Nghiên cứu, thi công hệ thống điều khiển ghế điện

TỔNG QUAN

Lý do chọn đề tài

Giao thông đóng vai trò quan trọng trong phát triển kinh tế và đời sống xã hội, với ô tô là phương tiện phổ biến nhất Ngành công nghệ ô tô đang phát triển nhanh chóng, cung cấp nhiều kiểu dáng và tiện ích để đáp ứng nhu cầu khách hàng ngày càng cao Các nhà sản xuất ô tô liên tục cải tiến và áp dụng tiến bộ khoa học kỹ thuật, nhằm tăng công suất, tốc độ, giảm tiêu hao nhiên liệu, giảm tiếng ồn và tích hợp các tính năng thông minh như điều khiển ghế và gương chiếu hậu.

Hình 1.1 Người lái xe đang sử dụng ghế điện

Ghế ngồi là một bộ phận vô cùng quan trọng và không thể thiếu trên mỗi chiếc ô tô Trong bối cảnh giao thông đông đúc và thường xuyên bị tắc nghẽn ở các thành phố lớn như Việt Nam, việc ngồi lái xe sai tư thế trong thời gian dài có thể gây ra nhiều vấn đề sức khỏe.

2 không phù hợp có thể gây ra nhiều tác hại như gây tai nạn, bị các bệnh về xương khớp,…

Theo các chuyên gia y tế, ngồi lâu có thể dẫn đến nhiều vấn đề sức khỏe, đặc biệt là đau lưng, do áp lực lên cột sống tăng 40% khi ngồi so với đứng Để giảm thiểu những tác động tiêu cực này, một chiếc ghế điện với khả năng điều khiển 10 hướng, hệ thống nhớ vị trí, túi khí và nhận diện người sử dụng là rất cần thiết Vì vậy, nhóm chúng tôi đã quyết định nghiên cứu và thi công hệ thống điều khiển ghế điện.

Mục tiêu đề tài

Tìm hiểu nguyên lý hoạt động và lập trình điều khiển ghế điện ô tô là cần thiết để tối ưu hóa hiệu suất sử dụng Hầu hết các ghế điện hiện tại trong xưởng đã cũ và thiếu tính năng nhớ vị trí, gây bất tiện cho người sử dụng Dựa trên kiến thức đã học, chúng tôi sẽ áp dụng để giải quyết những vấn đề này, nhằm cải thiện trải nghiệm người dùng và nâng cao chất lượng ghế điện.

- Thiết kế khung 3D mô hình ghế điện bằng phần mềm SolidWorks

- Thiết kế bảng điều khiển mô hình ghế điện

- Thiết kế mạch điều khiển ghế điện có nhớ

Tập thuyết minh được biên soạn một cách rõ ràng và chi tiết, nhằm cung cấp cơ sở lý thuyết cũng như nguyên lý hoạt động của hệ thống điều khiển ghế Bài viết cũng sẽ đề cập đến các chi tiết quan trọng liên quan đến mô hình này, giúp người đọc hiểu rõ hơn về chức năng và ứng dụng của hệ thống.

Phương pháp nghiên cứu

- Nghiên cứu lý thuyết, sơ đồ mạch điện hệ thống ghế điện có nhớ

- Tham khảo kiến thức từ giảng viên hướng dẫn

- Tìm hiểu các tài liệu liên quan đến đề tài để hoàn thiện cơ sở lý thuyết.

Phạm vi ứng dụng

Mô hình này có thể được áp dụng trực tiếp trong việc học tập và nghiên cứu của sinh viên, giúp họ có cái nhìn tổng quát về hoạt động của ghế điện.

Bố cục đề tài

Chương 2: Cơ sở lý thuyết

Chương 3: Thiết kế thi công mô hình

Chương 4: Kết luận và hướng phát triển

CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Tổng quan về hệ thống ghế điện

2.1.1 Lịch sử hình thành và phát triển

Ghế xe hơi ban đầu chỉ được trang bị lò xo và đệm bọc vải hoặc nhựa vinyl, với khả năng điều chỉnh đơn giản để di chuyển gần hoặc xa vô lăng, chủ yếu phục vụ cho những người có chiều cao khiêm tốn Thiết kế ghế chỉ phù hợp với người có thân hình vừa mà không có sự điều chỉnh đáng kể nào Nhận thấy nhu cầu này, Ford đã phát triển cơ chế điều chỉnh ghế bốn hướng cho dòng xe Thunderbird năm 1955, cho phép điều chỉnh tiến/lùi và lên/xuống Sự đổi mới này đã khiến khách hàng của Ford hoàn toàn hài lòng, dẫn đến việc hãng nhanh chóng ra mắt ghế chỉnh điện trong những năm tiếp theo.

