THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN TỪ XA GẬP GƯƠNG TỰ ĐỘNG CHO ÔTÔ

Hệ thống khởi động Hệ thống nạp Hệ thống điều khiển động cơ Hệ thống chiếu sáng và tín hiệu Hệ thống điện phụ: nâng kính, gạt nước, khóa cửa, điều khiển từ xa,... Hệ thống điều khiển điều hòa không khí Hệ thống phanh điều khiển điện tử Hệ thống lái điện tử Hệ thống mã hóa khóa động cơ và chống trộm Hệ thống điều khiển xe điện Hệ thống điều khiển xe hybrid Hệ thống định vị toàn cầu GPS

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG

Chủ nhiệm đề tài: PHẠM THÀNH TRUNG

Thái Nguyên, ngày 26 tháng 11 năm 2018

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG

Chủ nhiệm đề tài: PHẠM THÀNH TRUNG

Lớp: CNTĐH – K14B Khoa: Công nghệ Tự động hóa Ngành học: Công nghệ Tự động hóa

Cố vấn khoa học: ThS Lê Thị Thu Phương

Lãnh đạo khoa/bộ môn

MỤC LỤC

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG

KHOA/BỘ MÔN: CNTĐH

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

1 Thông tin chung

- Tên đề tài: Thiết kế bộ điều khiển từ xa gập gương tự động cho ôtô

- Mã số: S2018 – 08 - 07

- Chủ nhiệm đề tài: Phạm Thành Trung

- Lớp: CNTĐH-K14B Khoa:CNTĐH Năm thứ: 4 Số năm đào tạo: 5 năm

- Cố vấn khoa học: ThS Lê Thị Thu Phương

- Thời gian thực hiện: 12 tháng

2 Mục tiêu đề tài: Thiết kế được bộ điều khiển gập gương tự động cho ôtô

3 Tính mới và sáng tạo:

4 Kết quả nghiên cứu: Thiết kế được bộ điều khiển

5 Sản phẩm: Bộ điều khiển gập gương tự động

6 Phương thức chuyển giao, địa chỉ ứng dụng, tác dụng và lợi ích mang lại của kết quả nghiên cứu: Đề tài thiết kế bộ điều khiển gập gương tự động cho oto Có thể

lắp đặt trên oto để điều khiển gương chiếu hậu

Ngày tháng năm

Sinh viên chịu trách nhiệm chính

thực hiện đề tài

Nhận xét của cố vấn khoa học về những đóng góp khoa học của sinh viên thực

hiện đề tài (phần này do cố vấn khoa học ghi):

INFORMATION ON RESEARCH RESULTS

1 General information:

Project title: The design of automatic remote control mirrors for automobiles

Code number: S2018 – 08 - 08

Coordinator: PHAM THANH TRUNG

Class: CNTDH-K14B Faculty: Automation Technology

Supervisor: Mrs LE THI THU PHUONG

Duration: from 01/01/2018 to 31/12/2018

2 Objective(s): : The design is automatic mirror control for cars

3 Creativeness and innovativeness:………

4 Research results: The design is automatic mirror control for cars 5.Products: Automatic mirror control unit

6.Transfer alternatives, application institutions, impacts and benefits of research results: The topic of automatic mirror folding

controller design for car Can be mounted on the car to control therearview mirror

MỞ ĐẦU

Đất nước ta trong quá trình đổi mới công nghiệp hóa hiện đạihóa Đặt mục tiêu phấn đấu đến năm 2020 nước ta cơ bản trở thànhnước công nghiệp theo hướng hiện đại Sự xuất hiện của các thiết bịcông nghệ đã ăn sâu vào trong tất cả các mặt của cuộc sống từ sinhhoạt sản xuất đến vui chơi giải trí Đâu đâu ta cũng có thế thấy sựxuất hiện của các thiết bị công nghệ Và như một sự tất yếu khi cuộcsống càng phát triển thì yêu cầu về sự đầy đủ càng nâng lên

