Thiết bị nội soi này được kết n i với máy tính qua cổng EasyCAP. Khi kỹ thuật viên đưa đầu dò c a thiết bị nội soi vào bên trong chi tiết máy cần quan sát, máy tính sẽ nhận tín hiệu hình nh từcamera được đặt phần đầu c a thiết bị và được xử lý b i phần mềm xử lý nh với LabVIEW để đưa ra những hư h ng được thể hiện qua mã lỗi trên giao diện máy tính. Thiết bị sẽ tự phát hiện ra những hư h ng và hiển thị mã lỗi trên giao diện. Sau đó hình nh và mã lỗi sẽ được lưu vào cơ s dữ liệu trong máy tính.
Trang 42
3.1.2 Ph ng pháp đi u khiển
Ngư i điều khiển dùng tay cầm thiết bị nội soi,đưa trực tiếp đầu dò camera vào chi tiết cần quan sát. Ta có thể điều chỉnh góc xoay c a camera bằng cách điều khiển bánh răng được đặt tay cầm c a thiết bị, đồng th i ta có thể xoay tay cầm để quan sát toàn bộ diện tích bề mặt chi tiết.
3.1.3 Nh ng khó khăn v kỹ thu t c a thi t b n i soi ôtô
Một trong những khó khăn kỹthuật c a thiết bị nội soi ôtô là làm thế nào đểđầu camera có thểquét được toàn bộ diện tích bề mặt c a chi tiết và có thể tự phát hiện ra những hư h ng trên bề mặt chi tiết cần quan sát. Để khắc phục chúng tôi sẽ thiết kế thiết bị nội soi ôtô cầm tay ng dụng công nghệ thu thập và xử lý nh.
3.1.4 Thi t k c khí thi t b n i soi ôtô c m tay ng d ng công ngh thu th p và x lý nh và x lý nh
Thiết bị nội soi có chiều dài 908mm gồm ng inox Φ10mm, ng thép mềm Φ8mm, dây cáp, bánh răng bằng thép bán kính 8mm và ng nhựa POM Φ30mm.
Phần đầu c a thiết bịđược gắn b i camera quan sát có chiều dài 6mm. Phần thân c a thiết bị gồm ng inox, ng thép mềm ghép l i với nhau.
Phần tay cầm c a thiết bị làm bằng nhựa POM, tay cầm được ghép với phần thân c a thiết bị, đồng th i bánh răng n i với dây cáp điều khiển đầu camera cũng được ghép với tay cầm.
Hình 3.2: B n vẽ thiết kế thiết bị nội soi ôtô
Trang 43
3.1.5 M ch đi n đi u khiển Camera
3.1.5.1 S đ
Hình 3.3: Sơ đồ m ch điện điều khiển Camera
3.1.5.2 Nguyên lý ho t đ ng
Camera sẽ truyền tín hiệu hình nh về máy tính. Nguồn Camera 5V được cấp trực tiếp từ máy tính.
Đầu Camera được gắn 1 Led. Độ sáng c a Led được điều khiển b i biến tr RV1. Nguồn Led 5V được cấp b i máy tính.
3.1.5.3 Camera
Trang 44
Super Minicam – 001:
Chip camera 1/3 CMOS.
Sô Pixel NTSC : 656 ( H ) × 492 ( V ) PAL : 786 ( H ) × 576 ( V ).
Kích thước Sensor 4.75mm ( H ) × 3.55mm ( V ).
Độ phân gi i ngang Kho ng 520TVL.
Độ nh y sáng 0.008Lux/F1.2.
ng kính, góc m 0.5mm F2.0 / 55 °.
Auto control OUT.
Chỉnh sắc độ trắng OUT.
Video out 1.0V pp/75ohm.
Kích cỡ (L x W x H) 9,5 mm x 9.5mmM x 12mm.
Trọng lượng: 1g.
Nguồn tiêu thụ 70mA.
Nguồn yêu cầu DC 3.3V-6V. Nhiệt độ ho t động - 10 ° C ~ +50 ° C , dưới 90% RH. Kích thước Camera Hình 3.4.b: Kích th c Camera 3.2 Thi t k giao di n và l p trình x lý nh 3.2.1 Thi t k giao di n
Trên đây là giao diện được thiết kế đ i diện để hiển thị một s mã lỗi, được điều khiển trực tiếp trên máy tính.
