Thiết kế, chế tạo mô hình hệ thống điều hòa không khí điều khiển từ xa trên ô tô

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 ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ ĐIỀU KHIỂN TỪ XA TRÊN Ơ TƠ NGÀNH: CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: THS HUỲNH QUANG THẢO Sinh viên thực hiện: MSSV Lớp Nguyễn Xuân Hiếu 1811251327 18DOTB3 Huỳnh Đổng Phụng 1811252080 18DOTB2 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 MỤC LỤC v DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT x DANH SÁCH CÁC HÌNH xi DANH SÁCH CÁC BẢNG xiv LỜI MỞ ĐẦU .1 CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 1.1 Tính cấp thiết đề tài 1.2 Tình hình nghiên cứu .3 1.2.1 Tình hình nghiên cứu nước 1.2.2 Tình hình nghiên cứu nước .3 1.3 Mục tiêu nghiên cứu .5 1.4 Nội dung nghiên cứu 1.5 Phương pháp nghiên cứu 1.5.1 Nghiên cứu lý thuyết 1.5.2 Nghiên cứu thực tế 1.6 Kết cấu đồ án tốt nghiệp v 1.7 Kết đạt đề tài CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN GIẢI PHÁP 2.1 Tầm quan trọng hệ thống điều hịa khơng khí xe hơi: .7 2.2 Những tác hại để xe ánh nắng trực tiếp .7 2.2.1 Giảm tuổi thọ nội thất xe 2.2.2 Hỏng sơn ngoại thất 2.2.3 Các chi tiết ngoại thất nhanh xuống cấp 10 2.2.4 Gây nổ xe 11 2.2.5 Gây mùi khó chịu ảnh hưởng đến sức khỏe người dùng .12 2.3 Các giải pháp 12 2.3.1 Chọn nơi đỗ xe râm mát, tránh ánh nắng chiếu trực tiếp vào xe 12 2.3.2 Sử dụng bạt chuyên dụng phản quang chống nắng 13 2.3.3 Dán phim cách nhiệt 15 2.3.4 Chọn màu ô tô màu sáng màu đỏ, màu vàng, cam,… 15 2.3.5 Phủ bạt tráng nhôm 16 2.3.6 Lắp đặt hệ thống khởi động xe điều khiển từ xa để mở điều hoà 17 2.4 Thuận lợi giải pháp 18 2.5 Khó khăn giải pháp 18 2.6 Chọn giải pháp để giải đề tài ưu, nhược điểm giải pháp 18 2.7 Thuận lợi khó khăn giải pháp đề số biện pháp có thị thường 19 2.7.1 Thuận lợi khó khăn giải pháp đề 19 2.7.2 Một số hệ thống điều hịa khơng khí điều khiển từ xa xe hãng 20 CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT 24 vi 3.1 Phương pháp giải đề tài 24 3.2 Phương thức vận hành hệ thống điều hịa khơng khí điều khiển từ xa 24 3.3 Phương án thiết kế mô hình 26 3.3.1 Phương án 1: Tất phận hệ thống điều hịa thiết kế phía mơ hình, phía trước bố trí bảng điều khiển 26 3.3.2 Phương án 2: Các thiết bị bố trí phía .27 3.3.3 Phương án 3: Kết hợp phương án 28 CHƯƠNG 4: QUY TRÌNH THIẾT KẾ 30 4.1 Mục đích việc thiết kế mơ hình .30 4.2 Yêu cầu việc thiết kế mô hình 30 4.3 Lựa chọn phương án thiết kế, phần mềm thiết kế 30 4.3.1 Phần mềm thiết kế khí 30 4.3.2 Phần mềm thiết kế hệ thống điện 31 4.4 Tính