Trong các năm qua Việt Nam phát triển trong lĩnh vực xe ô tô, đã và đang cung cấp sản xuất xe ô tô cho toàn thế giới. Hệ thống gạt mưa rửa kính là một trong các bộ phận không thể thiếu trên xe. Luận văn này tập trung khai thác hệ thống gạt mưa rửa kính trên ô tô và thiết kế mô hình hệ thống gạt mưa tự động. Bố cục luận văn gồm 4 chương như sau: Chương 1: chủ yếu nói về khái quát hệ thống gạt mưa trên xe ô tô, cấu tạo, nguyên lý hoạt động và sơ đồ mạch điện trên các dòng xe. Chương 2: quy trình kiểm tra, chuẩn đoán hư hỏng và tháo lắp hệ thống gạt mưa rửa kính của các hãng xe, tìm hiểu nguyên nhân hư hỏng và biện pháp khắc phục của hệ thống. Chương 3: tìm hiểu bo mạch Arduino và phần mềm Arduino IDE. Từ đó lựa chọn các linh kiện thiết bị điều khiển vi mạch cho mô hình. Chương 4: xây dựng sơ đồ khối, sơ đồ mạch điện, sơ đồ nguyên lý chung của hệ thống. Tiến hành lắp ráp hoàn thiện mô hình, từ đó rút ra được ưu nhược điểm và hướng phát triển của đề tài.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THƠNG VẬN TẢI HỒ CHÍ MINH VIỆN CƠ KHÍ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KHAI THÁC HỆ THỐNG GẠT MƯA, RỬA KÍNH TRÊN Ơ TƠ THIẾT KẾ MƠ HÌNH HỆ THỐNG GẠT MƯA TỰ ĐỘNG Ngành :KỸ THUẬT CƠ KHÍ Chun ngành: CƠ KHÍ Ơ TƠ Giảng viên hướng dẫn: TS NGUYỄN THÀNH SA Sinh viên thực : HUỲNH HOÀNG DUY MSSV: 1851080048 : Lớp: CO18A TP.Hồ Chí Minh, 2023 TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THƠNG VẬN TẢI HỒ CHÍ MINH VIỆN CƠ KHÍ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KHAI THÁC HỆ THỐNG GẠT MƯA, RỬA KÍNH TRÊN Ô TÔ THIẾT KẾ MÔ HÌNH HỆ THỐNG GẠT MƯA TỰ ĐỘNG Ngành :KỸ THUẬT CƠ KHÍ Chuyên ngành: CƠ KHÍ Ơ TƠ Giảng viên hướng dẫn: TS NGŨN THÀNH SA Sinh viên thực : HUỲNH HOÀNG DUY MSSV: 1851080048 : Lớp: CO18A TP.Hồ Chí Minh, 2023 Luận Văn Tốt Nghiệp Huỳnh Hoàng Duy LỜI CẢM ƠN Trải qua trình dài học tập rèn luyện trường, đến lúc kiến thức em vận dụng vào thực tiễn Em lựa chọn khóa luận tốt nghiệp để tổng hợp lại kiến thức thầy cô giảng dạy năm qua Để tài em “ Khai thác hệ thống gạt mưa, rửa kính tơ.thiết kế mơ hình hệ thống gạt mưa tự động.” Trong suốt trình làm luận văn, em nhận hướng dẫn bảo tận tình thầy TS Nguyễn Thành Sa, thầy truyền đạt sai sót thiếu hụt thời gian làm Em xin gửi lời cảm ơn đến thầy cô giáo tận tình truyền đạt kiến thức quan trọng bổ ích khơng tảng cho q trình thực khóa luận mà cịn hành trang cho chặng đường phía trước Ngồi ra, em xin cảm ơn Ban lãnh đạo Trường Đại