Trang 45
Hình 3.5: Giao diện hiển thị mã lỗi được điều khiển trực tiếp trên máy tính Trên giao diện gồm có những thông tin sau:
1. Nhập thông tin 2. Kiểm tra 3. Báo cáo kết qu 4. Nút kiểm tra Piston 5. Nút kiểm tra xylanh 6. Kiểm tra ng dẫn dầu 7. Kiểm tra lọc nhớt 8. Mã lỗi 9. Thông tin hư h ng 10. Hình chưa qua xửlý 11. Hình đã qua xử lý
3.2.1.1 Thi t k giao di n nh p thông tin
Trước khi thực hiện công việc kiểm tra, kỹ thuật viên nên nhập những thông tin cần thiết để lưu vào máy tính như nhập thông tin về biển s xe, nhập mã s kỹ thuật viên.
Trang 46
Hình 3.6: Giao diện nhập thông tin
3.2.1.2 Thi t k giao di n kiểm tra
- Kiểm tra Piston trong đ ng c
Khi ta mu n kiểm tra Piston c a một động cơ thì trước tiên ta nên tháo bugi c a máy mà ta mu n quan sát piston sau đó đưa thiết bị nội soi vào lòng xilanh để quan sát piston c a động cơ qua lỗ bugi, đồng th i ta bật nút kiểm tra piston trên giao diện lúc này đèn c a nút kiểm tra piston sáng màu xanh và ta quan sát trên giao diện màn hình máy tính. Nếu phát hiện có hư h ng thì trên giao diện sẽ hiển thịđèn mã lỗi sáng màu đ và hiện những thông tin hư h ng. Nếu không phát hiện có hư h ng thì trên giao diện sẽ hiển thịđèn mã lỗi không sáng.
Trang 47
Hình 3.7: Giao diện m nút kiểm tra piston đèn sáng màu xanh
- Kiểm tra xilanh trong đ ng c
Khi ta mu n kiểm tra xilanh c a một động cơ thì trước tiên ta nên tháo bugi c a máy mà ta mu n quan sát xilanh sau đó đưa thiết bị nội soi vào lòng xilanh qua lỗ bugi để quan sát , đồng th i ta bật nút kiểm tra xilanh trên giao diện lúc này đèn c a nút kiểm tra xilanh sáng màu xanh và ta quan sát trên giao diện màn hình máy tính. Nếu phát hiện có hư h ng thì trên giao diện sẽ hiển thị đèn mã lỗi sáng màu đ và hiện những thông tin hư h ng. Nếu không phát hiện có hư h ng thì trên giao diện sẽ hiển thị đèn mã lỗi không sáng.
Hình 3.8: Giao diện m nút kiểm tra xilanh đèn sáng màu xanh
- Kiểm tra ng d n d u
Khi ta mu n kiểm tra ng dẫn dầu c a hệ th ng phanh trên ôtô thì ta đưa thiết bị nội soi vào ng dẫn dầu c a hệ th ng phanh đểquan sát, đồng th i ta bật nút kiểm tra ng dẫn dầu trên giao diện lúc này đèn c a nút kiểm tra ng dẫn dầu sáng màu xanh và ta quan sát trên giao diện màn hình máy tính. Nếu phát hiện có hư h ng thì trên giao diện sẽ hiển thị đèn mã lỗi sáng màu đ và hiện những thông tin hư h ng. Nếu không phát hiện có hư h ng thì trên giao diện sẽ hiển thị đèn mã lỗi không sáng.
Trang 48
Hình 3.9: Giao diện m nút kiểm tra ng dẫn dầu đèn sáng màu xanh
- Kiểm tra lọc nh t
Khi ta mu n kiểm tra lọc nhớt c a động cơ ôtô có bị rò rỉ dầu hay không thì ta đưa thiết bị nội soi vào m i ghép giữa lọc nhớt và thân máy c a động cơ để quan sát, đồng th i ta bật nút kiểm tra lọc nhớt trên giao diện lúc này đèn c a nút kiểm tra lọc nhớt sáng màu xanh và ta quan sát trên giao diện màn hình máy tính. Nếu phát hiện có hư h ng thì trên giao diện sẽ hiển thị đèn mã lỗi sáng màu đ và hiện những thông tin hư h ng. Nếu không phát hiện có hư h ng thì trên giao diện sẽ hiển thịđèn mã lỗi không sáng.
Trang 49
3.2.1.3 Thi t k giao di n báo cáo k t qu vƠ l u tr d li u
Sau khi ta thực hiện kiểm tra xong ta click vào phần báo cáo kết qu trên giao diện, ta xem được th i gian, ngày tháng, biển s xe, mã lỗi, mã kỹ thuật viên, tên hình được lưu trữ, thư mục lưu trữ.
