NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ và tên sinh viên: Phạm Kiều An MSSV: 17145082 Đỗ Ngọc Châu MSSV: 17145092 Võ Thị Hoài MSSV: 17145138 Ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô Lớp: 17145CL5A, 17145CL1B Giảng viên hướng dẫn: TS. Lê Thanh Phúc ĐT: 0932591200 Ngày nhận đề tài: 01032021 Ngày nộp đề tài: 10082021 1. Tên đề tài: Nghiên cứu, thiết kế hệ thống hiển thị thông tin trên táp lô xe máy điện sử dụng CAN 2. Các số liệu, tài liệu ban đầu: Tài liệu về mạng CAN 3. Nội dung thực hiện đề tài: Tìm hiểu cơ sở lý thuyết về mạng CAN và hệ thống hiểu thị thông tin Thiết kế hệ thống hiển thị thông tin trên táp lô xe máy điện sử dụng mạng CAN 4. Sản phẩm: 1 quyển thuyết minh đề tài Mô hình giả lập hệ thống hiển thị thông tin trên xe máy điện thông qua CAN XÁC NHẬN CỦA TRƯỞNG NGÀNH GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ HỆ THỐNG HIỂN THỊ THÔNG TIN TRÊN TÁP LÔ XE MÁY ĐIỆN SỬ DỤNG CAN SVTH: PHẠM KIỀU AN _ 17145082 SVTH: ĐỖ NGỌC CHÂU_ 17145092 SVTH: VÕ THỊ HỒI_ 17145138 Khóa: 2017 Ngành: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ GVHD: TS LÊ THANH PHÚC Tp Hồ Chí Minh, tháng năm 2021 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ HỆ THỐNG HIỂN THỊ THÔNG TIN TRÊN TÁP LÔ XE MÁY ĐIỆN SỬ DỤNG CAN SVTH: PHẠM KIỀU AN _ 17145082 SVTH: ĐỖ NGỌC CHÂU_ 17145092 SVTH: VÕ THỊ HỒI_ 17145138 Khóa: 2017 Ngành: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ GVHD: TS LÊ THANH PHÚC Tp Hồ Chí Minh, tháng năm 2021 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc *** Tp Hồ Chí Minh, ngày…tháng…năm 2021 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Phạm Kiều An MSSV: 17145082 Đỗ Ngọc Châu MSSV: 17145092 Võ Thị Hồi MSSV: 17145138 Ngành: Cơng nghệ kỹ thuật tơ Lớp: 17145CL5A, 17145CL1B Giảng viên hướng dẫn: TS Lê Thanh Phúc ĐT: 0932591200 Ngày nhận đề tài: Ngày nộp đề tài: 10/08/2021 01/03/2021 Tên đề tài: Nghiên cứu, thiết kế hệ thống hiển thị thông tin táp lô xe máy điện sử dụng CAN Các số liệu, tài liệu ban đầu: Tài liệu mạng CAN Nội dung thực đề tài: - Tìm hiểu sở lý thuyết mạng CAN hệ thống hiểu thị thông tin - Thiết kế hệ thống hiển thị thông tin táp lô xe máy điện sử dụng mạng CAN Sản phẩm: - thuyết minh đề tài - Mơ hình giả lập hệ thống hiển thị thông tin xe máy điện thông qua CAN XÁC NHẬN CỦA TRƯỞNG NGÀNH GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN i CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc *** PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Họ tên Sinh viên: Phạm Kiều An MSSV: 17145082 Đỗ Ngọc Châu MSSV: 17145092 Võ Thị Hồi MSSV: 17145138 Ngành: Cơng nghệ kỹ thuật ô tô Tên đề tài: Nghiên cứu, thiết kế hệ thống hiển thị thông tin táp lô xe máy điện sử dụng CAN Họ tên Giáo viên hướng dẫn: TS Lê Thanh Phúc NHẬN XÉT Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện: Ưu điểm: Khuyết điểm: Đề nghị cho bảo vệ hay không? Đánh giá loại: Điểm: ……………… (Bằng chữ: ) Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2021 Giáo viên hướng dẫn (Ký & ghi rõ họ tên) ii CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc *** PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Họ tên Sinh viên: Phạm Kiều An MSSV: 17145082 Đỗ Ngọc Châu MSSV: 17145092 Võ Thị Hồi MSSV: 17145138 Ngành: Cơng nghệ kỹ thuật ô tô Tên đề tài: Nghiên cứu, thiết kế hệ thống hiển thị thông tin táp lô xe máy điện sử dụng CAN Họ tên Giáo viên phản biện: TS Lê Quang Vũ NHẬN XÉT Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện: Ưu điểm: Khuyết điểm: Đề nghị cho bảo vệ hay không? Đánh giá loại: Điểm: ……………… (Bằng chữ: ) Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2021 Giáo viên phản biện (Ký & ghi rõ họ tên) iii LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, nhóm thực đề tài xin chân thành cảm ơn đến: Cha mẹ, Ban giám hiệu nhà tạo điều kiện cho chúng em học tập nghiên cứu mơi trường có điều kiện tốt, thân thiện hệ thống phòng thư viện đại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật thành phố Hồ Chí Minh Các thầy giáo Khoa Đào tạo Chất lượng cao, ngành Công nghệ kỹ thuật ô tô cho chúng em học thực sự bổ ích suốt năm Đại học, giảng viên môn Động cơ, Khung gầm, Điện ô tô giúp chúng em tiếp cận trang thiết bị đại Giảng viên hướng dẫn - TS Lê Thanh Phúc tận tình hướng dẫn, dạy chúng em từ lúc nhận đề tài tới hoàn thành đồ án Cảm ơn kiến thức quý báu mà thầy truyền đạt để chúng em tích luỹ kinh nghiệm vào chun mơn Anh Đinh Cơng Trí – Học viên nghiên cứu Phịng thí nghiệm Ơ tơ điện Chúng em anh bảo tận tình giúp đỡ từ ngày bước vào phịng thí nghiệm để chúng em hồn thành tốt đồ án tốt nghiệp Xin cảm ơn đến thành viên lớp 17145CL1, 17145CL5 đồng hành, giúp đỡ suốt năm ngồi giảng đường Chúc bạn bảo vệ đồ án tốt nghiệp thành công tốt đẹp, tìm cơng việc phù hợp với thân Chúc thầy cô sức khoẻ thành công đường giảng dạy Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2021 Nhóm sinh viên thực Phạm Kiều An_Đỗ Ngọc Châu_Võ Thị Hồi iv TĨM TẮT Ngày nay, với sự phát triển không ngừng công nghệ ô tơ, xe châu Âu bình thường trung bình có khoảng 30 hộp điều khiển khác chưa kể đến xe sang số hộp điều khiển lên đến hàng trăm hộp Ngay hệ thống điều khiển ghế ngồi, âm có hộp ECU riêng Tất hộp kết nối để lấy tín hiệu Với sự đời hệ thống điều khiển điện tử làm giảm số lượng dây điện ô tô xuống tới mức tối đa, làm giảm chi phí sản xuất, tối ưu hóa khơng gian cho xe, tăng độ xác cho khâu xử lý Đặc biệt, hệ thống lỗi so với hệ thống thông thường không sử dụng ECU Khi nhu cầu an tồn, tiện lợi độ xác cao, hệ thống địi hỏi phải có sự liên kết tất hộp điều khiển lại với để trao đổi thơng tin cách nhanh chóng, kịp thời xác Và mạng giao tiếp ô tô ngày giải pháp tối ưu để giải vấn đề Cùng với sự phát triển mạng giao tiếp ô tô CAN (Controller Area Network), LIN (Local Interconnect Network), MOST (Media Oriented Systems Transport), K-line (Keyword Protocol 2000),… CAN mạng giao tiếp đáp ứng đầy đủ yêu cầu Vào năm 2008, CAN tiêu chuẩn tất xe sản xuất Mỹ Ưu điểm CAN an tồn, đơn giản, chi phí thấp, xác bị nhiễu, Cũng ưu điểm với sự phát triển mạng giao tiếp CAN nhóm thực định lựa chọn tìm hiểu CAN để hiển thị thơng tin cần