1.4.1. Hệ thống gạt nước dải rộng
Hệ thống gạt nước dãi rộng được trang bị để giữ cho khu vực gạt nước quy định không phụ thuộc vào tốc độ gạt nước.
Ở hệ thống gạt nước thông thường, khu vực gạt nước có khả năng trở nên rộng hơn do quán nhờ tốc độ gạt nước khi hoạt động ở tốc độ cao. Cần phải quan tâm tới điều này khi xác lập khu vực gạt nước. Kết quả là khu vực gạt nước sẽ nhỏ đi, đó là khu vực còn lại sẽ tăng lên khi gạt nước hoạt động ở tốc độ thấp.
Hệ thống gạt nước dải động tự động làm cho khu vực nào nước giảm đi/ tăng lên để giảm khu vực còn lại Tính vận tốc còn lại ở tốc độ thấp.[8]
1.4.2. Gạt nước theo tốc độ xe
Chức năng này điều khiển khoảng thời gian của gạt nước theo tốc độ xe khi công tắc gạt nước ở vị trí INT.
Dải điều chỉnh khoản thời gian gạt gồm 3 vị trí và được lựa chọn bởi bộ điều chỉnh.
Khoảng thời gian gạt có thể được điều khiển vô cấp trong mỗi dải.[1]
1.4.3. Rửa kính kết hợp gạt nước có chức năng ngăn đong nước ở kinh
Với chức năng này, khi gạt nước ở vị trí OFF hoặt INT, bật công tắc rửa kính khoảng 0,2 giây hoặc lâu hơn sẽ làm cho bộ rửa kính hoạt động và sau khi công tắc rửa kính bị ngắt thì cơ cấu gạt nước sẽ cùng hoạt động 3 lần ở tốc độ thấp.
Tùy theo tốc độ xe, sau khi gạt nước hoạt động ở tốc độ thấp kết thúc khoản 3 tới 7 giây thì nó lại hoạt động trở lại để gạt hết nước rửa kính còn sót lại.
1.4.4. Gạt nước tự động khi trời mưa
Khi gạt ở vị trí AUTO, chúc năng này dùng một cảm biến mưa, nó được lắp đặt ở kính trước để phát hiện lượng mưa và điều khiển thời gian gạt nước tối ưu tương ứng theo lượng mưa.[1]
Hình 1.18 Chế độ gạt mưa tự động khi trời mưa
Nếu bộ phận điều khiển gạt nước phát hiện có sự cố trong bộ phận cảm nhận nước mưa nó sẻ điều khiển gạt nước hoạt động một cách gián đoạn phù
hợp với tốc độ xe. Đây chính là chức năng an toàn khi có sự cố trong hệ thống cảm biến mưa. Ngoài ra, gạt nước cũng có thể được điều khiển một cách thông thường bằng công tắc gạt mưa ở các vị trí LO và HI.
Hình 1.19 Motor rửa kính trước/ kính sau
Hình 1.20 Hoạt động kết hợp rửa kính và gạt nước
Vận hành kết hợp với bộ phận rửa kính:
Loại này tự động điều khiển cơ cấu gạt nước khi phun nước rửa kính sau khi bật công tắc rửa kính một thời gian nhất định, đó là “sự vận hành kết hợp với bộ phận rửa kính”. Đó là sự vận hành để gạt nước rửa kính được phun trên bề mặt kính trước.[10]
Kết luận chương 1
Sau khi kết thúc chương 1, chúng ta đã tìm hiểu và đưa ra được tổng quan hệ thống gạt mưa.
- Công dụng, yêu cầu hệ thống gạt mưa và phân loại hệ thống gạt mưa.
