4.2.3 Thiết kế hệ thống gạt mưa 37 CHƯƠNG 5: THI CÔNG SẢN PHẨM, CHẠY THỬ NGHIỆM MƠ HÌNH 40 5.1 Chuẩn bị vật tư trang thiết bị 40 5.2 Q trình thi cơng mơ hình 42 5.2.1 Phần khí .42 5.2.2 Phần hệ thống điện điều khiển 49 5.3 Chạy thử nghiệm mơ hình 51 5.3.1 Chạy thử nghiệm 51 5.3.2 Chạy thử hệ thống chiếu sáng theo góc cua .55 5.3.3 Hệ thống gạt mưa tự động 57 CHƯƠNG 6: ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ, KẾT LUẬN 58 6.1 Những kết đạt 58 6.2 Những hạn chế đề tài 58 6.3 Hướng phát triển đề tài 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO 60 vii LỜI MỞ ĐẦU Với tình hình xã hội hiện nay, Việt Nam đà phát triển kinh tế mạnh mẽ, với phát triển vươn lên mạnh mẽ ngành công nghiệp ô tô Nhu cầu sử dụng ô tô ngày nhiều rộng khắp Từ dịng xe tơ phục vụ vận tải, dịch vụ hay sử dụng với mục địch phục vụ gia đình ngành lớn Chính mà chúng ta, kỹ sư ô tô phải nhanh chóng bắt kịp cơng nghệ sản xuất tơ với cải tiến tính thông minh nhằm đáp ứng nhu cầu ngày cao người sử dụng tiến tới nội địa hóa ngành cơng nghiệp tơ, khơng mà cịn ham ḿn đưa cơng nghệ thơng minh đến với môi trường quốc tế Trên ô tô, hệ thống chiếu sáng hệ thống vô quan trọng, hệ thống chiếu sáng phục vụ xe chạy khung đường thiếu sáng đảm bảo an toàn cho xe lưu thơng đường mưa mơi trường tầm nhìn hạn chế sương mù Không phục vụ xe chạy cung đường thiếu sáng mà hệ thống đèn cịn đáp ứng nhu cầu thuận tiện mang tính thơng minh hỗ trợ tầm nhìn tớt cho tài xế Trong khoảng thời gian ći thời sinh viên, nhóm chúng em muốn làm đề tài ý nghĩa, vừa để nghiên cứu tìm hiểu hiểu hệ thống đèn chiếu sáng hệ thống gạt mưa xe, vừa để thiết kế tạo mơ hình hệ thớng đèn chiếu sáng gạt mưa xe mang tính thơng minh cải thiện hệ thống cũ Cũng để giúp cho sinh viên tìm hiểu sâu vấn đề nên giảng viên giao cho chúng em đề tài “ Thiết kế, chế tạo mơ hình hệ thống chiếu sáng thơng gạt mưa tự động Toyota Vios” viii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt Tên đầy đủ Diễn nghĩa AFS Adaptive Front Lighting System Hệ thớng chiếu sáng phía trước thích ứng B Battery Positive Voltage Điện áp từ ắc quy BCM Powertrain Control Module Bộ điều khiển hệ thống truyền động ECU Electric Control Unit Bộ điều khiển điện GPS Global Positioning System Hệ thớng định vị tồn cầu HI High Nhanh IGSW Ignition Switch Công tắc máy LED Light Emitting Diode Đi ốt phát quang LO Low Chậm ix DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng Trang Bảng 5.1: Vật tư 40 Bảng 5.2: Trang thiết bị 41 x DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH Hình Trang Hình 1.1: Camrea phát hiện vật cản Hình 1.2: Khi xe đối diện qua Hình 1.3: Mơ hình hệ thống chiếu sáng thông minh sinh viên trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Hình 1.4: Mơ hình gạt mưa tự động Hình 2.1: Hiệu chiếu sáng đối với hệ thống đèn liếc tĩnh 10 Hình 2.2: Đèn chiếu sáng góc cua tắt xe thẳng 11 Hình 2.3: Đèn chiếu sáng góc cua bật