Biên soạn tài liệu và chế tạo thiết bị thực hành cho môn học thực tập lập trình điều khiển ô tô

TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI

Tổng quan

Ngày nay, lĩnh vực kỹ thuật, đặc biệt là công nghệ ô tô, đang giữ vai trò quan trọng trong nền kinh tế Việt Nam, đặc biệt trong bối cảnh công nghiệp hóa, hiện đại hóa Các trường đại học tại Việt Nam đang mở rộng các ngành nghề kỹ thuật, trong đó Công nghệ Kỹ thuật ô tô nổi bật với sự phát triển mạnh mẽ Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP Hồ Chí Minh tự hào là một trong những cơ sở đào tạo chất lượng cao trong ngành này, kết hợp lý thuyết và thực hành để đáp ứng nhu cầu học tập của sinh viên trong xu hướng phát triển hiện nay.

Trong quá trình đào tạo sinh viên ngành ô tô, việc kết hợp giữa lý thuyết và thực hành là vô cùng cần thiết, đặc biệt trong bối cảnh chuyển đổi từ xe động cơ đốt trong sang xe điện và hybrid Môn học Thực tập Lập trình điều khiển ô tô được đưa vào chương trình đào tạo nhằm giúp sinh viên nắm bắt xu hướng hiện đại Tại đây, sinh viên sẽ học các phần mềm lập trình cơ bản phục vụ cho việc điều khiển ô tô, đồng thời tiếp cận các phương thức giao tiếp hiện đại trên xe Kiến thức từ các môn học trước đó sẽ được áp dụng, giúp sinh viên dần làm quen với thực tế và trang bị kiến thức nền tảng về lập trình điều khiển ô tô.

Tính cấp thiết của đề tài

Sau khi hoàn thành môn Thực tập Lập trình điều khiển ô tô, nhóm chúng em nhận thấy sự cần thiết của việc biên soạn tài liệu cho môn học này Để hiểu rõ hơn về các thiết bị điện của ô tô, việc thực hành với các thiết bị điện là điều không thể thiếu Do đó, chúng em đã chọn đề tài “Biên soạn tài liệu và chế tạo thiết bị điện ô tô” nhằm nâng cao hiệu quả học tập và thực hành trong lĩnh vực này.

Nhóm chúng em đã hoàn thiện giáo trình và thiết kế, chế tạo mô hình thiết bị điện ô tô nhằm phục vụ cho thực hành trong môn học "Thực tập Lập trình điều khiển ô tô".

Mục tiêu của đề tài

Nhằm hiểu rõ nhu cầu giảng dạy và học tập của giáo viên, sinh viên Nhóm chúng em đặt ra những mục tiêu với đề tài này như sau:

Thứ nhất, biên soạn được tài liệu giảng dạy là giáo trình

Nhóm đã biên soạn các phiếu thực hành giúp sinh viên hoàn thành môn học một cách hiệu quả nhất.

Vào thứ ba, nhóm chúng em đã thiết kế và chế tạo các thiết bị thực hành liên quan đến môn học, đặc biệt là mô hình các thiết bị điện ô tô.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

1.4.1 Đối tượng nghiên cứu Đề tài “BIÊN SOẠN TÀI LIỆU VÀ CHẾ TẠO THIẾT BỊ THỰC HÀNH CHO MÔN HỌC THỰC TẬP LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN Ô TÔ” được thực hiện để hướng tới các đối tượng sau: o Board mạch Arduino sử dụng vi điều khiển ATMEGA328P o Mạng giao tiếp CAN giữa các Module o Các hệ thống điện trên xe ô tô

1.4.2 Phạm vi nghiên cứu: Đề tài nghiên cứu về các thiết bị, một số hệ thống điện đời mới trên ô tô và viết đề cương thực hành cho chương trình đào tạo môn học Thực tập Lập trình điều khiển ô tô dành cho sinh viên ngành Công nghệ Kỹ thuật ô tô.

Phương pháp nghiên cứu

Sử dụng tài liệu trực tuyến kết hợp với ghi chép môn học và tham khảo các đồ án trước đây về Arduino, ngôn ngữ lập trình và mạng CAN là cách hiệu quả để nâng cao kiến thức và kỹ năng trong lĩnh vực này.

Bố cục của đồ án

 Chương 1: Tổng quan về đề tài

 Chương 2: Giới thiệu phần mềm và linh kiện điện tử

 Chương 3: Cơ sở lý thuyết về các hệ thống trên ô tô

 Chương 4: Thiết kế, chế tạo mô hình các thiết bị điện ô tô

 Chương 5: Biên soạn giáo trình và phiếu thực hành

GIỚI THIỆU PHẦN MỀM VÀ LINH KIỆN ĐIỆN TỬ

Các phần mềm sử dụng

2.1.1 Phần mềm soạn thảo CodeVisionAVR

CodeVisionAVR là một biên dịch giống như C++, cung cấp môi trường thân thiện và đơn giản để phát triển chương trình cho vi điều khiển AVR của Atmel Phần mềm này tương thích với các hệ điều hành Windows 2000, XP, Vista và Windows 7 (32/64 bit) CodeVisionAVR đi kèm với bộ thư viện hỗ trợ LCD chữ và số, giao tiếp SPI giữa hai bo mạch, và chức năng delay, giúp người dùng dễ dàng lập trình và triển khai các ứng dụng.

CodevisionAVR cho phép người dùng tạo chương trình tự động dễ dàng thông qua CodeWizardAVR, giúp viết các chương trình đơn giản chỉ trong vài phút Người dùng cũng có thể tận dụng các chức năng sẵn có trong phần mềm để nâng cao hiệu quả lập trình.

 Chip reset nguồn nhận dạng

 Khởi tạo các cổng Output/Input

 Khởi tạo các ngắt ngoài (External Interrputs)

 Khởi tạo giao diện SPI

 Khởi tạo giao diện CAN

 I2C bus, cảm biến LM75, DS1621 nhiệt kế/nhiệt độ và PCF8563, PCF8583, DS1302, DS1307 khởi động tạo đồng hồ thời gian thực

Hình 2.1 Giao diện phần mềm Code Vision AVR

The Arduino IDE (Integrated Development Environment) is an open-source software used for programming and uploading code to Arduino boards It features a user-friendly graphical interface that simplifies the process of writing Arduino code.

Dưới đây là một số thông tin tổng quan về Arduino IDE:

Arduino IDE sử dụng ngôn ngữ lập trình dựa trên C/C++, được tối giản và tùy chỉnh để giúp người mới bắt đầu dễ dàng làm quen Người dùng không cần có kiến thức lập trình sâu để bắt đầu sử dụng Arduino.

Arduino IDE cung cấp một bộ thư viện phong phú, cho phép người dùng dễ dàng tương tác với phần cứng và cảm biến qua giao diện thân thiện Người dùng có thể tận dụng các thư viện có sẵn hoặc tự phát triển thư viện riêng để nâng cao chức năng của bo mạch Arduino.

