- Nếu thỏa mãn 2 yêu cầu là đúng dấu vân tay và khơng có nồng độ cồn thì relay kiểm sốt khởi động sẽ đóng và cấp nguồn cho củ đề hoạt động. Nếu sai mẫu vân tay và có nồng độ cồn thì relay đèn cịi AD16 - 22SM sẽ đóng và hoạt động đồng thời LCD cũng sẽ hiện thị lượng nồng độ cồn đo được thơng qua cảm biến nồng độ MQ3 từ đó relay kiểm sốt khởi động mở và khơng cấp nguồn để khởi động củ đề.
Hình 5.11: LCD hiển thị nồng độ cồn, đèn cịi hoạt động và củ đề sẽ khơng
- Trong quá trình vận hành phương tiện cảm biến nồng độ cồn MQ3 sẽ hoạt động liên tục. Khi phát hiện nồng độ cồn từ cảm biến sẽ truyền tín hiệu đến Arduino R3, Arduino R3 phân tích và tính tốn thực hiện đóng relay để đèn còi AD16 – 22SM hoạt động và hiển thị lượng nồng độ cồn đo được lên LCD. Arduino R3 thực hiện băm xung chân 5, 6 để giảm điện áp cấp cho cảm biến bàn đạp chân ga từ 5V xuống còn 1.2V (giảm nhỏ giọt 0.01V để đảm bảo an toàn cho người lái và phương tiện đang lưu thơng). Khi tắt ổ khóa điện thì tồn bộ hệ thống sẽ thực hiện lại từ đầu để khởi động củ đề.
Hình 5.12: Trạng thái hoạt động của mạch trong lúc vận hành khi khơng có nồng
độ cồn.
Hình 5.13: Trạng thái hoạt động của mạch trong lúc vận hành xe phát hiện nồng độ
Chương 6: Kết luận và hướng phát triển.
6.1 Kết luận.
Qua các nội dung trình bày ở trên, luận văn đã hòan thành đúng các mục tiêu nghiên cứu cơ bản đưa ra:
- Nghiên cứu chọn phương pháp phát hiện nồng độ cồn ở vùng khơng gian người lái (vị trí khơng gian quanh ghế ngồi người lái trong buồng điều khiển) qua hai biện pháp kết hợp: đo trực tiếp nồng độ cồn trong hơi thở người lái trước khi cho phép khởi động động cơ và kiểm tra thường xuyên nồng độ cồn trong vùng không gian quanh ghế ngồi người lái. Phương pháp này hiện đang được nhiều quốc gia sử dụng và nhiều hãng xe trên thế giới cũng đã chế tạo hệ thống lắp trên xe của hãng.
- Xây dựng thiết kế, chế tạo thử nghiệm thiết bị phát hiện nồng độ cồn (bao gồm các việc chính là chọn lắp cảm biến báo nồng độ cồn, thiết kế chế tạo các mạch điện tử điều khiển, các thiết bị gá lắp…). các thiết bị của hệ thống làm việc chính xác, ổn định, tin cậy, phù hợp với điều kiện cơng nghệ chế tạo trong nước, có giá thành rẻ hơn các hệ thống nhập ngoại.
- Đã sử dụng các biện pháp ngăn chặn và cảnh báo. Với các biện pháp này sẽ nâng cao tính an tồn giao thơng cho xe cũng như ngăn chặn các hành vi lái xe trong tình trạng say rượu bia. Hệ thống phát hiện và cảnh báo đã được thiết kế, chế tạo trên cơ sở các linh kiện thiết bị mua trong nước. Các biện pháp ngăn chặn và cảnh báo này cho phép theo dõi, phát hiện trong suốt quá trình lái xe về tình trạng lái xe đã sử dụng các đồ uống có cồn; cung cấp thơng tin về tình trạng lái xe có nồng độ cồn trong hơi thở kịp thời về mạch điều khiển điện tử để đưa ra biện pháp vận hành an toàn cho người lái.
