ĐỒ ÁN CẢM BIẾN ĐO NHỊP TIM TRÊN VÔ LĂNG VÀ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG THÔNG MINH TRÊN Ô TÔ

Hệ thống cảm biến đo nhịp tim trên ô tô, đưa ra cảnh báo và gửi tín hiệu GPS của chiếc xe về cho người Thân thông qua tin nhấn SMS. Hệ thống sẽ có 2 tín hiệu cảnh báo, Thứ nhất khi nhịp tim trong mức an toàn thì sẽ cho ra tín hiệu kèn nhỏ hú cảnh báo tài xế. Cảnh báo thứ hai nhịp tim nguy hiểm kèn xe và Đèn Hazard hoạt động cảnh báo cho các tài xế xung quanh. Hệ thống gồm đầy đủ các linh kiện và code

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ MƠ HÌNH HỆ THỐNG ĐO NHỊP TIM TRÊN VÔ LĂNG CẢNH BÁO VÀ GỬI GPS VỀ CHO NGƯỜI THÂN QUA SMS KẾT HỢP VỚI HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG TRÊN Ô TÔ Ngành: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ Giảng viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện: MSSV: Lớp: TP Hồ Chí Minh, BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Giáo viên hướng dẫn : Họ tên sinh viên : Lớp : MSSV : Tên đề tài : Điểm đánh giá: Xếp loại: TP Hồ Chí Minh, ngày 02 tháng 07 năm 2021 Giáo viên hướng dẫn (ký tên ghi rõ họ tên) BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Giáo viên phản biện : Họ tên sinh viên : Lớp : MSSV : Tên đề tài : Điểm đánh giá: Xếp loại: TP Hồ Chí Minh, ngày 02 tháng 07 năm 2021 Giáo viên phản biện (ký tên ghi rõ họ tên) MỤC LỤC CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 1.1 Tính cấp thiết đề tài 1.1.1 Đặt vấn đề 1.1.2 Tầm quan trọng đề tài 1.1.3 Ý nghĩa đề tài 1.1.4 Lý chọn đề tài 1.2 Tình hình nghiên cứu 1.3 Mục tiêu nghiên cứu 1.3.1 Mục tiêu 1.3.2 Đối tượng phạm vi nghiên cứu .8 1.3.3 Các kết hướng đến đề tài .8 1.4 Nhiệm vụ đề tài 1.5 Phương pháp nghiên cứu 1.6 Kết cấu đồ án CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 11 2.1 Tổng quan hệ thống chiếu sáng 11 2.1.1 Nhiệm vụ, yêu cầu phân loại hệ thống chiếu sáng ô tô .11 2.1.2 Các thông số 11 2.2 Tổng quan hệ thống đo nhịp tim .13 2.2.1 Tìm hiểu nhịp tim Phương pháp đo nhịp tim .13 2.2.2 Mở đầu, khái niệm, yêu cầu, nhiệm vụ, chức hệ thống 16 CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG CẢM BIẾN NHỊP TIM VÀ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG TRÊN Ô TÔ 18 3.1 Hệ thống cảm biến nhịp tim, định vị GPS gửi SMS 18 3.1.1 Các phần tử hệ thống cảm biến nhịp tim .18 3.1.2 Sơ đồ thuật toán, sơ đồ nguyên lý nguyên lý hoạt động 30 3.1.3 Khai báo thư viện, chân linh kiện, chức chân chương trình mơ hình 33 3.2 Hệ thống chiếu sáng ô tô 37 3.2.1 Giới thiệu phần tử hệ thống .37 3.2.2 Hệ thống đèn pha cốt 41 3.2.3 Đèn sương mù 43 