6 hướng đầu tiên Ngày nay, hầu hết các chỗ ngồi là sáu hoặc tám hướng

Khi ghế chỉnh điện trở nên phổ biến, nhiều tài xế gặp khó khăn với việc điều chỉnh ghế mỗi lần sử dụng xe Điều này khiến ghế chỉnh điện trở thành một phiền toái cho một số người Để giải quyết vấn đề này, Ford đã giới thiệu hệ thống nhớ ghế “Dial-a-Matic” vào năm 1957 trên các mẫu Thunderbird.

Ghế Dial-a-Matic trên xe Mercury Cruiser sử dụng nút xoay chữ và số để điều chỉnh vị trí ghế tiến/lùi và lên/xuống, thay vì các công tắc đơn giản Khi mất điện, ghế tự động hạ xuống vị trí thấp nhất để tạo điều kiện cho tài xế ra vào dễ dàng Sau khi khởi động lại xe, ghế sẽ trở về vị trí “quay số” cuối cùng.

2.1.2 Các loại ghế thường gặp

Ghế cơ khí cổ điển là loại ghế phổ biến thường thấy trên các xe tải và xe đời cũ Đặc điểm nổi bật của loại ghế này là không thể điều chỉnh hay di chuyển, vì nó được gắn chặt vào xe bằng bulong và đai ốc.

Ghế lái đơn giản có nhiều bất lợi cho người sử dụng, đặc biệt là không thể điều chỉnh khoảng cách hay góc độ tựa lưng, dẫn đến cảm giác khó chịu khi ngồi lâu Tuy nhiên, ưu điểm của loại ghế này là giá thành rẻ, dễ lắp đặt và thuận tiện cho việc kiểm tra, sửa chữa hoặc thay thế khi cần thiết.

- Ghế có hệ thống treo

Trước những năm 1970, ghế ngồi của người lái ôtô được thiết kế đặc biệt với việc gắn thêm lò xo hoặc túi khí ở phần đáy ghế Mục đích của thiết kế này là giảm lực tác động từ mặt đường lên người lái, tạo sự an toàn và thoải mái hơn trong quá trình lái xe.

Ghế có hệ thống treo giúp tạo sự thoải mái và giảm bớt cường độ hoạt động cho người lái, đặc biệt trong những đoạn đường dài và đường xấu Các loại ghế này được thiết kế để tối ưu hóa trải nghiệm lái xe, mang lại sự hỗ trợ cần thiết cho người sử dụng.

- Ghế có hệ thống treo dùng lò so

- Ghế có hệ thống treo dùng đệm khí

1: ghế 2: thanh bản lề 3: lò xo

1: Ghế 2: hộp xếp 3: khoang chứa khí

Hiện nay, ghế có hệ thống treo bằng lò xo gần như không còn được ưa chuộng Thay vào đó, ghế treo khí đang được áp dụng trên một số mẫu xe hiện đại Tuy nhiên, do tính phức tạp và yêu cầu về hệ thống cung cấp khí (máy nén khí) cũng như các hệ thống an toàn, loại ghế này ít được sử dụng.

- Ghế có điều khiển cơ khí

Ghế này được thiết kế với khả năng điều chỉnh di chuyển và ngả lưng theo ý muốn của người lái thông qua các thao tác tay như kéo cần gạt hoặc sử dụng thanh hãm cơ khí Hệ thống dẫn động hoàn toàn bằng cơ khí, bao gồm các thành phần như thanh trượt, cá, lẫy, cần gạt và bi, mang lại sự tiện lợi và linh hoạt cho người sử dụng.

Hình 2.3 Ghế điều khiển bằng cơ khí

- Ghế có điều khiển điện tử

Trong thời đại công nghệ phát triển, ghế lái ôtô đã được cải tiến từ điều khiển cơ khí sang điều khiển điện tử, mang lại sự thoải mái tối đa cho người sử dụng Ghế điện tử không chỉ thay thế thao tác tay bằng động cơ điện mà còn đảm bảo đầy đủ các chức năng cần thiết Người lái có thể điều chỉnh ghế dễ dàng thông qua nút nhấn hoặc kết nối với ECU Các tính năng hiện đại như nhớ vị trí, nâng hạ chiều cao đệm ghế và hỗ trợ lưng được thiết kế nhằm giảm căng thẳng và nâng cao trải nghiệm lái xe.

Hình 2.4 Ghế có điều khiển điện tử

Ghế được trang bị chức năng sưởi ấm và mát xa, mang lại cảm giác thoải mái và giảm bớt căng thẳng cho người lái Ngoài ra, ghế còn có cảm biến trọng lượng, tự động điều chỉnh trọng tâm để tối ưu hóa sự phù hợp với người sử dụng.

Chức năng trượt ghế giúp tạo không gian thoải mái cho người lái khi ra vào xe, đồng thời điều chỉnh khoảng cách hợp lý giữa người lái và vô lăng.

Chức năng nâng hạ ghế: điều chỉnh vị trí tương đối giữa người lái với vô lăng và tầm nhìn của người lái cho phù hợp

Chức năng gập và ngả ghế cho phép điều chỉnh linh hoạt phần lưng và đầu của người dùng, giúp tạo ra tư thế thoải mái và tối ưu hóa khả năng quan sát.

