Cơng tắc nhớ vị trí ghế - Thiết kế ghế chỉnh điện- 123docz.net

SPC chính thân xe nhận tín hiệu ghi nhớ vị trí ghế lái. Nếu cơng tắc SET được nhấn trong khi một trong 3 công tắc (1) hoặc (2) hoặc (3) cũng được nhấn, hoặc nếu một trong 3 công tắc (1) hoặc (2) hoặc (3) được nhấn trong vịng 3 giây sau khi ấn phím SET, thì SPC sẽ đưa ra một tín hiệu yêu cầu ghi nhớ tới cụm công tắc điều khiển ghế lái. Sau khi nhận tín hiệu này, cụm cơng tắc điều khiển ghế lái sẽ ghi nhớ dữ liệu vị trí của mỗi motor dựa vào các cảm biến vị trí được gắn vào motor. Sau khi đã điều chỉnh ghế phù hợp,

người lái có thể tiến hành lưu trữ lại vị trí ghế đó vào bộ nhớ xe để thuận tiện cho những lần sử dụng cho các lần lái xe sau. Trình tự thực hiện như sau:

- Bật khóa điện;

- Tiến hành điều chỉnh ghế cho phù hợp;

- Ấn giữ phím SET, sau đó ấn và giữ phím (1) để lưu vị trí ghế thứ nhất (phím (1) phải ấn sau khi ấn phím SET trong vịng 3 giây);

- Điều chỉnh ghế đến vị trí thứ 2 hoặc 3 (nếu cần), thao tác cài đặt ghi nhớ vị trí 2 hoặc 3 cũng tương tự vị trí 1.

2.3.4. Chức năng gọi lại vị trí ghế đã lưu

- Bật khóa điện;

- Nhấn phím nhớ vị trí đã cài đặt nhớ vị trí trước đó, khi đó SPC sẽ nhận tín hiệu từ cơng tắc nhớ vị trí và điều khiển các motor hoạt động để di chuyển ghế về vị trí đã được cài đặt trước đó.

2.3.5. Chức năng thay đổi vị trí ghế đã lưu

- Bật khóa điện;

- Thực hiện giống như lưu trữ vị trí mới để thay đổi vị trí đã lưu.

2.4. Yêu cầu

Hệ thống điều khiển ghế chỉnh điện có những yêu cầu như sau: - Có kết cấu nhỏ gọn;

- Điều khiển dễ dàng;

- Chi phí chăm sóc, bảo dưỡng, sửa chữa thấp; - Tạo sự thoải mái cho người ngồi;

- Dễ tháo lắp sửa chữa;

- Hoạt động ổn định, ít hư hỏng;

- Các chi tiết hệ thống đảm bảo an tồn, khơng gây cháy nổ; - Có tính thẩm mỹ và độ chính xác cao.

2.5. Các sơ đồ mạch điện thông dụng

2.5.1. Sơ đồ mạch điện điều khiển cơ bản

Hình 2.11: Sơ đồ mạch điều khiển ghế ngồi lý thuyết[11]

- Ưu điểm:  Giá thành rẻ;

 Đợn giản, ít hư hỏng;  Dễ sử dụng.

- Nhược điểm:

 Không thể phát triển thêm các tính năng mới

Điều khiển ghế chỉnh điện có ba loại khác nhau đó là: điều chỉnh trực tiếp không qua ECU hoặc SPC (hình 2.11); điều chỉnh ghế thơng qua ECU hoặc SPC khơng có chức năng nhớ vị trí ghế và điều khiển ghế ngồi có chức năng nhớ vị trí nhằm hướng đến những sự lựa chọn phù hợp với những nhu cầu khác nhau và thu nhập của từng khách hàng. Motor nghiêng ghế Motor trượt Motor nâng hạ ghế Motor ngã lưng Motor hỗ trợ thắt lưng Motor hỗ trợ thắt lưng

Sơ đồ mạch điện điều khiển ghế trực tiếp không thông qua bộ nhớ ghế của TOYOTA CAMRY 2009:

Sơ đồ mạch điện điều khiển ghế có bộ nhớ ghế của LEXUS E300 - 1997:

2.5.2. Các sơ đồ mạch điện điều khiển ghế khác

2.6. Lý do nên có mạch cảnh báo thời gian nghỉ cho tài xế

Theo thơng tin của Vinmec thì thực tế cho thấy, việc ngồi lâu sẽ ảnh hưởng không nhỏ đến các hoạt động của tất cả các cơ quan trong cơ thể. Điều đó làm ảnh hưởng đến sức khỏe cũng như chất lượng cuộc sống. Những tác hại này bao gồm:

 Tổn thương tim: Các nhà khoa học nhận thấy trong nghiên cứu so sánh giữa hai nhóm: nhóm thứ nhất gồm những người lái xe quá cảnh - những người hầu như ngồi cả ngày trên xe và nhóm thứ hai gồm những người dẫn đường hoặc lính canh - những người ln ln đứng hoặc di chuyển. Mặc dù chế độ ăn uống và thói quen cuộc sống của hai nhóm nghiên cứu này là như nhau, nhưng những người ngồi nhiều có khả năng mắc bệnh tim cao gấp đôi so với người di chuyển hoặc đứng;

 Chứng mất trí nhớ: Nếu ngồi quá nhiều trong một thời gian dài khiến cho não có thể trơng giống như người mắc chứng mất trí nhớ. Ngồi ra ngồi q nhiều cũng làm gia tăng các nguy cơ mắc các bệnh như tim mạch, tiểu đường, đột quỵ, huyết áp và cholesterol cao;

 Chống lại tác dụng của các bài tập thể dục: Những ảnh hưởng của việc ngồi quá nhiều sẽ chống lại các tác dụng của việc luyện tập thể dục. Ngay cả khi luyện tập 7 giờ một tuần, nhiều hơn rất nhiều so với 2 đến 3 giờ được khuyến cáo nhưng nó có thể đảo ngược tác dụng của việc ngồi liên tục trong vòng 7 giờ;

 Có khả năng mắc chứng nghẽn mạch: Khối huyết mạch (DVT) là cục máu đơng hình thành ở chân, nguyên nhân xảy ra thường do người lái ngồi yên một chỗ quá lâu. Nó có thể trở nên nghiêm trọng nếu cục máu đông bị vỡ ra và nằm trong phổi. Ở một số người sẽ có dấu hiệu sưng và đau. Tuy nhiên, ở những người khác lại khơng có triệu chứng này. Đó là lý do tại sao cần phải từ bỏ thói quen ngồi nhiều;

 Suy tĩnh mạch. Ngồi quá lâu khiến cho máu chảy về chân bị giới hạn. Điều này gây thêm áp lực trong tĩnh mạch dẫn đến dấu hiệu sưng, xoắn hoặc phình tĩnh mạch gọi là giãn tĩnh mạch.

Ngồi ra cịn một số nguy cơ khác như:

Thối hóa cột sống thắt lưng

Đây cũng là một trong những căn bệnh 'quái ác' mà tài xế ngán ngẩm nhất. Trường hợp bệnh nặng có thể khiến họ phải xa rời vơ lăng mãi mãi. Những biểu hiện có thể gặp đó là đau lưng, mỏi lưng, đơi khi đau thắt, khom cúi đầu có cảm giác đau, có thể kèm theo tê lưng, mơng;

Hình 2.16: Thối hóa cột sống thắt lưng khi chạy xe đường dài[9].

Bệnh về mắt

Bất kỳ tài xế nào khi lái xe đều phải căng mắt tập trung nhìn đường xá. Việc này vơ hình chung khiến võng mạc liên tục làm việc với cường độ cao. Rồi bụi bặm, ô nhiễm cũng khiến mắt gặp nhiều vấn đề như đỏ mắt, loét giác mạc…;

Gây mất ngủ

Tài xế đường dài thường tranh thủ chạy kịp chuyến nên rất ít ngủ và sử dụng các chất kích thích như café, thuốc lá, nước tăng lực…. Điều này rất nguy hiểm cho người

tham gia giao thông khác. Lâu dài có thể khiến họ bị căng thẳng, rối loạn thận kinh dẫn đến mất ngủ trầm trọng.

Hình 2.17: Buồn ngủ khi đang lái xe [9]

Và theo khuyến cáo của bác sĩ thì người lái nên đứng lên và vươn vai đi lại để giúp q trình lưu thơng máu được diễn ra tốt hơn cũng như giúp tinh thần tỉnh táo hơn. Đây cũng là lý do mạch cảnh báo ra đời giúp nhắc nhở người lái xe không nên lái xe quá lâu gây ảnh hưởng xấu đến sức khỏe cũng như mất an toàn khi lái xe (mệt mỏi khiến người lái mất tập trung).

Từ những vấn đề trên, chúng em đã rút ra được hai ý chính đó là:

Đầu tiên, từ những thơng tin mà chúng em tìm hiểu được trên các bài báo y khoa như Vinmec.com thì thói quen ngồi lâu hàng giờ liền một chỗ dẫn đến rất nhiều hệ lụy ảnh hưởng đến sức khỏe của chúng ta, thói quen này sinh ra nhiều vấn đề liên quan đến xương khớp, tim mạch, mắt... về lâu dài sẽ có nguy cơ dẫn đến nhiều căng bệnh làm ảnh hưởng cực kì nghiêm trọng đến cơ thể của chúng ta và càng nguy hiểm hơn nếu một

người nào đó có những dấu hiệu hoặc có mắc các bệnh như đã nêu ở trên ngồi lái xe liên tục nhiều giờ đồng hồ.

