Nguyên lí làm việc của hệ thống:
- Trường hợp cơng tắc máy ở chế độ ON: lúc này dịng điện đi từ ắc quy đến rờ le ECU đến mo đun LM2596 đến GND, lúc này sẽ có dịng điện đi qua cuộn dây sẽ sinh ra từ trường hút tiếp điểm của rờ le lên và mạch sẽ không hoạt động.
- Trường hợp công tắc máy sẽ ở chế độ LOCK tương ứng với xe đang không hoạt động: khơng có dịng điện đi qua rờ le ECU làm tiếp điểm của rờ le trở về vị trí thường mở. Lúc này dịng điện sẽ đi từ ắc quy đến rờ le đến mo đun LM2596 và chuyển đổi điện áp từ 12V về 5V để cung cấp điện cho ECU làm cho ECU hoạt động ổn định, giúp ECU khơng bị nhanh nóng trong q trình hoạt động chính vì vậy làm nâng cao được tuổi thọ cho ECU.
(1) Khi tài xế ra khỏi xe và ấn nút khóa ở trên chìa khóa thơng minh tín hiệu khóa cửa xe được gửi về ECU đồng thời gương chiếu hậu sẽ gập vào, tín hiệu của gương
chiếu hậu cũng sẽ được gửi về ECU.
(2) Khi ECU phát hiện có sự chuyển động trong xe thơng qua việc nhận tín hiệu từ cảm biến hồng ngoại được đặt ở vị trí đầu xe và cuối xe. Lúc này ECU sẽ điều khiển khởi động hệ thống cịi và hệ thống đèn các tín hiệu từ cịi và hệ thống đèn này có cơng dụng khi khơng có tài xế ở gần thì cũng gây sự chú ý đến những người xung quanh để có sự trợ giúp kịp thời. Sau 5 phút hệ thống sẽ gửi thông báo tin nhắn kèm theo cuộc gọi đến số điện thoại của tài xế. Hệ thống sẽ gọi điện liên tục cho đến khi tài xế tắt hệ thống bằng chìa khóa thơng minh.
(3) Khi muốn tắt hệ thống thì tài xế đơn giản chỉ cần nhấn cơng tắc mở khóa ở trên chìa khóa thơng minh thì hệ thống sẽ ngưng hoạt động ngay lập tức. Ngồi ra tài xế bật chìa khóa xe thì hệ thống sẽ ngưng hoạt động do khơng có nguồn cấp cho Arduino.
4.1.3 Thiết kế mạch mô phỏng nguyên lý hoạt động của hệ thống
Sử dụng phần mềm proteus để thiết kế mạch nguyên lý hoạt động cho hệ thống cảnh báo quên người trên xe. Mạch mơ phỏng gồm có: Arduino Uno R3, module sim 800L, rờ le nguồn cho Arduino, cảm biến hồng ngoại sr602, rờ le còi và đèn chiếu sáng, các chân tín hiệu analog ở chân 6, 10, 11 nối với Arduino, virtual terminal.
Hình 4.3: Mơ phỏng hệ thống cảnh báo quên người trên xe và mo đun sim trên
Nguyên lý hoạt động của mạch mô phỏng:
Khi ở chân analog cửa là 1 lúc này cửa tài xế đang mở cửa, chân analog gương là 0 ứng với gương đang gập ra, chân analog của cảm biến hồng ngoại 0 hồng ngoại không phát hiện chuyển động ở trạng thái này mạch không hoạt động.
Khi đáp ứng đủ điều kiện cửa tài xế đóng (analog 0), gương ở trạng thái gập vào (analog 1) và cảm biến hồng ngoại phát hiện chuyển động ở trong xe (analog 1) hệ thống sẽ báo hiệu cho đèn báo nguy sáng và còi kêu. Sau 5 phút hệ thống sẽ gửi tin nhắn và gọi điện thoại về cho tài xế. Khi dừng hệ thống chỉ cần chuyển chân analog của chân cửa về 1 tương ứng với việc tài xế bấm nút mở khóa trên chìa khóa thơng minh thì hệ thống sẽ ngưng hoạt động.
4.1.4 Thiết kế, sắp xếp các linh kiện và mo đun trên phần mềm proteus proteus
Hình 4.4: Sắp xếp các linh kiện và mo đun trên phần mềm proteus
Bảng thiết kế linh kiện bao gồm các thành phần sau: Arduino Uno R3, mo đun LM2596, mo đun sim 800L, rờ le còi, rờ le Arduino, giắt cắm dây điện.
4.1.5 Thiết kế mạch in cho hệ thống
Sử dụng phần mềm proteus để thiết kế mạch in cho hệ thống cảnh báo quên người trên xe.
