1.1 .Tính cấp thiết của đề tài
2.1. Hệ thống hỗ trợ điều khiển gƣơng điện
2.1.6.3. Nguyên lý hoạt động hệ thống gập mở gƣơng
- Ở hai chế độ gập / mở gƣơng chiếu hậu cơng tắc sẽ đảo chiều dịng điện qua motor gập mở gƣơng chiếu hậu làm đảo chiều xoay của motor
- Khi ở chế độ gập gƣơng:
15 + Chân 2 thông mạch chân 4
+ Chân 1 thông mạch chân 5
+ Dòng điện dƣơng (+) từ ắc quy => chân 1 => chân 5 => vào chân 8 của motor => ra chân 7 của motor => về chân 4 => chân 2 => về mass
- Khi ở chế độ mở gƣơng:
Hình 2.12. Sơ đồ mạch điện ở chế độ mở gƣơng
+ Chân 2 thông mạch chân 5 + Chân 1 thông mạch chân 4
+ Dòng điện dƣơng (+) từ ắc quy => chân 1 => chân 4 => qua chân 7 của motor => ra chân 8 của motor => chân 5 => chân 2 => về mass
16
2.1.7. Thiết kế hệ thống điều khiển hỗ trợ gập gương chiếu hậu tự động
2.1.7.1. Sơ đồ khối
Hình 2.13. Sơ đồ khối hệ thống điều khiển gập gƣơng tự động
- Khối nguồn cấp điện áp cho khối thu và khối phát hoạt động - Khối thu truyền tín hiệu để điều khiển khối relay điều khiển
- Khối relay điều khiển dựa vào tín hiệu nhận đƣợc từ khối thu để điều khiển motor gập mở gƣơng
2.1.7.2. Chức năng và nhiệm vụ từng khối
- Khối nguồn:
17
Khối nguồn tạo ra dòng điện ổn định cung cấp an toàn cho mạch. Dùng nguồn 12V lấy từ chân công tắc mở gƣơng nên ta dùng IC ổn áp 7805 để tạo nguồn 5V để cung cấp cho cảm biến.
- Khối thu:
Hình 2.15. Khối thu
Khối thu là cảm biến hồng ngoại có nhiệm qt phát hiện vật cản sau đó tín hiệu đƣa về IC để xử lý và cho tín hiệu điều khiển đầu ra ở chân out.
- Khối relay điều khiển:
+ Relay là một công tắc điều khiển từ xa đơn giản, nó dùng một dịng điện nhỏ để điều khiển một dịng lớn vì vậy nó đƣợc dùng để bảo vệ cơng tắc nên cũng có thể xem là một thiết bị bảo vệ. Kết cấu relay gồm có một cuộn sắt, một cuộn từ và các tiếp điểm thƣờng đóng NO, thƣờng mở NC.
18
+ Relay kích hoạt: Dịng điện chạy qua cuộn dây điều khiển (chân 1,2) tạo ra một từ trƣờng làm thay đổi vị trí từ tiếp điểm thƣờng đóng NO sang tiếp điểm thƣờng mở NC (dòng từ chân 3, 4 sẽ qua tiếp điểm thƣờng mở NC).
+ Relay ngắt: Dòng ngƣng chạy qua cuộn dây điều khiển (chân 1,2) khơng cịn từ trƣờng relay trở nên ngắt. Chân 3, 4 sẽ nối với tiếp điểm thƣờng đóng NO
2.1.7.3. Sơ đồ mạch điện
Hình 2.17. Sơ đồ mạch điện hệ thống điều khiển gập gƣơng tự động
- Mạch điều khiển gập gƣơng chiếu hậu tự động gồm 6 chân: + Chân 1: Cấp nguồn dƣơng 5V cho mạch
+ Chân 2: Cấp nguồn âm cho mạch
+ Chân 3, 4: Nối với 2 chân motor điều khiển motor gập mở gƣơng chiếu hậu + Chân 5, 6: Nối với 2 chân điều khiển motor gập mở gƣơng chiếu hậu từ công tắc điều khiển
- Nguyên lý hoạt động của mạch điều khiển gập gƣơng tự động: + Khi khơng có vật cản:
19 Chân 5 thông mạch chân 3
Chân 6 thơng mạch chân 4 + Khi có vật cản:
Chân out của sensor mang điện áp cao kích hoạt relay Chân 5 thông mạch chân 4
Chân 6 thông mạch chân 3
2.1.8. Tích hợp mạch điều khiển gập gương tự động với hệ thống gập mở gương chiếu hậu
Hình 2.18. Sơ đồ mạch điện hệ thống gập gƣơng tự động
Tiến hành đấu nối dây theo sơ đồ mạch điện: - Chân 5 mạch điều khiển – chân 5 công tắc - Chân 6 mạch điều khiển – chân 4 công tắc
- Chân 3 mạch điều khiển – chân 7 gƣơng chiếu hậu - Chân 4 mạch điều khiển – chân 8 gƣơng chiếu hậu.