xe xi nhan 11 Hình 2.4: Đèn góc cua tự động bật cua với tốc độ 40km/h 12 Hình 2.5: Đèn góc cua hai sáng gặp sương mù lùi xe 12 Hình 2.6: Hệ thớng đèn chiếu sáng góc cua tĩnh Hella DynaView EVO2 13 Hình 2.7: Hệ thớng đèn liếc tĩnh Hella 14 Hình 2.8: Sự khác biệt xe có trang bị đèn liếc động, cung đường cong 15 Hình 2.9: Góc điều chỉnh đèn liếc động cho cung đường cong 16 Hình 2.10: Cấu tạo hệ thớng đèn liếc động 17 Hình 2.11: Nguyên tắc thu phát cảm biến phản xạ hồng ngoại 18 Hình 2.12: Mạch cảm biến nước mưa 19 Hình 3.1: Vùng sáng đèn cốt, pha 20 xi Hình 3.2: Mơ hình hệ thớng chiếu sáng tín hiệu 21 Hình 3.3: Sơ đồ khới chuyển từ mơ hình hệ thớng chiếu sáng thơng thường thành hệ thống chiếu sáng thông minh 22 Hình 3.4: Sơ đồ khới hoạt động tín hiệu đầu vào 23 Hình 3.5: Mơ hình hệ thống gạt mưa 24 Hình 3.6: Bộ mạch cảm biến mưa 25 Hình 3.7: Sơ đồ khới chuyển đổi 25 Hình 3.8: Sơ đồ khới tín hiệu đầu vào 26 Hình 4.1: Khung mơ hình mơ 28 Hình 4.2: Bảng lắp đặt cầu chì, relay, linh kiện mơ 29 Hình 4.3: Vị trí lắp đặt bảng điều khiển hệ thống 30 Hình 4.4: Mơ đèn đầu, vị trí lắp bi đèn cốt 30 Hình 4.5: Sơ đồ hệ thớng chiếu sáng 31 Hình 4.6: Sơ đồ hệ thớng tín hiệu 32 Hình 4.7: Điều chỉnh góc sáng theo đường cong 33 Hình 4.8: Tính tốn góc cua vịng α, β 34 Hình 4.9: Cấu tạo động servo 35 Hình 4.10: Biến trở công nghiệp 36 Hình 4.11: Sơ đồ hệ thống đèn liếc động (dùng servo điều khiển bi đèn) 37 Hình 4.12: Cơng tắc điều khiển 37 Hình 4.13: Sơ đồ hệ thớng gạt mưa 38 Hình 4.14: Sơ đồ hệ thống gạt mưa tự động 38 xii Hình 5.1: Khung mơ hình 42 Hình 5.2: Mica lắp lên khung 43 Hình 5.3: Đèn đầu Toyota Vios 43 Hình 5.4: Mặt đèn sau tháo rời 44 Hình 5.5: Chóa đèn khoét rỗng 45 Hình 5.6: Trục xoay bi halogen 45 Hình 5.7: Mặt đèn sau vệ sinh lại 46 Hình 5.8: Vị trí lắp motor servo 47 Hình 5.9: Đèn đầu sau hồn thành 47 Hình 5.10: Motor gạt mưa 48 Hình 5.11: Cụm cơng tắc điều khiển, vơ lăng bảng cầu chì, relay 49 Hình 5.12: Đấu dây hệ thớng 49 Hình 5.13: Đấu dây hệ thớng đèn đầu tín hiệu 50 Hình 5.14: Đấu dây hệ thớng gạt mưa 50 Hình 5.15: Đi gọn dây hệ thống 51 Hình 5.16: Hồn thành mơ hình 51 Hình 5.17: Đèn đemi 52 Hình 5.18: Đèn cốt 52 Hình 5.19: Đèn pha 53 Hình 5.20: Đèn xi nhan chế độ báo nguy 53 Hình 5.21: Đèn gầm 54 Hình 5.22: Đèn xi nhan bên trái 54 Hình 5.23: Đèn xi nhan bên phải 55 xiii Hình 5.13: Đấu dây hệ thớng đèn đầu tín hiệu – Đèn cớt; – Đèn pha; – Đèn tín hiệu Hình thể hiện sau thực hiện đấu dây băng keo cách điện băng vải, thể hiện tính thẩm mỹ hệ thớng Hình 5.14: Đấu dây hệ thống gạt mưa Dây từ motor gạt mưa x́ng gầm mơ hình, để gọn dây chúng em băng keo vải lại buộc dây rút bó dây vào khung mơ hình Dây dẫn đấu nối hệ thống băng keo vải kĩ lưỡng, đồng thời gọn 50 dây gầm mơ hình đảm bảo tính thẩm mỹ cao Hình 5.15: Đi gọn dây hệ thớng Hình 5.16: Hồn thành mơ hình 5.3 Chạy thử nghiệm mơ hình 5.3.1 Chạy thử nghiệm Hoạt động đèn tail: Bật công tắc đèn