tốn, xây dựng mơ hình khí 34 4.4.1 Sử dụng phần mềm SolidWorks xây dựng mơ hình .34 4.4.2 Sử dụng phần mềm AutoCad để vẽ hình chiếu mơ hình 37 4.5 Tính tốn, xây dựng mạch điện hệ thống điều hịa khơng khí .39 4.5.1 Sơ đồ mạch điện tổng quan .39 4.5.2 Sơ đồ mạch điều khiển hai chế độ 39 4.5.3 Sơ đồ mạch điều khiển ly hợp từ 42 4.5.4 Sơ đồ mạch điều khiển quạt giàn nóng – lạnh 44 4.5.5 Thiết lập cầu chì bảo vệ 46 CHƯƠNG 5: THI CƠNG SẢN PHẨM VÀ CHẠY THỬ NGHIỆM MƠ HÌNH 48 5.1 Chuẩn bị vật tư trang thiết bị 48 vii 5.1.1 Thông số kỹ thuật máy nén 50 5.1.2 Thông số kỹ thuật Motor 50 5.1.3 Thông số điều khiển từ xa 51 5.1.4 Khởi động từ (Contactor) 52 5.1.5 Sử dụng Adapter 220 v to 12 V 53 5.1.6 Công tắc gạt chân 54 5.2 Lắp ráp, xây dựng mơ hình 55 5.2.1 Về phần khí 55 5.2.2 Về phần mạch điện 58 5.2.3 Lắp đặt mạch điện sa bàn mơ hình .59 5.3 Nạp gas, thử kín .62 5.3.1 Hút chân không .62 5.3.2 Thử kín 63 5.3.3 Quy trình nạp gas 63 5.4 Chạy thử nghiệm mơ hình 65 5.5 Bảo dưỡng, sửa chữa hệ thống điều hòa 66 5.5.1 Bảo dưỡng máy nén 66 5.5.2 Bảo dưỡng dàn nóng .67 5.5.3 Bảo dưỡng dàn lạnh 68 5.5.4 Bảo dưỡng quạt .68 CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 70 6.1 Kết luận 70 6.2 Hướng phát triển đề tài 71 TÀI LIỆU THAM KHẢO 72 viii PHỤ LỤC 73 ix DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT A/C Air Conditioning ĐATN Điều hịa khơng khí Đồ án tốt nghiệp ECU Electronic Control Unit Bộ điều khiển GPS Global Positioning System Định vị toàn cầu HI Hight Cao IC Integrated Mạch tích hợp IP Ingress Protection Chỉ số chống nước LO Low Thấp ME Medium Trung Bình N Neutral Trạng thái tự P Parking Trạng thái đỗ PM Particulate Matter Bụi mịn PSI Pound per square inch Đơn vị đo áp suất R134a Freon 134 Môi chất lạnh SW Switch Công tắc S_GND S_Ground Mass thân xe x DANH SÁCH CÁC HÌNH HÌNH TRANG Hình 2.1: Tác hại để xe ánh nắng trực tiếp Hình 2.3: Hỏng sơn ngoại thất Hình 2.2: Giảm tuổi thọ nội thất xe Hình 2.4: Lưỡi gạt cao su bị lão hóa làm xước kính 10 Hình 2.5: Xe sử dụng cửa sổ trời đỗ trời nắng thường xuyên 11 Hình 2.6: Để bình cứu hỏa xe gây cháy nổ để xe trời nắng 11 Hình 2.7: Nhiệt độ xe nóng làm chất nhựa sinh mùi khó chịu ảnh hưởng tới sức khỏe người dùng 12 Hình 2.8: Đỗ xe chỗ râm mát .13 Hình 2.10: Tấm phản quang che nắng cho xe 14 Hình 2.9: Bạt che nắng cho xe 14 Hình 11: Dán phim cách nhiệt cho xe 15 Hình 2.12: Sơ đồ thể độ hấp thụ nhiệt độ màu 16 Hình 2.13: Dùng bạt phủ tráng nhôm để bảo vệ xe ánh nắng 17 Hình 2.14:Bộ đề nổ từ xa cho Toyota 18 Hình 2.15: Sử dụng khởi động từ xa (Engine Start/Stop) 21 Hình 2.16: Đề nổ từ xa điện thoại thông minh (Viper) 22 Hình 3.1: Thiết kế mơ hình theo phương án 26 Hình 3.2: Thiết kế mơ hình theo phương án 27 Hình 3.3: Thiết kế mơ hình theo phương án 29 Hình 4.1: Giao diện phần mềm SolidWorks 31 Hình 4.2: Giao diện phần mềm AutoCad 32 Hình 4.3: Giao diện phần mềm Arduino IDE 33 Hình 4.4: Hình ảnh thiết kế khung mơ hình SolidWorks 35 Hình 4.5: Bố trí Motor, dàn lạnh, máy nén nhìn từ mặt trước 35 xi Hình 4.6: Bố trí vị trí linh kiện mạch điện phần mềm mơ nhìn từ xuống 36 Hình 4.7: Bố trí quạt giàn nóng, giàn nóng mơ nhìn từ bên trái qua phải 36 Hình 4.8: Hình ảnh mơ hình phần mềm mơ sau hồn thành 37 Hình 4.9: Hình chiếu đứng mơ hình 37 Hình 4.10: Hình chiếu mơ hình 38 Hình 4.11: Hình chiếu cạnh mơ hình 38 Hình 4.12: Sơ đồ hệ thống mạch điện tổng quan .39 Hình 4.13: Mạch điều khiển hai chế độ 40 Hình 4.14: Sơ đồ mạch điều khiển từ xa sóng RF 40 Hình 4.15: Mạch đóng ngắt hệ thống theo thời gian 41 Hình 4.16: Sơ đồ mạch điều khiển ly hợp từ 42 Hình 4.17: Sơ đồ mạch điện điều khiển Arduino 43 Hình 4.18: Sơ đồ mạch điều khiển quạt giàn nóng - lạnh 45 Hình 4.19: Sơ đồ mạch module điều khiển đóng ngắt quạt giàn nóng 45 Hình 4.20: Vị trí cầu chì 12 V 10 A mạch điện 47 Hình 4.21: Vị trí cầu chì 220 V 10 A mạch điện 47 Hình 5.1: Máy nén 508 .50 Hình 5.2: Motor 220 V, HP 51 Hình 5.3: Bộ điều khiển từ xa dân dụng 51 Hình 5.4: Khởi động từ (Contactor) 52 Hình 5.5: Bộ Adapter 220 V to 12 V .53 Hình 5.6: Công tắc gạt chân 54 Hình 5.7: Mạch Arduino sau thi công xong .58 Hình 5.8: Các mạch bán rộng rãi trang điện tử 59 Hình 5.9: Bố trí linh kiện mạch điện sa bàn mơ hình mặt 59 Hình 5.10: Bố trí dây điện sa bàn mặt phía .60 Hình 5.11: Lắp đặt thiết bị nhìn từ phía trước mơ hình 60 xii Hình 5.12: Lắp đặt mạch điện nhìn từ phía sau mơ hình 61 Hình 5.13: Lắp đặt thiết bị nhìn từ mặt bên mơ hình 61 Hình 5.14: Quá trình hút chân không hệ thống lạnh 62 Hình 5.15: Quá trình nạp gas lạnh đồng hồ đo 63 Hình 5.16: Chạy thử nghiệm mơ hình 65 xiii } void displayLCD()//chương trình hiển thị hình LCD { lcd.setCursor(0,0); // hàng hiển thị nhiệt độ đo lcd.print("Temp: "); lcd.print(temp); lcd.write(B11011111);//dấu độ C lcd.print("C ");//chữ C lcd.setCursor(0,1);//hàng hiển thị nhiệt độ cài đặt cao thấp lcd.print("H: "); lcd.print(temp_h); lcd.write(B11011111); lcd.print("C "); lcd.print("L: "); lcd.print(temp_l); lcd.write(B11011111); lcd.print("C"); } Phụ lục : Thông tin linh kiện mạch Arduino điều khiển ly hợp Bảng phụ lục 2: Bảng thông tin linh kiện mạch Arduino điều khiển ly hợp Tên linh kiện Số lượng Board mạch