3.2.4 Đèn kích thước (tail) 45 CHƯƠNG 4: Thiết kế thi cơng mơ hình .48 4.1 Giới thiệu số linh kiện chuẩn bị 48 4.1.1 Chuẩn bị linh kiện hệ thống đo nhịp tim .48 4.1.2 Chuẩn bị linh kiện cho hệ thống chiếu sáng 50 4.2 Thiết kế thi cộng mơ hình 53 4.2.1 Thiết kế sơ đồ mạch điện, sơ đồ đấu dây autocad 53 4.2.2 Thiết kế phần khung mơ hình 55 4.2.3 Giới thiệu giao diện phần mềm lập trình 56 4.2.4 Thi cơng lắp mơ hình mạch điều khiển nhịp tim .57 4.2.5 Thi công lắp mô hình hệ thống chiếu sáng 63 4.2.6 Q trình tích hợp hai hệ thống vào mơ hình 71 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN 75 5.1 Kết luận 75 5.1.1 Hệ thống cảm biến nhịp tim 75 5.1.2 Hệ thống chiếu sáng 75 5.2 Về lý thuyết 76 5.3 Về thực hành 76 5.4 Đánh giá ưu nhược điểm hệ thống 76 5.4.1 Ưu điểm .76 5.4.2 Nhược điểm .77 5.5 Thuận lợi khó khăn thực đề tài 77 5.5.1 Thuận lợi 77 5.5.2 Khó khăn 77 5.6 Hướng phát triển đề tài 78 TÀI LIỆU THAM KHẢO 79 DANH MỤC CÁC HÌNH ẢN Hình 1.1 An toàn lái xe Hình 1.2 Hình minh họa hệ thống cảm biến nhịp tim Hình 1.3 Hình minh họa Hình 1.4 Nam tài xế bị nhồi máu tim điều trị Bệnh viện E Hình Hình minh họa .6 Hình 1.6 Hình Minh họa .7 Hình Vị trí lắp đặt hệ thống chiếu sáng tín hiệu 13 Hình 2 Thơng số đánh giá nhịp tim người trạng thái nghỉ ngơi 14 Hình 2.3 Dạng tín hiệu nhịp tim 15 Hình 2.4 Sự hấp thụ ánh sáng động mạch truyền qua ngón tay 15 Hình 2.5 Vị trí đặt cảm biến 16 Hình 3.1 Cảm biến nhịp tim oxy máu MAX30102 MH-ET LIVE 18 Hình Chân cảm biến nhịp tim MAX30102 .19 Hình 3 Module SIM808 20 Hình Các cụm module SIM808 .21 Hình Sơ đồ chân module SIM808 22 Hình Arduino nano .23 Hình Thông số kỹ thuật arduino nano 24 Hình Sơ đồ chân arduino nano 24 Hình Cịi nhỏ 5v 25 Hình 10 LCD 16x2 25 Hình 11 Thơng số kỹ thuật LCD 16x2 .26 Hình 12 Relay 27 Hình 13 Cịi tơ 12v .28 Hình 14 Mạch giảm áp 12V xuống 5V 29 Hình 15 Sơ đồ thuật toán hệ thống đo nhịp tim 30 Hình 16 Sơ đồ mạch điện hệ thống nhịp tim 31 Hình 17 Khai báo thư viện 33 Hình 18 Chương trình void Setup 33 Hình 19 Chương trình void loop .34 Hình 20 Chương trình void loop .34 Hình 21 Chương trình xử lý nhịp tim .35 Hình 22 Chương trình init Sim808 35 Hình 23 Chương trình kiểm tra giao tiếp Sim808 36 Hình 24 Chương trình SMS GPS 36 Hình 25 Các loại bóng đèn thường sử dụng ô tô 37 Hình 3.26 Bóng đèn loại dây tóc 38 Hình 3.27 Cấu tạo đèn halogen 38 Hình 28 Đèn xenon 39 Hình 29 Chóa đèn hình chữ nhật 39 Hình 30 Đường tia sáng chóa đèn phản chiếu 40 Hình 31 Cấu tạo kính khuếch tán 40 Hình 32 Cấu tạo đèn pha cốt 41 Hình 33 Sơ đồ mạch điện hệ thống đèn pha cốt 42 Hình 35 Đèn sương mù phía