Hệ thống nhớ vị trí ghế giúp lưu lại các cài đặt của người lái, mang đến sự tiện lợi và thoải mái khi bước vào xe Người dùng chỉ cần nhấn một nút để tự động điều chỉnh ghế về vị trí đã thiết lập trước đó, thay vì phải điều chỉnh lại từ đầu Số lượng vị trí lưu trữ phụ thuộc vào nhà sản xuất và giá thành của xe, có thể từ hai đến bốn vị trí.

Hình 2.5 Ghế điện điều khiển điện tử có lưu vị trí

2.1.3 Những kiểu điều chỉnh hướng ghế a Kiểu thông dụng 6 hướng

Hình 2.6 Các hướng điều chỉnh của ghế điện 6 hướng

Ghế chỉnh điện 6 hướng giúp người ngồi dễ dàng điều chỉnh vị trí để chân, mang lại sự thoải mái tối ưu Đối với người lái, ghế cho phép điều chỉnh để tay cầm vô lăng và chân với các bàn đạp ga, côn (trên xe số sàn) và thắng ở khoảng cách hợp lý, không quá gần hay quá xa.

• Hướng tiến/lùi giúp người ngồi điều chỉnh mức độ xa gần của ghế

• Hướng lên/xuống giúp người ngồi điều chỉnh độ cao của ghế so với sàn xe

• Hướng trước/sau giúp người ngồi điều chỉnh độ ngả lưng ghế b Kiểu thông dụng 8 hướng

Hình 2.7 Các hướng điều khiển của ghế điện 8 hướng

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Hình 2.10 Khung ghế khi đã tháo lớp da bọc bên ngoài

Khung ghế được làm từ sắt có 2 phần chính:

Phần lưng ghế được thiết kế với khung đỡ bằng sắt, hỗ trợ lưng người ngồi bằng lưới sắt kéo ngang Hai đầu của lưới được cố định vào khung đỡ, đồng thời được trang bị một mô tơ bơm lưng để tăng cường sự thoải mái cho người sử dụng.

Phần đệm mông ghế được thiết kế với khung đỡ bằng sắt, kết nối với phần lưng ghế thông qua các khớp truyền động Ghế được trang bị một mô tơ gắn bên trái để điều khiển các chức năng nâng hạ, ngả lưng và tiến lùi, mang lại sự thoải mái tối ưu cho người sử dụng.

Hiện nay, động cơ DC (Direct Current) với nam châm vĩnh cửu được sử dụng phổ biến trong các ứng dụng điều khiển chuyển động quay Việc điều khiển hệ thống bằng động cơ DC dễ dàng hơn so với động cơ AC (Alternating Current), do đó chúng thường được lựa chọn khi cần điều chỉnh tốc độ, mô-men xoắn hoặc vị trí.

Có hai loại động cơ DC phổ biến: động cơ có chổi than và động cơ không chổi than (BLDC) Động cơ có chổi than sử dụng chổi than để chuyển hướng quay, trong khi động cơ không chổi than thay thế chức năng chuyển mạch cơ học bằng điều khiển điện tử.

Động cơ DC có chổi than hoạt động dựa trên nguyên tắc lực hút và đẩy giữa cuộn dây và nam châm vĩnh cửu, mang lại hiệu suất cao cho nhiều ứng dụng Mặc dù có ưu điểm như khả năng điều khiển tốc độ tốt và chi phí thấp, nhưng động cơ này cũng gặp phải nhược điểm như độ bền hạn chế và cần bảo trì thường xuyên do sự mài mòn của chổi than.

Hình 2.11 Cấu tạo động cơ DC có chổi than Động cơ một chiều (DC) sử dụng chổi than gồm các bộ phận chính:

Phần ứng (Armature) hay rotor là trục quay của mô tơ, bao gồm nhiều cuộn dây quấn trên lõi sắt được cấu tạo từ các lá thép kỹ thuật điện ghép cách điện Cấu trúc này tạo thành nhiều cặp nam châm điện, đóng vai trò quan trọng trong quá trình hoạt động của động cơ.

• Phần cảm (Permanet Magnet) hay còn gọi là stator: là cặp nam châm vĩnh cửu được đặt cố định cùng với vỏ mô tơ.)

Chổi than là một hoặc nhiều cặp chổi than kết nối với cực âm và cực dương của nguồn điện một chiều, thường đi kèm với lò xo.

Cổ góp là phần tiếp xúc với chổi than, được duy trì bởi các lò xo, giúp nhận dòng điện từ chổi than tới các vòng dây phần ứng của động cơ điện một chiều Động cơ này hoạt động như một nam châm điện hai cực, với chiều dòng điện được đảo ngược hai lần mỗi chu kỳ thông qua cổ góp Quá trình này cho phép dòng điện chạy qua phần ứng, tạo ra lực kéo và đẩy giữa nam châm điện và nam châm vĩnh cửu bên ngoài động cơ Khi các cực của nam châm điện phần ứng cắt ngang các cực của nam châm vĩnh cửu, cổ góp sẽ đảo ngược cực, tạo ra chuyển động quay liên tục của mô tơ.