- Hệ thống phát hiện và cảnh báo nồng độ cồn đã được chế thử và hoạt động có hiệu quả cao, thực hiện phù hợp với khả năng công nghệ, linh kiện vật tư trong nước. Hệ thống này khi hoạt động không làm ảnh hưởng đến sự làm việc, tiện nghi người lái cũng như không can thiệp vào kết cấu các hệ thống trên xe. Lắp đặt hệ thống nhanh gọn.
- Các kết quả nghiên cứu của đồ án có thể phát triển ứng dụng rộng rãi trên các xe tải lắp ráp trong nước như một hệ thống chuẩn của xe hoặc dưới dạng các trang bị bổ sung cho các xe ô tô nói chung.
6.2 Hướng phát triển.
Do kiến thức về điện tử còn hạn chế, thiết bị dù đã đảm bảo các ưu cầu chính của đề tài đồ án đó là đo và cảnh báo chính xác nồng độ cồn trong hơi thở. Tuy nhiên thiết bị chưa thực sự ưu việt, chưa tích hợp được các cơng nghệ mới của kỉ nguyên công nghệ 4.0. Để xây dựng được một thiết bị hoàn hảo nhất là một chặng đường rất dài, những thúc đẩy công nghệ giúp cho các ý tưởng để tài có nền tảng để phát triển hoàn thiệt thêm nữa. Trong đồ án, thiết bị có thể phát triển thêm các tính năng như: kết nối với smart phone, kết nối đồng bộ dữ liệu trực tiếp lên các server quản lý, giao tiếp với các phương tiện giao thông thông minh để đảm bảo an tồn…
Như đã đề cập thì đây là một đề tài đang có được sự quan tâm rất lớn từ xã hội. Có thể phát triển thành thiết bị nhỏ gọn được tích hợp trên các phương tiện giao thơng, đo nồng độ cồn, can thiệp vào q trình vận hành của xe để đảm bảo an toàn khi phát hiện nồng độ cồn. Rất mong có được sự tham gia, góp ý của thầy cơ và các bạn để đề tài được hoàn thiện và đi vào ứng dụng trong thực tế.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] ThS. Dương Kim Anh, Vẽ AUTOCAD, Đại học Công nghệ Tp.HCM. [2] ThS. Nguyễn Thị Ngọc Anh, ThS. Võ Thị Bích Ngọc, Kỹ thuật điện tử, Đại học Công nghệ Tp.HCM.
[3] ThS. Phạm Bá Khiển, Cơ học máy, Đại học Công nghệ Tp.HCM.
[4] TS. Nguyễn Phụ Thượng Lưu, Hệ thống an tồn và ổn định trên ơ tô, Đại học Công nghệ Tp.HCM.
[5] ThS. Phạm Quốc Phương, Vi điều khiển, Đại học Công nghệ Tp.HCM.
[6] http://arduino.vn/bai-viet/42-arduino-uno-r3-la-gi [7] https://oto.edu.vn/tim-hieu-chi-tiet-cam-bien-vi-tri-ban-dap-ga/ [8] https://mlab.vn/index.php?_route_=20449-huong-dan-su-dung-module- cam-bien-nong-do-con-mq-3.html [9] https://iotmaker.vn/lcd-text-lcd2004.html [10] https://bachkhoadientu.vn/tim-hieu-co-ban-ve-nguon-xung-.html [11] https://iotmaker.vn/mach-chuyen-doi-i2c-cho-lcd.html [12] https://linhkienthanhcong.vn/mach-ha-ap-dc-dc-buck-5a-xl4015-vo-nhua- mica [13] https://news.oto-hui.com/may-khoi-dong-phan-loai-nguyen-ly-hoat-dong/ [14] http://mt.gov.vn/tk/tin-tuc/61625/cong-bo-ket-qua-nghien-cuu-anh huong- cua-uong-ruou--bia-den-dieu-khien-xe.aspx
PHỤ LỤC
PHỤ LỤC A: CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN.