Hỗ trợ đa nền tảng: Arduino IDE có thể chạy trên nhiều hệ điều hành như Windows, macOS và Linux, đảm bảo sự linh hoạt cho người dùng

Nạp chương trình dễ dàng: Arduino IDE hỗ trợ việc nạp chương trình vào bo mạch

Arduino một cách đơn giản thông qua cổng USB Người dùng chỉ cần kết nối bo mạch Arduino với máy tính và nhấn nạp chương trình

Arduino IDE là một môi trường phát triển tích hợp (IDE) mạnh mẽ, cho phép người dùng viết mã, kiểm tra và gỡ lỗi chương trình một cách hiệu quả Với khả năng hiển thị thông báo lỗi rõ ràng, người dùng dễ dàng theo dõi dữ liệu từ các cảm biến và kiểm tra hoạt động của chương trình.

Arduino IDE có một cộng đồng lớn trên toàn cầu, nơi người dùng có thể dễ dàng tìm kiếm và chia sẻ mã nguồn, tài liệu cũng như kinh nghiệm Điều này giúp họ học hỏi lẫn nhau và giải quyết các vấn đề một cách hiệu quả.

Arduino IDE là công cụ lý tưởng cho việc phát triển ứng dụng IoT, giúp điều khiển thiết bị và xây dựng các dự án sáng tạo với bo mạch Arduino.

Hình 2.2 Giao diện phần mềm Arduino IDE

2.1.3 Phần mềm Protues ISIS (Intelligent Schematic Input System)

Phần mềm Proteus ISIS là công cụ mạnh mẽ để mô phỏng và thiết kế mạch điện tử, đồng thời cho phép viết chương trình điều khiển cho các vi điều khiển phổ biến.

Các tính năng thường dùng của Protues ISIS:

Để vẽ sơ đồ nguyên lý mạch điện tử trên phần mềm Protues, bạn cần truy cập thư viện để tìm kiếm các linh kiện cần thiết Sau đó, hãy kết nối các linh kiện này với nhau để tạo thành một mạch điện hoàn chỉnh.

Mô phỏng mạch là ứng dụng nổi bật nhất của phần mềm Protues, cho phép người dùng thiết kế và phân tích các mạch nguyên lý một cách hiệu quả Nhờ vào Protues, việc kiểm tra tính chính xác của mạch trước khi thi công trở nên dễ dàng hơn bao giờ hết.

Ngoài việc sở hữu thư viện linh kiện phong phú, Proteus ISIS còn trang bị cho người dùng các công cụ phân tích mạch với độ chính xác cao như ampe kế, vôn kế và osciloscope.

Thiết kế mạch in PCB: Đây là một tính năng dễ sử dụng dối với người dùng

Proteus ISIS là phần mềm thiết kế mạch điện cho phép người dùng tự tạo bản thiết kế hoặc thiết kế theo ý muốn Để tạo bản thiết kế, người dùng chỉ cần sắp xếp các linh kiện trên sơ đồ và vẽ đường mạch điện kết nối chúng Phần mềm còn có khả năng tự động phát hiện lỗi, giúp người dùng dễ dàng kiểm tra và chỉnh sửa Ngoài ra, người dùng có thể sắp xếp các linh kiện vào vị trí tương ứng và cho phần mềm chạy tự động để thực hiện các chức năng cần thiết.

10 chúc năng tự động vẽ mạch Tính năng xem hình 3D trong quá trình thiết kế mạch in cũng là một tính năng rất hữu ích của phần mềm này

Hình 2.3 Giao diện phần mềm Protues ISIS

Sơ lược về vi điều khiển ATMega328P

ATMega328P là một bộ điều khiển mạnh mẽ với nhiều tính năng, thường được sử dụng trong bo mạch Arduino Uno Nó được thiết kế để xử lý các chương trình lớn, mang lại hiệu suất cao trong từng tác vụ Một trong những ưu điểm nổi bật của ATMega328P là khả năng tiêu thụ dòng điện rất thấp, đồng thời nó còn có khả năng lưu trữ lên đến 32 kilobyte bộ nhớ flash.

Hình 2.4 Sơ đồ chân của ATMega328P

ATMega328P có tổng cộng 28 chân nhưng chúng ta chỉ tìm hiểu một số chân phục vụ cho vài tác vụ đơn giản như:

Bài viết này mô tả các chân kết nối của vi điều khiển, bao gồm: Chân số 1 (PC6 - reset) dùng để khởi động lại chương trình và vi điều khiển; Chân số 2 (PD0 - Chân RX) là đầu vào cho giao tiếp nối tiếp; Chân số 3 (PD1 - Chân TX) là đầu ra cho giao tiếp nối tiếp; Chân số 4 (PD2 - Chân kỹ thuật số) được sử dụng làm ngắt ngoài với giá trị 0; Chân số 5 (PD3 - Chân kỹ thuật số PWM) làm ngắt ngoài với giá trị 1; Chân số 6 (PD4 - Chân kỹ thuật số) dùng cho bộ đếm ngoài Timer0; Chân số 7 (VCC - Điện áp) cung cấp nguồn dương cho vi điều khiển; Chân số 8 (GND - mass) kết nối mass của vi điều khiển; Chân số 16 (PB2 - Chân kỹ thuật số PWM) hoạt động chọn slave i/p; Chân số 18 (PB4 - Chân kỹ thuật số) là đầu vào xung nhịp master và đầu ra xung nhịp slave; Chân số 19 (PB5 - Chân kỹ thuật số) cung cấp đầu ra xung nhịp master và đầu vào xung nhịp slave cho SPI; Chân số 20 (Avcc - điện áp dương) cung cấp điện áp dương cho bộ chuyển đổi ADC; Chân số 21 (AREF - Tham chiếu analog) là điện áp tham chiếu analog cho bộ chuyển đổi ADC; và cuối cùng, Chân số 22 (GND - Chân mass) kết nối mass.

Vi điều khiển ATMega328P ngày càng được ứng dụng rộng rãi nhờ tính đa dụng của nó Một số ứng dụng nổi bật bao gồm: ứng dụng trong ô tô, giao tiếp không dây, bảo mật, theo dõi thời tiết, công nghệ IoT, năng lượng mặt trời và điều khiển hệ thống máy móc công nghiệp Bên cạnh đó, còn rất nhiều ứng dụng khác đang được phát triển.

Hình 2.5 Vi điều khiển ATMega328P được tích hợp trên Arduino UNO

Hình 2.6 Arduino LilyPad ATMega328P được ứng dụng trong trang trí cho sản phẩm thời trang

Tìm hiểu về mạng Can-bus

2.3.1 Tổng quan về mạng giao tiếp CAN trên ô tô

Mạng CAN (Control Area Network) là hệ thống mạng điều khiển cục bộ cho phép các thiết bị giao tiếp trực tiếp với nhau theo thời gian thực Với tốc độ truyền dẫn cao và khả năng phát hiện lỗi hiệu quả, mạng CAN-H và CAN-L kết hợp tạo ra biểu đồ xung thông qua chênh lệch điện áp Trong ô tô, mạng CAN nhận thông tin từ ECU và cảm biến để phát ra tín hiệu cảnh báo cần thiết.

CAN cho phép các mô-đun và máy tính trên ô tô giao tiếp hiệu quả, tạo ra một mạng lưới đường truyền tốc độ cao Điều này giúp thông tin được truyền tải nhanh chóng giữa các mô-đun khác nhau Nhờ vào sự giao tiếp này, các hệ thống điều khiển điện tử như ECU động cơ và hệ thống chống bó cứng phanh ABS hoạt động một cách đồng bộ và hiệu quả hơn.