trước 43 Hình 36 Cấu tạo đèn sương mù 44 Hình 37 Sơ đồ mạch điện đèn sương mù 45 Hình 38 Đèn tail .46 Hình 39 Sơ đồ mạch điện đèn kích thước 46 Hình Cảm biến MAX30102 48 Hình Arduino nano .48 Hình Sim808 49 Hình 4 LCD 16x2 49 Hình Adapter hạ áp 5v 50 Hình Cơng tắc điều khiển đèn tô .50 Hình Cầu chì tổng, Cầu chì 51 Hình Đuôi đèn 51 Hình Bóng đèn pha cốt 52 Hình 10 Cục chớp xi nhan 52 Hình 11 Rơle 53 Hình 12 Thiết kế sơ đồ điện hệ thống nhịp tim 53 Hình 13 Thiết kế sơ đồ mạch điện hệ thồng pha .54 Hình 14 Thiết kế sơ đồ mạch đèn TAIL đèn sương mù .54 Hình 17 Miếng lắp 55 Hình 15 Lắp khung mơ hình 55 Hình 16 Bu lơng đầu trịn .55 Hình 18 Giao diện arduino .56 Hình 19 Lắp mạch thử nghiệm 57 Hình 20 Lắp cảm biến Max30102 vào ardunio nano 57 Hình 21 Lắp LCD, MAX30102 vào Ardunio 58 Hình 22 Đấu nối relay kèn nhỏ 58 Hình 23 lắp Mudule SIM808 vào mạch .59 Hình 24 Hồn thành chạy thử mạch nhịp tim .59 Hình 25 Đấu nguồn cho linh kiện .60 Hình 26 Dấu linh kiện vào hộp 60 Hình 27 Hàn chì mối nối 61 Hình 28 Mạch đấu vào hợp hồn chỉnh 61 Hình 29 Cấp nguồn chạy thử 62 Hình 30 Khoang lổ cố định linh kiện 62 Hình 31 Quá trình khoan lỗ 63 Hình 32 Thiết kế mơ hình tích hợp 64 Hình 33 Đấu nối mạch chiếu sáng 65 Hình 34 Đấu nối hồn thành mạch 66 Hình 35 kiểm tra mạch 67 Hình 36 Cấp nguồn cho hệ thống chiếu sáng 68 Hình 37 Quá trình hàn chì mối nối 68 Hình 38 Quá trình dán băng keo đen .69 Hình 39 Quá trình ký hiệu dây 69 Hình 40 Quá trình cố định linh kiện 70 Hình 41 Quá trình rút dây cố định dây .70 Hình 42 Lắp hộp điều khiển nhịp tim vào mơ hình 71 Hình 43 Lắp vơ lăng lên mơ hình 71 Hình 44 Lắp cảm biến nhịp tim vào vơ lăng LCD vào mơ hình 72 Hình 45 Lắp kèn 12v vào mơ hình 72 Hình 46 Mơ hình hồn chỉnh 73 Hình 47 Text hoạt động mơ hình .73 Hình 48 Hoạt động định vị GPS .74 Hình 49 Hoạt động SMS 74 c Đấu nối toàn mạch Sau nghiên cứu cách đấu nối mạch, trình đấu nối tổng hợp chế độ mà nhóm nghiên cứu Hình 34 Đấu nối hoàn thành mạch 67 d Đo kiểm cấp nguồn - Đo kiểm Sau đấu nối hồn thành mạch, nhóm bắt đầu đo kiểm thang đo Ôm, để cấp nguồn cho hệ thống hoạt động Hình 35 kiểm tra mạch - Cấp nguồn cho hệ thống chiếu sáng Sau trình đo kiểm thành công, đến phần quan trọng cấp nguồn cho hệ thống hoạt động Hình 36 Cấp nguồn cho hệ thống chiếu sáng 68 e Hoàn thiện kiểm tra thẩm mỹ - Hàn chì mối nối Hình 37 Quá trình hàn chì mối nối - Dán băng keo tránh chạm mạch 69 Hình 38 Quá trình dán băng keo đen - Ký hiệu dây mạch Hình 39 Quá trình ký hiệu dây - Dán keo silicon cố định thiết bị 70 Hình 40 Quá trình cố định linh kiện - Dùng dây rút có định dây Hình 41 Quá