thiết để mơ q trình giao tiếp truyền nhận liệu CAN Sau tìm hiểu sâu mạng giao tiếp CAN nhóm nghiên cứu thiết kế mơ hình mơ Dashboard để hiển thị thông tin việc giao tiếp Raspberry Pi Arduino Uno thông qua MCP2515 hiển thị lên LCD v MỤC LỤC DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT x DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU xi DANH MỤC HÌNH ẢNH xii Chương TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 1.1 Lịch sử vấn đề nghiên cứu: 1.2 Tính cấp thiết đề tài: 1.3 Mục tiêu đề tài: 1.4 Đối tượng phạm vi nghiên cứu: 1.4.1 Đối tượng nghiên cứu: 1.4.2 Phạm vi nghiên cứu: 1.5 Phương pháp nghiên cứu 1.6 Giới hạn đề tài 1.7 Nội dung thực 1.8 Bố cục đồ án: Chương CƠ SỞ LÍ THUYẾT 2.1 Hệ thống hiển thị thông tin ô tô: 2.1.1 Tổng quát hệ thống hiển thị thông tin ô tô: 2.1.2 Hệ thống thông tin hỗ trợ người lái: 2.1.2.1 Hình ảnh: 2.1.2.2 Âm thanh: 2.1.2.3 Xúc giác: 2.2 Tổng quan mạng giao tiếp ô tô: 2.2.1 Mạng giao tiếp ô tô: 2.2.2 Các loại giao thức giao tiếp ô tô: 2.2.3 Yêu cầu mạng giao tiếp: 2.2.3.1 Tốc độ truyền liệu: 2.2.3.2 Khả chống nhiễu: 10 2.2.3.3 Khả đáp ứng thời gian thực: 10 2.2.3.4 Số node tham gia vào mạng: 10 vi 2.2.4 Các ứng dụng ô tô: 11 2.2.4.1 Ứng dụng thời gian thực: 11 2.2.4.2 Ứng dụng đa dẫn: 12 2.2.4.3 Ứng dụng đa phương tiện: 12 2.3 Tổng quan mạng CAN: 13 2.3.1 Lịch sử phát triển mạng CAN: 13 2.3.2 Đặc điểm mạng CAN: 14 2.3.2.1 Một số khái niệm: 14 2.3.2.2 Tốc độ truyền liệu: 14 2.3.2.3 Giá trị Bus CAN: 15 2.3.2.4 Cơ chế giao tiếp: 18 2.3.2.5 Cấu trúc mạng CAN: 18 2.3.2.6 Cấu trúc phân lớp: 20 2.3.2.7 Cấu trúc điện: 21 Chương SƠ LƯỢC VỀ PHẦN CỨNG VÀ PHẦN MỀM 34 3.1 Sơ lược phần mềm sử dụng 34 3.1.1 Giới thiệu phần mềm Arduino 34 3.1.2 Giới thiệu phần mềm Python 34 3.1.3 Giới thiệu phần mềm Sublime Text 34 3.1.4 Giới thiệu phần mềm MobaXterm 34 3.2 Sơ lược phần cứng sử dụng 35 3.2.1 Arduino Uno 35 3.2.2 MCP 2515 40 3.2.3 Raspberry Pi4 42 3.2.4 Biến trở 44 3.2.5 Nút nhấn 44 3.2.6 Điện trở 45 3.2.7 Màn hình LCD 45 3.2.8 LM 2596: 46 vii 3.2.9 Camera Raspberry Pi V1 OV5647 5MP 47 Chương 4: THỰC NGHIỆM MƠ HÌNH HỆ THỐNG HIỂN THỊ THÔNG TIN TRÊN XE MÁY ĐIỆN 48 4.1 Thiết kế đồ họa Python: 48 4.1.1 Code tạo cửa sổ full hình 48 4.1.2 Code bơi đen tồn hình 48 4.1.3 Code vẽ hình oval 48 4.1.4 Code vẽ hình trịn 48 4.1.5 Code vẽ vạch chia cho đường tròn 49 4.1.7 Code vẽ kim đồng hồ 49 4.1.6 Code viết chữ lên giao diện 50 4.1.8 Code chèn hình ảnh lên giao diện 50 4.1.9 Code hiển thị thời gian 51 4.1.10 Code hiển thị camera 52 4.1.11 Kết thiết kế giao diện 52 4.2 Thiết lập truyền tín hiệu: 53 4.2.1 Thiết lập giao tiếp SPI 53 4.2.2 Thiết lập ADC 55 4.2.3 Thiết lập đọc giá trị nút nhấn 59 4.2.4 Thiết lập MCP 2515 60 4.2.4 Thiết lập Bit timing 62 4.2.5 Xuất ID tin nhắn: 63 4.2.6 Đọc giá trị biến trở, nút nhấn ghi vào data byte 65 4.3 Thiết kế mơ hình thực nghiệm: 68 4.3.1 Thiết kế khung táp lô 68 4.3.2 Kết thực nghiệm máy tính LCD inch 72 Chương 5: KẾT LUẬN VÀ KIỀN NGHỊ 77 5.1 Kết luận 77 5.1.1 Kết đạt 77 5.1.2 Hạn chế đề tài 77 viii SPDR =65; while(!(SPSR &(1