học Giao thông vận tải Thành phố Hồ Chí Minh phòng ban trường tạo điều kiện, sở vật chất để em có hội mơi trường học tập rèn luyện Lần làm luận văn, sai sót thiếu hụt khơng thể tránh khỏi Nên lời khuyên đóng góp quý báu từ thầy giúp em khắc phục nhược điểm cải thiện để hoàn thiện đề tài tốt Em xin cảm quý thầy cô! i Luận Văn Tốt Nghiệp Huỳnh Hồng Duy TĨM TẮT LUẬN VĂN Trong năm qua Việt Nam phát triển lĩnh vực xe ô tô, cung cấp sản xuất xe tơ cho tồn giới Hệ thống gạt mưa rửa kính phận thiếu xe Luận văn tập trung khai thác hệ thống gạt mưa rửa kính tơ thiết kế mơ hình hệ thống gạt mưa tự động Bố cục luận văn gồm chương sau: Chương 1: chủ yếu nói khái quát hệ thống gạt mưa xe ô tô, cấu tạo, nguyên lý hoạt động sơ đồ mạch điện dịng xe Chương 2: quy trình kiểm tra, chuẩn đốn hư hỏng tháo lắp hệ thống gạt mưa rửa kính hãng xe, tìm hiểu ngun nhân hư hỏng biện pháp khắc phục hệ thống Chương 3: tìm hiểu bo mạch Arduino phần mềm Arduino IDE Từ lựa chọn linh kiện thiết bị điều khiển vi mạch cho mơ hình Chương 4: xây dựng sơ đồ khối, sơ đồ mạch điện, sơ đồ nguyên lý chung hệ thống Tiến hành lắp ráp hồn thiện mơ hình, từ rút ưu nhược điểm hướng phát triển đề tài ii Mục Lục Lời cảm ơn i Tóm tắt luận văn ii Danh sách hình ảnh iii Danh sách bảng biểu vi Chương 1: Hệ thống gạt mưa, rửa kính tơ 1.1 Tổng quan hệ thống gạt mưa ô tô 1.1.1 Nhiệm vụ 1.1.2 Phân loại 1.1.3 Yêu cầu 1.2.Cấu tạo chung hệ thống gạt mưa, rửa kính 1.3 Cần gạt nước/ gạt nước 1.4 Các loại khung gạt mưa lưỡi gạt mưa 1.4.1 Các loại khung gạt mưa 1.4.2 Các loại lưỡi gạt mưa 1.5 Các loại công tắc gạt mưa 1.5.1 Cấu tạo công tắc gạt mưa 1.5.2 Cơng tắc gạt nước có IC điều khiển gián đoạn 1.5.3 Công tắc gạt nước có IC điều khiển bên ngồi 1.6 Relay điều khiển gạt nước gián đoạn 1.7 Motor gạt nước 10 1.7.1 Cấu tạo chung motor gạt nước 10 1.7.2 Motor gạt nước loại dương chờ 12 1.7.3 Motor gạt nước loại âm chờ 12 1.8 Sơ đồ nguyên lý hoạt động hệ thống gạt mưa, rửa kính 13 1.8.1 Sơ đồ nguyên lý hoạt động hệ thống gạt mưa, rửa kinh xe KIA Caren 13 1.8.2 Sơ đồ nguyên lý hoạt động hệ thống gạt mưa, rửa kinh xe TOYOTA Camry 2021 15 Chương 2: Kiểm tra hư hỏng, chẩn đoán cách sửa chữa hệ thống gạt mưa ô tô 17 2.1 Quy trình Chuẩn đốn sữa chữa hệ thống gạt nước rửa kính Toyota 17 2.1.1 Kiểm tra cơng tắc gạt nước rửa kính 17 2.1.2 Kiểm tra cụm motor rửa kính 20 2.1.3 Kiểm tra motor rửa kính cụm bơm trước 21 2.1.4 Kiểm tra motor rửa kính cụm bơm rửa kính hậu 22 2.1.5 Kiểm