Động cơ DC không chổi than hoạt động dựa trên nguyên tắc hút và đẩy từ tính tương tự như động cơ chổi than, nhưng có cấu tạo khác biệt.

Phần cảm (Stator Windings) hay stator trong động cơ không chổi than khác biệt với động cơ có chổi than, vì nó bao gồm các cuộn dây được quấn trên lõi sắt.

• Phần ứng (Rotor Magnet N) hay rotor: gồm các cặp nam châm vĩnh cửu

Cảm biến Hall là thiết bị được lắp đặt cố định trên phần cảm, có chức năng xác định vị trí của từ trường rotor so với các pha của cuộn dây stator.

Số pha trong động cơ không chổi than được xác định bởi số lượng cuộn dây sử dụng Động cơ không chổi than ba pha là loại phổ biến nhất, thường được kết nối theo cấu hình "sao" hoặc "tam giác" Dù ở hai cấu hình này, động cơ vẫn có ba dây kết nối, với kỹ thuật truyền động và dạng sóng tương tự nhau.

Hình 2.13 Vị trí đặt của các motor, cơ cấu điều khiển và công tắc

Cơ cấu trục vít - bánh vít mang lại khả năng tự hãm hiệu quả, giúp ngăn chặn tác động ngược làm quay mô tơ do trọng lượng của ghế và người lái.

Hình 2.14 Cơ cấu điều khiển motor nâng hạ

6 Vít me – Đai ốc Bảng 2-1 Chú thích cho hình 2.14

Khi người dùng nhấn nút điều khiển, mô tơ 1 sẽ hoạt động, quay trục vít 3 Sự quay của trục vít 3 sẽ truyền động đến bánh răng 4, làm cho vít me 6 dịch chuyển Quá trình này sẽ truyền chuyển động cho cơ cấu nâng hạ ghế.

Hình 2.15 Vị trí motor nâng hạ mông

Hình 2.16 Vị trí motor nâng hạ đùi

Hình 2.17 Vị trí motor trượt

Cơ cấu trục vít – bánh vít được sử dụng để truyền động cho motor nâng hạ ghế, nhưng trong cơ cấu này, trục vít không di chuyển tịnh tiến mà quay tại chỗ Khi trục vít quay, ECU sẽ chuyển động tịnh tiến, và ghế được cố định vào ECU, do đó sẽ di chuyển theo.

Hình 2.18 Cơ cấu điều khiển motor trượt

5 Bộ truyền vít me-đai ốc Bảng 2-2 Chú thích cho hình 2.18

Các tính năng khác

Hình 2.24 Sơ đồ mạch điện ghế điện xe Lexus 2012

Ghế lái và ghế hành khách phía trước được trang bị hệ thống sưởi ấm thông qua các bộ phận sưởi đặt trong đệm và tựa lưng Các cuộn dây nhỏ chạy dọc theo tựa lưng và đệm ngồi, tạo ra nhiệt bằng cách làm nóng sợi dây cản dòng điện như một điện trở Để tránh tình trạng quá nóng, hệ thống sử dụng cảm biến NTC (Negative Temperature Coefficient) để theo dõi nhiệt độ Module điều khiển sẽ nhận tín hiệu từ cảm biến này, đảm bảo an toàn và điều chỉnh nhiệt độ ở hai mức HIGH và LOW.

Hình 2.25 Công tắc và vị trí đặt bộ sưởi

Hiện nay, nhiều mẫu xe đã chuyển sang sử dụng hệ thống sưởi ghế PTC (Positive Temperature Coefficient) thay vì NTC Hệ thống sưởi PTC sử dụng mực dẫn điện in trên chất nền polymer mỏng và dẻo, mang lại khả năng sưởi ấm an toàn, nhanh chóng và đồng đều hơn Vật liệu PTC hoạt động như một bộ cảm biến tự động, loại bỏ sự cần thiết của điều khiển phản hồi bên ngoài, giảm nguy cơ quá nhiệt Khi nhiệt độ tăng, điện trở của vật liệu PTC cũng tăng, hạn chế dòng điện, cho phép dòng điện chạy qua khi trời lạnh và ngăn chặn khi nhiệt độ đạt ngưỡng cao.

