Đồ án chuyên ngành kỹ thuật ô tô nghiên cứu, mô phỏng hệ thống gạt mưa tự động trên xe toyota camry

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ Ô TÔ ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT Ô TÔ NGHIÊN CỨU, MÔ PHỎNG HỆ THỐNG GẠT MƯA TỰ ĐỘNG TRÊN XE TOYOTA CAMRY GVHD: TS.Phạm Minh Hiếu Lớp: 20221AT6024008 Sinh viên thực hi ện: Triệu Minh Vũ Mã số sinh viên: 2019601984 MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH DANH MỤC BẢNG MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU 10 1.1 Đặt vấn đề 10 1.2 Lý lựa chọn đề tài 10 1.2.1 Ưu điểm hệ thống gạt mưa tự động 11 1.2.2 Nhược điểm hệ thống gạt mưa tự động 12 1.2.3 Khảo sát giá thành sản xuất số loại hệ thống gạt mưa số dòng xe 12 KẾT LUẬN CHƯƠNG 12 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG GẠT MƯA RỬA KÍNH TRÊN XE TOYOTA CAMRY 13 2.1 Tổng quan hệ thống gạt nước ô tô 13 2.1.1 Đôi nét gạt nước xe 13 2.1.2 Nhiệm vụ, phân loại yêu cầu hệ thống gạt nước 14 2.2 Cấu tạo hệ thống gạt nước 15 2.2.1 Cấu tạo chung 15 2.2.2 Cần gạt nước/thanh gạt nước 17 2.2.3 Công tắc gạt nước Relay điều khiển gạt nước gián đoạn 19 2.2.4 Motor gạt nước 21 2.2.5 Motor rửa kính 23 2.3 Nguyên lý hoạt động hệ thống gạt mưa rửa kính xe Toyota Camry 25 2.3.1 Khi công tắc gạt nước vị trí LOW/MIST 25 2.3.2 Khi công tắc gạt nước vị trí HIGH 26 2.3.3 Khi tắt công tắt gạt nước OFF 28 2.3.4 Khi bật công tắt gạt nước đến vị trí INT 29 2.3.5 Nguyên lý hoạt động bật cơng tắt rửa kính ON 31 2.4 Một số kiểu gạt nước rửa kính 32 2.4.1 Hệ thống gạt nước dải rộng 32 2.4.2 Gạt nước theo tốc độ xe 33 2.4.3 Rửa kính kết hợp với gạt nước có chức ngăn đọng nước kính 34 2.4.4 Gạt nước tự động trời mưa 34 KẾT LUẬN CHƯƠNG 36 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU VỀ HỆ THỐNG GẠT MƯA TỰ ĐỘNG 37 3.1 Nghiên cứu cảm biến mưa 37 3.1.1 Lý thuyết cảm biến mưa 37 3.1.2 Mô đun cảm biến mưa 41 3.2 Sơ đồ khối hệ thống 42 3.3 Xây dựng lưu đồ thuật toán 43 KẾT LUẬN CHƯƠNG 45 CHƯƠNG XÂY DỰNG MƠ HÌNH MƠ PHỎNG 46 4.1 Giới thiệu công cụ mô 46 4.1.1 Phần mềm Proteus 46 4.1.2 Phần mềm lập trình Arduino IDE 49 4.2 Các linh kiện cần dùng để mô hệ thống cảm biến siêu âm 50 4.2.1 Arduino Atemega328P 50 4.2.2 Khối hiển thị LCD: 54 4.2.3 Khối mô đun cảm biến mưa 55 4.2.4 Motor gạt mưa 56 4.3 Kết nguyên lí hoạt động hệ thống mạch mơ Proteus 57 4.3.1 Sơ đồ mạch mô 57 3.2.2 Kết mô 57 KẾT LUẬN 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO 61 PHỤ LỤC 62 CHƯƠNG TRÌNH MƠ PHỎNG ARDUINO 62 HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG SẢN PHẦM MÔ PHỎNG 65 SLIDE BÁO CÁO 68 BẢN VẼ KĨ THUẬT 69 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 2-1 Bà Mary Anderson (1866-1953) 13 Hình 2-2 Cấu tạo chung hệ thống gạt nước 16 Hình 2-3 Cấu tạo chung hệ thống gạt nước 16 Hình 2-4 Cấu tạo cần gạt nước 17 Hình 2-5 Gạt nước che nửa che hoàn toàn 18 Hình 2-6: Một số cách bố trí lưỡi gạt Hình 2-7 Cơng tắc gạt nước 20 Hình 2-8: Cơng tắc rửa kính Hình 2-9 19 21 Cấu tạo motor gạt nước cấu tạo cuộn dây motor [2] 22 Hình 2-10 Hoạt động cơng tắc dạng cam 23 Hình 2-11 Hoạt động kết hợp rửa nước gạt kính 24 Hình 2-12 Sơ đồ hoạt động gạt nước chế độ LOW/MIST 26 Hình 2-13 Sơ đồ hoạt động gạt nước chế độ HIGH 27 Hình 2-14 Sơ đồ hoạt động gạt nước chế độ OFF 28 Hình 2-15 Hoạt động hệ thống gạt nước chế độ INT transistor Tr bật ON 29 Hình 2-16 Hoạt động hệ thống gạt nước chế độ INT transistor Tr bật OFF 30 Hình 2-17 Sơ đồ hoạt động rửa kính chế độ ON 31 Hình 2-18 Hệ thống gạt nước dải rộng 32 Hình 2-19 Gạt nước theo tốc độ xe 33 Hình 2-20 Rửa kính kết hợp gạt nước có chức ngăn đọng nước 34 Hình 2-21 Gạt nước tự động trời mưa 35 Hình 3-1 Mơ tả ngun lý cảm biến mưa phản xạ 39 Hình 3-2 Mơ tả ngun lý cảm biến sóng