Hệ thống điều khiển hiện đại bao gồm 13 kiểm soát lực kéo, hệ thống điều khiển vô lăng, hệ thống kiểm soát ổn định điện tử, hệ thống treo điện tử, và hệ thống điều khiển làm mát tự động Tất cả các hệ thống này, cùng với mô-đun điều khiển ánh sáng và nhiều hệ thống khác, đều được kết nối điện tử với nhau, tạo nên một mạng lưới điều khiển thông minh và hiệu quả.

Mạng truyền thông CAN bao gồm các loại khác nhau như single CAN, CAN-L và CAN-H Đặc điểm nhận dạng chính của hệ thống này là hai dây được xoắn vào nhau, cùng với hai điện trở 120 ôm được mắc song song ở hai đầu Khi đo điện trở của hai dây CAN, giá trị sẽ là 60 ôm, và điện áp giữa hai dây CAN cũng được xác định.

Hình 2.7 Cấu trúc mạng Can

1 dây là CAN high: điện áp dao động từ 2.5 – 3.75 V

1 dây là CAN low: điện áp dao động từ 1.25 – 2.5 V

Các dạng truyền trên mạng CAN

Tùy vào đặc điểm vật lý của xe buýt, cần phân biệt hai loại chuyển giao mạng CAN:

Bus CAN có hai trạng thái chính là "dominant" và "recessive", tương ứng với các giá trị 0 và 1 Trong hệ thống này, trạng thái "dominant" luôn được ưu tiên hơn trạng thái "recessive" Chỉ khi không có nút nào phát tín hiệu, bus CAN mới ở trạng thái "recessive".

"dominant" Điều này tạo ra khả năng giải quyết tranh chấp khi có nhiều hơn một Chủ sở hữu muốn quản lý CAN

Bảng 2.1 So sánh 2 dạng truyền của CAN-bus

Thông số CAN tốc độ cao CAN tốc độ thấp

Tốc độ 125 kb/s tới 1Mb/s 125kb/s

Số node trên bus 2 tới 30 node` 2 tới 20 node

Tính chất của cáp 2*129 ohm 30pF giữa cáp và dây

Mức điện áp cung cấp 5V 5V

Hình 2.5 Điện áp ở trạng thái làm tốc độ truyền thấp của CAN-bus

Hình 2.6 Điện áp ở trạng thái làm tốc độ truyền cao của CAN-bus

CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Cơ sở lý thuyết hệ thống nâng kính chống kẹt trên ô tô

Hệ thống nâng hạ kính ô tô là một trong những hệ thống điện quan trọng trên xe, bao gồm các bộ phận cơ khí được thiết kế bên trong để điều chỉnh việc lên xuống của kính ô tô.

Hệ thống nâng kính chống kẹt hoạt động giống như một cái kéo, sử dụng bánh răng được truyền động bởi motor điện thay vì dây cáp Trên thị trường hiện có nhiều loại hệ thống nâng kính khác nhau, bao gồm hệ thống cáp xoắn, cáp Bowden kép, và hệ thống nâng kính dạng kéo.

Hình 3.1 Các loại hệ thống nâng kính chống kẹt

Hình 3.2 Sơ đồ minh họa hệ thống nâng kính chống kẹt

Cơ sở lý thuyết hệ thống đèn trên ô tô

3.2.1.Tổng quan về hệ thống đèn trên ô tô

Hệ thống đèn trên xe, bao gồm đèn phía trước, sau, hai bên và trong nội thất, giúp tài xế dễ dàng quan sát đường đi Đồng thời, hệ thống này cũng cho phép các phương tiện khác và người đi bộ nhận biết sự hiện diện của xe, từ đó dự đoán được hướng di chuyển của tài xế.

Hệ thống chiếu sáng ô tô được phân loại thành ba loại chính: chiếu sáng, báo hiệu và thông báo Cụ thể, đèn pha chiếu sáng đường, đèn báo rẽ thông báo ý định rẽ, và đèn hậu cho biết sự hiện diện của xe Ngoài các loại đèn cơ bản, các nhà sản xuất còn trang bị thêm hệ thống đèn bổ sung với nhiều chức năng khác nhau tùy thuộc vào loại xe và thị trường.

3.2.2.Hệ thống đèn chiếu sáng bên ngoài

Hệ thống đèn đầu ô tô là một thành phần quan trọng, đảm bảo tầm nhìn cho người lái, đặc biệt vào ban đêm Cụm đèn pha bao gồm đèn cốt và đèn sương mù, với đèn pha có hai chế độ: chế độ cos (chiếu gần, khoảng 50m – 75m) và chế độ pha (chiếu xa, khoảng 180m – 250m) Chế độ cos có công suất 35W-40W, giúp người lái quan sát mà không làm chói mắt người khác, trong khi chế độ pha với công suất 45W-70W chỉ nên sử dụng khi không có xe đối diện Đèn sương mù, với ánh sáng mỏng và màu vàng hoặc trắng, hỗ trợ chiếu sáng trong điều kiện tầm nhìn hạn chế như mưa, sương mù, bụi hoặc tuyết, và đèn sương mù phía sau giúp thông báo vị trí của xe cho các phương tiện phía sau.

Hình 3.3 Hệ thống chiều sáng đầu xe

Hệ thống đèn hậu trên xe có vai trò quan trọng trong việc giúp các phương tiện phía sau nhận biết vị trí của xe và xử lý kịp thời khi có sự cố Cụm đèn hậu bao gồm đèn báo phanh, đèn lùi, đèn sương mù và đèn soi biển số Đèn phanh ô tô, khi được kích hoạt, sẽ phát sáng màu đỏ để cảnh báo các phương tiện phía sau về việc xe sắp dừng lại, với dải sáng theo quy định của Liên hợp quốc là 60cd-185cd Trong khi đó, đèn lùi ô tô có chức năng cảnh báo các phương tiện và người đi bộ rằng xe đang lùi, thường có màu trắng theo tiêu chuẩn quốc tế.

Hình 3.4 Hệ thống đèn hậu của ô tô

Hệ thống điều khiển gương chiếu hậu

3.3.1.Tổng quan về hệ thống gương chiếu hậu

Hệ thống gương chiếu hậu là bộ phận quan trọng trên xe, thường được gắn ở hai bên thân xe và phần trên cùng của kính chắn gió Với chức năng chính là hỗ trợ người lái quan sát khu vực phía sau, gương chiếu hậu giúp đảm bảo an toàn cho cả tài xế và hành khách khi tham gia giao thông.

Hình 3.5 Hệ thống gương chiếu hậu

Gương chiếu hậu được chia thành 2 loại :

Gương chiếu hậu lắp trên kính chắn gió là một phụ kiện quan trọng khi lái xe, giúp tài xế dễ dàng quan sát phía sau và cải thiện khả năng nhìn khi lùi xe.

18 thể quan sát trong điểm mù Tuy nhiên hiện tại gương chiếu hậu giữa vẫn là loại cơ và chỉnh thủ công bằng tay

Gương chiếu hậu hai bên thân xe là thiết bị quan trọng giúp tài xế có cái nhìn rõ ràng hơn về phía sau và hai bên xe Hiện nay, gương này được trang bị động cơ điều chỉnh, cho phép tài xế linh hoạt thay đổi góc nhìn để phù hợp với vị trí ngồi, từ đó nâng cao an toàn khi lái xe.