Hình 2.26 Nhiệt điện trở đặt dưới ghế

Sưởi PTC sử dụng toàn bộ điện năng để nhanh chóng đạt nhiệt độ tối ưu, với điện năng tiêu thụ giảm khi nhiệt tăng lên, giúp tiết kiệm thời gian và năng lượng Thiết kế của sưởi ghế PTC cho phép hoạt động trong khoảng nhiệt độ từ -40°C đến 70°C, với khả năng tùy chỉnh ngưỡng nhiệt độ Sản phẩm này không chỉ chống mài mòn mà còn tiết kiệm chi phí và dễ sản xuất hàng loạt Mực dẫn điện carbon được in trên nền polyme, chủ yếu là polyester, có khả năng chịu chu kỳ làm nóng và làm mát liên tục Các mạch in được bảo vệ bởi lớp keo kết dính, ngăn ngừa hơi ẩm và mài mòn, giúp sản phẩm bền bỉ trong điều kiện khắc nghiệt và sử dụng liên tục.

Túi khí là một phần thiết yếu trong mọi chiếc ô tô, đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo an toàn cho tài xế và hành khách Khi xảy ra va chạm, túi khí hoạt động như một cứu tinh, giúp giảm thiểu chấn thương và bảo vệ người ngồi trong xe.

Hình 2.27 Vị trí bung túi khí khi xảy ra tai nạn

Túi khí là thiết bị quan trọng giúp giảm thiểu chấn thương nghiêm trọng trong tai nạn giao thông Khi xảy ra va chạm, hệ thống túi khí sẽ tự động kích hoạt, làm bung tấm đệm khí để bảo vệ tài xế khỏi chấn thương do va đập Mặc dù có những hoài nghi về độ an toàn của túi khí sau vụ việc Takata, nhưng thiết bị này vẫn cần thiết và phải được trang bị cho mọi loại xe hơi trên toàn cầu.

Gồm 3 bộ phận chính: bộ cảm biến va đập, hệ thống bơm khí và túi khí

Hình 2.28 Sơ đồ hoạt động của túi khí

Các dòng xe du lịch như Suzuki Ciaz và Hyundai 300i được trang bị nhiều loại cảm biến, bao gồm cảm biến gia tốc, cảm biến va chạm, cảm biến áp suất sườn, cảm biến áp suất phanh, con quay hồi chuyển và cảm biến áp suất trên ghế Tất cả các cảm biến này kết nối với bộ điều khiển túi khí, gọi là ACU, có nhiệm vụ ra lệnh cho túi khí bật ra khi cần thiết Khi nhận được tín hiệu, ACU sẽ bơm khí vào túi, khiến nó phồng lên để bảo vệ hành khách.

Trước đây, hệ thống khí nén được sử dụng để bơm phồng túi khí nhưng không đạt hiệu quả mong muốn Hiện nay, các kỹ sư đã thay thế bằng một thiết bị phóng hoạt động theo cơ chế của tên lửa đẩy, mang lại hiệu suất tốt hơn.

Túi khí được làm từ loại vải co giãn cao, cho phép xếp gọn và dễ dàng lắp đặt ở nhiều vị trí trong xe Khi cần thiết, túi khí sẽ tự động bung ra, cung cấp sự bảo vệ cho các vị trí quan trọng trên cơ thể tài xế và hành khách.

Túi khí hoạt động giống như tên lửa đẩy, nhanh chóng bơm khí vào trong vòng 0,04 giây sau khi va chạm Hệ thống cảm biến trên xe đo lường tốc độ, áp lực phanh và gia tốc; nếu vượt quá giới hạn, bộ điều khiển kích hoạt ngòi nổ trong bộ thổi Ngòi nổ tạo ra dòng điện từ 1A đến 3A, đốt cháy hỗn hợp Natri và Kali Nitrat, sinh ra khí Nitơ, Hidro và Oxy để lấp đầy túi khí Cuối cùng, túi khí căng lên như một tấm đệm bảo vệ người ngồi trong xe, và sau đó khí thoát ra qua các lỗ nhỏ khiến túi khí xẹp đi Công nghệ này được phát minh bởi Walter Linderer và lần đầu tiên được ứng dụng vào năm.

Năm 1941, John W Hetrick hoàn thiện túi khí, một phát minh vĩ đại cho ngành công nghiệp ô tô, mang lại sự an toàn tối ưu cho hành khách trong xe.

Nó giữ bạn an toàn, ngăn không cho bạn va chạm vào kính chắn gió hoặc bảng đồng hồ khi xe dừng đột ngột.

Hình 2.29 Dây đai trên xe

- Nhiệm vụ của dây an toàn

Khi một chiếc xe dừng đột ngột, hành khách cũng sẽ bị dừng lại một cách bất ngờ Dây an toàn có nhiệm vụ phân phối lực dừng vào các phần khỏe mạnh của cơ thể, giúp giảm thiểu nguy cơ chấn thương Có hai loại dây an toàn phổ biến: dây an toàn qua hông (lapbelt) và dây an toàn qua vai (shoulder belt) Cả hai loại dây an toàn này đều được gắn chặt với thân xe, giữ cho người ngồi trên ghế an toàn và ổn định trong trường hợp xảy ra va chạm.