20 Nguyên lý hoạt động của mạch điện:
- Khi ở chế độ mở gƣơng chiếu hậu, hệ thống hỗ trợ gập gƣơng tự động sẽ bắt đầu hoạt động. Hai cảm biến sẽ liên tục quét để phát hiện vật cản.
- Khi cảm biến không phát hiện có vật cản, hệ thống hỗ trợ gập gƣơng tự động sẽ không can thiệp và hệ thống gƣơng chiếu hậu sẽ hoạt động bình thƣờng.
- Khi cảm biến phát hiện vật cản sẽ phát ra tín hiệu dịng điện mức cao ở chân out kích hoạt relay chuyển từ tiếp điểm thƣờng đóng NC sang thƣờng mở NO làm thay đổi chiều dòng điện ra hai chân 3, 4 của hệ thống hỗ trợ gập mở gƣơng tự động làm gập gƣơng.
- Đến khi khơng cịn vật cản, chân out của cảm biến sẽ trở về mức thấp điều khiển relay về tiếp điểm thƣờng đóng NC làm đảo lại chiều dịng điện ra hai chân 3, 4 của hệ thống hỗ trợ gập mở gƣơng tự động làm mở gƣơng lại.
21
2.2. Hệ thống nâng hạ kính từ xa
2.2.1. Các dữ liệu ban đầu
2.2.1.1. Đối tƣợng nghiên cứu
Hình 2.19. Sơ đồ mạch điện hệ thống nâng hạ kính trên xe TOYOTA CRESSIDA
- Đây là mạch nâng hạ kính loại ngắt dƣơng của xe TOYOTA CRESSIDA. - Mạch gồm 4 phần gồm :
+ Phần 1 các linh kiện: Nguồn,cầu chì,CB,relay,cơng tắc. + Phần 2 : 1 cơng tắc tổng gồm 11 chân nằm bên cạnh tài xế
22
+ Phần 4: gồm 4 motor nâng hạ kính,gồm 1 motor cho tài xế và 3 motor cho hành khách.
- Trong cơng tắc tổng,có 1 cơng tắc lock cửa..Cơng tắc này giúp ngắt nguồn dƣơng khỏi cơng tắc phụ nhằm giúp tài xế khóa cửa kính của hành Khách nên đƣợc gọi là nâng hạ kính loại ngắt dƣơng.
- Trong mạch nâng hạ kính loại ngắt dƣơng..các chân trong các cơng tắc đều đƣợc nối âm.
2.2.1.2. Hệ thống điều khiển từ xa
- Hiện nay trên thị thƣờng có 2 loại năng lƣợng đƣợc sử dụng phổ biến trong điều khiển từ xa để giao tiếp các lệnh : RF (tần số vơ tuyến điện tử) sử dụng sóng radio và IR (viết tắt của hồng ngoại) là 1 loại ánh sáng khơng thể nhìn thấy bằng mắt thƣờng.
- Với các nhu cầu sử dụng sau:
+ Khoảng cách điều khiển từ xa : > 50 m
+ Có thể truyền sóng đi ngay cả khi có vật cản giữa hệ thống máy phát và máy thu,các bức tƣờng,….
+ Ít tốn kém chi phí sản xuất + kích thƣớc nhỏ gọn. + Giao tiếp đƣợc nhiều lệnh khác nhau: Khơng cần thiết.
Điều khiển từ xa bằng sóng RF là phù hợp nhất.
