Hệ thống điện thân xe trên ô tô hiện đại cải tiến một số hệ thống điện thân xe để tăng tính tiện nghi ô tô

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP HỆ THỐNG ĐIỆN THÂN XE TRÊN Ô TÔ HIỆN ĐẠI CẢI TIẾN MỘT SỐ HỆ THỐNG ĐIỆN THÂN XE ĐỂ TĂNG TÍNH TIỆN NGHI Ơ TƠ NGÀNH: CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: TS NGUYỄN THÀNH SA Sinh viên thực hiện: MSSV: Lớp: Nguyễn Văn Đoàn 1811252809 18DOTD1 Nguyễn Văn Hùng 1811252813 18DOTD1 Phan Trung Khuyến 1811252846 18DOTD1 Tp Hồ Chí Minh, tháng 28/08/2022 MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CÁM ƠN ii TÓM TẮT iii ABSTRACT iv MỤC LỤC v DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ix DANH MỤC HÌNH ẢNH x DANH MỤC CÁC BẢNG xiv LỜI MỞ ĐẦU .1 Chương .2 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 1.1 Tính cấp thiết đề tài 1.2 Tình hình nghiên cứu 1.4 Nhiệm vụ nghiên cứu 1.3 Mục đích nghiên cứu 1.5 Phương pháp nghiên cứu 1.6 Các kết cần đạt đề tài 1.7 Kết cấu đồ án Chương .8 TỔNG QUAN GIẢI PHÁP 2.1 Khảo sát trang bị hệ thống đèn pha tự động thị trường xe ô tô 2.2 Khảo sát trang bị hệ thống gạt mưa tự động .9 2.3 Khảo sát hệ thống đèn pha tự động gạt mưa tự động bán thị trường .10 v 2.4 Tổng quan giải pháp 11 Chương 12 PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT .12 3.1 Phương pháp giải đề tài 12 3.1.1 Ý tưởng thiết kế 12 3.1.2 Phương án thiết kế 12 3.2 Hệ thống gạt mưa tự động .14 3.2.1 Arduino Uno R3 .14 3.2.2 Bộ cảm biến mưa .15 3.2.3 Module relay 16 3.3 Hệ thống đèn pha tự động .17 3.3.1 Quang trở DLR .17 3.3.2 Diode 1N4007 19 3.3.3 Transitor C1815 .20 3.3.4 Relay chân .21 Chương 22 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 22 4.1 Hệ thống chiếu sáng 22 4.1.1 Nhiệm vụ, yêu cầu phân loại .22 4.1.2 Công tắc đèn chiếu sáng 23 4.1.3 Sơ đồ mạch điện nguyên lý hoạt động hệ thống chiếu sáng .24 4.2 Hệ thống tín hiệu .28 4.2.1 Nhiệm vụ, yêu cầu phân loại .28 4.2.2 Cấu tạo phần tử hệ thống tín hiệu 29 4.2.3 Sơ đồ mạch điện nguyên lý hoạt động 31 vi 4.3 Hệ thống gạt mưa, rửa kính tơ 36 4.3.1 Khái niệm, nhiệm vụ yêu cầu hệ thống gạt mưa, rửa kính 36 4.3.2 Nguyên lý hoạt động hệ thống gạt mưa-rửa kính 39 4.4 Hệ thống gập gương chiếu hậu ô tô 41 4.4.1 Nhiệm vụ, yêu cầu phân loại .41 4.4.2 Các phận hệ thống gập gương chiếu hậu ô tô 42 4.4.3 Sơ đồ mạch điện nguyên lý làm việc hệ thống gập gương chiếu hậu 44 4.5 Hệ thống khố cửa tơ 47 4.5.1 Hệ thống điều khiển khoá/mở cửa từ xa 47 4.6 Một số phần mềm hỗ trợ, thiết kế, mơ mơ hình 49 4.6.1 Giới thiệu phần mềm AutoCad 