- Chức năng của hệ thống gạt mưa tự động. - Một số Một số kiểu gạt nước rửa kính
Hệ thống gạt mưa là một trong những hệ thống không thể thiếu của ô tô được các nhà sản xuất không ngừng đầu tư phát triển. Lái xe có thể tự tin trên mọi hành trình khi gặp trời mưa, thời tiết xấu hoạt động trơn tru, hiệu quả. Những chiếc xe sở hữu hệ thống gạt mưa tự động thường có nhiều lợi thế cạnh tranh hơn trên thị trường.
CHƯƠNG 2. HỆ THỐNG GẠT MƯA, RỬA KÍNH TRÊN XE VINFAST LUX A2.0
2.1.Giới thiệu về xe VinFast Lux A2.0
Ra mắt vào ngày 20/11/2018 tại Triển lãm ô tô Paris, VinFast Lux A2.0 gây ấn tượng mạnh mẽ với truyền thông và những người yêu xe ở thiết kế sang trọng đẳng cấp và nền tảng khung gầm – động cơ tiên tiến.
Là chiếc Sedan hạng sang đầu tiên do thương hiệu ô tô Việt sản xuất, VinFast Lux A2.0 là sự kết hợp hài hòa phong cách châu Âu hiện đại với tinh hoa bản sắc Việt. Xe hơi VinFast còn nêu cao tinh thần Việt Nam trong thiết kế dải đèn LED DRL tạo hình chữ V ôm trọn logo.
Chữ V mang nhiều ý nghĩa, vừa biểu trưng cho hình ảnh “Việt Nam” vừa có nghĩa là “VinFast”. Chi tiết đặc trưng này thể hiện khát khao đưa thương hiệu Việt đến gần hơn với người tiêu dùng trong nước và quốc tế.[6]
2.2.Sơ đồ mạch điện của hệ thống gạt nước mưa và rửa kính trên Vinfast LuxA2.0 LuxA2.0
Hình 2.2 Sơ đồ mạch gạt mưa xe Vinfast Lux A2.0 1
Hình 2.3 Sơ đồ mạch gạt mưa xe Vinfast Lux A2.0 2
Trên sơ đồ mạch điện của hai dòng xe trên ta có thể thấy rằng, chúng đều có chế độ gạt mưa tự động, sử dụng cảm biến mưa. Các công tắc điều khiển chế độ thì gửi tin hiệu đến hộp BCM (Body Control MoDule). Hộp
BCM nhận biết được và giao tiếp với mô tơ qua đườn truyền link. Cảm biến mưa cũng gửi tín hiệu về BCM để điều khiển gạt mưa tự động.
2.3.Cách hoạt động của mạch
* Nguyên lý tổng quát của mạch gạt mưa rửa kính trên xe Vinfast LuxA2.0:
Khi chúng ta gẩy cần gạt nước ở từng chế độ thì cảm biến vô lăng sẽ truyền tín hiệu dạng CAN về cho Network Gateway ECU,tín hiệu được xử lý tiếp tục dưới dạng CAN và gửi về cho Main Body ECU,sau đó Main Body ECU sẽ gửi tín hiệu dạng LIN để điều khiển Motor.
- Chế độ phun nước và cần gạt ở chế độ phun nước:
+ Về mạch phun nước khi chúng ta gạt cần phun nước về phía vô lăng có nghĩa là chân WF và E thông với nhau: mass qua chân E và WF sau đó tới cảm biến vô lăng ,trong cảm biến vô lăng có IC sẽ xử lý và gửi tín hiệu dạng CAN 2 dây tới Network Gateway ECU và sau đó Network Gateway tiếp tục gửi tín hiệu dạng CAN 2 dây về cho Main Body ECU,Main Body ECU điều khiển Tranzito cho phép dòng điện từ Acquy qua cầu chì Washer 20A(IG) đi qua cuộn dây của Rơle Washer đến chân FWSR,sau đó qua điot rồi qua Tranzito rồi tiếp MASS.Tiếp điểm của Rơle Washer đóng,dòng điện chạy từ dương acquy qua Cầu chì Washer 20A(IG) sau đó qua Motor phun nước và về MASS. Motor gạt nước bắt dầu hoạt động.