trình rút dây cố định dây 71 4.2.6 Q trình tích hợp hai hệ thống vào mơ hình a Lắp hộp điều khiển nhịp tim vào mơ hình Hình 42 Lắp hộp điều khiển nhịp tim vào mơ hình b Lắp vơ lăng lên mơ hình Hình 43 Lắp vơ lăng lên mơ hình 72 c Lắp cảm biến nhịp tim vào vơ lăng LCD vào mơ hình Hình 44 Lắp cảm biến nhịp tim vào vô lăng LCD vào mơ hình d Lắp kèn 12v vào mơ hình Hình 45 Lắp kèn 12v vào mơ hình 73 e Q trình hồn thiện mơ hình Hình 46 Mơ hình hồn chỉnh f Text thử nghiệm Hình 47 Text hoạt động mơ hình g Text hoạt động SMS GPS 74 Hình 48 Hoạt động định vị GPS Hình 49 Hoạt động SMS 75 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN 5.1 KẾT LUẬN Sau thời gian tìm tịi nghiên cứu, tìm hiểu tài liệu, tìm hướng thiết kế khả thi, lập kế hoạch tiến hành thiết kế, chế tạo Cuối đề tài “Thiết kế mơ hình hệ thống cảm biến nhịp tim hệ thống chiếu sáng ô tô” hoàn thành thời hạn giao Dựa vào nhiệm vụ giáo viên hướng dẫn Thầy Nguyễn Phụ Thượng Lưu giao cho mục tiêu đặt Các thành viên nhóm khơng ngừng cố gắng tìm hiểu, học hỏi trau dồi kiến thức hệ thống cảm biến nhịp tim hệ thống đèn chiếu sáng tơ để lên kế hoạch khả thi cho việc áp dụng vào thiết kế mô ô tô Đề tài đạt mục tiêu sau: 5.1.1 Hệ thống cảm biến nhịp tim Đã giải vấn đề tích hợp cảm biến nhịp tim vào vơ lăng xe Luôn theo dõi nhịp tim người điều khiển xe ô tô Đã cảnh báo hiệu nhịp tim tăng đột ngột cho người điều khiển xe ô tô, cho tài xế xung quanh Định vị xác vị trí người gặp nạn gửi tin nhắn cho người thân giúp đỡ Chế tạo hệ thống cảm biến nhịp tim thông minh dễ dàng tích hợp hệ thống xe ô tô Đã mô nhịp tim từ thấp lên cao để bật chức cảnh báo ,báo động hỗ trợ Cách hoạt động cảnh báo,báo động hỗ trợ hoạt động trình tự hợp lý Khi nhịp 100prm hệ thống cảnh báo còi nhỏ 5v,với 120prm hệ thống phát còi 76 lớn 12v đèn cảnh báo người xung quanh đồng thời gửi tin nhắn định vị GPS cho người thân hỗ trợ 5.1.2 Hệ thống chiếu sáng Đã hoạt động tốt tích hợp với hệ thống cảm biến nhịp tim Thiết kế chế tạo mô hình chiếu sáng bản: Hệ thống chiếu sáng trước hết hệ thống chiếu sáng bản, mơ hình thiết kế với đầy đủ cấu, phận, chức hệ thống chiếu sáng Thực hiệu ứng chiếu sáng sinh động kèm với cụm đèn hazard nháy đèn cảnh báo hệ thống cảm biến nhịp tim 5.2 VỀ LÝ THUYẾT Tổng hợp kiến thức hệ thống nhịp tim hệ thống chiếu sáng ô tô Tiếp thu thêm nhiều kiến thức củng cố thêm nhiều kiến thức cũ Hiểu chức năng, yêu cầu, cấu tạo nguyên lý hoạt động hệ thống cảm biến nhịp tim hệ thống chiếu sáng Được tìm hiểu bệnh lý bệnh tim để tạo hồn thành hệ thống Biết tìm kiếm, tra cứu, phân tích tài liệu, củng cố khả biên