Ngày nay, gạt nước được xem như một tiêu chuẩn không chỉ trên trên tất cả những chiếc xe hơi mà còn được trang bị cho xe lửa, tàu biển và cả máy bay nữa.Một hệ thống cần gạt nước mưa cảm
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG GẠT MƯA RỬA KÍNH TRÊN TOYOTA CAMRY 2021
Tổng quan về hệ thống gạt nước trên ô tô
Gạt nước là bộ phận nhỏ nhưng lại hết sức quan trọng đối với xe hơi Nó có nhiệm vụ loại bỏ nước và bụi bẩn ra khỏi kính chắn gió, giúp người lái có một tầm nhìn tốt hơn khi điều khiển xe Ngày nay, gạt nước được xem như một tiêu chuẩn không chỉ trên trên tất cả những chiếc xe hơi mà còn được trang bị cho xe lửa, tàu biển và cả máy bay nữa.
Một hệ thống cần gạt nước mưa cảm biến tự động, có thể phát hiện mưa trên kính chắn gió để bật cần gạt nước ô tô một cách phù hợp Khi hệ thống làm việc sẽ giảm thiểu thời gian người lái xe phải rời tay ra khỏi tay lái Hệ thống nàyphát hiện những giọt mưa trên kính chắn gió, tự động bật và điều chỉnh hệ thống gạt nước tương ứng với mức độ mưa. Đôi nét về chiếc gạt nước đầu tiên trên xe hơi
Cần gạt nước ra đời lần đầu tiên vào năm 1903 được phát minh bởi một người phụ nữ mang tên mary anderson ở newyork Phát minh của bà đã giúp cho tất cả các tài xế không phải mất thời gian để dừng lại lau kính chắn gió và bảo vệ sự an hình 1 1 Bà mary anderson (1866-1953)
Sau nhiều nỗ lực thì đến năm 1905 bà đã nhận được bằng sáng chế của mỹ
Cơ cấu hoạt động của thiết bị này rất đơn giản là dùng hai chiếc cần gắn vào thân xe và tiếp xúc với kính bằng lưỡi cao su, khi cần người lái xe quay tay nắm đạt trong cabin qua cơ cấu truyền động, hai chiếc cần gạt nước sẽ chuyển động lên xuống để gạt tuyết và hơi nước, tạo tầm nhìn cho người lái.
Tuy nhiên phát minh này của bà không được hãng xe nào hưởng ứng Mãi đến năm 1916, tức là 11 năm sau, cần gạt nước mới trở thành thiết bị tiêu chuẩn trên các ôtô của mỹ Kể từ đó, bộ gạt nước liên tục được các thế hệ nhà phát minh tiếp theo cải tiến, bổ sung chức năng để cho đến ngày hôm nay, trở thành công cụ quan trọng và tiện lợi trên tất cả những chiếc xe hơi.
Về hệ thống cảm biến mưa hiện tại sử dụng một bộ cảm biến quang học để phát hiện sự hiện diện của nước trên kính chắn gió và chuyển tiếp dữ liệu điều khiển cần gạt tới mô-đun điều khiển chính của xe (bcm) Nhưng các cảm biến mưa quang học chỉ cung cấp một diện tích cảm biến nhỏ, dễ dẫn đến các lỗi chủ động và quá đắt đỏ để được thêm vào như là thiết bị tiêu chuẩn trong hầu hết các loại xe.
Nhiệm vụ, phân loại và yêu cầu của hệ thống gạt nước
Hệ thống gạt nước trên ô tô là một hệ thống đảm bảo cho người lái nhìn được rõ ràng bằng cách gạt nước mưa trên kính trước và kính sau khi trời mưa.
Hệ thống có thể làm sạch bụi bẩn trên kính chắn gió phía trước nhờ thiết bị rửa kính Vì vậy, đây là thiết bị cần thiết cho sự an toàn của xe khi tham gia giao thông.
- Motor gạt mưa được truyền động từ động cơ ô tô.
- Motor gạt mưa chạy bằng khí nén.
- Motor gạt mưa được truyền từ động cơ điện (hiện nay tất cả các xe ô tô đều sử dụng loại này).
Hệ thống gạt nước và rửa kính là một hệ thống đảm bảo cho người lái nhìn được rõ ràng bằng cách gạt nước mưa trên kính trước và kính sau khi trời mưa.
Hệ thống có thể làm sạch bụi bẩn trên kính chắn gió phía trước nhờ thiết bị rửa kính Vì vậy đây là thiết bị cần thiết cho sự an toàn của xe khi chạy.
Gần đây một số kiểu xe có thể thay đổi tốc độ gạt nước theo tốc độ xe và tự động gạt nước khi trời mưa.
Hệ thống gạt mưa trên ô tô phải hoạt động nhẹ nhàng, linh hoạt, ổn định và phù hợp với từng điều kiện trời mưa (mưa to hoặc mưa nhỏ).
CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÍ HOẠT ĐỘNG của hệ thống gạt mưa rửa kính 5
Cấu tạo của hệ thống gạt nước
Hệ thống gạt nước và rửa kính trên ô tô bao gồm các bộ phận sau:
1 Cần gạt nước phía trước/lưỡi gạt nước phía trước.
2 Motor và cơ cấu dẫn động gạt nước phía trước.
3 Vòi phun của bộ rửa kính trước.
4 Bình chứa nước rửa kính (có motor rửa kính).
5 Công tắc gạt nước và rửa kính (có relay điều khiển gạt nước gián đoạn).
6 Cần gạt nước phía sau/lưỡi gạt nước phía sau.
7 Motor gạt nước phía sau.
8 Relay điều khiển bộ gạt nước phía sau.
9 Bộ điều khiển gạt nước (ecu j/b phía hành khách). hình 2 2 Cấu tạo chung của hệ thống gạt nước
Cần gạt nước/thanh gạt nước hình 2 1 Cấu tạo chung của hệ thống gạt nước
Cấu trúc của cần gạt nước là một lưỡi cao su được lắp vào thanh kim loại gọi là thanh gạt nước Gạt nước được dịch chuyển tuần hoàn nhờ cần gạt. hình 2 3 Cần gạt nước trên ô tô
Ta có thể hình dung lưỡi gạt tương tự như những cái chổi cao su dài Bề mặt tiếp xúc giữa lưỡi gạt và mặt kính chắn gió được phủ lên một lớp cao su mỏng Vì lưỡi gạt nước được ép vào kính trước bằng lò xo nên gạt nước có thể gạt được nước mưa nhờ dịch chuyển thanh gạt nước Chuyển động tuần hoàn của gạt nước được tạo ra bởi motor và cơ cấu dẫn động Vì lưỡi cao su lắp vào thanh gạt nước bị mòn do sử dụng và do ánh sáng mặt trời và nhiệt độ môi trường v.v… nên phải thay thế phần lưỡi cao su này một cách định kỳ.
Gạt nước được che một nửa và gạt nước che hoàn toàn hình 2 5 Gạt nước che một nửa và che hoàn toàn
Gạt nước thông thường có thể nhìn thấy từ phía trước của xe Tuy nhiên để đảm bảo tính khí động học, bề mặt lắp ghép phẳng và tầm nhìn rộng nên những gạt nước gần đây được che đi dưới nắp ca-pô Gạt nước có thể nhìn thấy một phần gọi là gạt nước che một nửa, gạt nước không nhìn thấy được gọi là gạt nước che hoàn toàn.
Với gạt nước che hoàn toàn nếu nó bị phủ băng tuyết hoặc ở trong các điều kiện khác, thì gạt nước không thể dịch chuyển được Nếu cố tình làm sạch tuyết bằng cách cho hệ thống gạt nước hoạt động cưỡng bức có thể làm hỏng motor gạt nước Để ngăn ngừa hiện tượng này, phần lớn các mẫu xe có cấu trúc chuyển chế độ gạt nước che hoàn toàn sang chế độ gạt nước che một phần bằng tay Sau khi bật sang gạt nước che một nửa, cần gạt nước có thể đóng trở lại bằng cách dịch chuyển nó theo hướng mũi tên được chỉ ra trên hình vẽ.
Một số cách bố trí lưỡi gạt nước thường gặp
Phần lớn các mẫu xe hơi sẽ có hai lưỡi gạt Khi hoạt động, hai lưỡi gạt sẽ cùng nhau di chuyển để làm sạch bề mặt kính Thật ra, hai lưỡi gạt được đặt tại hai điểm lệch về một bên của kính chắn gió (như hình minh họa) Cách sắp xếp này gọi là gạt nước theo kiểu tăng đem (tandem systems) Đây là kiểu được sử dụng rất phổ biến do có thể vệ sinh được diện tích rộng trên kính chắn gió và tạo ra tầm nhìn tốt nhất cho người lái.
Ngoài ra còn có một số kiểu bố trí gạt nước khác như hai lưỡi đối diện nhau lệch về hai bên kính, kiểu một lưỡi gạt, Tuy nhiên, các cơ cấu này có cấu trúc phức tạp nhưng lại làm việc kém hiệu quả hơn.
2.1.2 Công tắc gạt nước và relay điều khiển gạt nước gián đoạn
Công tắc gạt nước được bố trí trên trục trụ lái, đó là vị trí mà người lái có thể điều khiển bất kỳ lúc nào khi cần Công tắc gạt nước có các vị trí off (dừng), lo (tốc độ thấp) và hi (tốc độ cao) và các vị trí khác để điều khiển chuyển động của nó Một số xe có vị trí mist (gạt nước chỉ hoạt động khi công tắc gạt nước ở vị trí mist
(sương mù), vị trí int (gạt nước hoạt động ở chế độ gián đoạn trong một khoảng thời gian nhất định) và một công tắc thay đổi đểđiều chỉnh khoảng thời gian gạt nước Trong nhiều trường hợp công tắc gạt hình 2 6 Một số cách bố trí của lưỡi gạt Ở những xe có trang bị gạt nước cho kính sau, thì công tắc gạt nước sau cũng nằm ở công tắc gạt nước và được bật về giữa các vị trí on và off Một sốxe có vị trí int cho gạt nước kính sau. Ở những kiểu xe gần đây, ecu được đặt trong công tắc tổ hợp cho mpx (hệ thống thông tin đa chiều).
Relay này kích hoạt các gạt nước hoạt động một cách gián đoạn Phần lớn các kiểu xe gần đây các công tắc gạt nước có relay này được sử dụng rộng rãi Một relay nhỏ và mạch transistor gồm có tụ điện và điện trở cấu tạo thành relay điều khiển gạt nước gián đoạn Dòng điện tới motor gạt nước được điều khiển bằng relay theo tín hiệu được truyền từ công tắc gạt nước làm cho motor gạt nước chạy gián đoạn. hình 2 7 Relay điều khiển gạt nước gián đoạn
Công tắc bộ phận rửa kính được két hợp với công tắc gạt nước Khi bật công tắc này thì mootor rửa kính hoạt động và phun nước rửa kính.