quang học 39 Hình 3-3 Nguyên lý chung cảm biến 40 Hình 3-4: Sơ đồ khối hệ thống 42 Hình 4-1: Phần mềm Proteus Professional 46 Hình 4-2: Giao diện phần mềm Proteus 47 Hình 4-3: Mạch điều khiển tốc độ động DC dùng Mosfet .48 Hình 4-4: Mô mạch hiển thị độ ẩm nhiệt độ 48 Hình 4-5: Vẽ mạch in Proteus 49 Hình 4-6: Arduino IDE 49 Hình 4-7: Giao diện làm việc Arduino IDE 50 Hình 4-8: Sơ đồ khối cấu trúc bên VĐK Atemega 328P 51 Hình 4-9: Tên gọi chân VĐK Atemega328P 52 Hình 4-10 Mơ đun cảm biến mưa 56 Hình 4-11 Motor gạt mưa 56 Hình 4-12:Sơ đồ mạch mô 57 DANH MỤC BẢNG Bảng 1-1: Bảng so sánh giá số loại cảnh báo va chạm 12 Bảng 4-1:Ý nghĩa chân VĐK Atemega328P 53 Bảng 4-2: Ý nghĩa chân khối hiển thị LCD 55 MỞ ĐẦU Đất nước ta q trình cơng nghiệp hóa, đại hóa ngành công nghiệp nặng bước phát triển Trong đó, ngành cơng nghiệp tơ ln trọng Tuy nhiên công nghiệp ô tô nước ta chưa phát triển mạnh, xe ô tô chủ yếu nhập từ nhiều nước Vì vấn đề nghiên cứu, tìm hiểu hệ thống tơ để phục vụ cho việc sử dụng, sửa chữa bảo dưỡng phục hồi nhằm tăng khả khai thác, kéo dài tuổi thọ hệ thống đảm bảo tính an tồn cao cho hành khách hàng hóa yêu cầu cấp thiết Trong lái xe đối mặt với số lượng ngày tăng phân tâm hệ thống gạt nước tự động trở thành tính hấp dẫn, hệ thống làm việc giảm thiểu thời gian người lái xe phải rời tay khỏi tay lái Hệ thống phát giọt mưa kính chắn gió, tự động bật điều chỉnh hệ thống gạt nước tương ứng với mức độ mưa Cần gạt nước phát minh người phụ nữ bình thường giúp cho tất tài xế thời gian để dùng lại lau kính chắn gió bảo vệ an toàn tài xế phải lái xe mưa Ra đời lần vào năm 1903, người phụ nữ mang tên Mary Anderson NewYork nhận thật bất tiện tàixế lại phải dừng xe, cầm khăn để lau nước tuyết phủ mặt kính Thậm chí, có người chẳng buồn gạt tuyết q dày mà ló đầu cửa sổ để lái Vì hệ thống gạt mưa từ mà đời, phát triển khoa học công nghệ ngày hệ thống cải tiến sang tự động, điều tạo tiện lợi lớn cho người lái Bên cạnh với mục đích củng cố kiến thức học, mở rộng kiến thức chuyên môn giúp sinh viên tăng tính tư duy, quan sát chi tiết hoạt động hệ thống ô tơ, kiểm tra sửa chữa hệ thống gặp Em đưa ý tưởng mô hệ thống gạt mưa tự động để phục vụ cho mục đích khảo nghiệm, từ chế tạo thành mơ hình thực tế Với lý em nghiên cứu đề tài “Hệ thống mưa rửa kính tự động xe tơ Toyota Camry” với hướng dẫn thầy Phạm Minh Hiếu MỤC TIÊU VÀ NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI A MỤC TIÊU Xác định loại, nghiên cứu sử dụng cảm biến phù hợp, đảm bảo giá trị kinh tế Loại cảm biến có khả hoạt động tin cậy bền bỉ, đảm bảo đáp ứng tính xác điều kiện thời tiết - Nghiên cứu, mô hệ thống gạt mưa áp dụng xe phù hợp Khảo sát hệ thống phần mềm mô phỏng, từ đánh giá tính hoạt động hệ thống B NỘI DUNG Đề tài “Nghiên cứu, mô hệ thống gạt mưa rửa kính xe Toyota Camry " có nội dung chủ yếu: - Tổng quan hệ thống gạt mưa rửa kính - Xây dựng phương trình sơ đồ khối phương thức hoạt động hệ thống - Dùng phần mềm để lập trình điều khiển mô cho hệ thống gạt mưa PHẠM VI NGHIÊN CỨU -Nghiên cứu tìm hiểu nguyên lý, kết cấu hệ thống gạt mưa -Nghiên cứu phương pháp thu nhận tín hiệu cảm biến mưa Nghiên cứu phương pháp tính tốn hệ thống hoạt động với lưu lượng mưa khác Nghiên cứu tính tốn thơng số lưu lượng mưa khác nhau, lập trình cho hệ thống điều khiển Đưa mơ hình tốn học mơ để xe hoạt động nhiều lưu lượng mưa khác PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Thu thập tài liệu liên quan đến đề tài nghiên cứu Nghiên cứu hệ thống xác định chướng ngại vật hãng xe giới Phương pháp thiết kế mạch cho hệ thống Phương pháp thực nghiệm tính tốn kết đo Sử dụng đồ thị để đánh giá kết mơ hình Đánh giá tổng quát toàn báo cáo nghiên cứu khoa học Đề nghị hướng phát triển đề tài