Công tắc điều khiển gương chiếu hậu giúp tài xế dễ dàng điều chỉnh góc nhìn của gương bên xe Trên thị trường hiện có hai loại công tắc: loại có gập cửa với 9 dây và loại không gập cửa với 7 dây.

Công tắc gương chiếu hậu cho phép điều chỉnh gương bằng cách chọn công tắc bên trái hoặc bên phải, sau đó nhấn vào bảng điều khiển hướng để kích hoạt motor điện, giúp gương được điều chỉnh đến vị trí phù hợp.

Hệ thống phun xăng

Kim phun xăng là bộ phận quan trọng cung cấp nhiên liệu cho xe hoạt động hiệu quả Nó phun nhiên liệu trực tiếp vào xi-lanh của động cơ, tạo ra sự cháy cần thiết cho quá trình sinh công Công suất của xe sẽ được điều chỉnh tùy thuộc vào lượng nhiên liệu được phun đều và đủ, ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất vận hành của xe.

Để động cơ hoạt động hiệu quả, cần ba yếu tố chính: khí, nhiên liệu và tia lửa Trong chu kỳ hoạt động, hệ thống nạp khí cung cấp không khí vào buồng đốt qua van phân phối Nhiên liệu được lọc và bơm cao áp đưa đến kim phun, nơi nó được phun trực tiếp vào buồng đốt Ngay sau đó, bô bin đánh lửa tạo tia lửa để đốt cháy hỗn hợp khí Sự chuyển động của piston làm cho trục khuỷu quay, từ đó tạo ra chuyển động cho động cơ.

Hình 3.8 Kim phun nhiên liệu

Hệ thống tín hiệu

Còi xe được chia thành hai loại chính: còi hơi và còi điện Còi hơi thường được lắp đặt trên các xe tải lớn, trong khi còi điện phổ biến hơn trên các loại ô tô.

Còi ô tô là một phần quan trọng trong hệ thống tín hiệu giao thông, được phát minh để thông báo cho người đi đường về sự hiện diện của xe, từ đó góp phần đảm bảo an toàn giao thông.

Hình 3.9 Cấu tạo còi điện

17 Trụ đứng của tiếp điểm

18 Đầu bắt dây còi xe ô tô

THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÔ HÌNH CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN Ô TÔ

Giới thiệu sơ lược về mô hình

Mô hình thiết bị điện ô tô bao gồm các thành phần quan trọng như công tắc đèn đầu, công tắc gương, cảm biến vị trí bướm ga, bàn đạp ga, kim phun, đèn xe, còi điện, motor BLDC, motor DC, relay và chìa khóa nguồn IGSW.

Các thiết bị sẽ được kết nối thông qua giắc bắp chuối trên bảng mô hình, giúp dễ dàng lập trình và thử nghiệm.

Hình 4.1 Bảng thiết kế mô hình

Hình 4.2 Mô hình thực tế sau khi hoàn thiện

Các thiết bị trên mô hình

Công tắc đèn đầu, còn được gọi là công tắc sừng trâu, bao gồm cả công tắc cho hệ thống chiếu sáng và hệ thống gạt mưa Tuy nhiên, bài viết này sẽ tập trung chủ yếu vào công tắc của hệ thống chiếu sáng.

Công tắc bao gồm các chế độ chiếu sáng như : xi nhan trái, xi nhan phải, đèn gần, đèn pha, nhá đèn pha, đèn sương mù

Hình 4.3 Công tắc sừng trâu

Hình 4.4 Vị trí chi tiết của hệ thống chiếu sáng Bảng 4.1 Ký hiệu vị trí các chi tiết trong hệ thống chiếu sáng

Số ký hiệu Tên chi tiết trong hệ thống chiếu sáng

1 Công tắc đèn sương mù

2 Công tắc điều khiển đèn

4 Đèn xin nhan trước bên trái và phải

5 Đèn xin nhan sau bên trái và phải

6 Cụm đèn dừng và đèn lùi

Hình 4.5 Sơ đồ chân của hệ thống chiếu sáng

4.2.2 Công tắc điều khiển gương

Công tắc gương chiếu hậu dùng để điều khiển gương giúp tài xế thuận tiện cho việc quan sát phía sau xe có vật cản hay không

Hình 4.6 Công tắc gương chiếu hậu

Hình 4.7 Quy định quan sát thứ tự chân

LL C RU RL GND VCC LU

Hình 4.8 Sơ đồ chân của công tắc điều khiển gương

4.2.3 Cảm biến vị trí bướm ga

Cảm biến vị trí bướm ga đo độ mở của bướm ga và gửi tín hiệu về hộp ECU Dựa trên tín hiệu này, ECU tính toán mức tải của động cơ, điều chỉnh thời điểm phun nhiên liệu, cắt nhiên liệu, kiểm soát góc đánh lửa sớm và điều chỉnh thời điểm đánh lửa.

Hình 4.9 Cảm biến vị trí bướm ga

Cảm biến bàn đạp ga đo độ mở của bàn đạp khi người lái nhấn, gửi tín hiệu về ECU ECU điều khiển mô tơ chân ga mở theo dữ liệu này, giúp động cơ tăng tốc tương ứng với độ mở của bàn đạp Điều này đảm bảo tốc độ và chế độ lái phù hợp nhất trong từng thời điểm.

Hình 4.11 Sơ đồ mạch điện của bàn đạp ga

Kim phun nhiên liệu là bộ phận quan trọng trong hệ thống cung cấp nhiên liệu cho xe, có nhiệm vụ bơm nhiên liệu trực tiếp vào các xi-lanh của động cơ Sự hoạt động hiệu quả của kim phun ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng tăng tốc của xe, góp phần nâng cao hiệu suất vận hành.

4.2.6 Động cơ BLDC (Động cơ không chổi than DC) Động cơ không chổi than DC hoạt động với công suất lớn với hiệu quả cao Động cơ không chổi than được làm bằng vật liệu chất lượng cao cho nên động cơ tạo ra tiếng ồn rất nhỏ và tuổi thọ dài Động cơ không chổi than DC có thể phù hợp với nhiều loại xe điện

Hình 4.13 Động cơ không chổi than DC

Bảng 4.2 Bảng thông số kỹ thuật của động cơ không chổi than DC

Thông số kỹ thuật Số liệu Điện áp định mức 24V

Bảng 4.3 Bảng sơ đồ chân của động cơ không chổi than DC ( số hiệu 57BL55S06-

Các cụm dây Tên chân Màu

Dây pha của động cơ

Cụm dây tín hiệu Hw Xanh dương

4.2.7 Động cơ DC Động cơ DC giảm tốc có GA25 Encoder được sử dụng trong các ứng dụng cần xác định tốc độ chính xác, vị trí và chiều quay của động cơ DC Ví dụ ứng trong các lĩnh vực Robot mê cung, robot xe hai bánh tự cân bằng…

Hình 4.14 Động cơ DC Bảng 4.4 Bảng thông số kỹ thuật của động cơ DC

Thông số kỹ thuật Số liệu Điện áp cấp cho động cơ hoạt động 3-12V Điện áp cấp cho encoder hoạt động 3.3V

Tốc độ không tải 12rpm

Bảng 4.5 Bảng sơ đồ chân của động cơ DC 12V

Dây nguồn cấp cho động cơ M1

Dây nguồn cấp cho động cơ M2

Nguồn cấp cho encoder 3.3V VCC

Mô hình Relay 12V 6 chân thích hợp cho mọi loại xe hơi, đặc biệt phù hợp với các thiết bị tiêu thụ điện năng cao như đèn Led, đèn Halogen và còi.