Motor gạt nước là dạng động cơ điện một chiều kích từ bằng nam chậm vĩnh cửu Motor gạt nước gồm có motor và bộ truyền bánh răng để làm giảm tốc độ ra của motor.
Motor gạt nước có 3 chổi than tiếp điện: chổi tốc độ thấp, chổi tốc độ cao và một chổi dùng chung (để tiếp mát) Một công tắc dạng cam được bố trí trong bánh răng để gạt nước dừng ở vị trí cố định trong mọi thời điểm. hình 2 8 Công tắc rửa kính hình 2 9 Cấu tạo motor gạt nước và cấu tạo cuộn dây của motor
Chuyển đổi tốc độ motor
Một sức điện động ngược được tạo ra trong cuộn dây phần ứng khi motor quay để hạn chế tốc độ quay của motor.
-hoạt động ở tốc độ thấp: khi dòng điện đi vào cuộn dây phần ứng từ chổi than tốc độ thấp, một sức điện động ngược lớn được tạo ra Kết quả là motor quay với vận tốc thấp.
-hoạt động ở tốc độ cao: khi dòng điện đi vào cuộn dây phần ứng từ chổi tiếp điện tốc độ cao, một sức điện động ngược nhỏ được tạo ra Kết quả là motor quay với tốc độ cao.
Cơ cấu gạt nước có chức năng dừng thanh gạt nước tại vị trí cố định Do có chức năng này thanh gạt nước luôn được đảm bảo dừng ở vị trí cuối cùng của kính chắn gió khi tắt công tắc gạt nước Công tắc dạng cam thực hiện chức năng này Công tắc này có đĩa cam xẻ rãnh chữ v và 3 điểm tiếp xúc Khi công tắc gạt nước ở vị trí lo/hi, điện áp ắc quy được đặt vào mạch điện và dòng điện đi vào motor gạt nước qua công tắc gạt nước làm cho motor gạt nước quay.
Nguyên lý hoạt động
Gồm 2 chế độ: bình thường và tự động.
- Chế độ bình thường: công tắc gạt ở vị trí off
Hệ thống gạt nước hoạt động theo các chế độ có sẵn (tùy theo xe) Bao gồm các chế độ điều khiển motor gạt nước: high, low và stop dựa trên sự thay đổi vị trí của cụm công tắc gạt nước.
- Chế độ tự động: công tắc gạt ở vị trí on
Bộ vi xử lí dựa trên tín hiệu của cảm biến để điều khiển các chế độ của motor gạt nước bao gồm các chế độ tương ứng sau:
Không mưa: stop mưa nhỏ: low mưa lớn: high
2.2.1 Khi công tắc gạt nước ở vị trí low/mist
Khi công tắc gạt nước được bật về vị trí tốc độ thấp hoặc vị trí gạt sương, dòng điện đi vào chổi than tiếp điện tốc độ thấp của motor gạt nước như được chỉ ra trên hình vẽ và gạt nước hoạt động ở tốc độ thấp.
2.2.2 Khi công tắc gạt nước ở vị trí hight
Khi công tắc gạt nước được bật về vị trí tốc độ cao, dòng điện đi vào chổi tiếp điện của motor gạt nước hi như được chỉ ra trên hình vẽ và gạt nước hoạt động ở tốc độ cao. hình 2 12 Sơ đồ hoạt động gạt nước ở chế độ low hình 2 13 Sơ đồ hoạt động gạt nước ở chế độ high 2.2.3 Khi tắt công tắt gạt nước off
Nếu tắt công tắc gạt nước được về vị trí off trong khi motor gạt nước đang hoạt động thì dòng điện sẽ đi vào chổi than tốc độ thấp của motor gạt nước như được chỉ ra trên hình vẽ và gạt nước tự động ở tốc độ thấp Khi gạt trước tới vị trí dừng, tiếp điểm của công tắt cam sẽ chuyển từ phía p3 sang phía p2 và motor dùng lại. hình 2 14 Sơ đồ hoạt động gạt nước ở chế độ off
2.2.4 Khi bật công tắc ở vị trí int hình 2 15 Sơ đồ hoạt động gạt nước ở chế độ int hoạt động khi bật on: khi bật công tắc gạt nước đến vị trí on thì transistor tr1 được bật lên một lúc làm cho tiếp điểm relay được chuyển từ a sang b Khi tiếp điểm relay tới vị trí b dòng điện đi vào motor (lo) và motor bắt đầu quay ở tốc độ thấp hoạt động khi transistor tr1 ngắt off: tr1 nhanh chóng ngắt ngay làm cho tiếp điểm relay chuyển lại từ b về a Tuy nhiên, khi motor bắt đầu quay tiếp điểm của công tắt cam chuyển từ p3 sang p2, do đó dòng điện tiếp tục đi vào chổi than tốc độ thấp của motor vào motorlàm việc ở tốc độ thấp rồi dừng lại khi tớivịtrí dừng cố định Transistor tr1 lại bật ngay làm cho gạt nước tiếp tục hoạt động gián động trở lại Ở loại gạt nước có điều chỉnh thời gian đoạn, biến trở thay đổi giá trị nhờ xoay công tắt điều chỉnh và mạch điện transistor điều chỉnh khoảng thời gian cấp điện cho transistor và làm cho thời gian hoạt động gián đoạn được hình 2 16 Sơ đồ hoạt động rửa kính ở chế độ on
2.2.5 nguyên lý hoạt động khi bật công tắt rửa kính on
Khi bật công tắc rửa kính dòng điện đi vào motor rửa kính Ở cơ cấu gạt nước có sự kết hợp với rửa kính, transsistor tr1 bật theo chu kì đã xác định khi motor gạt nước hoạt động làm cho gạt nước hoạt động một hoặc hai lần ở tốc độ thấp thấp Thời gian tr1 bật là thời gian để tụ điện trong mạch transistor nạp điện trở lại Thời gian nạp điện của tụ điện phụ thuộc vào thời gian đóng công tắc rửa kính. hình 2 17 Hệ thống gạt nước dải rộng
Một số kiểu gạt nước rửa kính
2.3.1 Hệ thống gạt nước dải rộng
Hệ thống gạt nước dãi rộng được trang bị để giữ cho khu vực gạt nước quy định không phụ thuộc vào tốc độ gạt nước. Ở hệ thống gạt nước thông thường, khu vực gạt nước có khả năng trở nên rộng hơn do quán nhờ tốc độ gạt nước khi hoạt động ở tốc độ cao Cần phải quan tâm tới điều này khi xác lập khu vực gạt nước Kết quả là khu vực gạtnước sẽ nhỏ đi, đó là khu vực còn lại sẽ tăng lên khi gạt nước hoạt động ở tốcđộ thấp.