Phương tiện di chuyển cũng nằm trong những nhu cầu như thế

Từ những chiếc xe đạp 2 bánh đến phát minh động cơ hơi nước đãdẫn đến sự xuất hiện những phương tiện di chuyển hoàn toàn mới đó

là xe môtô 2 bánh 3 bánh đến ôtô hay còn gọi là xe hơi

Người sử dụng ôtô chắc sẽ cảm nhận được sự tiện dụng củagương gập điện, mỗi khi đỗ xe vào đâu đó thao tác rất thường thấy

là gập chiếc gương chiếu hậu vào thân xe để tránh bị va chạm

Tuy nhiên, ở rất nhiều chiếc xe hơi không có chức năng gậpgương tự động, người lái xe phải đi quanh xe để gập bằng tay rất bấttiện Để giúp người lái xe thoải mái và tiện lợi hơn chúng em sẽnghiên cứu và chế tạo ra bộ điều khiển gập gương từ xa cho dòng xeôtô

Đối với nước ta là một nước đang phát triển theo hướng hiện đạihóa thì đây vẫn là một trong những đề tài có tiềm năng Mặc dù trênthị trường đã có nhiều cá nhân, tập thể hay nhiều shop về linh kiệnôtô đã nghiên cứu đưa ra sản phẩm với rất nhiều chủng loại, mẫu mãtính năng nhưng về hiệu quả và giá thành vẫn là một dấu hỏi lớn Nhìn chung ở các nước tiên tiến về công nghệ ôtô đây là đề tàikhông mới, đã được ứng dụng trên nhiều dòng xe cả đời cũ và đờimới, nhiều tính năng hiện đại và không ngừng được cải tiến, pháttriển

Đề tài đề ra mục tiêu là nghiên cứu và chế tạo ra bộ điều khiển

gập gương tự động có khả năng gập gương khi có tín hiệu điều

khiển, với các yêu cầu sau:

Khi mở khóa điện thì gương sẽ tự động mở, khi tắt khóa điện thìgương gập tự động

Nút công tắc có thể mở hoặc gập gương trong khi xe vẫn đang chạy ( nổ máy ).Bấm chìa khóa điều khiển từ xa để gập (cụp) gương hoặc mở gương (xòe)

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN GƯƠNG

1.1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN TRONG ÔTÔ

Cùng với sự phát triển của kỹ thuật, chiếc xe ngày nay ngày mộttiện nghi và hiện đại hơn Những phát triển gần đây trên ô tô chủ yếuliên quan đến phần điện Trên một chiếc ô tô hiện đại, phần điệnchiếm một phần đáng kể trong giá trị tổng thành của nó Hệ thốngđiện và điện tử can thiệp vào gần như tất cả các hệ thống trên mộtchiếc xe, từ hệ thống đơn giản có từ lâu đời như khởi động, cung cấpđiện, đánh lửa đến những hệ thống mới được nghiên cứu ứng dụngnhư phanh, lái, treo Trong tương lai, chiếc xe được ví như một robot.Sau đây là liệt kê một số hệ thống điện và điện tử trên ô tô

- Hệ thống điều khiển điều hòa không khí

- Hệ thống phanh điều khiển điện tử

- Hệ thống lái điện tử

- Hệ thống mã hóa khóa động cơ và chống trộm

- Hệ thống điều khiển xe điện

- Hệ thống điều khiển xe hybrid

- Hệ thống định vị toàn cầu GPS

Ở đây, chúng ta tập trung vào hệ thống điện phụ như nâng kính,gạt, khóa của , điều khiển từ xa, gập gương…hay cụ thể là hệ thốnggập gương cho ô tô.

1.2 HỆ THỐNG GẬP GƯƠNG CHO Ô TÔ.

Trải qua mấy trăm năm phát triển công nghệ sản xuất ôtô ngàycàng hiện đại để đáp ứng nhu cầu của thị trường và người tiêu dùngphù hợp với mục và hoàn cảnh sử dụng Trong đó sự hiện đại, đầy đủ

và nhỏ gọn được chú trọng hơn cả Một trong những nhu cầu đó làvấn đề gương chiếu hậu của ôtô ở những nước đang trong quá trìnhphát triển như nước ta sự bùng nổ của thị trường ôtô vừa là tín hiệutốt nhưng bên cạnh đó cũng đặt ra nhiều vấn đề do hệ thống giaothông của nước ta không kịp phát triển để đáp ứng với sự tăngtrưởng mạnh mẽ của số lượng ôtô ngày một tăng Nhiều thành phốlớn số lượng ôtô quá nhiều mà độ rộng của đường phố lại không đủđáp ứng Khi đó sự nhỏ gọn lại được đặt lên.Gương chiếu hậu là một

bộ phận không thể thiếu của ôtô để đảm bảo sự an toàn khi lưuthông nhưng cũng phần nào gây khó khăn trong quá trình di chuyểnkhi số lượng phương tiện nhiều