49 4.6.2 Sử dụng phần mềm Solidworks .50 4.6.3 Sử dụng phần mềm Adruino 51 4.6.4 Sử dụng phần mềm Protues 51 Chương 52 MÔ PHỎNG VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH 52 5.1 Mô hệ thống 52 5.1.1 Mô hệ thống đèn chiếu sáng 52 5.1.2 Thiết kế mô hệ thống gập gương chỉnh gương 54 5.1.3 Mô hệ thống lock cửa .57 5.2 Lựa chọn phương án thiết kế 58 5.2.1 Mua vật liệu 58 5.2.2 Thực làm khung .59 vii 5.2.3 Thiết kế bảng khung mơ hình 60 5.2.4 Lựa chọn phận cấu thành mơ hình 61 5.2.5 Tính đề tài 66 5.2.5.3 Chế độ đèn AUTO 70 5.3 Thi cơng mơ hình 72 Chương 75 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 75 6.1 Kết luận 75 6.2 Kết đạt .75 6.3 Hướng phát triển đề tài .76 TÀI LIỆU THAM KHẢO 77 PHỤ LỤC 78 viii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT TỪ VIẾT TẮT DIỄN GIẢI LCS Light Control Switch DRL Daytime Running Light DC Direct Curent AC Alternating Current ix DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 2.1: Hệ thống đèn pha tự động .8 Hình 2.2: Hệ thống gạt mưa tự động .9 Hình 2.3: Một số sản phẩm thị trường 10 Hình 2.4 Sản phẩm tích hợp thị trường 10 Hình 3.1: Sơ đồ hệ thống gạt mưa tự động 13 Hình 3.2: Sơ dồ khối hệ thống đèn pha tự động 13 Hình 3.3: Arduino Uno R3 14 Hình 3.4: Bộ cảm biến mưa 15 Hình 3.5: Module relay 16 Hình 3.6: Quang trở LDR .17 Hình 3.7: Cấu trúc quang trở 18 Hình 3.8: Diode 1N4007 .19 Hình 3.9: Transitor C1815 20 Hình 4.1: Cơng tắc đèn chiếu sáng 23 Hình 4.2: Sơ đồ mạch điện chế độ Low 26 Hình 4.3: Sơ đồ mạch điện chế độ High .26 Hình 4.4: Sơ đồ mạch điện chế độ Flash 27 Hình 4.5: Cơng tắc báo rẽ .29 Hình 4.6: Công tắc đèn báo nguy 29 Hình 4.7: Bộ tạo nháy 30 Hình 4.8: Cơng tắc đèn phanh .30 Hình 4.9: Công tắc đèn lùi 31 x Hình 4.10: Sơ đồ mạch điện chế độ rẽ trái 32 Hình 4.11: Sơ đồ mạch điện chế độ rẽ trái 33 Hình 4.12: Sơ đồ mạch điện đèn báo nguy 34 Hình 4.13: Sơ đồ mạch điện đèn báo nguy 35 Hình 4.14: Cấu tạo chung hệ thống 37 Hình 4.15: Cơng tắc gạt nước rửa kính 38 Hình 4.16: Sơ đồ mạch điện hệ thống gạt mưa 39 Hình 4.17: Sơ đồ mạch điện hoạt động trí INT 40 Hình 4.18: Sơ đồ mạch điện hoạt động trí OFF 41 Hình 4.19: Cơng tắc điều khiên gương 43 Hình 4.20: Gương chiếu hậu 43 Hình 4.21: Motor gập gương .44 Hình 4.22: Motor điều chỉnh hướng gương 44 Hình 4.23: Sơ đồ mạch điện chế độ gập gương 45 Hình 4.24: Sơ đồ mạch điện chỉnh hướng sang phải gương phải 46 Hình 4.25: Relay tổ hợp 47 Hình 4.26: Chìa khố điều khiển từ xa 48 Hình 4.27: Sơ đồ mạch điện chế độ khoá cửa .48 Hình 4.28: Sơ đồ mạch điện chế