Khi dây an toàn được thắt chặt đúng cách, chúng phân phối toàn bộ lực dừng vào lồng ngực hoặc vùng xương chậu, những khu vực chịu lực tốt nhất của cơ thể Dây an toàn tác động lên một bề mặt rộng, giúp lực dừng không tập trung vào một điểm nhỏ, giảm thiểu nguy cơ chấn thương Hơn nữa, dây an toàn được làm từ vật liệu mềm dẻo, có khả năng kéo căng, giúp giảm thiểu sự đột ngột của lực dừng Do đó, trong trường hợp va chạm, bạn chỉ di chuyển một chút mà vẫn giữ được vị trí trên ghế.

Hình 2.30 Kiểu dây đai lapbelt trên xe

Ngoài hệ thống dây an toàn, xe còn được trang bị các vùng hấp thụ năng lượng va chạm, thường nằm ở phía trước và sau Những vùng này rất mềm, giúp giảm thiểu tác động khi xe bị đâm từ phía trước hoặc sau, làm cho đầu hoặc đuôi xe bị bẹp lại Thay vì dừng lại đột ngột khi va chạm, xe sẽ hấp thụ một phần lực va chạm vào những vùng này, tương tự như việc bóp một lon soda rỗng.

33 chiếc xe có độ cứng vững cao, giúp tránh tình trạng "ép cam" khi va chạm Nếu xe chưa dừng lại, phần đầu xe có thể bị vò nát, gây trở ngại cho chướng ngại vật Tuy nhiên, các vùng vò nát chỉ bảo vệ người ngồi trong ca-bin khi thắt dây an toàn Dây an toàn có khả năng co giãn tốt, cho phép bạn ngả người về phía trước trong khi vẫn ở trạng thái căng Khi xảy ra va chạm, dây an toàn sẽ giữ bạn chặt hơn vào ghế, đảm bảo an toàn tối đa.

Giãn và co: Hai yếu tố tiên quyết

THIẾT KẾ THI CÔNG MÔ HÌNH GHẾ ĐIỆN CÓ NHỚ

Thiết kế cơ khí

3.1.1 Giới thiệu phần mềm SolidWorks

SOLIDWORKS là phần mềm thiết kế 3D chạy trên hệ điều hành Windows, ra mắt từ năm 1997 bởi Dassault Systèmes SOLIDWORKS Corp và hiện đang được sử dụng bởi hơn 2 triệu kỹ sư và nhà thiết kế tại hơn 165,000 công ty toàn cầu Kể từ phiên bản SOLIDWORKS 1995, phần mềm đã trải qua nhiều cải tiến về tính năng và hiệu suất, đáp ứng nhu cầu thiết kế 3D trong các ngành kỹ thuật và công nghiệp Ngoài ra, SOLIDWORKS còn được ứng dụng trong các lĩnh vực như đường ống, kiến trúc, nội thất và xây dựng nhờ vào khả năng thiết kế mạnh mẽ và danh mục giải pháp đa dạng Các sản phẩm phân tích và mô phỏng của SOLIDWORKS giúp giải quyết các vấn đề liên quan đến lắp ghép, truyền động, động học, độ bền, ứng suất, và mô phỏng dòng chảy SOLIDWORKS CAM là sản phẩm mới hỗ trợ lập trình gia công phay, mở rộng khả năng ứng dụng của phần mềm.

3.1.1 Bảng thiết kế trên SolidWorks

Hình 3.2 Bảng vẽ mô phỏng trên SolidWorks

Bảng 3-1 Bảng vật liệu làm khung

3.1.2 Sản phẩm sau khi gia công

Sau khi đã thiết kế chúng em làm theo các bước:

Sản phẩm sau khi hoàn thành:

Thiết kế bảng điện điều khiển

CorelDRAW, được phát triển dành riêng cho hệ điều hành Windows của Microsoft, hiện tại chỉ khả dụng trên nền tảng này Phiên bản mới nhất, CorelDraw Graphics Suite 2019 (phiên bản 21), đã được ra mắt vào năm 2019 Những tính năng nổi bật trong phiên bản này bao gồm Đối tượng docker, khả năng tác động không phá hủy, quy trình làm việc hoàn hảo cho pixel, công cụ tìm và thay thế luồng công việc, hỗ trợ máy quét 64-bit TWAIN, hỗ trợ PDF/X, quản lý tài sản kỹ thuật số, cải thiện hiệu suất, tăng cường in kết hợp và các mẫu thiết kế hiện đại.