Thứ hai, với nhu cầu sử dụng của người tiêu dùng hiện nay việc có một tư thế thoải mái trên xe và thuận tiện để điều chỉnh đã trở thành một trong những nhu cầu hết sức cơ bản của người dùng khi lựa chọn mua một chiếc xe. Nhu cầu này đã loại đặt nền móng cho việc thay thế phần lớn các ghế điều chỉnh cơ thành ghế chỉnh điện. Hiện nay phần lớn các xe dòng hạng sang đều có lắp sẵn các ghế điều chỉnh điện có chức năng nhớ vị trí ghế, cịn các dịng xe thấp hơn thường được trang bị ghế điều khiển cơ. Cũng như đã nói ở trên, việc trang bị của ghế điện trở thành một nhu cầu cơ bản và trên thị trường có nhiều trang thiết bị giúp người dùng có thể nâng cấp cải tiến ghế cơ thành ghế chỉnh điện, nên rất nhiều người dùng đã lựa chọn việc thay đổi ghế chỉnh cơ trên xe thành ghế chỉnh điện để tăng sự thoải mái và tiện nghi khi điều khiển phương tiện.

Từ hai ý trên chúng em rút ra được kết luận chúng ta phải có một số giải nâng cấp trang thiết bị nội thất trên xe, để người sử dụng đặc biệt là người lái cảm thấy thoải mái, dễ chịu khi điều khiển xe, đồng thời đảm bảo được sức khỏe của người lái về lâu về dài và vừa tránh được mắc những căng bệnh về xương khớp, tim mạch, bệnh về mắt...để góp phần vào nâng cao an tồn giao thơng do tình trạng lái xe q lâu làm cơ thể mệt mỏi, rất có thể dẫn đến những tai nạn đáng tiếc xảy ra.

Và để giải quyết được các vấn đề nêu trên nhóm em đã thảo luận và đề xuất một số phương pháp cải tiến, tăng thêm tính năng cho ghế xe để đáp ứng được các nhu cầu của người sử dụng và đồng thời cũng giải quyết được các vấn đề đã đặt ra.

PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT ĐỀ TÀI 3.1. Lập ý tưởng thiết kế cho đề tài

3.1.1. Điều khiển ghế bằng giọng nói qua Arduino

Nhóm sẽ kết hợp giữa cảm biến âm thanh và bộ mạch cầu H từ đó thơng qua arduino để điều khiển motor. Trong trường hợp này chúng ta sẽ giả lập 2 motor A và B điều khiển ghế di chuyển. Vì arduino là bo mạch được lắp sẵn nên chúng ta chỉ cần nạp chương trình theo yêu cầu của người thiết kế. Thay vì điều khiển thơng qua các nút bấm lên xuống của ghế điện thì chúng ta sẽ điều chỉnh bằng giọng nói mà ta đã thiết lập sẵn từ trước. Giọng nói sẽ được truyền vào cảm biến thu âm và sẽ được chuyển thành tần số dạng xung gửi vào arduino.

Hình 2.1: Module điều khiển động cơ L298N – cầu H

- Điểm mạnh của giải pháp

 Giá thành rẻ;

 Điều kiện lắp đặt dễ;

 Các linh kiện lắp ráp phổ biến.

- Điểm yếu của giải pháp

 Độ ổn định không cao;

 Vì chương trình nạp mở khó kiểm sốt bản quyền;

3.1.2. Điều khiển ghế điện kết hợp chức năng massage

Nhóm sẽ cải tiến ghế điều khiển cơ khí sang ghế điều khiển điện điều khiển bằng các nút nhấn lên xuống, kết hợp hệ thống con lăn chạy dọc thân ghế theo chu kỳ từ trên

xuống rồi từ dưới lên, có tác dụng xoa bóp dọc theo lưng xóa tan cảm giác đau mỏi. Ở vùng vai, gáy được thiết kế có động cơ riêng chú trọng đấm bóp các cơ ở cổ, vai, gáy, giảm đau hiệu quả và tạo cảm giác dễ chịu, giảm stress. Bộ phận điều khiển chức năng massage được thiết kế riêng với bộ điều khiển các hướng của ghế do vị trí lắp đặt bộ điều khiển ghế khá nhỏ và bộ điều khiển massage khá nhiều công tắc điều khiển và phức tạp.

Hình 3.2: Đệm ghế massage [15]

Bộ điều khiển: 1. 5 đầu nút massage

2. Đai cố định đệm với ghế ngồi. 3. Bộ sạc điện.