độ mở cửa 49 Hình 4.29: Biểu tượng phần mềm AutoCad 49 Hình 4.30: Mạch điện thiết kế phần mềm AutoCad 50 Hình 4.31: Biểu tượng phần mềm Solidworks .50 Hình 4.32: Khung mơ hình thiết kế phần mềm Solidworks .50 Hình 4.33: Phần mềm Adruino .51 xi Hình 4.34: Phần mềm Protues .51 Hình 5.1: Mơ hệ thống đèn chiếu sáng chế độ chiếu gần .52 Hình 5.2: Mơ hệ thống chiếu sáng chế độ chiếu xa 52 Hình 5.3: Mơ hệ thống chiếu sáng chế độ Flash .53 Hình 5.4: Mơ hệ thống đèn kích thước hoạt động .53 Hình 5.5: Mơ hệ thống gập gương chế độ gập 54 Hình 5.6: Mơ hệ thống gập gương chế độ mở 54 Hình 5.7: Mơ hệ thống chỉnh gương gương phải chế độ Up .55 Hình 5.8: Mơ hệ thống chỉnh gương gương phải chế độ Down 55 Hình 5.9: Mơ hệ thống chỉnh gương gương phải chế độ Left .56 Hình 5.10: Mơ hệ thống chỉnh gương gương phải chế độ Right 56 Hình 5.11: Mô lock cửa .57 Hình 5.12: Mơ mở cửa công tắc 57 Hình 5.13: Vê lỗ 58 Hình 5.14: Gỗ ép 59 Hình 5.15: Dây dẫn điện .59 Hình 5.16: Thiết kế bảng cho mơ hình 60 Hình 5.17: Giá đỡ mơ hình 60 Hình 5.18: Khung mơ hình hoàn chỉnh 61 Hình 5.19: Cầu chì 61 Hình 5.20: Relay 62 Hình 5.21: Mơ tơ phun nước 62 Hình 5.22: Khóa chân 62 Hình 5.23: Mô tơ gạt mưa .63 xii Hình 5.24: Cơng tắc sừng trâu 63 Hình 5.25: Gương điện 63 Hình 5.26 Công tắc chỉnh gương 64 Hình 5.27: Cục chớp xinhan 64 Hình 5.28: Đèn xinhan 64 Hình 5.29: Đèn pha .65 Hình 5.30: Đèn kích thước 65 Hình 5.31: Đèn sương mù .65 Hình 5.32: Cụm đèn hậu .66 Hình 5.33: Sơ đồ mạch điện mạch gạt mưa tự động .67 Hình 5.34: Sơ đồ mạch chế độ mưa 68 Hình 5.35: Sơ đồ mạch chế độ mưa nhiều 69 Hình 5.36: Mơ hình module gạt mưa tự động .69 Hình 5.37: Sơ đồ mạch điện chế độ Auto ban ngày .70 Hình 5.38: Sơ đồ mạch điện chế độ Auto trời tối 71 Hình 5.39: Gắn đèn pha lên bảng 72 Hình 5.40: Gắn mơ hình chiếu sáng lên bảng .72 Hình 5.41: Gắn mơ hình gạt mưa lên bảng 73 Hình 5.42: Đi đường điện cho mơ hình 73 Hình 5.43: Mơ hình thi cơng hồn chỉnh 74 xiii • Cơng tắc gập, chỉnh gương: Hình 5.26 Cơng tắc chỉnh gương (Nguồn: Chụp từ sản phẩm ĐATN nhóm) • Cục chớp xi nhan: Hình 5.27: Cục chớp xi nhan (Nguồn: Chụp từ sản phẩm ĐATN nhóm) • Cụm đèn xi nhan: Hình 5.28: Đèn xi nhan (Nguồn: Chụp từ sản phẩm ĐATN nhóm) 64 • Đèn chiếu xa, chiếu gần: Hình 5.29: Đèn pha (Nguồn: Chụp từ sản phẩm ĐATN nhóm) • Đèn kích thước: Hình 5.30: Đèn kích thước (Nguồn: Chụp từ sản phẩm ĐATN nhóm) • Đèn sương mù: Hình 5.31: Đèn sương mù (Nguồn: Chụp từ sản phẩm ĐATN nhóm) 65 • Cụm đèn hậu: Hình 5.32: Cụm đèn hậu (Nguồn: Chụp từ sản phẩm ĐATN nhóm) 5.2.5 