Hình 4.5: Mạch in hệ thống cảnh báo quên người trên xe
4.1.6 Vị trí lắp đặt hệ thống trên xe
Vị trí lắp đặt hệ thống được bố trí trên xe ford transit 16 chỗ
- Vị trí lắp đặt bộ điều khiển ở vị trí số 1
- Cảm biến hồng ngoại được đặt ở vị trí 2 và 3 tương ứng với vị trí trước và sau xe nhằm quét hết các điểm trên xe. Giảm những góc chết của cảm biến do cảm biến chỉ quét được góc dưới 100⁰.
4.2 Thiết kế mạch của hệ thống chiếu sáng trên xe
4.2.1 Thiết kế mạch điều khiển hệ thống chiếu sáng trên phần mềm proteus proteus
Dưới đây là sơ đồ mạch điều khiển hệ thống chiếu sáng loại âm chờ. Cấu tạo của hệ thống bao gồm các bộ phận sau: Ắc quy, công tắc máy, rờ le đèn đầu, rờ le đèn hậu, các bóng đèn, cụm cơng tắc điều khiển đèn.
Hình 4.7: Sơ đồ mạch điều khiển hệ thống chiếu sáng dương chờ Nguyên lý hoạt động hệ thống chiếu sáng : Nguyên lý hoạt động hệ thống chiếu sáng :
Khi cơng tắc máy mở: Khơng có nguồn cấp mạch không hoạt động.
Khi bật công tắc hậu hoặc đầu điện áp sẽ chạy từ ắc quy đến cầu chì đến rờ le đèn hậu đến đèn làm cho đèn đuôi sáng lên. Khi ta muốn bật chế độ pha, cốt thì lúc này cơng tắt đã ở chế độ ĐẦU và ln có dịng thường trực ở cơng tắt HF. Khi ta bật đèn pha (công tắc HH) thì dịng điện sẽ đi từ ắc quy đến cầu chì đến rờ le đầu đến đèn pha và đèn sẽ sáng lên. Tương tự như vậy với đèn cốt thì dịng điện sẽ đi từ ắc quy đến
cầu chì đến rờ le đầu đến đèn cốt và đèn sẽ sáng lên. Cịn khi ta ấn cơng tắt FLASH thì đèn sẽ đá pha.
4.2.2 Thiết kế mạch điều khiển hệ thống đèn tín hiệu
Chúng em đã sử dụng phương án thiết kế bằng phương pháp phân tích: thiết kế mạch hệ thống đèn trên phần mềm proteus để trình bày nguyên lý hoạt động một cách rõ ràng hơn, logic và hiệu quả hơn.
Sử dụng phần mềm proteus để thiết kế sơ đồ mạch đèn tín hiệu. Mạch điều khiển hệ thống đèn tín hiệu gồm có các bộ phận chính sau đây: Ắc quy, cầu chì, cơng tắc máy, cụm cơng tắc điều khiển đèn, rờ le xi nhan 8 chân, các đèn xi nhan.
Hình 4.8: Sơ đồ mạch đèn tín hiệu của hệ thống chiếu sáng Nguyên lý hoạt động đèn tín hiệu: Nguyên lý hoạt động đèn tín hiệu:
Khi công tắc máy mở: Hệ thống đèn xi nhan khơng hoạt động do khơng có nguồn cung cấp. Nhưng đèn báo nguy vẫn hoạt động do nguồn nối trực tiếp vào bình ắc quy. Khi đóng cơng tắc máy: điện áp sẽ chạy từ ắc quy đến cầu chì đến IC điều khiển. Khi ta bật xi nhan bên trái thì dịng điện sẽ đi từ ắc quy đến IC lúc này sẽ điều khiển
cho dòng điện đi qua đèn xi nhan bên trái và tương tự như vậy với bên phải.
Khi ta bậc đèn báo nguy thì điện áp đi từ bình ắc quy đến cầu chì đến IC điều khiển nếu như ta bật đèn báo nguy thì dịng điện sẽ đi trực tiếp từ bình ắc quy đến IC lúc này sẽ điều khiển cho dòng điện đi qua các đèn xi nhan trái và phải. Khi chế độ off thì mạch hở khơng hoạt động.
4.2.3 Thiết kế khung đỡ trên phần mềm solidwork
Chúng em sử dụng phương án thiết kế bằng phương pháp tìm kiếm tài liệu trên mạng, sách vở, chúng em học thêm cơ bản về microsoft word để bố trí, mơ phỏng khung đỡ mặt trước và mặt sau của tấm gỗ, hình dung được cách lắp ráp kết nối trên từng bộ phận linh kiện để làm việc tốt hơn trong việc thi cơng mơ hình.