lcd.print("Hello, world!");
Serial.begin(9600);
pinMode(11,OUTPUT);// bàn đạp ga (kích mức thấp)
pinMode(12,OUTPUT);// bàn đạp ga (kích mức thấp)
pinMode(2,OUTPUT); // Củ đề nổ (kích mức cao)
pinMode(9,OUTPUT); // Cịi báo động (kích mức thấp)
pinMode(10,OUTPUT);// Cịi báo động (kích mức thấp)
pinMode(5,OUTPUT); //PWM tăng giảm điện áp ga
pinMode(6,OUTPUT); //PWM tăng giảm điện áp ga
digitalWrite(11,1); digitalWrite(12,1); digitalWrite(9,1); digitalWrite(10,1); } void loop() { int mq3 = analogRead(A0); Serial.println(mq3); current_time = millis(); if (current_time-previous_time>=100) {
if(mode==0) { mode_count++; if(mode_count>=100) { mode_count=0;
if(mq3 <= 300) // không say , Đề xe nổ máy xét điều kiện 2
{ mode=1; rl1_value=1; rl1_update=1; bz_update=1; bz_value=1; }
else // có say , Đề khơng nổ , Báo cịi
{ rl1_value=0; rl1_update=1; bz_update=1; bz_value=0; } } } else if(mode==1) {
if(mode1_count>100)
{
mode1_count=0;
if(analogRead(A0)>500) // Nếu đang chạy mà cịn say, thì ga giảm
{ ga_update=1; ga_value=0; mode=2; }else { ga_update=1; ga_value=1; } } } else if(mode==2) { c--; if(c<=0)c=0; analogWrite(5,c);
if(analogRead(A0)<500) // Nếu hết say, thì ga tăng
{
mode=3;
}
else if(mode==3) // ga tăng dần từ 0V đến 5v sau đó mới chuyển day relay về trạng thái ban đầu là 5v
{ c++; if(c>=255) { c=255; ga_update=1; ga_value=1; rl1_value=0; rl1_update=1; mode=0; } analogWrite(5,c); } //////////////////////////////////////////////////////////////////
if(bz_update==1) // Còi báo , LOW
{ bz_update=0; digitalWrite(9,bz_value); digitalWrite(10,bz_value); } if(rl1_update==1) // Đề nổ , HIGH {
rl1_update=0; digitalWrite(2,rl1_value); } if(ga_update==1) // LOW { ga_update=0; digitalWrite(11,ga_value); digitalWrite(12,ga_value); } } }
PHỤ LỤC B: THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA CẢM BIẾN MQ3.
Tên thông số Giá trị Đơn vị
Ký hiệu MQ-3
Chất phản ứng Cồn (ethanol)
Dải đo 0,04-0,4 mg/l
Điện áp làm việc <24 V
Điện áp sấy 5±0,2 V (AC hoặc DC)
Tải đầu ra Điều chỉnh được Ω
Điện trở sấy 31±3 Ω
Công suất sấy ≤900 mW
Điện trở cảm biến 2÷20 kΩ tại nồng độ cồn 0,4 mg/l
Độ nhạy ≥5 Tỉ lệ điện trở cảm biến khi nồng độ
cồn bằng 0 và 0,4mg/l
PHỤ LỤC C: THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA CẢM BIẾN VÂN TAY ĐIỆN DUNG
R503.