Tính đề tài Xây dựng mơ hình hệ thống gạt mưa tự động hệ thống chiếu sáng tự động ô tô 5.2.5.1 Ý tưởng thiết kế Ngày loại xe cao cấp trung cấp trang bị hệ thống gạt nước rửa kính khác Có chế độ chức hoạt động khác tân tiến Trong thời đại công nghệ việc ứng dụng chế tạo hệ thống gạt mưa trang thiết bị phương tiện giao thông đem đến tiện nghi cho người điều khiển, cảm thấy thoải mái, theo nhu cầu người sử dụng Vì vậy, với kiến thức học thông tin cập nhật internet, trang mạng xã hội Nhận thấy vấn đề xây dựng hệ thống gạt mưa cách cải tiến hơn, nhằm đem lại lợi ích tiện lợi cho người lái xe, đặc biệt chủ sở hữu có thu nhập thấp trung bình Với mục đích này, nhóm em xây dựng hệ thống gạt mưa tự động nhằm đem lại tiện nghi giảm thiểu thao tác người lái 66 5.2.5.2 Sơ đồ mạch điện hệ thống gạt mưa tự động Hình 5.33: Sơ đồ mạch điện mạch gạt mưa tự động (Nguồn: Chụp từ sản phẩm ĐATN nhóm) Nguyên lý hoạt động Mơ hình hoạt động lấy nguồn từ accu (12v) Trong mơ hình phận có nhiệm vụ sau: - Khi nguồn chạy vào, cảm biến mưa cấp tín hiệu arduino qua chân A0 tín hiệu dựa vào điều kiện mưa hay nhiều khơng có mưa Arduino nhận tín hiệu từ cảm biến điều khiển hai relay đóng mạch theo điều kiện mưa kích relay qua chân Digital 6, mưa nhiều kích relay qua chân Digital - Module Relay sau nhận tín hiệu cho dịng điện dương vào motor, mưa vào chân LOW (+1) mưa nhiều vào chân HIGH (+2) mô tơ - Ở điều kiện bình thường, khơng có mưa hai module relay trạng thái chờ 67 Chế độ mưa (LOW) Hình 5.34: Sơ đồ mạch chế độ mưa (Nguồn: Chụp từ sản phẩm ĐATN nhóm) Ở chế độ này, cảm biến mưa nhận biết lượng mưa xuất tín hiệu thấp arduino qua chân Analog A0 => arduino xuất tín hiệu qua relay chân LOW (+1) mô tơ gạt mưa => dòng điện (+) qua chân LOW mass chạy lên => mô tơ quay Chế độ mưa nhiều (HIGH) Ở chế độ này, cảm biến mưa nhận biết lượng mưa nhiều xuất tín hiệu cao arduino qua chân Analog A0 => arduino xuất tín hiệu qua relay chân HIGH (+2) mô tơ gạt mưa => dòng điện (+) qua chân HIGH mass chạy lên => mô tơ quay 68 Hình 5.35: Sơ đồ mạch chế độ mưa nhiều (Nguồn: Chụp từ sản phẩm ĐATN nhóm) Mơ hình modun gạt mưa tự động Hình 5.36: Mơ hình module gạt mưa tự động (Nguồn: Chụp từ sản phẩm ĐATN nhóm) 69 5.2.5.3 Chế độ đèn AUTO Chế độ đèn tự động chế độ đèn tự động bật/tắt tuỳ theo điều kiện ánh sáng môi trường xung quanh Khi ô tô chạy điều kiện thiếu ánh sáng trời tối, mưa to, sương mù dày đặc, vào hầm … Đèn tự động sáng Ngược lại, mơi trường xung quanh có đủ ánh sáng cần thiết cho người lái xe hệ thống đèn tự