Màn hình LCD cho phép hiển thị các giá trị tức thời của các thông số khi động cơ làm việc như tốc độ xe, tốc độ động cơ và các lựa chọn về chế độ làm việc của người sử dụng…, căn cứ vào các thông số này người sử dụng có thể giám sát và điều chỉnh chế độ làm việc mong muốn.
3.4. LỰA CHỌN THIẾT BỊ 3.4.1. Cảm biến bàn đạp ga
Module chân ga điện tử xuất hiện vào khoảng những năm 90 của thế kỷ trước. Sau một giai đoạn thử nghiệm khoảng 5 năm, đến năm 1996 nó đã được tiến hành sản
xuất hàng loạt. Từ đó module chân ga điện tử đã trở thành module tiêu chuẩn của nhiều loại ô tô con.
Hình 3.6. Cấu tạo module chân ga điện tử
Hiện nay trên thị trường có nhiều chủng loại bàn đạp ga điện cung cấp cho các loại ô tô điện. Các bộ chân ga điện tử điển hình có thể kể đến ở đây như: Chân ga CGJT2 với tín hiệu đầu ra kiểu điện áp từ (0 – 5) V, chân ga CGJKD với tín hiệu đầu ra kiểu điện trở từ (0 – 5) kΩ, chân ga CGJKH với kiểu cảm biến Hall, …
Tiêu chí lựa chọn cảm biến phải căn cứ vào điều kiện, môi trường làm việc của cảm biến, mức độ phổ biến cũng như giá thành ... Trong phạm vi của nghiên cứu này, sử dụng chân ga CGJT2 là phù hợp nhất. Chân ga CGJT2 có tín hiệu đầu ra kiểu điện áp từ (0 – 5) V, thích hợp với các bộ ADC tích hợp sẵn trong các vi điều khiển, không phải thiết kế thêm các mạch giao tiếp và dễ dàng tính toán chuyển đổi giá trị điện áp về vị trí chân gạ
Thông số kỹ thuật của chân ga điện tử CGJT2 như sau [22]: - Điện áp vào: 5 V
- Điện áp ra: (0 - 5) V
- Kiểu ra: Điều khiển dương (+) - Độ dài dây: 2,2 m - Góc quay: 300 - Tuổi thọ: 1.000.000 lần 1 4 2 5 3 1. Bàn đạp ga 2. Cảm biến và mạch cảm biến vị trí bàn đạp 3. Jack cắm dây 4. Giá đỡ cơ cấu 5. Cơ cấu hồi vị
3.4.2. Cần gạt lựa chọn chế độ làm việc
Hiện nay trên thị trường các thiết bị có chức năng tương tự là không sẵn có, vì vậy tác giả sử dụng một công tắc gạt 3 vị trí để chế tạo cần gạt lựa chọn chế độ. Sơ đồ mạch cần gạt chế độ được thiết kế như sau:
Hình 3.7. Công tắc chọn 3 vị trí và cách đấu dây - Công tắc ở vị trí gạt lên: chân ECU nối với + 5 V;
- Công tắc ở vị trí giữa: chân ECU nối với + 2,5 V; - Công tắc ở vị trí gạt xuống: chân ECU nối với mass.
Sử dụng 1 bộ ADC trên vi điều khiển kết nối như trên, ECU sẽ nhận được 1 trong 3 vị trí mong muốn từ người sử dụng và sẽ lựa chọn chương trình điều khiển thích hợp từ bộ nhớ chương trình của ECỤ
3.4.3. Cảm biến tốc độ
Các cảm biến quang điện được sử dụng phổ biến trong các ứng dụng xác định chính xác các chuyển động cơ học. Cấu tạo của cảm biến quang điện bao gồm một led hồng ngoại và một phototransistor đặt trong cùng một vỏ bọc. Led hồng ngoại là nguồn phát sóng hồng ngoại (infrared emitters). Vật liệu chế tạo nó là GaAs với vùng cấm có độ rộng khoảng 1,43 ev tương ứng với bức xạ khoảng 900 nm. Để thu sóng hồng ngoại người ta dùng phototransistor. Phototransistor là một linh kiện tổ hợp quang điện đơn giản gồm một photodiode nhạy với ánh sáng hồng ngoại và một transistor để khuyếch đạị Với hiệu ứng quang điện phototransistor sẽ cho một điện thế khi nhận được ánh sáng hồng ngoại [11].
R Đến chân ADC của ECU R Mass nguồn + 5 V Công tắc 3 vị trí
Các loại cảm biến quang điện được bán thông dụng trên thị trường với tên gọi công tắc ánh sáng thông suốt (photointerrupers) hoặc công tắc ánh sáng phản chiếu (photoreflectors). Công tắc ánh sáng thông suốt gồm 1 led hồng ngoại và 1 phototransistor được đặt đối diện nhaụ Tất cả những nguyên nhân làm giảm hay mất đi ánh sáng giữa hai linh kiện đều cho ta một tín hiệu điện ở ngã ra của phototransistor.
Hình 3.8. Cảm biến tốc độ
Trong công tắc ánh sáng phản chiếu, led hồng ngoại và phototransistor được đặt cạnh nhaụ Bất cứ vật thể nào đặt gần hai linh kiện đều tạo ra dòng quang điện ở phototransistor. Hình 3.9. Công tắc ánh sáng phản chiếu Điện áp cung cấp Led hồng ngoại Đầu ra tín hiệu Phototransistor Đầu ra tín hiệu Điện áp cung cấp Phototransistor Led hồng ngoại
Hình 3.10. Các cách nối dây cơ bản
Trong mô hình này, ta chọn cảm biến quang loại H12A5S có sẵn trên thị trường, thông số kỹ thuật của cảm biến như sau:
+ Điện áp làm việc: điện áp cung cấp đầu vào 1,2 VDC, dòng cung cấp 20 mẠ + Điện áp ngõ ra: 5 V, dòng ngõ ra: 10 µẠ
+ Thời gian cần thiết để phát 1 xung: 100 µs. Bao gồm 4 µs cho sườn lên, 5 µs cho sườn xuống và khoảng thời gian còn lại để duy trì mức caọ
+ Tần số xung giới hạn: 10 kHz. + Nhiệt độ làm việc: (-20 ÷ 85) 0C.
3.4.4. Cảm biến bàn đạp phanh
Cảm biến này có nhiệm vụ báo cho vi điều khiển khi hoạt động phanh hãm được kích hoạt. Sử dụng một công tắc hành trình gắn trên giá của bàn đạp phanh, khi chân phanh tác động đủ sâu, công tắc hành trình sẽ được đóng lại và báo về ECU một xung dưới dạng tích cực thấp. Kết nối mạch cho công tắc hành trình như hình dưới:
Hình 3.11. Công tắc bàn đạp phanh và cách đấu dây
+ 5 V
Điện trở kéo lên Nối với chân ECU
Mass nguồn V0 ở mức thấp khi phototransistor nhận ánh sáng hồng ngoại V0 ở mức cao khi phototransistor nhận ánh sáng hồng ngoại
- Khi công tắc không bị tác động, điện áp hồi về chân ECU bằng 5 V; - Khi công tắc bị tác động, điện áp hồi về chân ECU bằng 0 V.