23 - Thông số kĩ thuật: + Điện áp sử dụng 5 V + I < 4,5 mA + Giải mã PT 2272 – M4 + Trở dao động : 820 K + Tần số thu: 315 Mhz
+ Chân VT (Valid Transmission): Chân báo tín hiệu khi nhận dữ liệu (Ở trạng thái chờ đầu ra 0,khi có tín hiệu lên 1 và trờ về 0 khi khơng cịn tín hiệu)
+ Tín hiệu ra: D0,D1,D2,D3
2.2.2. Hệ thống nâng hạ kính
2.2.2.1. Sơ đồ mạch điện hệ thống nâng hạ kính
24 - Cấu tạo gồm các phần:
+ 1 Công tắc tổng gồm 11 chân: 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11. + 3 Công tắc phụ,mỗi công tắc gồm 5 chân.
Công tắc phụ A gồm 5 chân: 4’,5’,6’,12,13.
Công tắc phụ B gồm 5 chân: 4’,7’,8’,14,15.
Công tắc phụ C gồm 5 chân: 4’,9’,10’,16,17. + 4 Motor gồm 1 Motor Tài và 3 Motor phụ 1,2,3
+ 1 Cơng tắc lock kính: Đóng ngắt nguồn dƣơng các cơng tắc phụ. - Sơ đồ chân hệ thống:
+ Ở trạng thái bình thƣờng,các chân 2,3,5,6,7,8,9,10,11 đều nối âm. + Chân 1: Nối nguồn dƣơng
+ Chân 2,3 của công tắc tổng: Nối với chân 2’, 3’ của motor tài + Chân 4 của công tắc tổng: Cấp nguồn dƣơng cho các công tắc phụ + Chân 5,6,7,8,9,10 của công tắc tổng: Lần lƣợt nối vào các chân 5’,6’,7’,8’,9’,10’ của các công tắc phụ.
+ Chân 11 của công tắc tổng: Chân nối mass
+ Chân 12, 13, 14, 15, 16, 17 của công tắc phụ: Lần lƣợt nối vào các chân 12’,13’,14’,15’,16’,17’ của các moto phụ 1,2 và 3.
25
2.2.2.2. Nguyên lý hoạt động hệ thống nâng hạ kính:
+ Trƣờng hợp 1: Nâng, hạ kính bên tài xế Nâng kính:
Hình 2.22. Sơ đồ mạch điện nâng kính tài xế
B1:Nhấn nút UP kính tài lập tức tiếp điểm U1 đổi,tiếp điểm D1 giữ nguyên.
B2:Dòng điện từ nguồn (1) qua tiếp điểm U1 xuống chân 2 chân 2’ và 3’ Motor Tài chân 3 tiếp điểm D1 chân 11 mass. => Motor
26 Hạ kính:
Hình 2.23. Sơ đồ mạch điện hạ kính tài xế
B1:Nhấn nút DOWN trên ghế tài lập tức tiếp điểm U1 giữ nguyên,tiếp điểm D1 đổi.
B2:Dòng điện từ nguồn (1) qua tiếp điểm D1 xuống chân 3 chân 3’ và
2’ Motor Tài chân 2 tiếp điểm U1 chân 11 mass. => Motor quay ngƣợc chiều => Kính hạ xuống.
27
+ Trƣờng hợp 2 : Nâng, hạ kính bên hành khách (qua cơng tắc tổng) Nâng kính:
Hình 2.24. Sơ đồ mạch điện nâng kính phụ bằng cơng tắc chính
B1:Nhấn nút UP ở vị trí hành khách trên ghế tài lập tức tiếp điểm U2 đổi,tiếp điểm D2 giữ nguyên.
B2:Dòng điện từ nguồn (1) qua tiếp điểm U2 xuống chân 5 chân 5’ tiếp điểm U2’ chân 12 chân 12’ và 13’ Motor Phụ 1 chân 13 tiếp điểm D2’ chân 6’ chân 6 tiếp điểm D2 chân 11 mass. => Motor quay cùng chiều => Kính nâng lên.