+ Hoạt động gần như song song với Motor phun nước là Motor gạt nước.khi Motor phun nước bắt đầu phun nước sau khoảng 0,3 giây thì Motor gạt nước bắt đầu gạt.Sau khi có tín hiệu phun nước từ Network Gateway ECU thì Main Body ECU sẽ cho xuất dòng điện qua chân WPS,sau đó đi qua cuộn dây của Rơle Wiper và đi về MASS.Tiếp điểm của Rơle Wiper đóng,dòng điện đi từ dương Acquy qua Cầu chì Wiper 30A(BAT) đi tới chân B+ của Motor gạt nước.và đồng thời Main Body ECU cũng gửi tín hiệu dạng LIN về
cho Motor gạt nước qua chân LIN3 để điều khiển nó.sau đó dòng điện đến chân B+,qua Motor và về Mass qua chân GND.Motor gạt nước hoạt động.
- Chế độ gạt nhanh liên tục HI:
Khi chúng ta bật công tắc ở chế độ HI,chân +2 và chân E của front Wiper Switch ( công tắc gạt nước phía trước ) thông nhau và lúc đó dòng điện âm sẽ đi tới chân +2 của cảm biến vô lăng (steering sensor ) ,cảm biến vô lăng sẽ nhận biết và gửi tín hiệu dang CAN 2 dây qua 2 chân 3a và 8a đến Network Gateway ECU qua 2 chân CA2L và CA2H,tiếp theo Network Gateway ECU sẽ gửi tín hiệu dạng CAN 2 dây qua 2 chân CA5L và CA5H về 2 chân CANL và CANH của Main Body ECU,sau khi nhận tín hiệu thì Main Body ECU sẽ xử lý gửi tín hiệu dạng LIN qua chân LIN3 về cho cụm Motor gạt nước.Đồng thời Main Body ECU sẽ cấp điện cho Tranzito và xuất dòng điện qua cuộn dây của Rơle Wiper đi về MASS làm cho tiếp điểm của Rơle Wiper đóng,dòng điện 30A từ dương acquy chạy vào chân B+ của cụm Motor gạt nước,đi qua Motor và về MASS .Sau đó Motor gạt nước sẽ gạt với tốc độ nhanh.
- Chế độ gạt chậm liên tục LO:
Tương tự như ở chế độ HI, lúc này chân +1 và chân E của front Wiper Switch (công tắc gạt nước phía trước) thông nhau làm cho Motor hoạt động ở chế độ gạt chậm.
- Chế độ gạt tức thời MIST:
Tương tự như ở chế độ HI và LO, lúc này chân MIST và chân E của front Wiper Switch (công tắc gạt nước phía trước) thông nhau làm cho Motor gạt nước hoạt động không liên tục (lúc nào chúng ta gẩy công tắc thì Motor mới hoạt động)
+ Lúc này chân +S và chân E thông với nhau,có dòng điện âm tới chân +S của Steering Sensor và đi vào IC của nó, đồng thời nếu muốn thay đổi tốc độ gạt ở chế độ INT thì chúng ta có cụm công tắc điều chỉnh thời gian gạt gián đoạn ( Intermittent Time Adjustment Switch ),ứng với mỗi tốc độ sẽ có thêm điện trở để tăng điện áp để thay đổi tốc độ.Chân P4 thông với E,sẽ có dòng điện âm đi vào chân VR của Cảm biến vô lăng,tương tự với các chân còn lại. Cảm biến vô lăng sẽ gửi thông tin dạng CAN 2 dây đến 2 chân CA2L và CA2H