3.2.2 Thiết kế bảng điện điều khiển Để hạn chế tối đa sai sót trong quá trình thi công khung mô hình, nhóm chúng em sử dụng phần mềm mô phỏng CorelDRAWN x7 để thiết kế, tính toán các số liệu nhằm đạt được độ chính xác cao nhất, khi lắp ráp các chi tiết của mô hình lên khung đảm bảo độ bền đồng thời mang tính thẩm mĩ

Hình 3.5 Bảng điện điều khiển

3.2.3 Cách kiểm tra đo kiểm hệ thống

Hình 3.6 Hình ảnh mô hình ghế điện Để sử dụng được mô hình ta tiến hành như sau: cấp nguồn 12V vào hệ thống, bật công tắc máy IG

Nhấn công tắc trượt tới:

- Kiểm tra công tắc: dùng đồng hồ VOM ở thang đo điện áp, que âm vào GND, que dương vào SLDF

+ Nếu đồng hồ hiển thị ≈ 12V thì công tắc còn hoạt động tốt, Nếu đồng hồ hiển thị ≈ 0V thì công tắc bị hư hoặc đường dây bị đứt

Kiểm tra motor: dùng đồng hồ VOM ở thang đo điện áp, que âm vào GND, que dương vào SLD+

+ Nếu đồng hồ hiển thị ≈ 12V thì motor còn hoạt động tốt, Nếu đồng hồ hiển thị ≈ 0V thì motor bị hư hoặc đường dây bị đứt

- Nhấn công tắc trượt lùi:

Kiểm tra công tắc: dùng đồng hồ VOM ở thang đo điện áp, que âm vào GND, que dương vào SLDR

Kiểm tra motor: dùng đồng hồ VOM ở thang đo điện áp, que âm vào GND, que dương vào SLD-

- Kiểm tra cảm biến: Sử dụng đồng hồ đo VOM ở thang đo điện áp, que dương vào SS- LFT, que âm vào GND

Để kiểm tra tình trạng hoạt động của cảm biến, cần xem vị trí của nó so với nam châm gắn trên trục motor Nếu đồng hồ hiển thị 5V hoặc đèn tín hiệu trên cảm biến sáng, có nghĩa là cảm biến đang hoạt động bình thường Ngược lại, nếu đồng hồ chỉ 0V hoặc đèn không sáng, cảm biến có thể bị lỗi hoặc đường dây bị đứt.

*Điều khiển gập ngã ghế:

Nhấn công tắc gập ghế:

Kiểm tra công tắc: dùng đồng hồ VOM ở thang đo điện áp, que âm vào GND, que dương vào LUP

Kiểm tra motor: dùng đồng hồ VOM ở thang đo điện áp, que âm vào GND, que dương vào LFT+

Nhấn công tắc ngã ghế:

Kiểm tra công tắc: dùng đồng hồ VOM ở thang đo điện áp, que âm vào GND, que dương vào LDWN

Kiểm tra motor: dùng đồng hồ VOM ở thang đo điện áp, que âm vào GND, que dương vào LFT-

Kiểm tra cảm biến: Sử dụng đồng hồ đo VOM ở thang đo điện áp, que dương vào SS-LFT, que âm vào GND

Khi kiểm tra vị trí của cảm biến, nếu cảm biến nằm trùng với nam châm gắn trên trục motor và đồng hồ hiển thị 5V hoặc đèn tín hiệu trên cảm biến sáng, thì cảm biến đang hoạt động bình thường Ngược lại, nếu đồng hồ hiển thị 0V hoặc đèn không sáng, có thể cảm biến bị lỗi hoặc đường dây bị đứt.

*Điều khiển nâng hạ đùi:

Nhấn công tắc nâng đùi:

Kiểm tra công tắc: dùng đồng hồ VOM ở thang đo điện áp, que âm vào GND, que dương vào FUP

Kiểm tra motor: dùng đồng hồ VOM ở thang đo điện áp, que âm vào GND, que dương vào FRV+

Nhấn công tắc hạ đùi:

Kiểm tra công tắc: dùng đồng hồ VOM ở thang đo điện áp, que âm vào GND, que dương vào FDWN

Kiểm tra motor: dùng đồng hồ VOM ở thang đo điện áp, que âm vào GND, que dương vào FRV-

Kiểm tra cảm biến: Sử dụng đồng hồ đo VOM ở thang đo điện áp, que dương vào SS-FVR, que âm vào GND

Để kiểm tra hoạt động của cảm biến, cần nhìn vào vị trí của nó; nếu cảm biến trùng với vị trí của nam châm gắn trên trục motor và đồng hồ hiển thị 5V hoặc đèn tín hiệu sáng, thì cảm biến hoạt động bình thường Ngược lại, nếu đồng hồ hiển thị 0V hoặc đèn không sáng, điều này cho thấy cảm biến có thể bị lỗi hoặc đường dây bị đứt.