Chương 5: THI CƠNG MƠ HÌNH
5.1 Thi cơng mơ hình
5.1.1 Thi cơng hệ thống chiếu sáng
Bước 1: Sử dụng các dụng cụ như dao rọc giấy, khoang, tua vít… để thi cơng kht
các lỗ sau đó gắn pát trên khung đỡ để cố định các bộ phận như đèn, cụm điều khiển đèn, mô tơ gập gương, và các rờ le…
Bước 2: Cố định những bộ phận chính lên gá đỡ bao gồm cụm đèn đầu, cụm đèn sau,
cụm công tắt điều khiển đèn, mô tơ gập gương, các rờ le.
Hình 5.2: Cố định những bộ phận lên mơ hình
Bước 3: Xác định các chân của cụm cơng tắc điều khiển đèn và các chân của rờ le.
• Xác định chân rờ le 8 chân xi nhan
Chú thích các chân:
H: Báo nguy ACC: nguồn sau khóa
SWR: cơng tắc đèn xi nhan phải TL: nối đèn xi nhan trái SWL: công tắc đèn xi nhan trái TR: nối đèn xi nhan phải
GND: nối mát B+: nguồn trước khóa
• Xác định chân của cụm công tắc điều khiển đèn
Hình 5.4: Đo và xác định các chân của cụm điều khiển đèn Chú thích các chân: Chú thích các chân:
HL: chế độ đèn cốt Flash: chế độ đá pha
ED: mát Hậu: đèn sau
TL: đèn xi nhan bên trái Auto: chế độ auto
TB: chân chung của xi nhan Fog: đèn sương mù
TR: đèn xi nhan bên phải HH: chế độ đèn pha
Phương pháp đo và xác định các chân của cụm điều khiển đèn:
• Sử dụng phương pháp đo thông mạch của đồng hồ VOM để xác định được các chân của cụm điều khiển đèn.
• Bật chế độ Hậu đo tìm 2 chân thơng nhau, sau đó bật chế độ HL tìm thêm 1 chân thơng với nhau, chân đó chính là chân HL, sau đó chuyển sang chế độ HH chân HH sẽ thông với dây Hậu và dây mát, và không thông với dây HL, khi chuyển lên chế độ Flash thì tiến hành đo chân HH thơng thêm với 1 chân nào đó thì chân đó
chính là chân Flash. Bật sang chế độ đèn xi nhan trái sẽ có 1 cặp chân thơng nhau đó chính là chân xi nhan bên trái và chân chung, để tìm chân chung bật chế độ xi nhan phải tìm chân thơng với 1 trong 2 chân vừa mới đo thơng nhau sẽ tìm được chân chung. Bật sang chế độ đèn sương mù đo chân mát với 1 chân thông với chân mát chân đó là chân đèn sương mù.
Hình 5.5: Xác định chiều quay của mô tơ gập gương
Hình 5.6: Đấu dây điện Hình 5.7: Sau khi đấu xong và tiến
hành chạy thử hệ thống chiếu sáng
Sau khi đấu dây điện xong sử dụng dây co nhiệt và băng keo đen cách điện để bọc lại các mối nối dây điện để đảm bảo an toàn về điện.
Bước 5: Sử dụng ắc quy làm nguồn chạy thử cho hệ thống chiếu sáng
Ắc quy nguồn điện 12V được sử dụng rộng rãi trên các dịng xe ơ tơ con hiện nay.
Hình 5.8: Nguồn được sử dụng cho hệ thống chiếu sáng
5.1.2 Thi công ECU điều khiển hệ thống cảnh báo quên người trên xe 5.1.2.1 Chuẩn bị 5.1.2.1 Chuẩn bị
− Lên ý tưởng thiết kế
− Sử dụng phần mềm proteus để thiết kế mạch cho hệ thống
− Sử dụng phần mềm Arduino viết chương trình điều khiển cho hệ thống cảnh báo quên người trên xe
− Chuẩn bị các linh kiện, mo đun cho hệ thống
− Chuẩn bị các vật dụng hỗ trợ việc thực hiện như: mỏ hàn, chì hàn…
5.1.2.2 Các bước thực hiện
Bước 1: Chạy thử hệ thống trước khi lắp lên khung đỡ
Tiến hành chạy thử lần đầu hệ thống trước khi lắp lên khung đỡ. Lúc này hệ thống bị một lỗi khi tài xế ấn nút mở khóa trên chìa khóa thơng minh hệ thống khơng dừng lại mà tiếp tục báo cịi và sáng đèn. Nhóm xác định vấn đề là do chương trình điều
khiển nên chỉnh lại phần code cho hệ thống. Sau khi chỉnh thì hệ thống hoạt động ổn định khơng cịn xảy ra lỗi tương tự.
