Đang tải... (xem toàn văn)
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
lOMoARcPSD|39222638 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TRƯỜNG CƠ KHÍ – Ô TÔ KHOA CÔNG NGHỆ Ô TÔ BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN HỌC PHẦN: CƠ ĐIỆN TỬ Ô TÔ Tên đề tài: MÔ PHỎNG HỆ THỐNG GẠT MƯA RỬA KÍNH TRÊN XE TOYOTA CAMRY 2021 Nhóm 1: GVHD: T.S Phạm Minh Hiếu Sinh viên: Đồng Tuấn Anh - 2021607102 Nguyễn Văn Tài Anh - 2021607721 Lớp : Nguyễn Tuấn Anh - 2021602625 Bùi Minh Chiến - 2021608446 Tạ Nguyễn Bảo Châu - 2021503264 20231AT6048002 Khóa :K16 Hà Nội - 2023 Downloaded by MON MON (monmon2@gmail.com) lOMoARcPSD|39222638 MỤC LỤC MỤC LỤC I Danh mục hình ảnh IV LỜI NÓI ĐẦU 1 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG GẠT MƯA RỬA KÍNH TRÊN TOYOTA CAMRY 2021 .2 1.1 Tổng quan về hệ thống gạt nước trên ô tô 2 1.2 Nhiệm vụ, phân loại và yêu cầu của hệ thống gạt nước 3 1.2.1 Nhiệm vụ .3 1.2.2 Phân loại 3 1.2.3 Kết luận chương 1 4 CHƯƠNG 2 CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÍ HOẠT ĐỘNG của hệ thống gạt mưa rửa kính 5 2.1 Cấu tạo của hệ thống gạt nước 5 2.1.1 Cấu tạo chung 5 2.1.2 Công tắc gạt nước và relay điều khiển gạt nước gián đoạn 9 2.1.3 Motor gạt nước 11 2.1.4 Motor rửa kính 13 2.2 Nguyên lý hoạt động 14 2.2.1 Khi công tắc gạt nước ở vị trí low/mist 15 2.2.2 Khi công tắc gạt nước ở vị trí hight 15 2.2.3 Khi tắt công tắt gạt nước off 16 2.2.4 Khi bật công tắc ở vị trí int 17 2.2.5 nguyên lý hoạt động khi bật công tắt rửa kính on 19 2.3 Một số kiểu gạt nước rửa kính 20 2.3.1 Hệ thống gạt nước dải rộng 20 2.3.2 Gạt nước theo tốc độ xe .21 2.3.3 Gạt nước tự động khi trời mưa 22 2.4 Kết luận chương……………………………………………………………23 Downloaded by MON MON (monmon2@gmail.com) lOMoARcPSD|39222638 CHƯƠNG 3 HỆ THỐNG GẠT NƯỚC MƯA,RỬA KÍNH tự động TRÊN XE ÔTÔ TOYOTA CAMRY 2021 .24 3.1 Giới thiệu về xe Toyota Camry 2021 24 3.2 Sơ đồ mạch điện của hệ thống gạt mưa rửa kính trên xe Toyota 2021 25 3.3 Kết luận chương 3………………………………………………………… 26 CHƯƠNG 4 ỨNG DỤNG PHẦN MỀM PROTEUS, ARDUINO IDE MÔ PHỎNG ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG GẠT MƯA TỰ ĐỘNG .31 4.1 Giới thiệu chung phần mềm proteus 8.0 31 4.1.1 Giao diện chính của chương trình 31 4.1.2 Thanh tác vụ .32 4.1.3 Các thao tác cơ bản 35 4.2 Giới thiệu chung phần mềm arduino IDE 36 4.2.1 Giao diện của arduino IDE 36 4.2.2 Thiết kế mạch bằng phần mềm proteus 39 4.2.3 Các khối điều khiển chính 39 4.2.4 Chương trình điềukhiển .43 4.3 Mô phỏng 50 4.3.1 Trường hợp không có mưa 50 4.3.2 Trường hợp mưa nhỏ 51 4.3.3 Trường hợp mưa lớn 51 4.3.4 Trường hợp phát hiện có bụi 52 4.3.5 Trường hợp sử dụng chế đồ thủ công 53 4.4 Kết luận chương 4 55 4.4.1 Ưu điểm .55 4.4.2 Nhược điểm Hiệu quả