của Network Gateway ECU,sau đó Network Gateway ECU sẽ tiếp tục gửi tín hiệu dạng CAN 2 dây đến 2 chân CANL và CANH của Main Body ECU.Main Body ECU sẽ cho xuất dòng điện qua chân WPS,sau đó đi qua cuộn dây của Rơle Wiper và đi về MASS.Tiếp điểm của Rơle Wiper đóng , dòng điện đi từ dương Acquy qua Cầu chì Wiper 30A (BAT) đi tới chân B+ của Motor gạt nước.và đồng thời Main Body ECU cũng gửi tín hiệu dạng LIN về cho Motor gạt nước qua chân LIN3 để điều khiển nó.sau đó dòng điện đến chân B+,qua Motor và về Mass qua chân GND.Motor gạt nước hoạt động ở chế độ gián đoạn INT
- Chế độ tắt OFF:
Tương tự như những chế độ trên , khi gạt công tắc ở chế độ OFF thì cảm biến vô lăng nhận ,xử lý và gửi tín hiệu dạng CAN về cho Network Gateway Ecu và tín hiệu tiếp tục được gửi đên Main Body ECU.Main Body ECU sẽ gửi tín hiệu dạng LIN về cụm Motor gạt nước để dừng hoạt động ,chân 2S của cụm Motor gạt nước làm nhiệm vụ xác định xem Motor đang ở vị trí quay hay dừng để gửi tín hiệu về cho cảm biến vô lăng và tiếp tục tín hiệu sẽ được gửi đến Network Gateway ECU và Main Body ECU ,nếu Motor đang quay thì Main Body ECU sẽ tiếp tục gửi tín hiệu dạng LIN đến cụm Motor gạt nước tiếp tục quay đến lúc dừng.
2.4.Nguyên lý hoạt động
Hình 2.4 Sơ đồ mạch điều khản gạt nước xe Vinfast LuxA2.0
Gồm 2 chế độ: Bình thường và tự động.
- Chế độ bình thường: Công tắc gạt ở vị trí OFF
Hệ thống gạt nước hoạt động theo các chế độ có sẵn (tùy theo xe). Bao gồm các chế độ điều khiển motor gạt nước: HIGH, LOW và STOP dựa trên sự thay đổi vị trí của cụm công tắc gạt nước. [9]
- Chế độ tự động: Công tắc gạt ở vị trí ON
Bộ vi xử lí dựa trên tín hiệu của cảm biến để điều khiển các chế độ của motor gạt nước bao gồm các chế độ tương ứng sau:
Không mưa: STOP
Mưa nhỏ: LOW
Mưa lớn: HIGH
Khi công tắc gạt nước được bật về vị trí tốc độ thấp hoặc vị trí gạt sương, dòng điện đi vào chổi than tiếp điện tốc độ thấp của motor gạt nước như được chỉ ra trên hình vẽ và gạt nước hoạt động ở tốc độ thấp.
2.4.1. Khi công tắc gạt nước ở vị trí LOW/MIST
Khi công tắc gạt nước được bật về vị trí tốc độ thấp hoặc vị trí gạt sương, dòng điện đi vào chổi than tiếp điện tốc độ thấp của motor gạt nước như được chỉ ra trên hình vẽ và gạt nước hoạt động ở tốc độ thấp.
Hình 2.5 Sơ đồ hoạt động gạt nước ở chế độ LOW
2.4.2. Khi công tắc gạt nước ở vị trí HIGHT
Khi công tắc gạt nước được bật về vị trí tốc độ cao, dòng điện đi vào chổi tiếp điện của motor gạt nước HI như được chỉ ra trên hình vẽ và gạt nước hoạt động ở tốc độ cao.