soạn tài liệu, khả thuyết trình Biết cách thiết lập vẽ, đo kiểm chi tiết, tính tốn thiết kế 5.3 VỀ THỰC HÀNH Nghiên cứu áp dụng thành công cách lập trình code hệ thống cảm biến nhịp tim arduino Mơ q trình hoạt động hệ thống chiếu sáng Chế tạo mô hình cảm biến nhịp tim Chế tạo mơ hình chiếu sáng Các chức hai hệ thống hoạt động ổn định 77 5.4 ĐÁNH GIÁ ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA HỆ THỐNG 5.4.1 Ưu điểm Trong thời gian tháng thực đề tài, chúng em tìm tịi học hỏi chế tạo thành công hai hệ thống hệ thống cảm biến nhịp tim hệ thống chiếu sáng.Việc thành cơng q trình nghiên cứu thể qua việc chúng em lập trình đo đạc mô nhịp tim thành công arduino với hệ thống cảm biến nhịp tim Và chế tạo mơ hình đầy đủ hệ thống chiếu sáng Với quan tâm an toàn tham gia giao thông người tiêu dùng chúng em tạo hệ thống hỗ trợ sức khỏe thông minh với chi phí thấp dễ dàng tích hợp xe ô tô 5.4.2 Nhược điểm Hệ thống cảm biến nhịp tim vài hạn chế: Do kinh phí hạn hẹp chưa có chun mơn cao lập trình nên chúng em mơ lại nhịp tim từ thấp lên cao chưa đo đạc xác nhịp tim người Chức GPS chưa hoạt động ổn định số mơi trường Vì phụ tùng hệ thống chiếu sáng ngồi thị trường có giá cao nên nhóm chúng em chọn loại bóng đèn phù hợp kinh phí nhóm dù đáp ứng hoạt động ổn định hạn chế 5.5 THUẬN LỢI VÀ KHÓ KHĂN KHI THỰC HIỆN ĐỀ TÀI 5.5.1 Thuận lợi Được quan tâm bảo tận tình GVHD thầy Nguyễn Phụ Thượng Lưu nhóm chúng em hồn thành thành cơng đề tài nghiên cứu Hiện thị trường phụ tùng cảm biến đa dạng nên nhóm chúng em dễ dàng chọn loại phụ tùng phù hợp với mơ hình nhóm thực Được ơn lại kiến thức kỹ vẽ kỹ thuật môn Autocad, thiết kế mạch điện đo mạch điện môn điện - điện tử Làm việc nhóm, phân chia thời gian làm việc hiệu 78 5.5.2 Khó khăn Việc thực đồ án tổng hợp rơi vào khoảng thời gian dịch Covid-19 bùng nổ trở lại khiến nhóm em gặp nhiều khó khăn việc xếp lịch gặp cho thành viên nhóm để thực đề tài Vì hệ thống cảm biến nhịp tim tơ cịn mẻ nên việc tìm tài liệu tham khảo tốn nhiều thời gian Khó khăn kinh phí ảnh hưởng nhiều đến tiến độ thực đề tài, giá thành phụ tùng Ơ tơ cao nhóm làm đề tài phải nhiều thời gian cho việc tìm cấu, phận cần thiết, phù hợp có giá thành vừa phải cho mơ hình Khó khăn thời gian thực đề tài ảnh hưởng đến chất lượng đề tài,do nhiều thời gian cho việc tìm kiếm, biên dịch nghiên cứu tài liệu,tìm phương hướng thiết kế khả thi tiêu tốn thời gian cho việc tìm mua phụ tùng cần thiết 5.6 HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI Hiện đất nước ta đà phát triển không ngừng, đặt biệt ngành ô tô Trong tương lai không xa ô tô