Hệ thống gạt nước dải động tự động làm cho khu vực nào nước giảm đi/ tăng lên để giảm khu vực còn lại tính vận tốc còn lại ở tốc độ thấp.
2.3.2 Gạt nước theo tốc độ xe
Chức năng này điều khiển khoảng thời gian của gạt nước theo tốc độ xe khi công tắc gạt nước ở vị trí int.
Dải điều chỉnh khoản thời gian gạt gồm 3 vị trí và được lựa chọn bởi bộ điều chỉnh.
Khoảng thời gian gạt có thể được điều khiển vô cấp trong mỗi dải.
Rửa kính kết hợp với gạt nước có chức năng ngăn đọng nước trên kính với chức năng này, khi gạt nước ở vị trí off hoặt int, bật công tắc rửa
Kính khoảng 0,2 giây hoặc lâu hơn sẽ làm cho bộ rửa kính hoạt động và sau khi công tắc rửa kính bị ngắt thì cơ cấu gạt nước sẽ cùng hoạt động 3 lần ở tốc độ thấp.
Tùy theo tốc độ xe, sau khi gạt nước hoạt động ở tốc độ thấp kết thúc khoản hình 2 18 Gạt nước theo tốc độ xe hình 2 19 Rửa kính kết hợp 2.3.3 Gạt nước tự động khi trời mưa
Khi gạt ở vị trí auto, chúc năng này dùng một cảm biến mưa, nó được lắp đặt ở kính trước để phát hiện lượng mưa và điều khiển thời gian gạt nước tối ưu tương ứng theo lượng mưa.
Nếu bộ phận điều khiển gạt nước phát hiện có sự cố trong bộ phận cảm nhận nước mưa nó sẻ điều khiển gạt nước hoạt động một cách gián đoạn phù hợp với tốc độ xe Đây chính là chức năng an toàn khi có sự cố trong hệ thống cảm biến mưa Ngoài ra, gạt nước cũng có thể được điều khiển một cách thông thường bằng công tắc gạt mưa ở các vị trí lo và hi.
Kết luận chương
Mô hình hệ thống gạt mưa rửa kính hình 2 20 Gạt nước tự động khi trời mưa
CHƯƠNG 3 HỆ THỐNG GẠT NƯỚC MƯA,RỬA KÍNH
TỰ ĐỘNG TRÊN XE ÔTÔ TOYOTA CAMRY 2021.
Giới thiệu về xe Toyota Camry 2021
Camry thế hệ thứ 7, Camry 2021 là mẫu xe dành cho thị trường châu Á, được thiết kế dựa trên ý tưởng là “Mẫu xe sedan của thời đại mới – A New ERA Sedan”
Từ ‘ERA’ – trong tiếng anh có nghĩa là thời đại mới, đồng thời nó còn là chữ viết tắt của 2 từ: “Emotional - Cảm xúc” và “Rational – Tính hợp lý”.
Dáng xe Sedan Sedan Sedan
Kiểu động cơ Xăng I4 Xăng I4 Xăng I4
Công suất cực đại 145 mã lực, tại 6.000 vòng/phút
178 mã lực, tại 6.000 vòng/phút
178 mã lực, tại 6.000 vòng/phút
Hộp số Tự động 4 cấp Tự động 6 cấp Tự động 6 cấp
Kiểu dẫn động Cầu trước Cầu trước Cầu trước
Tốc độ cực đại 240km/h 240km/h 210km/h
CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT
Sơ đồ mạch điện của hệ thống gạt mưa rửa kính trên xe Toyota 2021
Các cụm bộ phận trong hệ thống.
- Hai cầu chì: Hai cầu chì này đều có chữ IG (nằm sau khóa điện tức là khikhóa điện bật đến chữ IG thì hai cầu chì này có điện.)
+ Cầu chì 10A Washer dùng để rửa kính
+ Cầu chì 25A Wiper liên quan đến tay gạt mưa
-Trong cụm công tắt của bản gạt mưa có:
*Front Washer Switch: bản công tắc điều khiển phun nước ở phía trước.
Bật lên vị trí ON thì motor sẽ phun nước lên kính trước.
*Front Wiper Switch bản công tắc điều khiển cần gạt mưa gồm các vị trí. + OFF: Vị trí tắt.
+ Mist: Vị trí gạt/gạt chậm(như LOW).
+ *1: Vị trí gạt gián đoạn: nếu để núm xoay cần gạt mưa ở vị trí này thì nósẽ thực hiện hình thức gạt gián đoạn, tốcđộ chậm (như INT trong bài trên).