Hình 3.11: Giao diện hiển thị báo cáo kết qu và lưu trữ dữ liệu
3.2.2 Thi t k ch ng trình thu th p và x lý nh
- Ch ng trình thu th p và nh n di n chi ti t b l i
Hình 3.12:Chương trình thu thập và nhận diện chi tiết bị lỗi
(1). Thu nh từ camera. (2). Xám hóa nh (chuyển nh sang hệ màu 8 bit). (3). Nhị phân hóa nh (chuyển nh sang hệ màu nhị phân). (4). Lọc b một s điểm nh không mong mu n. (5). Điều chỉnh liên kết các điểm nh. (6). Đưa ra thông s đánh giá chất lượng c a chi tiết. (7). Thông s cu i cùng đánh giá chất lượng chi tiết. (8). Hiển thị thông s đánh giá chất lượng chi tiết.
Trang 50
- Ch ng trình báo mư l i
Hình 3.13: Chương trình báo mã lỗi
- Ch ng trình l u hình nh khi chi ti t b l i
Hình 3.14:Chương trình lưu hình nh khi chi tiết bị lỗi
- Nguyên lý làm vi c c a ch ng trình thu th p và x lý nh
Hình nh tình tr ng c a các chi tiết máy được camera đưa về máy tính và được đọc lên phần mềm LabVIEW [3] thông qua thư viện NI IMAQdx (1), hình nh đưa về là hình màu 32bit được xử lý bằng hàm IMAQ ExtractSingleColorPlane (2)để đưa ra kết qu là hình xám 8-bit, đây được gọi
Trang 51
là bước xám hóa nh (hình 8bit có dung lượng nh , dễ xử lý và được hỗ trợ lập trình b i nhiều thuật toán xử lý nh khác). Tiếp tục sau khi được xử lý thành nh xám, hình l i được xử lý thành nh nhị phân (1bit) bằng hàm IMAQ Threshold
(3), việc đưa ra hình nhị phân giúp chúng ta lo i b đi những điểm nh không quan trọng và lọc ra những vùng nh thể hiện đó là những lỗi (vết xước c a xylanh, muội than trên piston, dầu bị rò rỉ trên đư ng ng dẫn, nhớt bị rò ra từ bộ phận lọc nhớt). Ví dụ như hình 3.13.a.
Hình 3.15.a: Kết qu sau khi nhị phân hóa nh
Để việc đánh giá các lỗi chính xác hơn tác gi sử dụng hàm IMAQ GrayMorphology (5) để điều chỉnh liên kết giữa các điểm nh để đưa ra một thông s th ng nhất cho vùng điểm nh (là các lỗi) cần nhận diện. Ví dụ như hình 3.13.b.
Hình 3.15.b: Kết qu sau khi điều chỉnh liên kết điểm nh
Khi việc xử lý nh đã giúp ta phân biệt rõ các hình nh lỗi thì chúng ta cần lập trình để đưa ra thông s cụ thể làm kết qu cho việc nhận diện các lỗi trong các chi tiết máy, ta sử dụng hàm IMAQ Particle Analysis (6) để đưa ra các thông s hay kết qu c a việc kiểm tra các chi tiết máy như: S vết xước trên thành xilanh, diện tích piston bị muội than, diện tích phần dầu loang quanh ng dẫn hay diện tích nhớt loang quang lọc nhớt.
1 bit 8bit
Trang 52
CH NG 4
K T QU TH C NGHI M
4.1 K t qu
Kết qu thực nghiệm là đã chế t o thành công thiết bị nội soi ôtô cầm tay ng dụng công nghệ thu thập và xử lý nh. Dưới đây là hình c a thiết bị nội soi ôtô cầm tay ng dụng công nghệ thu thập và xử lý nh.
Thiết bị nội soi ho t động nh chương trình được lập trình trên phần mềm xử lý nh với LabVIEW. Thiết bị đã được thí nghiệm trên nhiều lo i động cơ khác nhau và đ t được kết qu ban đầu kh quan.
Hình 4.1: Thiết bị nội soi ôtô cầm tay ng dụng công nghệ thu thập và xử lý nh 1: Đầu camera, 2: ng thép mềm, 3: Thân ng, 4: Tay cầm, 5: Bánh răng
4.2 Ti n hành th c nghi m
Sau khi cung cấp nguồn cho máy tính và thiết bị nội soi. Để tiến hành thực nghiệm ta cần ph i nhập thông tin lưu trữ trên giao diện trước, sau đó ta tiến hành thực nghiệm trên động cơ ôtô.