đồng kích thước * 15 Công dụng Gắn linh kiện với thành mạch hoàn chỉnh cm Hiển thị giá trị Màn hình LCD 1602A nhiệt độ cảm biến đo hình Dùng để điều chỉnh Nút nhấn nhiệt độ theo ý muốn Đèn LED màu xanh Hiển thị relays mạch đóng hay mở Hình ảnh Giắc cắm điện Cung cấp dòng điện 12 V từ nguồn 5.5 x 2.1 mm Đo nhiệt độ môi Cảm biến nhiệt độ DS18B20 Domino chân mini Domino chân trường gửi tín hiệu trung tâm điều khiển Liên kết linh kiện có chân để mạch hoạt động Liên kết linh kiện chân để mạch hoạt động Đóng ngắt tiếp Relay 10 A / 250 VAC điểm có tín hiệu từ trung tâm điều khiển Làm cầu chia áp, khống chế dòng điện qua tải cho Điện trở 10k Ohm phù hợp Phân cực cho bóng bán dẫn, tham gia vào mạch tạo dao động R, C Điện trở 1k Ohm Giống điện trở 10k Ohm Ứng dụng cần độ ổn định cao thiết bị Tụ gốm 102 1 nF / 50V tiêu thụ gấp, ổn định với điện áp, tần số nhiệt độ sử dụng Được dùng làm chỉnh lưu phần nguồn điện Diodes 1n4007 thiết bị điện tử để chuyển đổi điện áp AC thành DC với tụ lọc khác Cho điện áp xoay chiều AC qua Tụ hóa: 10 uF / 50V chặn điện áp chiều DC Lọc nguồn, lọc nhiễu Cung cấp điện áp ngõ với giá trị IC nguồn 7805 ổn định lúc điện áp ngõ vào IC thay đổi liên tục thiếu ổn định Điều chỉnh cường độ dòng điện Biến trở mạch thay đổi trị số điện trở Chúng sử Transistor NPN c1815 dụng để chuyển tín hiệu điện tử, xung, khuếch đại tín hiệu Phụ lục 3: Thông số linh kiện sử dụng hệ thống Module điều khiển quạt giàn nóng Thơng số kĩ thuật: - Sử dụng điện áp nuôi DC 12 V - Relay Relay tiêu thụ dòng khoảng 80 mA - Điện đóng ngắt tối đa: AC 250 V ~ 10 A DC 30 V ~ 10 A - Có đèn báo đóng ngắt Relay, nặng 17 g - Có thể chọn mức tín hiệu kích qua Jumper - Kích thước: 1,97 in x 1,02 in x 0,75 in (5,0 cm x 2,6 cm x 1,9 cm) Mạch đóng ngắt theo thời gian Thông số kĩ thuật: - Điện áp hoạt động: – 30 VDC (hỗ trợ VDC cổng micro USB) - Điện áp kích (Trigger): – 24 VDC - Ngõ chân tiếp điểm Relay: NC – COM – NO - Dòng tải tối đa: 10 A - Nhiệt độ hoạt động: -45 – 80° C - Có bảy chế độ: P1.1, P1.2, P1.3, P2, P3.1, P3.2, P4 - Thời gian mở (OP): cài đặt từ 0,1 giây đến 999 phút - Thời gian ngắt (CL): cài đặt từ 0,1 giây đến 999 phút - Chu kỳ tắt mở (LOP): cài đặt từ đến 999 lần đếm ngắt mở, thiết lập vịng lặp vơ hạn " -" - Chế độ ngủ đông: Chọn chế độ ngủ đông hoạt động cách nhấn giữ nút Stop giây, hình hiển thị chế độ - C - P: Sau phút khơng có hoạt động nào, hình LCD tắt mạch chế độ ngủ đơng, nhấn nút để mạch hoạt động lại bình thường - O - d: Mạch hoạt động Adapter Thông số kỹ thuật: - Điện áp đầu vào: AC 220 V - Điện áp đầu ra: DC 12V - Dòng điện đầu ra: A - Công suất đầu ra: 24 W - Kích thước: 35 * 25 * 15 mm Dây điện Sử dụng dây điện để nối mạch thiết bị thành mạch điện hoàn chỉnh theo đề tài - Loại dây: Dây đơn mềm - Tiết diện định danh: 6,0 mm2 - Kết cấu: 84 / 0,30 N0 / mm - Điện trở DC tối đa 20° C: 3,30 Ω / km - Chiều dày cách điện định danh: 0,8 mm - Đường kính tổng gần đúng: 4,8 mm - Điện áp danh định: 450 / 750 V - Loại dây: Dây đơn mềm - Nhiệt độ làm việc: < 80° C - Điện áp: 300 V OD: 1,4 mm - Kích thước lõi: 0,5 mm - Loại chất liệu: Lõi đồng (nhiều sợi) Relay điều khiển đóng ngắt quạt dàn lạnh s Relay gồm chân: Hai chân cuộn cấp nguồn có tác dụng nam châm hút tiếp điểm làm tiếp điểm đóng lại, hai chân cịn lại chân tiếp điểm Chịu điều khiển hai chân cuộn Hai chân cuộn cấp nguồn từ Adapter 12 V, hai chân cịn lại có chức cơng tắc hoạt động quạt dàn lạnh Cầu chì bảo vệ mạch 220 V 10 A 12 V 10 A Nguyên lý hoạt động: Cầu chì hoạt động dựa vào nguyên lí tự chảy uốn cong để tách rời mạch điện có cường độ dịng điện mạch tăng đột ngột Để thực công điện trở chất liệu làm dây cầu chì cần có nhiệt độ nóng chảy định, kích thước thành phần cấu tạo bên phù hợp Trường hợp q dịng lớn khả cắt mạch nhanh, mối quan hệ thời gian cắt mạch cầu chì dịng điện qua gọi đặc tính bảo vệ cầu chì Đèn báo pha Sử dụng đèn báo pha mơ hình thay cho đèn Demi xe Đèn báo pha thiết kế dạng Led, theo tiêu chuẩn Châu Âu, có đủ loại màu sắc, điện áp, đáp ứng cho nhu cầu làm tủ điện Được sử dụng báo có điện pha điện pha điện pha, báo tín hiệu ON / OFF thiết bị động Điện áp: 220 V - Kích thước: 22 mm - Dòng tiêu thụ: Nhỏ 18 mA - Tuổi thọ: Trên 100.000 sáng liên tục - Nhiệt độ hoạt động: -25 ~ 70° C - Tiêu chuẩn kín nước: IP65 chống nước chống bụi - Kích thước bên ngồi: 50 mm * 28 mm (cao * đường kính ngồi) Acquy Dùng bình Acquy xe máy 12 V Ah để cung cấp nguồn 12 V cho thiết bị quạt dàn nóng, quạt dàn lạnh, ly hợp từ máy nén ... Thiết kế sơ đồ cấu tạo hệ thống, sơ đồ hiển thị thông tin mô hình - Xây dựng thuật tốn điều khiển mơ hình hệ thống điều hịa khơng khí điều khiển từ xa t - Thiết kế, chế tạo mơ hình hệ thống điều. .. nhóm em mô động đốt thành động điện Động điện hoạt động kéo máy nén hệ thống điều hòa Đối với chế độ điều khiển từ xa, Motor điện điều khiển remote điều khiển từ xa tương ứng với hệ thống SmartKey... làm việc Xuất phát từ lý đây, em định nhận đề tài là: “THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MƠ HÌNH HỆ THỐNG ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ ĐIỀU KHIỂN TỪ XA TRÊN Ơ TƠ” 1.2 Tình hình nghiên cứu 1.2.1 Tình hình nghiên cứu nước