+ Low: Vị trí gạt tốc độ thấp liên tục.
+ Hight: Vị trí gạt tốc dộ cao liên tục.
*Windshield Wiper Motor Assembly: cụm bộ phận motor điều khiển gạt
+ Chân (+2) trong motor điều khiển gạt nối với chân +2 trong bản công tắc gạt tức là gạt tốc độ nhanh.
+ Chân (+1) trong motor điều khiển gạt nối với chân (+1) trong bản công tắc gạt tức là gạt tốc độ chậm.
+ Công tắc cam nằm sau motor, mục đích chính của nó là điềuchỉnh cho cần gạt không bao giờ dừng ở vị trí giữa khung kính.
Dù cho bất kỳ trường hợp nào khi chúng ta ngắt công tắc thì cần gạt vẫn hoạt động cho đến khi cần gạt nằm ở vị trí thấp nhất thì nó mới dừng lại.
Cách thức hoạt động của mạch.
- Chế độ phun nước và cần gạt ở chế độ phun nước:
+ Về mạch phun nước khi chúng ta gạt cần phun nước về phía vô lăng có nghĩa là đóng ON lúc đó có dòng điện chạy trong mạch: dòng điện từ cầu chì 10A qua motor gạt nước đến chân số 7 Từ đây dòng điện chạy xuống bản công tắc điều khiển phun nước và đi lên chân số 4 trở về Mass Motor gạt nước bắt dầu hoạt động.
+ Hoạt động song song với motor gạt (nếu lúc này cần gạt đang ở vị trí *1) Dòng điện đi từ cầu chì 25A Wiper chạy theo chân 3A(11) xuống chân +B (theo dây màu hồng) Dòng điện chạy theo mạch qua các tiếp điểm “e,d,c,b,a” đến Wiper Relay (mạch cầu hai điện trở) Đến tụ điện nạp điện cho tụ, trong thời gian tụ nạp sẽ có dòng điện chạy qua tụ về Mass Lúc này chưa có chuyện gì xảy ra cho đến khi chúng ta giữ cần gạt trên 2.5 giây lúc đó tụ đã nạp đầy nên sẽ không cho dòng điện chạy qua tiếp Do sự chênh lệch điện áp, lúc này dòng sẽ điều khiển Tr2 cho dòng điện chạy qua trở về Mass làm cho Tr2 mở ra Sau khi Tr2 mở ra sẽ xuất hiện dòng điện qua cuộn dây của relay đến Tr2 về Mass, làm cho relay hoạt động hút công tắc về “f” Đồng thời khi đó sẽ xuất hiện dòng điện thứ hai đi từ cầu chì 25A qua chân
+B -> “d” -> relay về “4” Lúc này nếu công tắc đang ở vị trí *1 (INT) thì dòng điện từ “4” sẽ qua “5” chạy theo dây dẫn (màu xanh dương) về chân
*1 của motor gạt Khi đó motor sẽ hoạt động ngắt quãng theo tốc độ chậm
Và nếu chúng ta cứ bật công tắc lên thì motor vẫn cứ quay tức là cần gạt mưa cứ gạt, nếu tắc công tắc thì motor sẽ gạt hết vòng và ngừng hoạt động.
- Chế độ gạt nhanh HI:
Khi chúng ta bật công tắc ở chế độ HI, dòng điện từ cầu chì 25A theo đến chân +B (dây màu hồng) qua “7” và “6” theo dây dẫn ra chân +2 của bản công tắc đến chân +2 của motor làm cho motor hoạt động ở chế độ gạt nhanh.
- Chế độ gạt chậm LO:
+B (dây màu hồng) qua “7” và “5” theo dây dẫn ra chân +1 của bản công tắc đến chân +1 của motor làm cho motor hoạt động ở chế độ gạt chậm.
- Chế độ gạt gián đoạn *1 (INT):
+ Lúc này dòng điện từ cầu chì 25A đến chân +B qua “e” và “d” đến biến trở và nạp điện cho tụ Đến khi tụ đầy, dòng điện không qua tụ nữa mà sẽ đảo lại “3” ->
“2” đến điot sau đó dòng tiếp tục chạy qua điệntrở đến Tr2 Do sự chênh lệch điện áp, lúc này sẽ có dòng điện điều khiển Tr2 mở, tương tự như chế độ phun nước khi Tr2 mở sẽ có dòng điện qua cuộn dây của relay làm relay nhảy sang “f” Một lần nữa dòng từ cầu chì 25A sẽ qua +B đến “e,d,f,4” ra chân +1 của cần gạt đến chân +1 của motor gạt làm cho cần gạt quay ở tốc độ thấp.
+ Sự gạt gián đoạn: Khi relay nhảy sang “f” dòng điện sẽ đi ra chân
+1 của bản công tắc điều khiển đến chân +1 của motor gạt làm cho motor quay tốc độ thấp Đồng thời khi này dòng qua biến trở rất nhỏ do bị sụt áp, dòng này đến “3,2,diot” và đến Tr2 Do dòng điện này quá nhỏ không đủ làm cho Tr2 mở được Về phần tụ số 2 khi đã phóng hết điện đi thì sẽ cho dòng điện đi qua và về Mass Lúc này Tr2 và relay không thể hoạt động được, relay lại được nhả về vị trí ban đầu tạo thành mạch kín không có nguồn nên cần gạt sẽ dừng lại Cho đến khi tụ 2 được nạp đầy thì relay lại hoạt động nhảy về chân “f” làm cho cần gạt quay. Quá trình đấy được lặp đi lặp lại làm cho motor gạt một cách giánđoạn Khi ta điều chỉnh giá trị của biến trở sẽ làm thay đổi thời gian nạpđầy của tụ 2 Nếu điện trở của biến trở càng cao thì thời gian tụ điện nạpđầy càng lâu nên khoảng cách một lần gạt sẽ dài ra Ngược lại nếu điện trở của biến trở thấp thì thời gian giữa hai lần gạt sẽ ngắn lại.