chế độ đèn tail hai đèn tail bên trái bên phải lắp đặt bi đèn cớt sáng 51 Hình 5.17: Đèn đemi Hoạt động đèn cốt: Khi bật công tắc đèn vị trí chế độ đèn cớt đèn cớt hai bên trái, phải sáng Hình 5.18: Đèn cớt Hoạt động đèn pha: Khi bật công tắc đèn chế độ đèn pha đèn pha bên trái bên phải sáng 52 Hình 5.19: Đèn pha Hoạt động đèn hazard: Đèn hazard hoạt động bật cơng tắc hazard trường hợp khẩn cấp Hình 5.20: Đèn xi nhan chế độ báo nguy Hoạt động đèn gầm: Hoạt động tốt thời tiết sương mù dày đặc trời mưa 53 Hình 5.21: Đèn gầm Hoạt động đèn xi nhan: Khi gạt công tắc xi nhan qua bên trái đèn xi nhan trái sáng tương tự với bên phải Hình 5.22: Đèn xi nhan bên trái 54 Hình 5.23: Đèn xi nhan bên phải Hoạt động đèn hậu: Hình 5.24: Đèn hậu 5.3.2 Chạy thử hệ thống chiếu sáng theo góc cua Hệ thớng điều chỉnh vùng chiếu sáng theo góc quay vô lăng hoạt động công tắc máy vị trí IG, cơng tắc đèn đầu vị trí Head – Cớt Dưới mơ tả xoay vô lăng bên trái Chùm ánh sáng thay đổi hướng chiếu sáng bên trái 55 Hình 5.25: Motor servo điều khiển bi đèn sang bên trái vô lăng đánh lái sang trái Khi vô lăng đánh lái sang bên phải, đèn liếc bên phải Chùm ánh sáng thay đổi hướng chiếu sáng sang bên phải Hình 5.26: Motor servo điều khiển bi đèn sang bên phải vô lăng đánh lái sang phải 56 5.3.3 Hệ thống gạt mưa tự động Khi phát hiện mưa, cảm biến mưa nhận tín hiệu gửi tín hiệu đến điều khiển đóng relay, đèn báo hiệu điều khiển tắt để nhận biết relay đóng, motor gạt mưa hoạt động chế độ INT Hình 5.27: Chưa có phát hiện nước mưa, đèn xanh mạch sáng Hình 5.28: Phát hiện tín hiệu nước mưa, đèn màu xanh mạch tắt 57 CHƯƠNG ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ, KẾT LUẬN 6.1 Những kết đạt Hoàn thành thiết kế, chế tạo hệ thống đèn chiếu sáng thông minh chủ động theo góc lái xe Thiết kế hồn thành thi công hệ thống gạt mưa tự động, với chức tự động gạt mưa chế độ có trời có mưa 6.2 Những hạn chế đề tài Đới với góc quay chế đèn liếc động có góc từ - 20° bị hạn chế kích thước chóa đèn đèn bi bên khơng thể cho góc quay lớn Cơ cấu bánh tỉ lệ góc quay vơ lăng truyền qua biến trở (đưa tín hiệu thay đổi góc quay đèn liếc động) chưa xác hồn tồn Bộ cảm biến loại cảm biến hồng ngoại hiện nay, mà nhóm sử dụng loại cảm biến mưa Loại cảm biến nhận tín hiệu từ nước mưa gửi tín hiệu đến motor gạt nước hoạt động, loại cảm biến led hồng ngoại giúp motor gạt nhận biết lượng nước mưa nhiều hay để motor nhận biết gạt nhanh chậm 6.3 Hướng phát triển đề tài Mặc dù đề tài hoàn thành nhiệm vụ giao, nhiên nhóm ḿn phát triển đề tài hồn thiện hơn, nhóm xin đề xuất sớ phương án sau - Thay sử dụng loại cảm biến hồng ngoại cho mạch điều khiển hệ thống gạt mưa tự động 58 - Thiết kế chế tạo hệ thống chiếu sáng chủ động thay đổi hướng chiếu sáng theo tốc độ xe - Lắp đặt khảo sát hệ thống chiếu sáng chủ động mơ hình xe thực tế 59 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] obdvietnam Hệ thống chiếu