4. Tổ chuyển đổi vùng 5. Dây cáp nguồn

- Điểm mạnh của giải pháp

 Thích hợp với mọi loại ghế;  Linh kiện phổ biến;

 Dễ lắp đặt.

- Điểm yếu của giải pháp

 Giá thành cao;

 Cần nhiều chương trình lập trình;

 Bộ điều khiển không phù hợp với môi trường làm việc;  Đệm massage đã có trên thị trường.

3.1.3. Điều khiển ghế thông qua cảm biến hồng ngoại

Giải pháp kết hợp giữa cảm biến tia hồng ngoại và Arduino để điều khiển motor xoay đến vị trí mong muốn đã đặt trước đó. Ở đây, trước khi dùng cảm biến tia hồng ngoại để kích hoạt, ta phải cài đặt vị trí mà người lái mong muốn để có tư thế tốt nhất, sau đó ghi vào cảm biến tia hồng ngoại. Ở lần sử dụng sau chỉ cần đưa tay vào thì các

tia hồng ngoại sẽ nhận dạng được tín hiệu từ đó sẽ đưa tín hiệu tới Arduino sẽ phát ra tín hiệu điều khiển motor.

Đơn giản hóa vấn đề thì cảm biến hồng ngoại sẽ mang vai trị là một nút nhấn cảm ứng có tác dụng tương tự nút nhấn nhớ ghế cơ, nút nhấn có tác dụng tăng tính thẩm mĩ cũng như tính cơng nghệ cho sản phẩm. Các nút nhấn điều khiển vị trí của ghế vẫn sẽ là các nút cơ điều khiển gián tiếp các motor thơng qua module kiểm sốt vị trí ghế.

- Điểm mạnh của giải pháp

 Giá thành rẻ;

 Linh kiện phổ biến;  Dễ lắp đặt.

- Điểm yếu của giải pháp

 Độ ổn định không cao;

 Cần nhiều chương trình lập trình;

 Bộ điều khiển không phù hợp với môi trường làm việc.

3.1.4. Điều khiển ghế điện kết hợp cảnh báo thời gian nghỉ cho tài xế

Nhóm sẽ kết hợp giữa điều khiển ghế chỉnh điện song song với điều khiển cảnh báo thời gian nghỉ ngơi của tài xế bằng hai mạch Arduino riêng biệt.

Với mạch cảnh báo, nhóm sử dụng cảm biến siêu âm US-015 giúp tăng tính ổn định cho mạch do góc quét hẹp hơn so với SRF04 và SRF05 nên bắt được vật thể với độ

chính xác cao hơn. Kết hợp với Arduino Uno R3 giúp giảm chi phí và dễ lắp đặt.

Với mạch điều khiển ghế lái, nhóm sử dụng bộ điều khiển bằng nút nhấn điều khiển các motor hoạt động thông qua module điều khiển SPC.

- Điểm mạnh của giải pháp:

 Giá thành rẻ;

 Linh kiện phổ biến;  Dễ lắp đặt;

 Độ ổn định cao.

- Điểm yếu của giải pháp:

 Không thể mô phỏng trên phần mềm Proteus (do cảm biến US-015 là cảm biến đời mới nên chưa được cập nhật lên phần mềm);

 Cần nhiều chương trình lập trình;  Cảm biến có độ trễ nhất định.

3.2. Đánh giá và lựa chọn phương án thiết kế

- Đánh giá mức độ hài lòng của từng giải pháp đối với các chỉ tiêu đã thống nhất, điểm đánh giá dựa trên việc tham khảo ý kiến và thống nhất của cả nhóm.

 Hài lòng, đánh 2 (2 điểm)

 Khơng hài lịng, đánh 0 (0 điểm)

 Phân vân (khó quyết định), đánh 1 (1 điểm)

- Giải pháp đề xuất nhận được số điểm cao nhất là lựa chọn tối ưu nhất và được nhóm đưa vào thực hiện.

Bảng 3.1: Lựa chọn giải pháp thích hợp

- Giải pháp được đánh giá cao nhất và được cả nhóm thống nhất lựa chọn là giải pháp “Ghế chỉnh điện và cảnh báo thời gian nghỉ ngơi cho tài xế”.

- Dựa trên các đánh giá và phân tích của nhóm thì đề tài “Ghế chỉnh điện kết hợp cảnh báo thời gian nghỉ ngơi của tài xế” cũng đang là vấn đề được các lái xe quan tâm cũng như nhiều tài xế hiện nay đã và đang cải tiến chiếc xe của bản thân giúp tăng tính tiện nghi cho xe mà chi phí bỏ ra khơng q lớn.