động tắt Hệ thống sử dụng cảm biến quang để nhận biết xuất tín hiệu trời tối hay trời sáng Cảm biến quang đặt vị trí sát mép kính chắn gió, điều giúp cho cảm biến theo dõi điều kiện ánh sáng tốt Sơ đồ mạch điện: Hình 5.37: Sơ đồ mạch điện chế độ Auto ban ngày (Nguồn: Chụp từ sản phẩm ĐATN nhóm) 70 Hình 5.38: Sơ đồ mạch điện chế độ Auto trời tối (Nguồn: Chụp từ sản phẩm ĐATN nhóm) Nguyên lý hoạt động: Khi bật cơng tắc cơng tắc máy, dịng từ (+) Accu → cầu chì cơng tắc máy → công tắc máy → chân chân Module Auto Light Khi bật công tắc LCS sang chế độ AUTO, chân E công tắc LCS cấp mass cho chân A → chân Module Auto Light Khi cảm biến quang không nhận ánh sáng, cảm biến xuất tín hiệu cấp nguồn, cấp mass cho relay điều khiển đèn Tiếp điểm relay điều khiển đèn đóng lại cho phép dòng (+) chân đến chân Module Auto Light → cầu chì đèn đầu → tim đèn cos → chân HL → mass, đèn cos sáng 71 5.3 Thi cơng mơ hình Quy trình bản: - Thực đo đạc phân chia bố cục vị trí thiết bị cho hệ thống bảng Phân chia phần cho hệ thống chiếu sáng, gạt mưa, gương, khóa cửa Các thiết bị điều khiển bảo vệ cầu chì relay, công tắc điều khiển… - Sau phân chia bố cục xác định vị trí thiết bị, ta dùng khoan máy cắt để cắt lỗ khoan lỗ, gắn thiết bị lên bảng Khi có vị trí định vị thiết bị ta thực gắn thiết bị lên bảng: Hình 5.39: Gắn đèn pha lên bảng (Nguồn: Chụp từ sản phẩm ĐATN nhóm) Hình 5.40: Gắn mơ hình chiếu sáng lên bảng (Nguồn: Chụp từ sản phẩm ĐATN nhóm) 72 Hình 5.41: Gắn mơ hình gạt mưa lên bảng (Nguồn: Chụp từ sản phẩm ĐATN nhóm) Hình 5.42: Đi đường điện cho mơ hình (Nguồn: Chụp từ sản phẩm ĐATN nhóm) 73 Hình 5.43: Mơ hình thi cơng hồn chỉnh (Nguồn: Chụp từ sản phẩm ĐATN nhóm) 74 Chương KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 6.1 Kết luận Tóm lại, với phát triển khoa học kỹ thuật hệ thống điện thân xe ngày cải tiến áp dụng công nghệ Sự tiện nghi, thoải mái xe ngày hãng xe quan tâm trọng Đặc biệt hết, khách hàng người quan tâm đến tiện nghi xe Sự phát triển nhanh chóng tự động hoá nhu cầu người ngày tăng thúc người phải học tập phát triển Qua thời gian làm đồ án tốt nghiệp em hiểu nhiều điều không chun mơn mà cịn nhiều khía cạnh người Học tập từ thấp đến cao, nghiên cứu từ điều đơn giản đến phức tạp chìa khố để người đạt thành cơng đời Tuy cải tiến nhỏ hệ thống điện thân xe em tin từ bước đệm này, chúng em phát triển nữa, áp dụng công nghệ mới, kỹ thuật vào xe đại Giúp cho ngành công nghệ ô tô bước phát triển vững trãi, đem lại cho người sử dụng tiện nghi, thoải mái hết hài lòng với