thấp hơn 55 CHƯƠNG 5 ỨNG DỤNG ADRUINO, MÔ HÌNH THỰC TẾ CỦA ĐIỀU KHIỂN GẠT MƯA RỬA KÍNH TỰ ĐỘNG .56 5.1 Giới thiệu chung những linh kiện điện tử 56 5.1.1 Aduino uno 56 5.1.2 Cảm biến mưa 56 5.1.3 module cảm biến hồng ngoại .57 5.1.4 LCD LM016 58 5.2 Chương trình điều khiển 58 Downloaded by MON MON (monmon2@gmail.com) lOMoARcPSD|39222638 5.3 Kết luận chương 5 63 5.3.1 Khởi động gạt mưa 63 5.3.2 Khởi động rửa kính 64 64 KẾT LUẬN 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO .66 Downloaded by MON MON (monmon2@gmail.com) lOMoARcPSD|39222638 DANH MỤC HÌNH ẢNH hình 1 1 Bà mary anderson (1866-1953) 2 hình 2 1 Cấu tạo chung của hệ thống gạt nước 5 hình 2 2 Cấu tạo chung của hệ thống gạt nước 6 hình 2 3 Cần gạt nước trên ô tô .6 hình 2 4 Cấu tạo cần gạt nước 7 hình 2 5 Gạt nước che một nửa và che hoàn toàn 8 hình 2 6 Một số cách bố trí của lưỡi gạt 9 hình 2 7 Relay điều khiển gạt nước gián đoạn 10 hình 2 8 Công tắc rửa kính 11 hình 2 9 Cấu tạo motor gạt nước và cấu tạo cuộn dây của motor 12 hình 2 10 Hoạt động của công tắc dạng cam 13 hình 2 11 Hoạt động kết hợp rửa kính và gạt nước .13 hình 2 12 Sơ đồ hoạt động gạt nước ở chế độ low 15 hình 2 13 Sơ đồ hoạt động gạt nước ở chế độ high .16 hình 2 14 Sơ đồ hoạt động gạt nước ở chế độ off 17 hình 2 15 Sơ đồ hoạt động gạt nước ở chế độ int 17 hình 2 16 Sơ đồ hoạt động rửa kính ở chế độ on 18 hình 2 17 Hệ thống gạt nước dải rộng 19 hình 2 18 Gạt nước theo tốc độ xe 21 hình 2 19 Rửa kính kết hợp 22 hình 2 20 Gạt nước tự động khi trời mưa 23 hình 3 1 xe Toyota camry 2012 .25 hình 4 1 Giao diện chính của chương trình 36 hình 4 2 menu chính của phần mềm 37 hình 4 3 Hình ảnh giao diện của phần mềm arduino .41 hình 4 4 Hình ảnh các nút lệnh thường dùng của ide 41 hình 4 5 Hình ảnh vùng thông báo của phần mềm arduino ide .42 hình 4 6 Ide menu 42 hình 4 7 File menu 42 hình 4 8 Click examples 43 hình 4 9 Mạch mô phỏng nguyên lý 44 hình 4 10 Khối vi diều khiển 44 hình 4 11 khối cảm biến bụi 45 hình 4 12 Khối cảm biến mưa .45 hình 4 13 Khối màn hình LCD 46 hình 4 14 Modul I2C kết nối LCD 46 Downloaded by MON MON (monmon2@gmail.com) lOMoARcPSD|39222638 hình 4 15 Serial hiển thị giá trị điện trở 47 hình 4 16 Khối công tắc điều khiển .47 hình 4 17 Khối motor gạt mưa và phun nước 47 hình 4 18 trường hợp không có mưa .55 hình 4 19 trường hợp mưa nhỏ 56 hình 4 20 trường hợp mưa lớn .57 hình 4 21 trường hợp rửa kính 57 hình 4 22 điều khiển thủ công .58 hình 4 23 điều khiển thủ công chế độ thấp 59 hình 4 24 điều khiển thủ công chế độ cao .59 hình 4 25 điều khiển chế độ cao 60 hình 5 1 board mạch Arduino 61 hình 5 2 module cảm biến mưa .62 hình 5 3 module cảm biến hồng ngoại 62 hình 5 4 màn hình LCD 63 hình 5 5 chế độ khởi động .69 hình 5 6 chế độ rửa kính 69 Downloaded by MON MON (monmon2@gmail.com) lOMoARcPSD|39222638 LỜI NÓI ĐẦU Ngành ô tô thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng đang phát triển mạnh mẽ với việc ứng dụng ngày càng nhiều những thành tựu công nghệ thông tin vào sản xuất và lắp đặt các linh kiện ô tô Hiện nay thì vấn đề trang bị trên ôtô là tiêu chí chính để đánh giá một chiếc xe hơi cao cấp Hệ thống gạt mưa – rửa kính của ô tô là một bộ phận không thể thiếu khi xe vận hành trên đường, nhằm đảm bảo tính an toàn cho người và phương tiện khi tham gia giao thông Xuất phát từ tình hình thực tế trên thế giới, bộ điều khiển gạt nước tự động đã được nghiên cứu và phát triển khá thành công ở nước ngoài, và được trang bị trên một số hãng xe lớn như BMW, Mercedes… Tuy nhiên căn cứ vào tình hình trong nước thì đa số người dân có thu nhập trung bình nên phần lớn người dân chưa có cơ hội sở hữu cho mình những chiếc xe cao cấp được trang bị hệ thống gạt nước và rửa kính tự động mà các hệ thống gạt nước mưa đa số vẫn làm việc trên nguyên tắc chuyển đổi bằng tay Điều này đôi lúc gây bất lợi cho người lái xe,đó là luôn mất thời gian bật công tắc gạt nước trong khi lái xe trong điều kiệnthời tiết xấu (mưa, bão…), điều này gây mất tập trung và ảnh hưởng đến việc lái xe an toàn Mặt khác để mở rộng tầm hiểu biết, vận dụng những gì đã học vào thực tế và để thuận tiện hơn cho người lái xe em đã có ý tưởng xây dựng mộthệ thống gạt nước tự động thay vì phải điều chỉnh bằng tay trên các xe chưa đượctrang bị chức năng tự động Hệ thống sẽ tự động chuyển sang ON khi phát hiệncó mưa và dừng lại khi trời hết mưa 1 Downloaded by MON MON (monmon2@gmail.com) lOMoARcPSD|39222638 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG GẠT MƯA RỬA KÍNH TRÊN TOYOTA CAMRY 2021 1.1Tổng 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 hình 1 1 Bà mary anderson (1866-1953) 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 toàn của tài xế khi phải lái xe dưới mưa 2 Downloaded by MON MON (monmon2@gmail.com) lOMoARcPSD|39222638 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 1.2Nhiệm vụ, phân loại và yêu cầu của hệ thống gạt nước 1.2.1 Nhiệm vụ 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 1.2.2 Phân loại - 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) 3 Downloaded by MON MON (monmon2@gmail.com) lOMoARcPSD|39222638 1.2.3 Kết luận chương 1 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) CHƯƠNG 2 CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÍ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG GẠT MƯA RỬA KÍNH 2.1Cấu tạo của hệ thống gạt nước 2.1.1 Cấu tạo chung 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) 10 Cảm biến nước mưa 4 Downloaded by MON MON (monmon2@gmail.com)