tra cụm motor gạt nước sau 22 2.2 Phương pháp chẩn đoán sửa chửa hệ thống gạt mưa KIA 23 2.2.1 Kiểm tra hệ thống vận hành chế độ gián đoạn: 23 2.2.2 Kiểm tra motor phun nước 23 2.2.3 Kiểm tra lỗ phun nước lượng nước phun tân 23 2.2.4 Kiếm tra nguồn điện có đủ cho motor bơm nước hoạt động 24 2.2.5 Xác định chân công tắc gạt nước 24 2.2.6 Xác định chân motor gạt nước 24 2.3 Quy trình tháo lắp hệ thống gạt mưa rửa kính Toyota 25 2.3.1 Quy trình tháo hệ thống gạt mưa rửa kính 25 2.3.2 Quy trình lắp ráp hệ thống gạt mưa rửa kính 28 2.4 Một số nguyên nhân hư hỏng cách khắc phục hệ thống gạt mưa, rửa kính 29 Chương 3: Thiết kế hệ thống gạt mưa, rửa kính vi điều khiển 33 3.1 Tổng quan board Adruino 33 3.1.1 Khái niệm Adruino 33 3.1.2 Các ứng dụng bật bo mạch Arduino 33 3.1.3 Khả bo mạch Arduino 36 3.1.4 Mơi trường lập trình bo mạch Arduino 38 3.1.5 Các loại bo mạch Arduino 38 3.1.6 Các dịng Arduino thơng dụng module hỗ trợ 38 3.2 Phần mềm Arduino IDE 40 3.2.1 Giao diện Arduino IDE 40 3.2.2 Cấu trúc hàm phần mềm 42 3.2.3 Các hàm vào số (Digital I/O) 43 3.2.4 Các hàm vào tương tự(Analog I/O) 45 3.4 Yêu cầu thiết kế 47 3.5 Giải pháp thiết kế 47 3.6 Phân tích lựa chọn linh kiện sử dụng 47 3.7 Lựa chọn linh kiện cấu thành mơ hình hệ thống gạt mưa 48 3.7.1 Lựa chọn nguồn điện áp vào 48 3.7.2 Lựa chọn cầu chì 48 3.7.3 Lựa chọn thiết bị điều khiển 49 3.7.4 Lựa chọn công tắc gạt mưa 52 3.7.5 Motor phun nước 52 3.8 Các linh kiện sử dụng mạch điều khiển mơ hình 53 3.8.1 Arduino Uno 53 3.8.2 Module Relay 54 3.8.3 Cảm biến gạt mưa 55 Chương 4: Xây dựng hệ thống gạt mưa tự động 59 4.1 Xây dựng sơ đồ khối hệ thống gạt mưa tự động 59 4.2 Nguyên lý hoạt động mạch 60 4.3 Nguyên lý hoạt động chung hệ thống gạt mưa tự động 60 4.4 Kết nối khối chức hệ thống 61 4.4.2 Kết nối Module Relay 5V với Arduino motor gạt mưa 62 4.4.3 Kết nối công tắc gạt mưa với motor gạt mưa 63 4.5 Xây dựng lưu đồ thuật toán cho hệ thống gạt mưa tự động 64 4.6 Sơ đồ hệ thống gạt phun nước 65 4.7 Hồn thiện mơ hình 66 4.8 Kết đạt 67 4.8.1 Kết đạt mặt lý thuyết 67 4.8.2 Kết đạt thức nghiệm 67 4.8.3 Đánh giá thực nghiệm 67 Kết luận 69 Tài liệu tham khảo 71 Danh sách hình ảnh Hình 1.1 Các phận cách bố trí hệ thống gạt nước ô tô Hình 1.2 Các phận hệ thống gạt mưa, rửa kính Hình 1.3 Cần gạt nước tơ Hình 1.4 Cấu tạo cần gạt nước Hình 1.5 Một số cách bố trí lưỡi gạt Hình 1.6 Gạt mưa loại khung sắt Hình 1.7 Gạt mưa loại khung mềm Hình 1.8 Gạt mưa loại khúc Hình 1.9 