sản phẩm 6.2 Kết đạt - Cơ sở lý thuyết đề tài trình bày đầy đủ, dễ hiểu: Khái quát hệ thống điện thân xe, giới thiệu hệ thống điện thân xe, tổng quan nguyên lý hoạt động, hệ thống điện thân xe - Dựa sở lý thuyết có sẵn, hệ thống thiết kế theo nguyên lý làm việc chi tiết hệ thống - Các hệ thống hệ thống tự động mơ hình hoạt động tốt - Trong q trình thi cơng mơ hình, nối dây điện hệ thống, thực nghiệm mơ hình nắm rõ ngun lý làm việc hệ thống điện thân xe 75 6.3 Hướng phát triển đề tài - Hoàn thiện hệ thống tự động nghiên cứu thi công Thay sửa đổi số linh kiện có độ bền hiệu cao nhằm giúp cho hệ thống hoạt động hiệu tăng độ bền sản phẩm - Thiết kế nghiên cứu lắp đặt hệ thống tự động xe cho đáp ứng yêu cầu: Thẩm mỹ, hiệu hoạt động, đảm bảo độ bền… - Nghiên cứu thiết kế số hệ thống tự động khác như: Hệ thống tự động khoá cửa xe đạt đến vận tốc 40km/h, hệ thống tự động gập gương khoá cửa xe, hệ thống khởi động xe với nút bấm, hệ thống mở cốp với Kick Sensor… - Nghiên cứu phát triển hệ thống tự động để sản xuất thương mại, bán thị trường với giá thành rẻ sản phẩm lưu thông thị trường 76 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] TS Nguyễn Văn Nhanh, Th.S Nguyễn Văn Bản, Hệ thống điện – điện tử ô tô, Đại Hoc Công Nghệ TP.HCM [2] ThS Nguyễn Thị Ngọc Anh, ThS Võ Thị Bích Ngọc, Kỹ thuật điện tử, Đại Hoc Cơng Nghệ TP.HCM [3] PGS TS Đỗ Văn Dũng, Hệ thống điện điện tử ô tô đại, TP.HCM, Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật, 2007 [4] https://www.mdflaitran.com/p/van-mdf-chong-am.html [5] https://oto.edu.vn/tim-hieu-he-thong-gat-nuoc-mua-rua-kinh-tren-xe-o-to/ [6] Carmin: Tổng hợp tất sơ đồ mạch điện ô tô 77 PHỤ LỤC Code Auto Rain: int mua,relay_1,relay_2; void setup() { Serial.begin(9600); pinMode(5,OUTPUT); pinMode(6,OUTPUT); } void loop() { mua=analogRead(A0); Serial.println(mua); if(mua>=0 && mua=385 && mua900) { digitalWrite(6,0); digitalWrite(5,0); } } 78 ... ? ?Hệ thống điện thân xe ô tô đại Cải tiến số hệ thống điện thân xe để tăng tính tiện nghi ô tô? ?? Đây đề tài gần với thực tế sản xuất phát triển hệ thống điện thân xe Đề tài ? ?Hệ thống điện thân xe. .. điện thân xe ô tô đại Cải tiến số hệ thống điện thân xe để tăng tính tiện nghi ô tô? ?? giúp sinh viên trang bị thêm kiến thức hệ thống điện thân xe từ ô tô nguyên lý hoạt động mạch điện xe đến nâng... hệ thống điện thân xe mô sơ đồ mạch điện hệ thống để hiểu rõ vai trò nguyên lý hoạt động Qua làm sở để thiết kế mơ hình phần cứng để trình bày rõ hoạt động hệ thống - Cập nhật tiện nghi cải tiến