Hình 2.6 Sơ đồ hoạt động gạt nước ở chế độ HIGH
2.4.3. Khi tắt công tắt gạt nước OFF
Nếu tắt công tắc gạt nước được về vị trí OFF trong khi motor gạt nước đang hoạt động thì dòng điện sẽ đi vào chổi than tốc độ thấp của motor gạt nước như được chỉ ra trên hình vẽ và gạt nước tự động ở tốc độ thấp. Khi gạt trước tới vị trí dừng, tiếp điểm của công tắt cam sẽ chuyển từ phía P3 sang phía P2 và motor dùng lại
2.4.4. Khi bật công tắt gạt nước đến vị trí INT
Hoạt động khi bật ON: khi bật công tắc gạt nước đến vị trí ON thì transistor Tr1 được bật lên một lúc làm cho tiếp điểm relay được chuyển từ A sang B. Khi tiếp điểm relay tới vị trí B dòng điện đi vào motor (LO) và motor bắt đầu quay ở tốc độ thấp.[1]
Hoạt động khi transistor Tr1 ngắt OFF: Tr1 nhanh chóng ngắt ngay làm cho tiếp điểm relay chuyển lại từ B về A. Tuy nhiên, khi motor bắt đầu quay tiếp điểm của công tắt cam chuyển từ P3 sang P2, do đó dòng điện tiếp tục đi vào chổi than tốc độ thấp của motor vào motor làm việc ở tốc độ thấp rồi dừng lại khi tới vị trí dừng cố định. Transistor Tr1 lại bật ngay làm cho gạt nước tiếp tục hoạt động gián động trở lại. Ở loại gạt nước có điều chỉnh thời
gian đoạn, biến trở thay đổi giá trị nhờ xoay công tắt điều chỉnh và mạch điện transistor điều chỉnh khoảng thời gian cấp điện cho transistor và làm cho thời gian hoạt động gián đoạn được thay đổi.
2.4.5. Nguyên lý hoạt động khi bật công tắt rửa kính ON
Khi bật công tắc rửa kính dòng điện đi vào motor rửa kính. Ở cơ cấu gạt nước có sự kết hợp với rửa kính, transsistor Tr1 bật theo chu kì đã xác định khi motor gạt nước hoạt động làm cho gạt nước hoạt động một hoặc hai lần ở tốc độ thấp thấp. Thời gian Tr1 bật là thời gian để tụ điện trong mạch transistor nạp điện trở lại. Thời gian nạp điện của tụ điện phụ thuộc vào thời gian đóng công tắc rửa kính.
Kết luận chương 2
Trong chương 2, chúng ta đã tìm hiểu khái quát về xe VinFast Lux A2.0 từ đó đi sâu vào hệ thống gạt mưa trên xe, trong đó chủ đề chính là gạt mưa tự động.
Chương 2 đã nêu ra 3 luận điểm chính: - Khái quát về xe VinFast Lux A2.0. - Sơ đồ mạc điện hệ thống gạt mưa.
CHƯƠNG 3. THIẾT KẾ MÔ HÌNH HỆ THỐNG GẠT MƯA, RỬA KÍNH TRÊN Ô TÔ HIỆN ĐẠI ỨNG DỤNG ARDUINO
3.1. Khái niệm và lịch sử ra đời của Arduino
Hình 3.1 Board Arduino
Arduino board là một bo mạch nguồn mở nhằm đưa tới cho người dùng một sản phẩm dễ sử dụng, dễ kết nối và lập trình. Arduino board được thiết kế gồm một vi xử lý dòng AVR (Arduino Due là dòng ARM), cổng USB, các chân analog input, digital I/O … Ngôn ngữ lập trình cho Arduino dựa trên Wiring (ngôn ngữ Arduino) và được viết trên phần mềm Arduino IDE.
Arduino thật ra là một bo mạch vi xử lý được dùng để lập trình tương tác với các thiết bị phần cứng như cảm biến, động cơ, đèn hoặc các thiết bị khác. Đặc điểm nổi bật của Arduino là môi trường phát triển ứng dụng cực kỳ dễ sử dụng, với một ngôn ngữ lập trình có thể học một cách nhanh chóng ngay cả với người ít am hiểu về điện tử và lập trình. Và điều làm nên hiện