Còi điện là thiết bị quan trọng trên ô tô, bao gồm xe con, bán tải và xe tải cỡ trung, giúp phát tín hiệu cảnh báo trong giao thông.

Quá trình lên ý tưởng và chế tạo mô hình

Sau khi hoàn thành môn thực tập lập trình điều khiển ô tô, nhóm chúng em đã có cơ hội thực hành lập trình thực tế, tuy nhiên, hiện tại chỉ dừng lại ở việc điều khiển các linh kiện như motor bước, motor DC 12V và màn hình LCD.

Chúng tôi nhận thấy rằng nếu chỉ dừng lại ở việc học lập trình với các mô hình nhỏ, sinh viên ngành ô tô sẽ gặp khó khăn trong việc hình dung thực tế công việc sau này.

Chúng em đã quyết định tạo ra một bảng mô hình lớn tích hợp các linh kiện thực tế trên ô tô, bao gồm còi, đèn, công tắc gương chiếu hậu, cảm biến vị trí bướm ga, bàn đạt ga và motor giả lập chống kẹt Mục tiêu là giúp sinh viên học hỏi và thực hành những kỹ năng gần gũi với thực tế nhất.

Khi thực hiện một bản thiết kế chi tiết, quá trình này không hề đơn giản Đầu tiên, chúng tôi tiến hành đo và ghi lại "số liệu tương đối" của các thiết bị ô tô Sau đó, các thiết bị được gắn lên tấm phông để xác định vị trí hợp lý Tiếp theo, chúng tôi đo lại sai số của các thiết bị khi được gắn lên tấm phông Cuối cùng, chúng tôi vẽ mô phỏng trên phần mềm với kích thước đã đo được.

Hình 4.178 Bản vẽ được vẽ trên SOLIDWORKS

Khi cắt mica, chúng tôi sử dụng Adobe Illustrator để thiết kế lại theo yêu cầu của bên gia công, nhằm giảm thiểu sai sót và đảm bảo cắt theo đường line mong muốn.

Hình 4.189 Bản thiết kế để khoét xuyên tấm mica

Hình 4.20 Bản thiết kế để in UV lên tấm mica

Hình 4.21 Sản phẩm khi hoàn thành gia công

4.3.4 Lắp ráp các thiết bị

Hình 4.22 Mô hình thực tế sau khi hoàn thiện

4 Cảm biến vị trí bướm ga

10 Công tắc điều khiển gương

4.3.5.1 Đấu nối mô hình bàn đạp ga kết hợp motor BLDC Để đấu nối mô hình bàn đạp ga kết hợp motor BLDC ta dùng các dây có giắc bắp chuối cắm vào bảng mô hình các thiết bị điện ô tô và các chân phù hợp trên mạch BCM như sau:

Bảng 4.6 Đấu nối cho motor BLDC

Cụm chân trên mạch BCM Chân trong cụm mạch BCM Chân trên bảng mô hình

Bảng 4.7 Đấu nối cho bàn đạp ga

Hình 4.23 Mô hình bàn đạp ga kết hợp motor BLDC sau khi đấu nối

 Sau đó, ta nạp trình vào mạch BCM code như dưới đây: void loop()

{ if(micros()>=2; hall&111;

//hall = (PINK>>2)&0x111; hall = (PINK); hall>>=2; hall&111;

Kết quả thu được: Khi đạp bàn đạp ga thì motor sẽ quay nhanh hơn Nếu không đạp thì motor đứng yên

4.5.3.2 Đấu nối mô hình đèn đầu Để đấu nối mô hình đèn đầu ta dùng các dây có giắc bắp chuối cắm vào bảng mô hình các thiết bị điện ô tô và các chân phù hợp trên mạch BCM như sau:

Bảng 4.8 Đấu nối mô hình của công tắc đèn đầu

Bảng 4.9 Đấu nối mô hình của đèn xe kết hợp đèn đầu

Hình 4.24 Mô hình đèn đầu sau khi đấu nối

 Sau đó, ta nạp trình vào mạch BCM code như dưới đây: void loop()

LEDgoimaytinh = LED1 + LED2*2 + LED3*4 + LED4*8;

Monitor.synch(nhanMaytinh1, nhanMaytinh2, nutMaytinh, goimaytinh1, goimaytinh2, LEDgoimaytinh);

NUT4 = (nutMaytinh&8)>>3; display.showNumberDec(den, false, 4, 0); delay(50); if (digitalRead(SW_F)==0) { den=3; digitalWrite(BAT_FET2_LO,LOW); digitalWrite(BAT_FET3_HI,HIGH);

LED1=1; LED2=0; lcd.setCursor(0,3); lcd.print("FLASH");

} else if (digitalRead(SW_H)==0) { if (digitalRead(SW_LO)==0) { den=2; digitalWrite(BAT_FET2_LO,HIGH); digitalWrite(BAT_FET3_HI,LOW);

LED1=0; LED2=1; lcd.setCursor(0,3); lcd.print("LOW ");

} if (digitalRead(SW_HI)==0) { den=2; digitalWrite(BAT_FET2_LO,LOW); digitalWrite(BAT_FET3_HI,HIGH);

LED1=0; LED2=1; lcd.setCursor(0,3); lcd.print("HIGH ");

} else { den=0; digitalWrite(BAT_FET2_LO,LOW); digitalWrite(BAT_FET3_HI,LOW);

LED1=0; LED2=0; lcd.setCursor(0,3); lcd.print(" ");

// den=(digitalRead(SW_HI)*1000)+(digitalRead(SW_LO)*0)

// +(digitalRead(SW_H)); if (digitalRead(SW_T)==0) { tail=1; digitalWrite(BAT_FET1_T,HIGH); lcd.setCursor(0,2); lcd.print("Tail");

} else { tail=0; digitalWrite(BAT_FET1_T,LOW); lcd.setCursor(0,2); lcd.print(" ");

The code snippet checks the status of multiple switches and displays their corresponding states on an LCD When the switch SW_T is pressed, "T1" is shown; otherwise, "T0" appears Similarly, for switch SW_H, "H1" is displayed if pressed, or "H0" if not The state of switch SW_F is indicated by "F1" when pressed and "F0" when not Lastly, switch SW_LO displays "Lo1" when pressed and "Lo0" when not This logic ensures real-time feedback on the switch statuses on the LCD.