Hình 5.9: Chạy thử mạch trước khi lắp vào khung đỡ
Bước 2: Cố định các linh kiện lên tấm mica và hàn các linh kiện lại với nhau.
Sử dụng súng bắn keo cố định tấm mica trên khung đỡ sau đó dán các mo đun lên tấm mica, dùng mỏ hàn chì hàn các mối điện lại với nhau cho chắc chắn và đảm bảo an tồn.
Hình 5.11: Hàn các linh kiện và mo đun
ECU hoàn chỉnh sau khi hàn và cố định trên khung
Hình 5.12: ECU hồn chỉnh sau khi cố định lên tấm mica
1. Mo đun SIM800L 5. Rờ le điều khiển đèn hazard
2. Mạch điều chỉnh áp 6. Mạch Arduino
3. Ăng ten của module sim 800L 4. Bộ gập gương
7. Hộp điều khiển khóa cửa và nhận tín hiệu chìa khóa thơng minh
Bước 3: Nạp chương trình từ phần mềm Arduino vào mạch điều khiển và kiểm tra
lại mạch một lần nữa.
Hình 5.13: Nạp chương trình cho mạch điều khiển
Mạch đã hoạt động hồn tồn ổn định và khơng xảy ra bất kỳ một lỗi nào nữa.
5.2 Mơ hình hồn thành và chạy lại lần cuối 5.2.1 Hình ảnh mơ hình khi hồn thành 5.2.1 Hình ảnh mơ hình khi hồn thành
1. Cụm đèn đầu 7. Rờ le đèn đầu
2. Cảm biến hồng ngoại 8. Cụm công tắc điều khiển đèn
3. Mô tơ gập gương 9. Công tắc nguồn
4. Cụm đèn sau 10. Công tắc hazard
5. ECU điều khiển 11. Công tắc đèn phanh
6. Rờ le đèn hậu 12. Rờ le đèn xi nhan
Hình 5.15: Mặt sau mơ hình khi hồn thành
5.2.2 Chạy thử hệ thống trên thực tế và trên phần mềm
b. Video hệ thống chiếu sáng
Chương 6: ĐÁNH GIÁ VÀ KẾT LUẬN 6.1 Đánh giá
- Sau khoảng thời gian tìm hiểu và thực hiện đồ án tốt nghiệp về đề tài “cảnh báo quên người trên xe”. Trong suốt quá trình thực hiện chúng em đã gặp nhiều khó khăn, nhưng với sự giúp đỡ của thầy hướng dẫn Th.S Nguyễn Văn Bản cùng các thầy cơ trong viện kỹ thuật thì đến nay nội dung đề tài của chúng em đã hoàn thành.
- Qua quá trình thực hiện đề tài chúng em đã thấy đây là một đề tài mang ý nghĩa thiết thực, vừa cũng cố, vừa liên kết với các kiến thức chuyên môn, vừa nâng cao kỹ năng thực hành nghề nghiệp, kỹ năng làm việc độc lập cũng như kỹ năng làm việc nhóm của chúng em.
- Qua q trình thực hiện mặc dù có phần vất vả và khó khăn do ảnh hưởng của đại dịch nhưng chúng em cảm thấy có nhiều điều thú vị và bổ ích mà nhóm em đã được học hỏi và nhóm đã hồn thành tốt về mặt lý thuyết và mơ hình.
6.1.1 Về lý thuyết
- Trong quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp chúng em đã có nhiều cơ hội tìm hiểu, tiếp xúc với nhiều nguồn tài liệu từ đó sàng lọc và thu thập thêm nhiều kiến thức mới để áp dụng và xây dựng nền tảng lý thuyết của đề tài như:
+ Mô phỏng thành công các mạch điện trên phần mềm;
+ Đạt được thêm nhiều về kỹ năng đọc hiểu bản vẽ thiết kế mạch; + Thành thạo được các kỹ năng để làm microsoft word và powerpoint.
6.1.2 Về mơ hình
- Việc thực hiện thi cơng mơ hình đúng như u cầu, tuy nhiên trong quá trình thực hiện mơ hình cịn gặp một số khó khăn như: kinh nghiệm thực tế, kinh phí và tình hình dịch bệnh nên khơng thể mua linh kiện và vật dụng cho mơ hình. Đánh giá kết quả của việc chạy thử nghiệm về mô phỏng hệ thống cảnh báo quên người trên xe trên phần mềm proteus, hay mơ hình thực tế đều hoạt động tốt đúng yêu cầu với đồ án đề ra ban đầu.
+ Thiết kế và chế tạo thành cơng mơ hình mơ phỏng trên phần mềm cũng như