*Điều khiển nâng hạ mông:

Nhấn công tắc nâng mông:

Kiểm tra công tắc: dùng đồng hồ VOM ở thang đo điện áp, que âm vào GND, que dương vào RUP

Kiểm tra motor: dùng đồng hồ VOM ở thang đo điện áp, que âm vào GND, que dương vào RCL+

Nhấn công tắc hạ mông:

Kiểm tra công tắc: dùng đồng hồ VOM ở thang đo điện áp, que âm vào GND, que dương vào RDWN

Kiểm tra motor: dùng đồng hồ VOM ở thang đo điện áp, que âm vào GND, que dương vào RCL-

Kiểm tra cảm biến: Sử dụng đồng hồ đo VOM ở thang đo điện áp, que dương vào SS-RCL, que âm vào GND

Khi kiểm tra vị trí của cảm biến, nếu cảm biến trùng với nam châm gắn trên trục motor và đồng hồ hiển thị 5V hoặc đèn tín hiệu sáng, điều này cho thấy cảm biến hoạt động bình thường Ngược lại, nếu đồng hồ chỉ 0V hoặc đèn không sáng, cảm biến có thể bị lỗi hoặc đường dây bị đứt.

*Điều khiển nâng hạ lưng:

Nhấn công tắc nâng lưng:

Kiểm tra công tắc: dùng đồng hồ VOM ở thang đo điện áp, que âm vào GND, que dương vào LSDF

Kiểm tra motor: dùng đồng hồ VOM ở thang đo điện áp, que âm vào GND, que dương vào LSD+

Nhấn công tắc hạ đùi:

Kiểm tra công tắc: dùng đồng hồ VOM ở thang đo điện áp, que âm vào GND, que dương vào LSDR

Kiểm tra motor: dùng đồng hồ VOM ở thang đo điện áp, que âm vào GND, que dương vào LSD-

KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN

Kết luận

Sau thời gian nghiên cứu và thực hiện đồ án dưới sự hướng dẫn của ThS Lê Quang Vũ, nhóm chúng em đã thiết kế và mô phỏng mô hình ghế điện với đề tài “Nghiên cứu, thi công mô hình ghế điện” Mô hình này đáp ứng các yêu cầu về kỹ thuật, tính sư phạm và tính thẩm mỹ, góp phần đáp ứng nhu cầu đào tạo của nhà trường và nhu cầu xã hội.

Chúng em đã biên soạn phần thuyết minh dựa trên tài liệu nghiên cứu một cách rõ ràng, tuy nhiên vẫn không tránh khỏi những thiếu sót Chúng tôi hy vọng rằng trong tương lai, mô hình này sẽ được hoàn thiện và phát triển hơn nhờ vào sự đóng góp của các bạn sinh viên khóa sau.

Hướng phát triển

Hệ thống điều khiển ghế đã đạt được sự hoàn thiện cơ bản, nhưng vẫn còn thiếu nhiều tính năng hiện đại Do đó, nhóm chúng tôi đề xuất hướng phát triển cho đề tài này nhằm cải thiện và nâng cao chất lượng hệ thống.

- Thiết kế thi công mạch điều khiển có nhớ

- Sử dụng cảm biến túi khí theo vị trí ghế để mô phỏng quá trình kích hoạt túi khí phụ thuộc vào vị trí người ngồi

Sử dụng cảm biến va chạm trong thi công hệ thống căng dây đai giúp giảm thiểu va đập cho người lái và vô lăng, đồng thời giảm chấn thương lên cơ thể do lực căng dây đai gây ra.

- Nghiên cứu thi công hệ thống cảm biến đường dài để cảnh báo tài xế bằng cách di chuyển ghế

TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt

[1] Diễn đàn Otohui.com : https://www.oto-hui.com/

[2] https://oto.edu.vn/he-thong-dieu-khien-ghe-lai-hoat-dong-chan-doan-va-sua-chua/

[3] Tạp Chí Khoa Học Giáo Dục Kỹ Thuật Số 51 (01/2019) Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh

[4] https://machdienlythu.vn/mach-dong-ngat-ro-le/

[5] https://tapit.vn/huong-dan-thiet-ke-mach-vi-dieu-khien-don-gian/

[6] https://datasheetspdf.com/datasheet/ATmega64.html

[7] https://thanhphonglab.wordpress.com/2018/07/08/tu-lam-kit-avr-atmega16-3/

[8] Nguyen Van Thinh (2016), “ A study of theory and implement model of the control system of automatic seats on cars”, T2016-67TĐ, Ho Chi Minh City University of Technology and Education.

[1] Inventor: William E Vergin: Memory Seat Module Having Integrated Sensors

[2] https://www.carkeys.co.uk/guides/what-is-memory-seating

[3]https://www.ti.com/lit/ug/tidued3/tidue.d3.pdf?ts56144188847&ref_url=https%25 3A%252F%252Fwww.google.com%252F

[4] Prof C Gopinath Professor Dept of Design MSRSAS – Bangalore CAR SEAT DESIGN

Tiêu đề	Nghiên Cứu, Thi Công Hệ Thống Điều Khiển Ghế Điện
Tác giả	Đỗ Sơn Tây, Nguyễn Đình Tịnh
Người hướng dẫn	ThS. Lê Quang Vũ
Trường học	Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
Chuyên ngành	CNKT Ô Tô
Thể loại	đồ án tốt nghiệp
Năm xuất bản	2022
Thành phố	Tp. Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	65
Dung lượng	7,02 MB