* Qui trình th c nghi m a. Nh p thông tin l u tr
Trang 53
Hình 4.2: Nh p thông tin vào giao di n
Nhập thông tin lưu trữ gồm thông tin về biển s xe và mã s kỹ thuật viên. Sau đó ta tiến hành kiểm tra.
b. Kiểm tra
- Kiểm tra pistontrong đ ng c
Khi ta mu n kiểm tra Piston c a một động cơ thì trước tiên ta nên tháo bugi c a máy mà ta mu n quan sát piston sau đó đưa thiết bị nội soi vào lòng xilanh để quan sát piston c a động cơ qua lỗ bugi, đồng th i ta dùng con tr chuột click trực tiếp vào nút kiểm tra piston. Lúc này nút kiểm tra piston đang vị trí On đèn xanh sáng. Ta quan sát hai giao diện hình 4.3.a và hình 4.3.b
Trang 54
Nhìn vào màn hình máy tính ta thấy được trên giao diện hiển thị 2 hình nh đó là hình chưa qua xử lý nh và hình đã qua xử lý nh. Ta thấy được bên hình chưa qua xử lý nh là đỉnh piston có màu trắng xám và hình đã qua xử lý nh là tập hợp nhiều điểm nh màu đ . Bên phần mã lỗi đèn không sáng đ , thông tin hư h ng chưa hiển thị. Trên đây là giao diện piston bị muội than đóng trên đỉnh thì ta có được giao diện hình 4.3.b
Hình 4.3.b: Giao diện hiển thị Piston bịđóng muội than(Mã lỗi #V0001)
Nhìn vào màn hình máy tính ta thấy được trên giao diện hiển thị 2 hình nh đó là hình chưa qua xử lý nh và hình đã qua xử lý nh. Ta thấy được bên hình chưa qua xử lý nh là đỉnh piston có nhiều muội than và hình đã qua xử lý nh là tập hợp những điểm nh màu đ . Bên phần mã lỗi đèn sáng đ và có mã lỗi là #V0001, thông tin hư h ng đã hiển thị #V0001: Piston bị muội than
- Kiểm tra xilanh trong đ ng c
Khi ta mu n kiểm tra xilanh c a một động cơ thì trước tiên ta nên tháo bugi c a máy mà ta mu n quan sát xilanh, sau đó đưa thiết bị nội soi vào lòng xilanh đểquan sát , đồng th i ta dùng con tr chuột click trực tiếp vào nút kiểm tra xilanh. Lúc này nút kiểm tra xilanh đang vị trí On đèn xanh sáng. Ta quan sát hai giao diện hình 4.4.a, 4.4b và hình 4.4.c.
Trang 55
Hình 4.4.a: Giao diện hiển thị xilanh còn t t
Nhìn vào màn hình máy tính ta thấy được trên giao diện hiển thị 2 hình nh đó là hình chưa qua xử lý nh và hình đã qua xử lý nh. Ta thấy được bên hình chưa qua xử lý nh là thành xilanh còn t t và hình đã qua xử lý nh là tập hợp những điểm nh màu đ . Bên phần mã lỗi đèn không sáng đ , thông tin hư h ng chưa hiển thị.
Trên đây là 2 giao diện thành xilanh bị trầy xước ta quan sát hình 4.4.b và 4.4.c
Hình 4.4.b: Giao diện hiển thị xilanh bị trầy xước (Mã lỗi #V0002)
Trư ng hợp xilanh có một lớp dầu bôi trơn ph trên bề mặt thì kết qu kiểm tra vẫn không thay đổi ta xem hình 4.4.c
Trang 56
Hình 4.4.c: Giao diện hiển thị xilanh bị trầy xước và trên thành xilanh có ph lớp dầu bôi trơn (Mã lỗi #V0002)
Nhìn vào màn hình máy tính ta thấy được trên giao diện hiển thị 2 hình nh đó là hình chưa qua xử lý nh và hình đã qua xử lý nh. Ta thấy được bên hình chưa qua xử lý nh là thành xilanh bị trầy xước và hình đã qua xử lý nh là tập hợp những điểm nh màu đ . Bên phần mã lỗi đèn sáng đ và có mã lỗi là #V0002, thông tin hư h ng đã hiển thị #V0002: Xilanh bị trầy xước.
- Kiểm tra ng d n d u phanh
Khi ta mu n kiểm tra ng dẫn dầu phanh c a hệ th ng phanh thì ta đưa thiết bị nội soi vào các đư ng ng dẫn dầu phanh, các m i n i giữa đư ng ng dẫn dầu với xylanh chính và xylanh phụ để quan sát, đồng th i ta dùng con tr chuột click trực tiếp vào nút kiểm tra ng dẫn dầu phanh. Lúc này nút kiểm tra ng dẫn dầu phanh đang vị trí On đèn xanh sáng. Ta quan sát hai giao diện hình 4.5.a và hình 4.5.b.
Trang 57
Hình 4.5.a: Giao diện hiển thị ng dẫn dầu còn t t
Nhìn vào màn hình máy tính ta thấy được trên giao diện hiển thị 2 hình nh đó là hình chưa qua xử lý nh và hình đã qua xử lý nh. Ta thấy được bên hình chưa qua xử lý nh là m i n i giữa ng dẫn dầu với xylanh chính còn t t và