Tính năng tự động gập gương chiếu hậu tự động cũng không có gì xa xỉ, tuynhiên do để giảm giá bán nhiều hãng đã bỏ chức năng này, nhất là đối với xe nhậpkhẩu Ở các nước phát triển nếu không có tính năng này thì cũng chẳng ảnh hưởng gì,nhưng ở các thành phố đông dân, điển hình như TPHCM thì có khi lại bất tiện, nhất làkhi đi giờ cao điểm hoặc vào các con hẻm nhỏ Chính vì thế lắp thêm tính năng nàyđang là nhu cầu của nhiều người dân đang sở hữu xe hơi

Tiện ích đầu tiên khi gắn thêm chức năng này là khi để xe ở lề đường thường thì

remote khóa cửa là gương chiếu hậu sẽ tự động xếp lại và ngược lại khi bấm mở cửa,gương chiếu hậu sẽ tự động mở ra.

Hoặc như khi di chuyển trên đường, tình cờ có xe máy va quẹt làm gương bị lệch

vị trí bạn có thể ấn công tắc gập gương là gương sẽ tự động gập lại, sau đó ấn công tắc

mở gương là gương sẽ trở lại vị trí đã chọn mà không cần phải xuống kiếng thò tay rangoài để sửa lại gương đã bị lệch

Tương tự như vậy khi đi vào các con hẻm nhỏ, khi gặp các khúc quanh hẹp bạnchỉ cần bấm công tắc để gập gương và cho xe thoát ra khỏi khu vực chật chội, sau đóbấm mở gương là xong, không phải thò tay ra ngoài

CHƯƠNG II: GIỚI THIỆU VỀ GƯƠNG CHIẾU HẬU ÔTÔ

2.1 GIỚI THIỆU VỀ GƯƠNG CHIẾU HẬU ÔTÔ

2.1.1 CHỨC NĂNG

Hình 1.1 : Gương chiếu hậu.

Gương chiếu hậu là loại gương được gắn trên xe hơi nói chung vàtrên một số phương tiện giao thông khác Thông thường, gươngchiếu hậu được lắp ở hai bên thân xe và phần trên cùng của kínhchắn gió Nhiệm vụ gương chiếu hậu là một thiết bị an toàn thiết yếucủa ôtô giúp người lái xe quan sát phía sau đảm bảo an toàn khi điều

khiển phương tiện giao thông

2.1.2 Yêu cầu:

Hệ thống điều khiển gương điện có những yêu cầu sau:

- Có kết cấu nhỏ gọn điều khiển dễ dàng ít phải chăm sóc bảo dưỡng sửa chữa

- Có tầm nhìn rộng hạn chế những điểm mù

- Điều khiển tự động

- Có khả năng tự gập hoặc gập bằng tay

2.1.3 Phân loại:

a Theo vị trí lắp đặt gương chiếu hậu chia làm hai loại:

Gương chiếu hậu lắp trên kính chắn gió

Đây là loại gương chiếu hậu kiểu cũ tuy nhiên vẫn được sử dụng và rất cần thiếtđối với lái xe có thể giúp lái xe quan sát trong khoang xe phía sau và giúp quan sátđiều khiển xe được tốt hơn khi thực hiện lùi xe tránh va vào vậ t cản phía sau khó quansát trong điểm mù

Hình 1.2 : Gương chiếu hậu trên kính chắn gió.

Gương chiếu hậu hai b ên thân xe (gương chiếu hậu ngoài):

Khi giao thông trên đường ngày càng trở nên đông đúc, người lái xe bắt đầu thấyđược sự bất tiện củ a gương chiếu hậu kiểu cũ Có rất nhiều điểm ở phía sau khôngnhìn thấy được, nhất là ở hai bên, khi gương được lắp ở trong xe Bên cạnh đó, gươngchiếu hậu lắp trên kính chắn gió thường xuyên bị mất tác dụng bới người ngồi sau haykhi xe chở hàng hóa Vì thế, các nhà sản xuất ôtô bắt đầu nghiên cứu chế tạo và ứngdụng loại gương chiếu hậu cho phép lái xe có tầm nhìn rộng hơn Loại gương chiếuhậu mới được ra đời có tên gọi Wingmirror (gương chiếu hậu hai bên thân xe) Ngàynay, bất cứ một chiếc xe hơi nào cũng được trang bị loại gương chiếu hậu này Gươngchiếu hậu hai bên thân xe được lắp đặt ở bên ngoài nên có thể trợ giúp cho người lái cóđược cái nhìn tốt hơn ở phía sau xe Bên cạnh đó, gương chiếu hậu thân xe còn chophép điều chỉnh linh hoạt để có được góc nhìn tốt nhất, phù hợp với chiều cao và vị trícủa người lái.