28 Hạ kính:
Hình 2.25. Sơ đồ mạch điện hạ kính phụ bằng cơng tắc chính
B1: Nhấn nút DOWN ở vị trí hành khách trên ghế tài lập tức tiếp điểm U2 giữ nguyên,tiếp điểm D2 đổi.
B2:Dòng điện từ nguồn (1) qua tiếp điểm D2 xuống chân 6 chân 6’ tiếp điểm D2’ chân 13 chân 13’ và 12’ Motor Phụ 1 chân 12 tiếp điểm U2’ chân 5’ chân 5 tiếp điểm U2 chân 11 mass. => Motor quay ngƣợc chiều => Kính hạ xuống.
29
+ Trƣờng hợp 3 : Nâng, hạ kính bên hành khách bằng công tắc phụ A ( không lock kính)
Nâng kính:
Hình 2.26. Sơ đồ mạch điện nâng kính hành khách bằng cơng tắc phụ khơng lock kính
B1:Cơng tắt lock kính đóng.
B2:Nhấn nút UP ở vị trí hành khách lập tức tiếp điểm U2’ đổi,tiếp điểm D2’ giữ nguyên.
B3:Dòng điện từ nguồn (1) chân 4 chân 4’ tiếp điểm U2’ chân 12 chân 12’ và 13’ Motor Phụ 1 chân 13 tiếp điểm D2’ chân 6’
chân 6 tiếp điểm D2 chân 11 mass. =>Motor quay cùng chiều =>
30 Hạ kính:
Hình 2.27. Sơ đồ mạch điện hạ kính hành khách bằng cơng tắc phụ khơng lock kính
B1:Cơng tắt lock kính đóng.
B2:Nhấn nút DOWN ở vị trí hành khách lập tức tiếp điểm U2’ giữ nguyên,tiếp điểm D2’ đổi.
B3:Dòng điện từ nguồn (1) chân 4 chân 4’ tiếp điểm D2’ chân 13 chân 13’ và 12’ Motor Phụ 1 chân 12 tiếp điểm U2’ chân 5’
chân 5 tiếp điểm U2 chân 11 mass. =>Motor quay ngƣợc chiều
31
+ Trƣờng hợp 4 : Nâng, hạ kính bên hành khách qua cơng tắc phụ (lock kính) Nâng kính:
Hình 2.28. Sơ đồ mạch điện nâng kính hành khách qua cơng tắc phụ khi lock kính
B1:Cơng tắc tiếp điểm U2’ đổi,tiếp điểm D2’ giữ yên
B2: Dịng điện từ nguồn (1) đến cơng tắc lock kính thì dừng lại => bị ngắt nguồn dƣơng khỏi cơng tắc phụ 1
Motor Phụ 1 không nhận đƣợc dịng điện => Hệ thống nâng hạ kính bên cơng tắc phụ A khơng hoạt động =>Kính khơng lên.
32 Hạ kính:
Hình 2.29. Sơ đồ mạch điện hạ kính hành khách qua cơng tắc phụ khi lock kính
B1:Công tắc tiếp điểm D2’ đổi,công tắc tiếp điểm U2’ giữ yên
B2: Dòng điện từ nguồn (1) đến cơng tắc lock kính thì dừng lại => bị ngắt nguồn dƣơng khỏi công tắc phụ 1
Motor Phụ 1 khơng nhận đƣợc dịng điện => Hệ thống nâng hạ kính bên cơng tắc phụ A khơng hoạt động =>Kính khơng xuống.
33
2.2.3.Thiết kế hệ thống điều khiển nâng hạ kính từ xa
2.2.3.1. Sơ đồ khối
Hình 2.30. Sơ đồ khối hệ thống điều khiển nâng hạ kính từ xa
- Khối nguồn cung cấp nguồn ổn định cho khối thu và khối relay cơng suất. - Khối phát truyền tín hiệu sóng vơ tuyến đến khối thu.
- Khối thu nhận tín hiệu sóng vơ tuyến từ khối phát và xử lý dữ liệu sau đó xuất tín hiệu điều khiển đầu ra.
- Khối Relay cơng suất nhận tín hiệu điều khiển từ khối thu để điểu khiển motor nâng hạ kính .