37 if (digitalRead(SW_HI)==0) {lcd.setCursor(13,0); lcd.print("Hi1");} else {lcd.setCursor(13,0); lcd.print("Hi0");} delay(50);

 Khi bật TAIL thì đèn đuôi sáng và LCD hiển thị “TAIL”

 Khi gạt sang HI thì đèn đầu sáng và LCD hiển thị “HI”

 Khi gạt sang Flash thì đèn đầu sáng hơn và LCD hiển thị “FLASH”

BIÊN SOẠN GIÁO TRÌNH VÀ PHIẾU THỰC HÀNH

Giáo trình phục vụ môn học

CodeVisionAVR là phần mềm biên soạn chương trình quen thuộc với sinh viên ngành Công nghệ Kỹ thuật ô tô trong môn Vi điều khiển Giáo trình này cung cấp kiến thức chi tiết về phần mềm, giao thức giao tiếp, thanh ghi, và bộ chuyển đổi ADC, giúp sinh viên áp dụng hiệu quả hơn các kiến thức đã học Nội dung giáo trình bao gồm các chương như: Giới thiệu về vi điều khiển AVR, Giới thiệu về phần cứng, Giao tiếp vào ra I/O, Giao tiếp led 7 đoạn, Giao tiếp UART, và Chuyển đổi ADC.

Arduino là một khái niệm quen thuộc với sinh viên, với nhiều ứng dụng thực tiễn xung quanh Giáo trình về Arduino sẽ tập trung vào cú pháp lập trình và giới thiệu kiến thức về giao tiếp để điều khiển ô tô Nội dung giáo trình bao gồm các chương như: Chương 1 - Giới thiệu về Arduino, Chương 2 - Các hàm về thời gian, Chương 3 - General purpose INPUT/OUTPUT (GPIO), Chương 4 - LCD, Chương 5 - UART, Chương 6 - ANALOG, Chương 7 - Ngắt (INTERRUPT), Chương 8 - Ngắt ngoài (EXTERNAL INTERRUPT), Chương 9 - Giao tiếp SPI, và Chương 10 - Giao tiếp mạng CAN trên mô hình thực tế.

Phiếu thực hành

- Làm quen với giao diện của Codevision

- Thiết lập được chân input, output cho mạch

- Điều khiển 1 LED chớp tắt

- Vẽ mạch proteus: arduino NANO, RES

- Khai báo PORT là chân output

- Điều khiển chân port mức cao/thấp

- Cài đặt phần mềm CAVR theo hướng dẫn

- Cài đặt phần mềm Protues theo hướng dẫn

- Vẽ mạch proteus: arduino NANO, RES

IV Nội dung thực hành:

- Khởi tạo chương trình với CodeWizard

Khoa Cơ khí Động lực

Bộ môn Điện–Điện tử ô tô

THỰC HÀNH ĐIỀU KHIỂN 1 LED

- Mở phần mềm PROTUES, tìm các thiết bị sau, rồi vẽ mạch như hình:

1 Kết quả mạch thực tế:

2 Kết quả mạch mô phỏng:

VIẾT CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN LED 7 ĐOẠN Số tiết Phiếu thực hành 2

- Lập trình điều khiển LED 7 đoạn

- Điều khiển LED 7 đoạn hiện lần lượt các con số từ 0 đến 9

- Khai báo chân PORT là chân output

- Khởi tạo chương trình với CodeWizard

- Ở void main (void) ta cần khai báo thêm các trạng thái của PORT

THỰC HÀNH ĐÈN LED 7 ĐOẠN NHẬN TÍN HIỆU ON/OFF Số tiết Phiếu thực hành 3

- Lập trình nút nhấn SW1 và SW3 để điều khiển LED 7 đoạn

- Lập trình nhận nút nhấn SW1, SW3 Nếu nhấn nút SW1 thì LED7 sáng số 1, nhấn SW3 thì LED7 sáng số 3

- Khai báo PORT là chân input_pullup

* Nhận (PIND.4) -> lưu vào biến test

- Sử dụng chương trình của bài 2_outputONOFF

- Ta cần thiết lập đầu vào (input) cho SW1 và SW3 để điều khiển LED 7 đoạn

46 và khai báo PORT là chân input_pullup:

DDRD.4=0; //input PORTD.4=1; //Co R DDRD.7=0; //input PORTD.7=1; //Co R

1 Kết quả ở mạch thực tế:

2 Kết quả ở mạch mô phỏng:

THỰC HÀNH ĐÈN LED 7 ĐOẠN NHẬN TÍN HIỆU ON/OFF Số tiết Phiếu thực hành 4

- Tăng biến demNut1 sau mỗi lần nhấn

- Sử dụng chương trình của bài 2_outputONOFF

THỰC HÀNH GIAO TIẾP VỚI

- Tăng biến demNut1 sau mỗi lần nhấn

- Khởi tạo UART ( tham khảo ở giáo trình trang … )

- Thêm vào lệnh putchar('A'); printf("test UART"); để màn hình máy tính có hiển thị chữ

THỰC HÀNH GIAO TIẾP VỚI

Phiếu thực hành 6 6a_UART2nut

- Giúp sinh viên hiểu được cách giao tiếp thông tin với máy tính

- Nhấn SW1 demgui1 tăng từ 10-20 rồi quay lại (UART)

- Nhấn nút SW3 thì UART hiện chữ ON/OFF o (LED7 sáng số 8 khi ON, tắt khi OFF)

- Vẽ trước mạch trên phần mềm Proteus như hình mẫu bài 5 trước khi đến lớp

- Tìm hiểu về cú pháp putchar() và if else và các kí hiệu toán học

- Sử dụng lại chương trình bài 5_UART

- Ở phần void main (void), thêm mục đơn vị: void enter(void) { putchar(13); putchar(10);

} void gui1byte(unsigned char so) { putchar(so/100+'0'); putchar(so/10%10+'0'); putchar(so%10+'0');

1.Kết quả mạch thực tế:

2.Kết quả mạch mô phỏng:

Tên bài: ĐIỀU KHIỂN ANALOG

- Hiểu được giao tiếp tín hiệu Analog

- Đọc ADC6, ADC7 gửi UART

- Vẽ mạch proteus: vẽ 2 biến trở POT-HG

- Lập trình: o Hàm ADC o Khởi tạo ADC o gửi UART: gui2byte();

- Vẽ trước mạch trên phần mềm Proteus như hình mẫu

- Khởi tạo UART ( tham khảo ở giáo trình trang … )

- Khởi tạo ADC ( tham khảo ở giáo trình trang … )

- Ở phần void enter (void) ta cần đơn vị cho dữ liệu sẽ được xuất

58 void gui2byte(unsigned int so) { putchar(so/10000+'0'); putchar(so/1000%10+'0'); putchar(so/100%10+'0'); putchar(so/10%10+'0'); putchar(so%10+'0');

- Thêm lệnh printf("test ADC"); enter(); để hiển thị chữ trên màn hình

- Hiểu được giao tiếp tín hiệu từ Analog

- Đọc ADC6,ADC7 gửi UART (chu kỳ 2000ms)

- Đọc nút SW1 , hiện LED 7 đoạn đếm lên từ 0-9 mỗi lần nhả nút nhấn (chu kỳ 10ms)

- Vẽ trước mạch trên phần mềm Proteus như hình mẫu bài 7

- Sử dụng code bài 7_inputANALOG

- Hiểu được giao tiếp tín hiệu từ Analog

- Đọc ADC6,ADC7 gửi UART (chu kỳ 2000ms)