Khi bật chế độ này, dòng điện từ cầu chì qua chân +B đến “e,d,f” qua biến trở (Không qua tụ 2) chạy tiếp về “3” và “1” đến “b” Lúc này chân “b” và “d” đều là thì dương (+) nên không có dòng điện chạy qua nên sẽ ngắt đi.
Kết luận chương 3
Hoạt động liên kết với vòi phun nước
Hệ thống này vận hành các gạt nước phía trước ở tốc độ thấp, ngay khi phun nước rửa kính với công tắc phun nước rửa kính được bật lên trong khoảng 0.3 giây trở lên Hệ thống gạt nước mưa trước vận hành ở tốc độ thấp trong khoảng 2.2 giây, sau đó ngừng hoạt động khi công tắc phun nước rửa kính được bật On trong khoảng 1.5 giây trở lên.
Hoạt động gián đoạn của hệ thống gạt nước mưa
Hệ thống điều khiển cần gạt nước phía trước sẽ gạt một lần khoảng từ 1.6 – 10.7 giây sau khi bật công tắc cần gạt nước phía trước tới vị trí INT Bạn có thể điều chỉnh chu kỳ gạt từ 1.6 – 10.7 giây bằng cách chỉnh vòng xoay điều chỉnh chu kỳ gạt gián đoạn.
Khi công tắc gạt nước được bật tới vị trí INT, dòng điện chạy từ tụ điện đã được nạp C1 qua các cực INT1 và INT2 của công tắc điều khiển gạt nước tới transistor Tr1 Khi Tr1 bật ON, dòng điện chạy từ cực +S của công tắc điều khiển gạt nước tới cực +1 của công tắc gạt nước, tới cực +1 của motor gạt nước, tới motor gạt nước và cuối cùng tới mát thân xe và làm cho motor gạt mưa của hệ thống gạt nước mưa ô tô hoạt động.
Tại thời điểm này, dòng điện chạy từ tụ C1 đến cực INT1 của công tắc điều khiển gạt nước và sau đó tới cực INT2 Khi dòng điện chạy từ tụ C1 dừng, Tr1 sẽ ngắt để ngừng tiếp điểm rơ le và ngừng motor gạt nước Khi tiếp điểm của rơ le tắt, tụ C1 sẽ bắt đầu nạp điện trở lại và Tr1 vẫn tắt cho tới khi quá trình nạp kết thúc Thời gian này tương ứng với thời gian gạt gián đoạn.
Khi tụ điện C1 được nạp đầy
Tr1 sẽ bật và sau đó tiếp điểm của rơ le đóng ON, làm cho motor hoạt động trở lại Chu kỳ này được gọi là hoạt động gián đoạn Thời gian gạt gián đoạn có thể điều chỉnh được bằng cách dùng vòng điều chỉnh thời gian gạt gián đoạn (biến trở) để thay đổi thời gian nạp của tụ C1.
ỨNG DỤNG PHẦN MỀM PROTEUS, ARDUINO IDE MÔ PHỎNG ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG GẠT MƯA TỰ ĐỘNG
Giới thiệu chung phần mềm proteus 8.0
Proteus là phần mềm của hãng labcenter dùng để vẽ sơ đồ nguyên lý, mô phỏng và thiết kế mạch điện Gói phần mêm gồm có phần mềm chính:
1 isis dùng để vẽ sơ đồ nguyên lý và mô phỏng
2 ares dùng để thiết kế mạch in.
4.1.1 Giao diện chính của chương trình hình 4 1 Giao diện chính của chương trình menu: bao gồm các menu như.
4.1.2 Thanh tác vụ mở bản thiết kế mới. mở bản thiết kế đã có.
Cho phép hiện hay ẩn lưới điểm
Chọn gốc toạ độ hình 4 2 menu chính của phần mềm.
Quan sát toàn bộ bản thiết kế
Quan sát từng vùng của bản thiết kế
Copy khối đối tượng đã chọn, di chuyển khối đối tượng đã chọn lấy linh kiện từ thư viện
Tạo trang vẽ mới, xoá trang cũ
Hiển thị các thông tin về điện và kiểm tra lỗi của bản vẽ
Hiển thị danh sách các linh kiện sử dụng
Chuyển từ mạch nguyên lý sang vẽ mạch in
Dịch chuyển khung nhìn bản vẽ
Hiển thị linh kiện đang chọn trên khung nhìn bản vẽ
Lấy chân của linh kiện Đồ thị mô phỏng
Máy phát tín hiệu Đầu rò điện áp, dòng điện các thiết bị ảo
Xoay phải linh kiện Đảo linh kiện theo chiều ngang Đảo linh kiện theo chiều dọc
Các công cụ để vẽ 2D
Thực hiện các thao tác vẽ bản vẽ.
4.1.3 Các thao tác cơ bản
Chọn đối tượng: nhấp chuột phải lên đối tượng.
Bỏ chọn đối tượng: nhấp chuột phải lên vùng trống Xoá đối tượng: nhấp đôi chuột phải lên vùng trống Di chuyển: chọn, kéo rê bằng chuột trái đến vị trí mới.