Hình 1.3 : Gương chiếu hậu 2 bên thân xe

b Theo phương pháp điều khiển:

Gương chiếu hậu điều khiển bằng tay:

Hiện nay gương chiếu hậu điều khiển bằng tay vẫn được sử dụngrất phổ biến và rộng dãi chủ yếu sử dụng trên các xe tải, xe bus, xe

đầu kéo và một số xe con đời cũ

Hình 1.4 : Gương chiếu hậu điều khiển bằng tay

Gương chiếu hậu điều khiển điện:

Việc ứng dụng gương chiếu hậu lắp bên ngoài xe đem đến cho người lái tầm quan sát tốt hơn Tuy nhiên, trước kia, để điều chỉnh góc chiếu và gập gương lại khi đỗ xe, người lái đều phải thao tác bằng tay rất bất tiện Gương chiếu hậu điều khiển điện ra đời đã khắc phục nhược điểm đó Lái xe chỉ việc ngồi trong xe, điều khiển góc chiếu của gương và gập gương chỉ bằng một nút bấm Một mạch điện được nối từ nút bấm tới môtơ, điều khiển gương theo nhiều hướng khác nhau

c Theo chức năng:

+ Gương chống chói

Khi lái xe vào ban đêm, một trong những yếu tố ảnh hưởng lớnđến độ an toàn là gương chiếu hậu bị chói khi có xe đi phía sau rọi

Gương chống chói chính là giải pháp nâng cao độ an toàn Khác vớicác loại gương chiếu hậu thông thường chỉ có một lớp kính, gươngchống chói bao gồm hai lớp, trong đó lớp ngoài trong suốt và lớp bêntrong được tráng chất phản xạ như các loại gương bình thường Giữahai lớp kính này có một chất gien từ tính có thể đổi màu dưới tác

động của xung điện Các cảm biến và bộ điều khiển trung tâm sẽkiểm soát độ mờ và chống chói cho gương

Gương chiếu hậu tích hợp màn hình:

Một thực tế cho thấy, dù rất hữu ích nhưng gương chiếu hậu vẫntồn tại những điểm mù, tức là những điểm mà lái xe không thể nhìnthấy được qua gương Khi công nghệ phát triển, người ta ứng dụngcác thiết bị camera gắn phía sau xe để khắc phục nhược điểm đó

Hình 1.6: Gương chiếu hậu trong

Gương chiếu hậu trong, ngoài nhiệm vụ truyền thống còn đượctích hợp màn hình Tín hiệu hình ảnh sẽ được truyền trực tiếp lênmàn hình trên gương chiếu hậu Ở một số loại xe, bạn chỉ cần gài sốlùi, màn hình lập tức hiển thị lên gương chiếu hậu

Gương chiếu hậu tích hợp công nghệ di động Bluetooth:

Không chỉ giúp cho các lái xe có thể quan sát xung quanh khiđiều khiển xe ôtô mà gương chiếu hậu tích hợp công nghệ di độngBluetooth còn cho phép người lái dễ dàng đàm thoại điện thoại giúp

an toàn hơn trong việc điều khiển xe Gương chiếu hậu tích hợp côngnghệ di động bluetooth có đầy đủ những tính năng của chiếc điệnthoại di động như hiển thị số điện thoại gọi đến, từ chối lịch sự cuộcgọi đến, báo số bằng giọng nói, nhạc chuông khi có điện thoại gọiđến Bộ đàm thoại kết nối Bluetooth gắn trên gương hỗ trợ tất cảcác loại điện thoại di động có chức năng Bluetooth

Hình1.7: Gương chiếu hậu tích hợp công nghệ di động Bluetooth:

Gương chiếu hậu tích hợp GPS

Với hệ thống định vị toàn cầu (GPS) MirrorPilot gắn vào gươngchiếu hậu, việc quan sát màn hình hiển thị thông tin dẫn đường sẽthuận tiện hơn nhiều Thiết vị dẫn đường sử dụng hệ thống GPS tíchhợp trên gương chiếu hậu sẽ cung cấp thông tin như khi lắp trên táp

lô, đồng thời giúp mắt người lái không phải nhìn xuống mà vẫnnhìnđường phía trước Khoa học công nghệ càng phát triển, chiếcgương chiếu hậu không chỉ đơn thuần là chiếc gương chiếu hậu nữa

Hình 1.8: Gương chiếu hậu tích hợp GPS

Người ta tích hợp ngày càng nhiều các chức năng như la bàn,đồng hồ đo nhiệt độ, cảnh báo an toàn giao thông vào gương chiếuhậu Tất cả đều nhằm đem đến tiện ích, sự an toàn cũng như sự

quan sát tốt nhất cho người lái Đó chính là nền tảng cho việc pháttriển, tích hợp công nghệ trên gương xe sau này.

2.1.4 Cấu tạo tổng quát

a Gương chiếu hậu

Gương chiếu hậu hai bên thân xe được lắp đặt ở bên ngoài nên

có thể trợ giúp cho người lái có được cái nhìn tốt hơn ở phía sau xe Bên cạnh đó, gương chiếu hậu thân xe còn cho phép điều chỉnh linh hoạt để có được góc nhìn tốt nhất, phù hợp với chiều cao và vị trí củangười lái

b Rơle điều khiển 14 chân

Rơle điều khiển dùng để điều khiển gương chiếu hậu gập ra, gập vào

điện dùng nam châm vĩnh cửu.

Hình1.10: Mô tơ điện

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ MẠCH GẬP GƯƠNG TỰ ĐỘNG

3.1 MỤC TIÊU ĐIỀU KHIỂN

- Nghiên cứu và chế tạo ra bộ điều khiển từ xa gập gương cho ôtô có khả năng tựđộng gập gương khi có tín hiệu điều khiển

- Khi mở khóa điện thì gương sẽ tự động mở, khi tắt khóa điện thì gương gập

ổn định.

Từ đó thiết bị này được làm ra với tính thương mại hóa 10 năm qua một số nhàsản suất ngừng sản suất loại IC này bởi vì sự cạnh tranh và những lý do khác Tuy thế

những công ty khác lại sản suất ra những dòng này IC 555 hiện nay được sử dụng kháphổ biến ở các mạch tạo xung, đóng cắt hay là những mạch dao động khác.

Hình1.12 : IC NE555

1 Thông số

+ Điện áp đầu vào : 2 - 18V ( Tùy từng loại của 555 : LM555, NE555,NE7555 )

+ Dòng tiêu thụ : 6mA - 15mA

+ Điện áp logic ở mức cao : 0.5 - 15V

+ Điện áp logic ở mức thấp : 0.03 - 0.06V

+ Công suất tiêu thụ (max) 600mW

2 Chức năng của 555

+ Tạo xung

+ Điều chế được độ rộng xung (PWM)

+ Điều chế vị trí xung (PPM) (Hay dùng trong thu phát hồng ngoại)

3 Bố trí chân và sơ đồ nguyên lý

Hình 1.13 : Sơ đồ chân IC NE555

Hình dạng của 555 ở trong hình 1 và hình 2 Loại 8 chân hình tròn và loại 8 chânhình vuông Nhưng ở thị trường Việt Nam chủ yếu là loại chân vuông

Hình 1.14

Nhìn trên hình 3 ta thấy cấu trúc của 555 nó tương đương với hơn 20 transitor ,

15 điện trở và 2 diode và còn phụ thuộc vào nhà sản xuất Trong mạch tương đươngtrên có : đầu vào kích thích , khối so sánh, khối điều khiển chức năng hay công suấtđầu ra.Một số đặc tính nữa của 555 là : Điện áp cung cấp nằm giữa trong khoảng từ 3Vđến 18V, dòng cung cấp từ 3 đến 6 mA

Dòng điện ngưỡng xác định bằng giá trị lớn nhất của R + R Để điện áp 15V thìđiện trở của R + R phải là 20M Tất cả các IC thời gian đều cần 1 tụ điện ngoài để tạo

ra 1 thời gian đóng cắt của xung đầu ra Nó là một chu kì hữu hạn để cho tụ điện (C)nạp điện hay phòng điện thông qua một điện trở R Thời gian này được xác định thôngqua điện trở R và tụ điện C

Đường cong nạp của tụ điện