- Đọc nút SW1 , hiện LED 7 đoạn đếm lên từ 0-9 mỗi lần nhả nút nhấn (chu kỳ 10ms)

- Khi đang SW3: ON thì LED7 sáng và cho phép nhấn nút SW1 để tăng từ 0-9, khi SW3: OFF thì tắt LED và không nhận SW1

- Vẽ trước mạch trên phần mềm Proteus như hình mẫu bài 7

- Sử dụng code bài 8_inputANALOG_nutnhan

- Làm quen với hiển thị VTA

- Đọc ADC6 (VTA: 0.5V-4.5V => 0%-100%) trong khoảng thì hiện VTA= -%

- Ngoài khoảng 0.5V-4.5V hiện “VTA: LOI” (VTA0%)

- Khi báo lỗi thì LED7 sáng sô 8

- Hiện thị điện áp VTA: 0V->5.0V

- VTA= % U=-.-V (LED7 đoạn tắt) {khong loi}

- VTA:LOI U=-.-V (LED7 đoạn sáng số 8) {loi}

- Làm quen với đo nhiệt độ cảm biến ECT

- Đọc ADC7 để đo nhiệt độ cảm biến ECT

- Hiển thị lên máy tính

- U > 4.5V hoặc U < 0.5V thì báo LOI (công tắc: SW-SPDT)

Tên bài: Điều khiển tự động bật đèn khi trời tối

- Làm quen với điều khiển đèn tự động khi trời tối

- Dùng quang trở (quạt quay khi nhiệt độ cao), ngõ ra ON/OFF

- Đèn sáng tương ứng LED7 sáng số 8, tắt là LED7 tắt

- Thu thập dữ liệu ngưỡng độ sáng

- Điều khiển sai lệch theo khảo sát hoặc theo giá trị đơn vị đo nếu đã qui đổi

2.Kết quả mạch mô phỏng:

Tên bài: Đo điện áp

- Làm quen với đo nhiệt độ cảm biến ECT

- Đo điện áp U (10k/3.3k) ngõ vào A3

- Nếu U Examples => Arduino-LiquidCrystal-I2C-library-master => Copy các khai báo và code mẫu

- Gọi hàm void LCD1byte(unsigned char so)

+ Dùng lệnh lcd.print() in ra màn hình “Hello World”

+ Dùng lệnh lcd.backlight() hoặc lcd.noBacklight() để màn hình LCD sáng hoặc tắt

- Trong vòng lặp void loop():

1 Kết quả trên mạch mô phỏng:

2 Kết quả trên mạch thực tế:

Khoa Cơ Khí Động Lực

Bộ môn Điện - Điện tử ô tô

HIỂN THỊ MÁY TÍNH (SERIAL MONITOR) Số tiết

- Làm quen với lệnh Serial.begin() và Serial.println()

- Hiển thị được trên cửa sổ Vitual Terminal của phần mềm Protues bằng lệnh các lệnh Serial

- Mạch Protues có VSM Virtual Terminal

Hình 5 Mạch mô phỏng có VSM Virtual Terminal

- Trong void setup(): dùng lệnh Serial.begin() để khởi tạo và lệnh Serial.printl() để in ra màn hình

NHẬN TÍN HIỆU ON OFF

- Làm quen với lệnh pinMode()

- Dùng lệnh pinMode() kết hợp với digitalRead() để nhận được tín hiệu ON hay OFF

- Mạch Protues có VSM Virtual Terminal

Hình 6 Mạch mô phỏng có VSM Virtual Terminal

- Tronng void setup(): dùng lệnh pinMode(chân,INPUT_PULLUP); để kéo chân tín hiệu lên để nhận tín hiệu

Số tiết Phiếu thực hành

- Lập trình nút nhấn SW1 để thì số đếm tăng từ 10-20 mỗi lần nhấn, hiển thị số này lên Serial monitor mỗi lần nhấn nút

- Nhấn nút SW3 thì chuyển SW3 ON / SW3 OFF gửi lên máy tính

- Tăng biến đếm sau mỗi lần nhấn nút SW1

- Nhấn SW3 nếu OFF thì nhấn SW1 không có tác dụng

- Trong void setup(): dùng lệnh pinMode() để kéo các chân nút nhấn

Tên bài: ĐỌC TÍN HIỆU ANALOG

- Làm quen với phần mềm Monitor TrT

- Hiểu về tín hiệu Analog

- Đọc được tín hiệu Analog và gửi về Serial

- Cài đặt phần mềm Monitor TrT

- Dùng lại mạch ở bài trước

- Khởi tạo Serial trong void setup()

- Trong vòng lặp void loop(): dùng lệnh kqADC6=analogRead(A6) để đọc tín hiệu Analog rồi in kết quả ra màn hình

Tên bài: ĐỌC GIÁ TRỊ TÍN HIỆU ANALOG BẰNG PHẦN MỀM MONITOR TRT Số tiết

- Sử dụng được các tính năng trong phần mềm Monitor TrT

- Hiển thị giá trị đọc từ Analog A6, A7 lên 2 đồng hồ trong phần mềm Monitor TrT

- Cài đặt thư viện để sử dụng phần mềm Monitor TrT

- Copy các code mẫu trong Examples => TrT_ArduinoS => TrT_S2

- Copy các code mẫu dán vào chương trình chính

Tên bài: ĐIỀU KHIỂN NÚT NHẤN HIỂN THỊ BẰNG PHẦN MỀM MONITOR TRT Số tiết

- Điều khiển nút nhấn và hiển thị trạng thái nút nhấn trên phần mềm Monitor TrT

- Nhấn SW1 thì LED1 (máy tính) đổi trạng thái SÁNG/TẮT Nhấn SW3 thì LED3 (máy tính) đổi trạng thái SÁNG/TẮT

- Cài đặt thư viện để sử dụng phần mềm Monitor TrT

- Copy các code mẫu trong Examples => TrT_ArduinoS => TrT_S2

- Trong void setup(): dùng lệnh kéo chân 4,7 để có tín hiệu và lệnh Giaotiep.begin()

Tên bài: ĐIỀU KHIỂN ĐỘ SÁNG THANH “G”

CỦA LED 7 ĐOẠN Số tiết

- Hiểu thêm về các lệnh của Analog

- Dùng các lệnh về Analog đã học để điều khiến độ sáng thanh “g” của LED 7 đoạn

- Trong void setup(): dùng lệnh pinMode(6,OUTPUT)

Tên bài: ĐO ĐIỆN ÁP VÀ HIỂN THỊ LÊN ĐỒNG HỒ Số tiết

- Biết được cách tính điện áp và dùng lệnh để hiển thị lên đồng hồ

- Đo điện áp chân A3 (10k/3.3k) hiển thị lên đồng hồ 1, kqADC3 lên đồng hồ 2

- Trong void setup(): Giaotiep.begin(19200);

*** Bài tập mở rộng: báo ac quy yếu 11.5V và quá áp 12.6V

Tên bài: ĐẾM XUNG CẠNH XUỐNG

- Nhận biết và hiểu được tín hiệu Xung là gì

- Sử dụng được các lệnh ngắt

- Đo tín hiệu xung: demXUNG++ khi có cạnh xuống bằng các lệnh:

- Trong void setup(): dùng lệnh attachInterrupt(1, ngatngoai1, FALLING); và khởi tạo Giaotiep.begin(19200)

Tên bài: ĐO TẦN SỐ XUNG

- Vận dụng được sự liên quan của tần số và chu kỳ

- Đo tần số xung xử lý sao cho f(tần số) không về 0

{ demXung++; tdTruoc=tdHientai; tdHientai=micros(); chuky=tdHientai-tdTruoc;

- Trong void setup(): dùng ngắt ngoài cạnh xuống và gọi giaotiep

*** Bài 11 mở rộng: Đo tần số 1s (Gợi ý: dùng thêm biến demXungf )

Tên bài: ĐO VẬN TỐC

- Ứng dụng các ví dụ trước để tính được vận tốc

- Cảm biến 20 xung, chu vi bánh xe 2m Lập trình Đo Vận tốc (km/h), nếu Vận tốc

< 1km/h thì cho =0 và quãng đường (m)

- Nhấn nút SW3 reset quãng đường

- Gọi hàm ngatngoai1() như bài trước

- Trong void setup(): dùng lệnh pinMode kéo chân số 7 lên để lấy tín hiệu

Tên bài: ĐIỀU KHIỂN MOTOR BƯỚC

- Sử dụng được các lệnh #define để đọc cái chân Port điều khiển motor bước

- Điều khiển được motor bước

- Vẽ mạch Protues: thêm ULN2003A, motor bước và nguồn BATTERY

- Mạch TTLT có motor bước và mạch ULN2003A

Hình 8 Mô phỏng mạch motor bước bằng Protues

Hình 9 Mạch thực tế motor bước (xem cách đấu dây)

- Thực hiện lệnh #define như sau:

- Trong void setup(): dùng lệnh pinMode để lấy tín hiệu từ các chân B1, B2, B3, B4 như đã #define ở bước trên

- Trong void loop(): kết hợp các lệnh B*on, B*off và delay(ms) để lập trình cho vòng quay của motor bước

Tên bài: ĐIỀU KHIỂN MOTOR BƯỚC CHẠY THUẬN, NGƯỢC VÀ DỪNG Số tiết

- Dùng hàm và các lệnh đã học để viết chương trình sao cho motor chạy thuận, ngược và dừng hợp lí và chính xác

- Viết hàm chạy thuận, chạy ngược, dừng cho motor chạy 1 vòng dừng 2s rồi chạy tiếp

- Nếu motor đang chạy mà ngừng thì phải quay về chỗ bắt đầu rồi mới ngừng

- Mạch Protues có motor bước

- Mạch TTLT có motor bước

Hình 11 Mạch có motor bước và ULN2003A

- #define các chân Port điều khiển motor bước (tham khảo lại bài trước)

- Dùng hàm void chaythuan(unsigned char x) và void chaynguoc (unsigned char x) trong đó có lệnh x=constrain(x, 5, 50) để giới hạn thời gian delay cho motor

- Dùng hàm void dung (unsigned char x) để dừng motor

- Trong void setup(): dùng lệnh pinMode để lấy tín hiệu từ các chân B1, B2, B3, B4 như đã #define ở bước trên

- Trong void loop(): Kết hợp lệnh for và các hàm đã khởi tạo để chạy thuận, ngược và dừng motor theo đề bài yêu cầu

Tên bài: ĐIỀU KHIỂN MOTOR BƯỚC KẾT HỢP

- Phát triển thêm nút nhấn để điều khiển motor bước

- Nhấn SW1 (nút chạy thuận) motor quay thuận 1 vòng sau đó dừng

- Đang chạy thuận: nhấn SW3 motor dừng

- Mạch Protues có motor bước

- Mạch TTLT có motor bước

Hình 13 Mạch có motor bước và ULN2003A

- Copy code của bài trước phần phía trên void setup()

- Trong void setup(): khởi tạo thêm lệnh pinMode để kéo chân số 4,7 lấy tín hiệu của nút SW1 và SW3 Đồng thời sử dụng thêm lệnh giaotiep.begin()

Tên bài: ĐIỀU KHIỂN MOTOR BƯỚC DÙNG

- Sử dụng công thức tính để chuyển đổi việc điều khiển thanh trượt cho motor bước

- Kết hợp lệnh if, map và các hàm để dùng thanh trượt điều khiển motor bước

- Điều khiển motor bước dùng thanh trượt (hoặc biến trở) quay theo chiều thuận nhanh hoặc chậm, chiều ngược nhanh hoặc chậm

- Gửi lên đồng hồ máy tính số tương thích từ -100, 0, + 100

- Khởi tạo chương trình và void setup() như ở bài trước

Tên bài: ĐIỀU KHIỂN MOTOR BƯỚC THEO VỊ

TRÍ THANH TRƯỢT Số tiết

- Áp dụng bài trước để phát triển

- Điều khiển motor bước theo vị trí thanh trượt máy tính (biến trở)

- Khởi tạo chương trình và void setup() như ở bài trước riêng phần khai báo biến sẽ khai báo thêm biến signed int vitriSet, vitri;

VIẾT HÀM ĐIỀU KHIỂN MOTOR DC

- Hiểu được cách hoạt động của motor DC

- Vận dụng, kết hợp được các kiến thức ở các bài thực hành trước đó để điều khiển được motor

- Viết hàm điều khiển motor DC: chạy thuận, ngược, dừng (thay đổi tốc độ)

- Điều khiển tốc độ bằng thanh trượt trên máy tính

- Đo tần số xung motor (dùng biến trở)

- Khai báo thư viện, khai báo biến

- Khai báo hàm void ngatngoai1() để sử dụng (xem lại bài trước đó)

- Tiếp đó sẽ dùng #define các chân Port như sau:

- Khởi tạo hàm void dkMotorDC1(signed int x): kết hợp lệnh digitalWrite() và analogWrite()

+ Dùng lệnh pinMode để kéo các chân PWM1, IN1 và IN2

- Hiểu được nguyên lý hoạt động của motor DC và cách chống kẹt

- Nhấn nút SW3 motor chạy thuận (80%=>PWM0) 3000 xung dừng

- Trong khi chạy mà kẹt motor (giữ trục motor bằng tay) thì dừng và quay ngược 2 giây

- Khai báo thư viện, khai báo biến:

- Khai báo hàm void ngatngoai1() kèm thèm lệnh: if (digitalRead(2)==HIGH) {demXung++;} else {demXung ;}

- #define các chân Port như bài trước

- Khởi tạo hàm void dkMotorDC1(signed int x): kết hợp lệnh digitalWrite() và analogWrite()

+ Dùng lệnh pinMode để kéo các chân 4, 7, PWM1, IN1 và IN2

Tiêu đề	Biên Soạn Tài Liệu Và Chế Tạo Thiết Bị Thực Hành Cho Môn Học Thực Tập Lập Trình Điều Khiển Ô Tô
Tác giả	Dương Võ Bảo Ngân, Nguyễn Minh Nhựt
Người hướng dẫn	ThS. Nguyễn Trọng Thức
Trường học	Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
Chuyên ngành	Công Nghệ Kỹ Thuật Ô Tô
Thể loại	Đồ Án Tốt Nghiệp
Năm xuất bản	2023
Thành phố	Tp. Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	154
Dung lượng	8,22 MB