không đơn phương tiện chuyển mà tích hợp cơng nghệ vào tơ để bảo vệ chủ nhân Đặt biệt tính an tồn, sức khỏe Trong q trình thực đề tài, nhóm thực gặp khơng khó khăn kinh phí thời hạn hoàn thành đề tài nên đề tài hoàn thành cịn số điểm chưa hồn thiện Nếu đầu tư kinh phí thời gian nữa, nhóm nghiên cứu hứa hẹn thực đề tài chỉnh chu nữa, mua linh kiện tốt để hệ thống hoạt động tốt đặc biệt cảm biến nhịp tim mudule sim hệ thống đo nhịp tim xác hơn, định vị xác GPS điều kiện mơi trường Bằng cách tích hợp thêm vịng đeo tay đo nhịp tim cảm biến nhịp tim đạt ghế để có cho số nhịp tim sác Đặc biệt có kinh phí nhìêu nhóm tập trung vào nghiên cứu phát triển thêm tính cao Để đem lại an tồn tuyệt đối cho người lái xe, nhịp tim tài xế vượt giới hạn cho phép tài xế khơng cịn khả để lái 79 xe hệ thống tác động vào hộp ECU tự vận hành xe tấp vào lề q khả nhóm, hy vọng ngày khơng xa nhóm nghiên cứu phương pháp tối ưu để tích hợp vào hệ thống 80 TÀI LIỆU THAM KHẢO (1) TS Nguyễn Văn Nhanh – Ths Nguyễn Văn Bản, Hệ thống điện – điện tử tơ, ĐH Cơng Nghệ TP Hồ Chí Minh, 2007 (2) Hệ thống điện thân xe Điều khiển tự động ô tô Đỗ Văn Dũng NXB-ĐH SPKT TP.HCM, 2007 (3) TS Nguyễn Phụ Thượng Lưu, Tính tốn thiết kế tơ, ĐH Cơng Nghệ TP Hồ Chí Minh, 2018 (4) TS Nguyễn Văn Nhanh, Lý thuyết ô tô, ĐH Công Nghệ TP Hồ Chí Minh, 2018 (5) http://chuyentailieuoto.blogspot.com/2018/06/tai-tai-lieu-sua-chua-toyota-banfull.html (6) https://123doc.org/document/53511-he-thong-chieu-sang-tin-hieu-va-thong-tintren-o-to.htm (7) https://123docz.net/document/4319104-thiet-ke-he-thong-do-nhip-tim.htm (8) https://www.vinmec.com/vi/tin-tuc/thong-tin-suc-khoe/nhip-tim-cua-nguoibinh-thuong-la-bao-nhieu/ (9) Cộng đồng Arduino Việt Nam, (Arduino.vn) (10) Bách khoa toàn thư Wikipedia (2020), Hệ thống chiếu sáng xe https://vi.wikipedia.org/wiki/He_thong_chieu_sang_xe_hơi 81 ... chức hệ thống delay 10s sau ngắt tín hiệu 17 CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG CẢM BIẾN NHỊP TIM VÀ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG TRÊN Ô TÔ 3.1 HỆ THỐNG CẢM BIẾN NHỊP TIM, ĐỊNH VỊ GPS VÀ GỬI SMS 3.1.1 Các phần tử hệ thống. .. lắp đặt hệ thống chiếu sáng tín hiệu Hình Vị trí lắp đặt hệ thống chiếu sáng tín hiệu 2.2 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐO NHỊP TIM 2.2.1 Tìm hiểu nhịp tim Phương pháp đo nhịp tim a Tìm hiểu nhịp tim: -... quan hệ thống đo nhịp tim .13 2.2.1 Tìm hiểu nhịp tim Phương pháp đo nhịp tim .13 2.2.2 Mở đầu, khái niệm, yêu cầu, nhiệm vụ, chức hệ thống 16 CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG CẢM BIẾN NHỊP TIM VÀ HỆ THỐNG