Lưỡi gạt mưa cao su Hình 1.10 Lưỡi gạt mưa Silicon Hình 1.11 Cơng tắc gạt nước BMW Hình 1.12 Cơng tắc gạt mưa có IC điều khiển gián đoạn Hình 1.13 Sơ đồ chân cơng tắc gạt mưa có IC nằm ngồi Hình 1.14 Bộ điều khiển gạt nước gián đoạn 10 Hình 1.15 Cấu tạo motor gạt nước cuộn dây motor 10 Hình 1.16 Hoạt động cơng tắc dạng cam 11 Hình 1.17 Motor gạt nước loại dương chờ 12 Hình 1.18 Motor gạt nước loại âm chờ 12 Hình 1.19 Sơ đồ mạch điện hệ thống gạt mưa xe Caren 2008 13 Hình 1.20 Sơ đồ mạch điện hệ thống gạt mưa, rửa kính Toyota Camry 2021 15 Hình 2.1 Giắc cơng tắc gạt nước rửa kính 17 Hình 2.2 Điện áp cực B-2(+1) A-2(EW) 19 Hình 2.3 Điện áp cực B-3(+1) A-2(EW) 20 Hình 2.4 Giắc cụm motor rửa kính 20 Hình 2.5 Vịng quay motor ghi dừng 21 Hình 2.6 Cụm bơm nước rửa kính 21 Hình 2.7 Giắc cụm motor gạt nước sau 22 Hình 2.8 Motor rửa kính hậu vị trí dừng tự động 22 Hình 2.9 Tháo cụm tay gạt lưỡi gạt phía trước bên trái 25 iii Hình 2.10 Tháo cụm tay gạt lưỡi gạt phía trước bên phải 25 Hình 2.11 Tháo giỗng làm kín 26 Hình 2.12 Tháo máng thơng gió bên phải 26 Hình 2.13 Tháo máng thơng gió bên trái 26 Hình 2.14 Tháo bu lơng nối 27 Hình 2.15 Tháo cụm motor gạt nước 27 Hình 2.16 cách lắp gạt nước 29 Hình 2.17 vùng hoạt động gạt nước 29 Hình 3.1 Hình board Adruino 33 Hình 3.2 Mơ hình đóng cửa tự động ứng dụng Arduino 34 Hình 3.3 Máy in 3D Makerbot điều khiển Arduino Mega2560 34 Hình 3.4 Robot di động tránh vật cản dùng Arduino nano camera CMUCam 35 Hình 3.5 Thiết bị bay UAV 35 Hình 3.6 Arduino với số modul hỗ trợ 38 Hình 3.7 Một số thành viên đại gia đình Arduino 39 Hình 3.8 Hình ảnh giao diện phần mềm Arduino IDE 41 Hình 3.9 Hình ảnh vùng thơng báo phần mềm Arduino IDE 42 Hình 3.10 Sơ đồ thể quy trình làm việc hàm setup() loop() 43 Hình 3.11 Nguồn tổ ong 12V-10A 48 Hình 3.12 Cầu chì 15A 48 Hình 3.13 Động chiều DC 49 Hình 3.14 Động Servo 50 Hình 3.15 Hình ảnh động bước 51 Hình 3.16 Cơng tắc gạt mưa 52 Hình 3.17 Motor phun nước 52 Hình 3.18 Arduino Uno 53 Hình 3.19 Module Relay kích H/L 54 Hình 3.20 Hình ảnh cảm biến gạt mưa 56 Hình 3.21 Kết nối ứng dụng chân Analog cảm biến mưa 58 Hình 4.1 Sơ đồ khối hệ thống gạt mưa tự động 59 iv Hình 4.2 Kết nối khối cảm biến khối so sánh cảm biến mưa 61 Hình 4.3 Mơ hình thực tế sau kết nối cảm biến mưa Arduino 61 Hình 4.4 Mơ hình thực tế kết nối Module Relay 5V với Arduino motor gạt mưa 62 Hình 4.5 Sơ đồ mạch điện hệ thống gạt mưa, rửa kính mơ hình 65 Hình 4.6 Mơ hình hồn thành 66 v