Dùng bánh xe của chuột để phóng to hoặc thu nhỏ đến từng đối tượng.Dùng bàn phím:
F8: xem toàn mạch Sử dụng thư viện: Để tìm linh kiện mô phỏng sử dụng thư viện bằng cách chọn library/pick device/ symbol…p hoặc nhấn phím p hoặc click chuột trái vào nút p khi đóthư viện được mở.
Giới thiệu chung phần mềm arduino IDE
4.2.1 Giao diện của arduino IDE
Dưới đây là giao diện chính của phần mềm arduino:
Bao gồm các nút lệnh menu (file, edit, sketch, tools, help) Phía dưới là các icon cho phép sử dụng nhanh các chức năng thường dùng của ide được miêu tả nhưsau:
Ta sẽ viết các đoạn mã của mình tại đây Tên chương trình sẽ được hiển thị ngay dưới dãy các icon, ở đây nó tên là “blink” Để ý rằng phía sau tên chương trình hình 4 3 Hình ảnh giao diện của phần mềm arduino hình 4 4 Hình ảnh các nút lệnh thường dùng của ide
Vùng thông báo (debug): hình 4 5 Hình ảnh vùng thông báo của phần mềm arduino ide.
Những thông báo từ ide sẽ được hiển thị tại đây Để ý rằng góc dưới cùng bên phải hiển thị loại board arduino và cổng com được sử dụng Luôn chú ý tới mục này bởi nếu chọn sai loại board hoặc cổng com, chúng ta sẽ không thể upload được codecủa mình.
+) file menu: hình 4 6 Ide menu
Trong file menu chúng ta quan tâm tới mục examples đây là nơi chứa code mẫu
Ví dụ như: cách sử dụng các chân digital, analog, sensor … hình 4 8 Click examples.
4.2.2 Thiết kế mạch bằng phần mềm proteus
4.2.3 Các khối điều khiển chính hình 4 9 Mạch mô phỏng nguyên lý hình 4 10 Khối vi diều khiển hình 4 12 Khối cảm biến mưa hình 4 13 Khối màn hình LCD hình 4 16 Khối công tắc điều khiển hình 4 15 Serial hiển thị giá trị điện trở hình 4 17 Khối motor gạt mưa và phun nước
#include int gq = 150; int pos = 0; int a = 0; int aa = 0;
// put your setup code here, to run once:
Serial.begin(9600); lcd.backlight(); myservo.attach(3); pinMode(L, INPUT_PULLUP); pinMode(H, INPUT_PULLUP); pinMode(OFF, INPUT_PULLUP); pinMode(AU, INPUT_PULLUP); pinMode(rain, INPUT); pinMode(in, INPUT); pinMode(rk, INPUT_PULLUP); pinMode(out, OUTPUT);
Serial.println("da khoi dong");
// put your main code here, to run repeatedly: if ( digitalRead(AU)==0)
Serial.println(a); delay(5); lcd.setCursor(2, 0); lcd.print("TU DONG "); if(a>0)
{ lcd.setCursor(4,1); lcd.print(" KHONG MUA "); myservo.write(0);
{ lcd.setCursor(4,1); lcd.print(" MUA NHO "); servo();
{ lcd.setCursor(4,1); lcd.print(" MUA TO "); servo();
{ lcd.setCursor(0, 0); lcd.print(" THU CONG ");
{ lcd.setCursor(3,1); lcd.print(" CHE DO OFF "); myservo.write(0);
{ lcd.setCursor(3,1); lcd.print(" CHE DO LOW "); servo();
{ lcd.setCursor(3,1); lcd.print(" CHE DO HIGH "); servo();
} if (digitalRead(rk)==0||digitalRead(in)==1) { digitalWrite(out, HIGH);
{ for (pos=0; pos = 0; pos -=1)
{ myservo.write(pos); delay(aa);
Mô phỏng
4.3.1 Trường hợp không có mưa hình 4 18 trường hợp không có mưa
Nếu trong trường hợp không mưa Lúc này giá trị điện trở mà cảm biến mưa đọc được lớn hơn 900 Ω Lcd sẽ hiển thị not rain
4.3.2 Trường hợp mưa nhỏ hình 4 19 trường hợp mưa nhỏ
Nếu trường hợp mưa nhỏ thì giá trị điện trở của cảm biến mưa đọc được là
600 đến 900 Ω Lúc này lcd sẽ hiện là small rain và motor gạt nước quay với tốc độ chậm tuỳ vào giá trị điện trở được đọc qua cảm biến mưa trả về
Nếu trường hợp mưa nhỏ thì giá trị điện trở của cảm biến mưa đọc được nhỏ hơn 600 Ω Lúc này lcd sẽ hiện là heavi rain và motor gạt nước quayvới tốc độ nhanh tuỳ vào giá trị điện trở được đọc qua cảm biến mưa trả về
Khi lượng mưa giảm dần và hết nước thì giá trị điện trở cảm biến mưa đọc được lớn hơn 900 motor gạt mưa sẽ quay về vị trí nghỉ để tránh cản trở tầm nhìn. hình 4 20 trường hợp mưa lớn
4.3.4 Trường hợp phát hiện có bụi hình 4 21 trường hợp rửa kính
Trong trường hợp này cảm biến hồng ngoại chiếu qua hạt bụi do đó đầu thu tín hiệu sẽ không nhận hoặc nhận được ít tín hiệu hồng ngoại Làm cho nội trở giảm xuống lúc này dòng điện sẽ được đi qua gửi về vđk Vđk nhận đượctín hiệu điệp áp và gửi dòng điện 5v để đóng relay làm quay motor phun nước rửa kính Đồng thời cảm biến mưa nhận được lượng nước phun lên từ motor rửa kính và gửi tín hiệu về vđk để điều khiển motor gạt mưa
4.3.5 Trường hợp sử dụng chế đồ thủ công hình 4 22 điều khiển thủ công
Khi bật công tắc sang chế độ thủ công thì mặc định nó sẽ ở chế độ tắt.