- Điện áp cung cấp: 3.3VDC - Dòng điện hoạt động: 30 mA - Dòng điện cực đại: 40 mA
- Thời gian xử lý hình ảnh vân tay: < 0.3 giây - Đường kích cảm biến: 15mm
- Pixel xử lý hình ảnh: 192 x 192 pixel - Độ phân giải hình ảnh: 508 dpi - Phương pháp kết hợp:
o Phương pháp so sánh (1:1)
o Phương pháp tìm kiếm (1:N) - Số lượng vân tay lưu trữ: 200 vân tay - Tỷ lệ nhận dạng sai (FAR): <0,0001%
- Tỷ lệ từ chối vân tay (FRR): <1,0%
- Thời gian tìm kiếm: <0,3 giây (trung bình 1: 1000) - Model: RS232 (mức logic TTL, 3,3V)
- Tốc độ truyền thơng: (9600 N) bps trong đó N = 1:12 (giá trị mặc định là N = 6, tức là 57600bps)
- Môi trường làm việc:
o Nhiệt độ: -20°C -> +45°C
o Độ ẩm tương đối: 10% Rh đến 85% Rh (không ngưng tụ hơi nước) - Sơ đồ dây :
o Power Supply (Dây đỏ - DC3.3V)
o GND (Dây đen - Nối mass)
o TXD (Dây vàng - Ngõ ra tuyền dữ liệu)
o RXD (Dây Xanh lá - Ngõ vào truyền dữ liệu)
o Wake up (Dây xanh dương - Tín hiệu nhận dạng vân tay)
o 3.3VT (Dây trắng - Cấp nguồn cho cảm biến)
PHỤ LỤC D: THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA MẠCH GIẢI MÃ VÀ ĐIỀU KHIỂN
CẢM BIẾN VÂN TAY K215 V1.2.
- Nguồn điện đầu vào: DC10V – 24V
- Dòng điện: 40mA
- Đầu ra: rơle, dòng định mức 10A - Số lượng vân tay: 200
- Kích thước bảng điều khiển: 36,4 * 70mm
PHỤ LỤC E: THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA MÀN HÌNH LCD TEXT 2004.
- Điện áp MAX : 7V - Điện áp MIN : - 0,3V
- Điện áp ra mức cao : > 2.4 - Điện áp ra mức thấp : <0.4V
- Dòng điện cấp nguồn : 350uA - 600uA - Nhiệt độ hoạt động : - 30 đến 75 độ C
PHỤ LỤC F: THƠNG SỐ KỸ THUẬT CỦA ĐÈN CỊI BÁO AD16-22SM.
Tên sản phẩm Đèn báo có còi
Mẫu AD16-22SM
Điện áp hoạt động AC/DC: 5V, 12V, 24V, 220V phổ biến là 220V Dòng tiêu thụ <= 20mA
Vật liệu Nhựa
Màu đèn báo Vàng
Âm thanh tùy theo màu sắc
Trọng lượng 21g
PHỤ LỤC G: PHÂN LẠI CÁC LOẠI MÁY KHỞI ĐỘNG.
- Máy khởi động loại giảm tốc:
o Máy khởi động loại giảm tốc dùng mô tơ tốc độ cao và loại mô tơ này thường khơng có mơ men lớn. Vì vậy, để tăng được mô men lớn, đủ để khởi động động cơ, thì một bánh răng đóng vai trị giảm tốc được gắn giữa bánh răng mô tơ và bánh răng Bendix
o Khi được cấp điện, mô tơ tốc độ cao quay, đồng thời công tắc từ đẩy bánh răng Bendix lên ăn khớp với vành răng trên bánh đà và khởi động động cơ. Khi động cơ đã hoạt động, công tắc từ và mô tơ bị ngắt điện, cơng tắc từ sẽ trở về vị trí ban đầu và tách bánh răng Bendix ra khỏi vành răng của bánh đà.
o Máy khởi động loại bánh răng hành tinh dùng bộ truyền hành tinh để giảm tốc độ quay của lõi của mô tơ. Khi máy khởi động được cấp điện, công tắc từ hút xuống kéo theo cần dẫn động làm cho bánh răng khởi động đi lên ăn khớp với vành răng trên bánh đà. Đồng thời, mô tơ quay kéo theo bánh đà, khởi động động cơ.
o Khi ngừng cấp điện cho máy khởi động, cơng tắc từ trở về vị trí ban đầu, tách bánh răng Bendix ra khởi bánh đà. Đồng thời, mô tơ ngừng hoạt động.
- Máy khởi động PS (Mô tơ giảm tốc hành tinh – roto thanh dẫn):
o Máy khởi động PS sử dụng các nam châm vĩnh cửu đặt trong cuộn cảm và cơ cấu đóng ngắt hoạt động giống như máy khởi động loại bánh răng hành tinh.
PHỤ LỤC H: THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA ARDUINO R3.
Vi điều khiển ATmega328 họ 8bit
Điện áp hoạt động 5V DC (chỉ được cấp qua cổng USB)
Tần số hoạt động 16 MHz
Dòng tiêu thụ khoảng 30mA
Điện áp vào khuyên dùng 7-12V DC
Điện áp vào giới hạn 6-20V DC
Số chân Digital I/O 14 (6 chân hardware PWM) Số chân Analog 6 (độ phân giải 10bit) Dòng tối đa trên mỗi chân I/O 30 mA
Dòng ra tối đa (5V) 500 mA
Dòng ra tối đa (3.3V) 50 mA
SRAM 2 KB (ATmega328)
EEPROM 1 KB (ATmega328)
PHỤ LỤC I: THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA ATMEGA328P-PU.
- Kiến trúc: AVR 8bit
- Xung nhịp lớn nhất: 20Mhz
- Bộ nhớ chương trình (FLASH): 32KB - Bộ nhớ EEPROM: 1KB
- Bộ nhớ RAM: 2KB
- Điện áp hoạt động rộng: 1.8V – 5.5V
- Số timer: 3 timer gồm 2 timer 8-bit và 1 timer 16-bit - Số kênh xung PWM: 6 kênh (1 timer 2 kênh)
PHỤC LỤC J: THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA BỘ NGUỒN CHUYỂN MẠCH SWICHING MODE POWER SUPPY (SMPS).
- Model: S-360W-12-L
- Điện áp đầu vào: 180 ~ 240VAC - Cơng suất: 360W
- Dịng đầu ra tối đa: 30A
- Nhiệt độ làm việc: -10 ~ 60 độ C - Kích thước: 215 x 115 x 50mm - Trọng lượng: 745g
- Cổng vào: N (dây nguội) – L (dây nóng ) – Cổng tiếp chất chống dòng rò - Cổng ra: 3 (+) và 3 (-)
PHỤ LỤC K: THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA MẠCH 2 RELAY VỚI OPTO CÁCH
LY KÍCH H/L (5VDC).
- Relay mỗi Relay tiêu thụ dịng khoảng 80mA.
- Điện thế đóng ngắt tối đa: AC250V ~ 10A hoặc DC30V ~ 10A. - Có đèn báo đóng ngắt trên mỗi Relay.
- Có thể chọn mức tín hiệu kích 0 hoặc 1 qua jumper. - Kích thước sản phẩm xem hình bên dưới
- Nặng: 17g
PHỤ LỤC L: THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA MẠCH GIẢM ÁP DC-DC BUCK
XL4015 CÓ HIỂN THỊ 5A.
- IC chính: XL4015.
- Tích hợp đồng hồ Led và phím chức năng chọn hiển thị áp đầu vào và đầu ra. - Điện áp đầu vào: 8~36VDC
- Điện áp đầu ra: 1.25 ~ 32VDC. - Dòng đầu ra tối đa: 5A
- Hiệu suất : 96% - Tần số xung: 180KHz
- Tích hợp Mosfet đóng ngắt tần số cao. - Maximum Duty Cycle: 100%
- Minimum Drop Out: 0.3VDC - Nhiệt độ làm việc : -40 ~ 125 độ C - Trọng lượng : 25g