sáng thông minh 07/09/2016, https://obdvietnam.vn/news/2228/he-thong-chieu-sang-thong-minh.html [2] Lê Gia Bảo HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG THÔNG MINH - ADAPTIVE FRONT LIGHT SYSTEM - SINH VIÊN SƯ PHẠM KỸ THUẬT K18 05/01/2021, https://www.youtube.com/watch?v=cpSpkEzgO10 [3] Phương Thúy Bùi Đồ án tơ, điện tử Mơ hình Gạt mưa rửa kính tự động 14/04/2021, https://www.youtube.com/watch?v=3HkAnL6_WqY&t=24s [4] Vũ Hồng Thái, Đinh Xuân Phương, Nguyễn Văn Tường, Lương Trần Quảng Đà Thiết kế chế tạo mơ hình hệ thớng chiếu sáng thông minh Đồ án tốt nghiệp TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM [5] Mặc Định Hệ thống gạt nước mưa tự động ứng dụng ô tô 02/05/2022 https://tailieumau.vn/de-tai-he-thong-gat-nuoc-mua-tu-dong-ung-dung-tren-o-tohay/ [6] ThS Nguyễn Văn Bản, TS Nguyễn Văn Nhanh Hệ thớng điện - điện tử tơ Giáo trình Hutech, TP.HCM [7] ThS Nguyễn Long Khánh Hệ thống điện – điện tử động tơ Giáo trình NXB GIAO THƠNG VẬN TẢI [8] Vy Đình Đặng Bài giảng môn học trang bị tiện nghi ô tô /2011, https://independent.academia.edu/VyĐặngĐình [9] NDT Giới thiệu Servo SG90 cách điều khiển biến trở 19/06/2014, http://arduino.vn/bai-viet/181-gioi-thieu-servo-sg90-va-cach-dieu-khien-bang-bientro 60 Phụ lục A CODE CHƯƠNG TRÌNH ARDUINO ĐIỀU KHIỂN SERVO Chương trình hệ thớng: #include // Thư viện điều khiển servo // Khai báo đối tượng myservo dùng để điều khiển servo Servo myservo; int bientro = A0; // Khai báo chân analog đọc biến trở điều khiển servo int servoPin = 9; // Khai báo chân điều khiển servo void setup () { // Cài đặt chức điều khiển servo cho chân servoPin myservo.attach(servoPin); Serial.begin(9600); // Mở giao tiếp Serial baudrate 9600 } void loop () { int value = analogRead(bientro);// Đọc giá trị biến trở // Chuyển giá trị analog (0-1023) đọc từ biến trở sang số đo độ (0-180 độ) 61 // dùng để điều khiển góc quay cho servo int servoPos = map(value, 0, 1023, 0, 180); // Cho servo quay góc servoPos độ myservo.write(servoPos); // Xuất biến servoPos lên giao tiếp Serial Serial.println(servoPos); delay(100); } 62 Phụ lục B BẢN VẼ CHI TIẾT MƠ HÌNH 63 12 30 20 130 65 15 120 20 19 90 Người vẽ Thanh sắt 40cm Tấm mica Thanh sắt 130cm Cùm công tắc Vô lăng Đèn đầu Đèn hậu Motor gạt mưa 1 Bi đèn STT Tên phận SL Trần Quang Huy Toyota Vios Kiểm tra TP.HCM 1:2 ... hệ thống chiếu sáng thông minh Phương thức chiếu sáng chủ động theo góc cua Thiết kế, chế tạo mơ hình sa bàn Chạy thử nghiệm mơ hình 1.4.2 Nghiên cứu, thiết kế hệ thống gạt mưa tự động Tổng... Hồn tất mơ hình tiến hành chạy thử nghiệm hoạt động hệ thớng chế độ Hình 3.5: Mơ hình hệ thớng gạt mưa 3.4 Chuyển đổi mơ hình hệ thống gạt mưa bình thường thành hệ thống gạt mưa tự động Để... điện tử vào hệ thống xe Hệ thống lại kiến thức học vẽ kế hoạch thiết kế mơ hình hệ thớng chiếu sáng chủ động theo góc cua, hệ thớng gạt mưa tự động Thiết kế chế tạo thành cơng mơ hình hệ