Lúc này lcd sẽ hiển thị manual che do of Motor sẽ không quay hình 4 23 điều khiển thủ công chế độ thấp hình 4 24 điều khiển thủ công chế độ cao
Khi chuyển công tắc sang tốc độ thấp hoặc tốc độ cao Lcd sẽ hiện tênchế độ tương ứng đồng thời motor gạt mưa sẽ quay với tốc độ tương ứng. hình 4 25 điều khiển chế độ cao
Khi ấn công tắc rửa kính Relay đóng làm cho motor phun nước quay.
Trong quá trình mô phỏng nhận thấy khi sử dụng chế độ tự động tốc độ xử lýcòn chậm hơn so với chế độ thủ công Nguyên nhân là do khisử dụng hệ thống gạt mưa tự động quá trình phân tích và xử lý dữ liệusẽ say ra cho nên cần thời gian lâu hơn để thực hiện.
Có thể tự động bật tắt hệ thống Giúp người láigiảm bớt thao
Tác tay khi lái xe.
Quá trình mô phỏng thường bị delay so với thực tế Do phần mềm mô phongCòn hạn chế và vđk có tốc độ xử lý thấp hơn so với hộp điều khiển trên ô tô
Kết luận chương 4
CỦA ĐIỀU KHIỂN GẠT MƯA RỬA KÍNH TỰ ĐỘNG
5.1Giới thiệu chung những linh kiện điện tử
Arduino UNO có thể sử dụng 3 vi điều khiển họ 8bit AVR là ATmega8, ATmega168, ATmega328 Bộ não này có thể xử lí những tác vụ đơn giản như điều khiển đèn LED nhấp nháy, xử lí tín hiệu cho xe điều khiển từ xa, làm một trạm đo nhiệt độ - độ ẩm và hiển thị lên màn hình LCD,… hình 5 1 board mạch Arduino
Cảm biến nước mưa (Rain Water Sensor ) được sử dụng để phát hiện mưa, nước hoặc các dung dịch dẫn điện tiếp xúc với bề mặt cảm biến sẽ phát ra tín hiệu để làm các ứng dụng tự động: phát hiện mưa, báo mực nước tự động,
ỨNG DỤNG ADRUINO, MÔ HÌNH THỰC TẾ CỦA ĐIỀU KHIỂN GẠT MƯA RỬA KÍNH TỰ ĐỘNG
Giới thiệu chung những linh kiện điện tử
Arduino UNO có thể sử dụng 3 vi điều khiển họ 8bit AVR là ATmega8, ATmega168, ATmega328 Bộ não này có thể xử lí những tác vụ đơn giản như điều khiển đèn LED nhấp nháy, xử lí tín hiệu cho xe điều khiển từ xa, làm một trạm đo nhiệt độ - độ ẩm và hiển thị lên màn hình LCD,… hình 5 1 board mạch Arduino
Cảm biến nước mưa (Rain Water Sensor ) được sử dụng để phát hiện mưa, nước hoặc các dung dịch dẫn điện tiếp xúc với bề mặt cảm biến sẽ phát ra tín hiệu để làm các ứng dụng tự động: phát hiện mưa, báo mực nước tự động, hình 5 2 module cảm biến mưa
5.1.3 module cảm biến hồng ngoại
Cảm biến vật cản hồng ngoại có khả năng thích nghi với môi trường, có một cặp truyền và nhận tia hồng ngoại Tia hồng ngoại phát ra một tần số nhất định, khi phát hiện hướng truyền có vật cản (mặt phản xạ), phản xạ vào đèn thu hồng ngoại, sau khi so sánh, đèn màu xanh sẽ sáng lên, đồng thời đầu cho tín hiệu số đầu ra
(một tín hiệu bậc thấp
5.1.4 LCD LM016 hình 5 4 màn hình LCD
Chương trình điều khiển
//https://drive.google.com/file/d/1lpJyuODmZXfi7wwBM2B79BqBIBmBfanS/ view?usp=sharing
#include int timer = 5; // tốc độ servo int gocquay = 150; // góc quay int pos = 0; int aa = 0; int a = 0;
Serial.begin(9600); lcd.init(); lcd.backlight(); myservo1.attach(6); myservo.attach(3); pinMode(sensor, INPUT); pinMode(led, OUTPUT); pinMode(start, INPUT_PULLUP); pinMode(rain, INPUT);
Serial.println("Da khoi dong xong"); lcd.setCursor(0, 0); lcd.print("RAIN SENSOR"); myservo.write(pos);
// void loop() a = analogRead(A0); aa = map(a, 150, 900, 0, 30);
Serial.println(a); lcd.setCursor(4, 1); lcd.print("khong mua");
{ lcd.setCursor(4, 1); lcd.print("co mua"); servo();
{ a = analogRead(A0); aa = map(a, 150, 900, 0, 25); for (pos = 0; pos = 0; pos -= 1) { myservo.write(pos); if (a < 900)
{ myservo1.write(90); digitalWrite(led, LOW);
Kết luận chương 5
5.3.1 Khởi động gạt mưa hình 5 5 chế độ khởi động
5.3.2 Khởi động rửa kính hình 5 6 chế độ rửa kính