2.2.3.2. Nhiệm vụ và nguyên tắc vận hành từng khối
- Khối nguồn:
34
Khối nguồn tạo ra dòng điện và điện thế ổn định cung cấp an toàn cho mạch. Do dùng nguồn 12V từ acquy nên ta dùng IC ổn áp 7805 để tạo nguồn 5V ổn định để cung cấp cho mạch.
- Khối phát:
Hình 2.32. Sơ đồ mạch điện khối phát
- Khối phát có nhiệm vụ nhận lệnh điều khiển từ các nút điều khiển sau đó xử lý và phát sóng vơ tuyến đến khối thu.
- Nguyên lý hoạt động:
+ Khi nhấn nút chọn chế độ hoạt động nâng hoặc hạ kính, tín hiệu điều khiển sẽ đƣợc truyền về chân 1, 2 của IC PT2262.
+ IC PT2262 sẽ xử lý mã hóa dữ liệu sau đó xuất dữ liệu qua chân 5 của IC đến chân 1 của bộ phát tần số vô tuyến RF (RF Transmitter).
+ Bộ RF Transmitter sẽ chuyển đổi, khuyết đại tín hiệu sau đó phát tín hiệu sóng vơ tuyến RF qua Anten.
- Khối thu:
+ Khối thu có nhiệm vụ thu tín hiệu sóng vô tuyến RF từ khối phát để xử lý dữ liệu sau đó xuất ra tín hiệu điều khiển.
35
Hình 2.33. Sơ đồ mạch điện khối thu
+ Sơ đồ chân:
Chân 1: Cấp nguồn dƣơng 5V
Chân 2: Cấp nguồn âm
Chân A, B: Chân xuất tín hiệu điều khiển + Nguyên lý hoạt động khối thu:
Bộ thu tần số vô tuyến RF Receiver nhận tín hiệu sóng vô tuyến RF bằng Anten từ khối phát sau đó xử lý khuyết đại tín hiệu và truyền tín hiệu qua chân 1 đến chân 5 của IC PT2262.
IC PT2262 nhận tín hiệu và tiến hành xử lý điều chế tín hiệu sau đó đƣa ra tín hiệu ra chân 1, 2 của IC để điều khiển các Transistor Q1, Q2 để xuất tín hiệu điều khiển khối relay công suất qua hai chân A, B.
36 - Khối Relay công suất:
+ Gồm Relay 12V, BJT C1815 để khuyếch đại dòng qa relay.Relay là một công tắc điều khiển từ xa đơn giản, nó dùng một dịng điện nhỏ để điều khiển một dịng lớn vì vậy nó đƣợc dùng để bảo vệ cơng tắc nên cũng có thể xem là một thiết bị bảo vệ. Kết cấu relay gồm có một cuộn sắt, một cuộn từ và các tiếp điểm thƣờng đóng, thƣờng mở .
Hình 2.34. Sơ đồ ngun lý relay
+ Relay có 2 mạch: mạch điều khiển (1 - 3) và mạch tải (2 - 4) mạch điều khiển có 1 dây nhỏ trong khi mạch tải có 1 cơng tắc.
Hình 2.35. Sơ đồ ngun lí relay trạng thái mở
+ Relay mở : dòng điện chạy qua cuộn dây mạch điều khiển (chân số 1 và 3) tạo ra một từ trƣờng nhỏ làm đóng tiếp điểm (chân số 2 và 4).Tiếp điểm là một phần của mạch tải,đƣợc dùng để điều khiển mạch điện nối với nó.Dịng chạy qua chân số 2 và 4 khi relay đƣợc kích hoạt (trạng thái mở).
37
Hình 2.36. Sơ đồ nguyên lý relay trạng thái ngắt
+ Relay ngắt: khi dòng ngừng chạy qua mạch điều khiển (chân số 1 và 3) relay ngắt.Khơng cịn từ trƣờng tiếp điểm hở ra và dịng bị ngăn khơng chạy qua chân số 2 và 4, relay bây giờ ngắt.
2.2.4. Tích hợp mạch điện điều khiển từ xa vào mạch nâng hạ kính trên xe oto:
38
- Chọn 2 đối tƣợng để vẽ mạch: 1 tài xế và 1 hành khách. - Tiến hành đấu nối dây theo sơ đồ mạch điện trên: