Chỉ định Chế độ lệnh: PWN +/-, trong khi các chân 10 và 11 sẽ gửi tín hiệu PWM để quay động cơ sang trái và phải.
Chỉ định Tần số PWM: 20KHz.
Bộ mã hóa PPR bạn cần chỉ định số lượng xung từ bộ mã hóa của bạn nhận được trên mỗi vòng quay.
Trong Đầu vào kỹ thuật số, bạn có thể chỉ định nơi các nút của bạn được kết nối và trong Đầu vào tương tự, ví dụ: trục, tay lái, ga và phanh.
Bước 7: Bây giờ hãy thử quay tay lái và xem hình ảnh tam giác màu đỏ trên softare cấu
Hình 4. 9: Thử nghiệm kết nối với vô lăng.
Nếu thành cơng thì hình tam giác màu đỏ sẽ theo vòng quay của bộ điều khiển đã được cài đặt bởi bộ mã hóa trước đó. nếu vịng quay của cần lái với vịng của biểu tượng hình tam giác màu đỏ khơng phải là vịng quay giống nhau, cài đặt hoặc thay đổi số lượng PPR trong Cài đặt nâng cao, cho đến khi nó thực sự phù hợp với xoay chỉ đạo.
4.3.3. Ghép nối mơ hình lái xe với bộ điều khiển
Trong phần này, nhóm đồ án sẽ đi giải quyết vấn đề ghép nối các thiết bị phần cứng, đáp ứng đủ công suất và điều khiển được mơ hình lái xe theo đúng ý đồ, mục đích của đề tài đã đề ra. Các thiết bị phần cứng cần ghép nối để tạo nên bộ điều khiển hoàn chỉnh bao gồm: Mạch điều khiển arduino leonardo r3, mạch công suất động cơ một chiều BTS7960, cảm biến góc quay, động cơ điện một chiều, bộ biến đổi nguồn AC- DC. Chức năng và cấu tạo của từng thành phần đã được giới thiệu chi tiết ở trên, mục này sẽ giải quyết vấn đề ghép nói các thiết bị để đạt mục đích điều khiển. Sơ đồ điều khiển như trong hình:
Sinh viên thực hiện:Nguyễn Hữu Hải Âu Người hướng dẫn: Ths. Phạm Minh Mận
Hình 4. 10: Sơ đồ điều khiển
Các chân và chức năng điều khiển của chúng được quy định như sau: 1. Kết nối từ BTS7960 H tới Arduino
- VCC - 5v - gnd - gnd - L_EN và R_EN - 5v - R-PWM - chân 10 - L-PWM - chân 11 2. Kết nối từ PSU đến BTS7960 H - B + - 12v hoặc 24v PSU - B - - GND PSU 3. Kết nối từ động cơ DC đến BTS7960 H - M + - Động cơ DC (Đỏ) - M - - Động cơ DC (Đen)
Để thử thực hiện Kiểm tra FFB trên tay lái, trước tiên hãy mở hoặc chạy Phần mềm WheelConfign và cài đặt Hiệu ứng trò chơi. Trượt mọi thứ sang bên phải trên cài đặt như hình dưới đây.
Hình 4. 11: Giao diện điều chỉnh
Sau đó để kiểm tra bảng điều khiển FFB, cần có phần mềm Force FeedBack Test, sau khi tải xuống, hãy mở hoặc chạy phần mềm và thay đổi tùy chọn trong cột Spring Force từ vơ hiệu hóa thành Simple Spring.
Hình 4. 12: Giao diện Force FeedBack Test
Và cuối cùng hãy thử xoay vơ lăng để trải nghiệm mơ hình. [12]
4.4. Kết nối hệ thống điều khiển với phần mềm dạy lái xe 3D
4.4.1. Các tự game mô phỏng lái xe
a. Tựa game mô phỏng xe đầu kéo Euro Truck Simulator 2.
Sinh viên thực hiện:Nguyễn Hữu Hải Âu Người hướng dẫn: Ths. Phạm Minh Mận
trò chơi giả lập xe tải được SCS Software phát triển và phát hành cho Microsoft Windows, Linux và macOS và ban đầu được phát hành dưới dạng phát triển mở vào ngày 19 tháng 10 năm 2012
Giới thiệu đôi nét về tựa game mô phỏng Euro truck simulator 2
Với giao diện ban đầu của Euro truck simulator 2 xe khách, chúng ta có thể dễ dàng nhận ra đây là một trị chơi đua xe dưới dạng mơ phỏng cực kỳ sống động. Tựa game này được nghiên cứu và xây dựng bởi SCS Software. Vào năm 2012, game được phát hành lần đầu tiên trên các nền tảng máy tính lúc bấy giờ như window, linux, mac os … Và ngày nay, đã có phiên bản dành cho di động với nguyên tác gần như nguyên vẹn.
Game lái xe tải Euro truck simulator 2 được đánh giá rất cao với hơn 97% lượng người vote thích trị chơi và sự đánh giá cao cho nội dung game. Đây thực sự là một con số đáng ấn tượng dành cho nhà sản xuất của tựa game này.
Game được xây dựng 100% trên nền tảng trò chơi mơ phỏng 3D thuộc kiểu trị chơi điện tử định dạng chỉ có một người chơi duy nhất. Chất lượng hình ảnh game vơ cùng sắc nét đạt chuẩn HD 1080p. Cùng với đó tồn bộ mẫu xe khách đều được lấy hơi hướng từ những thương hiệu nổi tiếng thế giới thực như Mercedes, Volvo, Scania, DAF, BMW … Thêm nữa, hệ thống âm thanh được lấy từ những tiếng động cơ thực tế, nhờ vậy dễ dàng mang lại cảm giác chơi game chân thực và sống động nhất cho cộng đồng game thủ. [13]
b. Tựa game mô phỏng xe ô tô con City Car Driving.
City Car Driving là game mô phỏng đua xe khá thú vị cho máy tính khi đưa người chơi đến nhiều thành phố khác nhau trên thế giới để tham gia giao thông. Tham gia City Car Driving, bạn không chỉ được trải nghiệm cảm giác lái xe mà còn phải đối phó với những tình huống giao thơng khác nhau, mọi thứ đều được thể hiện một cách khá chân thật như cách bạn thường tham gia giao thơng ngồi đời.
Trong City Car Driving, người chơi sẽ nhận được những chiếc xe khác nhau thông qua mỗi màn chơi, khi vượt qua 1 màn chơi bạn sẽ được đến với 1 thành phố mới, tại đây chúng ta được trải nghiệm giao thơng với những điều lệ khác nhau. Có nơi chúng ta sẽ tham gia giao thông ưu tiên bên phải, có nơi lại ưu tiên bên trái, thậm có nơi người đi bộ khơng có làn đường riêng nên sẽ vơ cùng náo loạn. Nhiệm vụ của bạn là điều khiển xe thật chính xác để di chuyển trên đường phố, mỗi bước đi là một thử thách mới dành cho bạn.
Hình 4. 14: Giao diện phần mềm
Trị chơi có hỗ trợ đầy đủ cho đầu vào bánh xe bao gồm phản hồi lực, đồ họa HD và UHD và thậm chí hỗ trợ VR. Nó được tải xuống từ Steam trong vài phút và được cài đặt rất dễ dàng. Bạn có thể nhìn qua vai qua cửa sổ phía sau và kiểm tra những người ngồi bên cạnh bạn ở đèn dừng. Ngồi ra, khả năng nhìn vào các góc thực tế hơn nhiều so với
Sinh viên thực hiện:Nguyễn Hữu Hải Âu Người hướng dẫn: Ths. Phạm Minh Mận
Trị chơi có chế độ nghề nghiệp trong đó một người hướng dẫn kỹ thuật số dẫn bạn qua một loạt các nhiệm vụ từ thắt dây an toàn và khởi động xe và điều hướng cơ bản thông qua các thao tác né tránh tốc độ cao. Trò chơi được chia ra làm nhiều giai đoạn giúp bạn có thể làm việc với từng giai đoạn đó. Trình mơ phỏng đảm bảo bạn học mọi thứ từ đầu và khiến bạn khó chịu khi bạn làm những việc như quay đầu mà không cần đèn nháy hoặc kéo ra ngồi mà khơng nhìn xung quanh. Bạn sẽ mất điểm khi lái xe kém và không lên cấp nhanh.
City Car Driving mô phỏng mọi loại thời tiết: sương mù, mưa, băng và tuyết. Tất cả các mặt đường bạn có thể gặp: đá cuội, đất, sỏi, mặt đường và bê tơng cũng có sẵn. Nó cho phép bạn lái xe trong quận, trong thành phố, và thậm chí trong cơng viên. Có người đi bộ, lái xe hung hãn, giao thông vào giờ cao điểm, tai nạn, và cảnh sát để giải quyết. Những con đường nhỏ như đường mòn đến xa lộ 8 làn là những tuyến đường bắt buộc trong các nhiệm vụ khác nhau. Trên thực tế, nó hồn tồn mơ phỏng cho việc lái xe trong cuộc sống thực. [14]
4.5. Thực nghiệm mơ hình.
4.5.1. Sơ lược về các thiết bị phần cứng và nguyên lí hoạt động: 4.5.1.1. Vơ lăng:
Vô lăng được thiết kế cứng cáp bằng chất liệu nhựa PVC và khung cố định bằng kim loại, có thiết kế gần như giống với các vơ lăng thật, có nút ấn cịi xe ở giữa, viền vô lăng được bo nhám nhằm tạo cảm giác cầm nắm, cảm giác lái chân thật nhất.
4.5.1.2. Cần số:
Hình 4. 16: Sơ đồ điều khiển hộp số
Phần hộp số được thiết kế khối hộp vuông bằng chất liệu ván ép, cấu tạo theo kiểu hộp số 6 cấp và số lùi. Phần than cần số được làm bằng kim loại và được kết nối với chân GND của Arduino Leonardo. Các khe số sẽ trang bị các nút Limit Switch, các nút này sẽ được kết nối với các chân Digital (4,5,7,8,9,12,13). Khi ta vào số thì các Limit Switch sẽ được cấp nguồn từ cần số thơng qua chân GND và gửi tín hiệu về Arduino. Ngồi ra chân cần số cịn được thiết kế bộ phận lò xo cố định đàn hồi giúp cho việc trả số vào số chân thực đến tuyệt đối.
Sinh viên thực hiện:Nguyễn Hữu Hải Âu Người hướng dẫn: Ths. Phạm Minh Mận
Các chân ga, phanh, chân côn được gia công bằng kim loại. Ở chân của các chân được thiết kê với các lò xo đàn hồi lực phù hợp, ở chân phanh sẽ được trang bị lị xo có lực đàn hồi lớn hơn các chân khác để cảm giác của các chân giống so với việc lái xe thực tế. Thân của các chân trang bị cảm biến góc quay chiết áp Potension. Khi ta đạp các chân thì tùy theo lực đạp tín hiệu góc xoay của cảm biến sẽ được gửi về Arduino Leonardo.
4.5.1.4. Hơp điều khiển
Hình 4. 18: Hộp điều khiển.
Hộp điều khiển bao gồm các thiết bị bao gồm: Arduino Leonardo, Encoder, Motor DC, Mạch điều khiển động cơ DC BTS7960 và các bánh răng, băng truyền dộng, ...
Nguyên lí hoạt động của hộp điều khiển :
Vô lăng sẽ được ăn khớp truyền động với mơ tơ cảm biến vịng quay Encoder và mô tơ trợ lực phản hồi, khi xoay vô lăng. Ở bàn đạp và cần số cũng được trang bị các cảm biến chạm ở chân ga, côn, phanh và các số 1, 2,3,…
Các cảm biến trên sẽ trả tín hiệu về Arduino Leonardo và thơng qua cổng usb truyền tín hiệu về phần mền Wheelconfig. Phần mền sẽ liên kết với game mơ phỏng, qua màn hình ta có cảm giác khi đang lái xe thực thụ.
Hình 4. 19: Hình ảnh mơ hình thực kế
4.5.2. Các bước để kết nối vào phần mềm học lái xe và mơ hình tổng qt.
Các bước kết nối và cài đặt:
Bước 1: Kết nối các cổng Lan của bàn đạp và hộp số vào hộp điều khiển và kết nối hộp
điều khiển với máy tính.
Sinh viên thực hiện:Nguyễn Hữu Hải Âu Người hướng dẫn: Ths. Phạm Minh Mận
Khi này ở phần mềm dòng Device Status báo hiệu Connected nghĩa là hộp điều khiển đã được kết nối với máy tính. Lúc này ta tiến hành vào phần mềm để thực hiện tập lái.
Bước 3: Vào phần mềm Euro Truck Simulator 2
Hình 4. 21: Màn hình giao diện Game
Lúc này phần mềm Wheel Config đã kết nối hộp điều khiển với game.
Bước 4: Bắt đầu tạo nhân vật, tên, tuổi và khu vực muốn được lái. Phần mềm lái xe chủ
yếu địa hình đường đi sẽ ở các nước Châu Âu. Nhưng hiện này các người dùng đã tạo ra bản đồ địa hình ở Việt Nam giống đến từng chi tiết và có cả phiên bản tiếng Việt.
Hình 4. 22: Tạo nhận vật trong game
Bước 4: Vào giao diện tiếp theo ta vào biểu tượng Options để tiến hành cài đặt.
Hình 4. 23: Giao điện cài đặt game
Vào giao diện cài đặt ta chon mục Input wizar để thiết lập các chân số, ta nhấn vào Acceleration axis và bắt đầu đạp chân ga, ấn vào Brake axis bắt đầu đạp chân phanh, cuối cùng là Clutch axis và đạp chân cơn. Lúc này ta đã hồn thành cài đặt của các chân số.
Sinh viên thực hiện:Nguyễn Hữu Hải Âu Người hướng dẫn: Ths. Phạm Minh Mận
Hình 4. 24: Thiết lập hộp số
Tiếp theo ta ấn next dao diện sẽ chuyển sang thiết lập cho hộp số, theo thứ tự hộp số ta ấn vào từng số trên giao diện màn hình rồi bắt đầu chuyển số hộp số theo thứ tự. Khi thiết lập xong thì ta đã hồn thành các cài đặt, việc tiếp theo chỉ là tiến hành vào để tập lái.
Một số hình ảnh thử nghiệm mơ hình :
Đánh giá sau khi thử nghiệm:
Nhờ vào bộ phản hồi lực vô lăng, độ đàn hồi của lò xo lực ở bàn đạp và phần mềm tập lái sắc nét thì sau khi thử nghiệm thì mơ hình cho lại cảm giác lái giống thật đến từng chi tiết và có thể sử dụng cho mục đích học tập để người học có thể cảm nhận được cảm giác lái xe trước khi thực hành.
Chương 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI
5.1. Kết luận
Được giao đề tài tốt nghiệp là: “KHẢO SÁT VÀ MƠ HÌNH HĨA HỆ THỐNG
ĐIỀU KHIỂN CHO MƠ HÌNH DẠY LÁI XE”
“.Ngay sau khi nhận được đề tài em đã bắt tay ngay vào cơng việc tính tốn thiết kế.Sau ba tháng được sự hướng dẫn tận tình của Thầy giáo THs Phạm Minh Mận đã tận tình chỉ bảo giúp đỡ em hoàn thành bản đồ án tốt nghiệp này.
Trong thời gian làm đồ án mặc dù em đã cố gắng tìm hiểu thêm trong sách và trong thực tế xong do hạn chế về trình độ và thời gian nên trong đồ án này em còn nhiều thiếu sót trong tính tốn và lựa chọn phương án, hơn nữa cịn một số vấn đề mà em chưa thể đi sâu vào chi tiết được mà em chỉ dùng những thông số tham khảo nên đồ án tốt nghiệp của em còn nhiều hạn chế. Em mong nhận được sự giúp đỡ của các thầy cô giáo và bạn bè đồng nghiệp để bản đồ án của em được hoàn thiện hơn nữa. Qua đồ án tốt nghiệp này đã giúp em một lần nữa làm quen về thiết kế tính tốn trên ơtơ, giúp em hiểu sâu hơn về hệ thống lái và nguyên lí hoạt động của các bộ phận trong hệ thống. Ngoài ra qua đề tài này con giúp em tăng khả năng nghiên cứu và đọc tài liệu...
Trong thời gian làm đồ án mặc dù em đã cố gắng tìm hiểu thêm trong sách và trong thực tế xong do hạn chế về trình độ và thời gian nên trong đồ án này em cịn nhiều thiếu sót trong tính tốn và lựa chọn phương án, hơn nữa còn một số vấn đề mà em chưa thể đi sâu vào chi tiết được mà em chỉ dùng những thông số tham khảo nên đồ án tốt nghiệp của em còn nhiều hạn chế. Em mong nhận được sự giúp đỡ của các thầy cô giáo và bạn bè đồng nghiệp để bản đồ án của em được hoàn thiện hơn nữa. Qua đồ án tốt nghiệp này đã giúp em một lần nữa làm quen về thiết kế tính tốn trên ơtơ, giúp em hiểu sâu hơn về hệ thống lái và nguyên lí hoạt động của các bộ phận trong hệ thống. Ngoài ra qua đề tài này con giúp em tăng khả năng nghiên cứu và đọc tài liệu...
Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn Thầy giáo THs Phạm Minh Mậncùng toàn thể các thầy giáo trong khoa Cơ Khí, Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật - Đại học Đà Nẵng đã tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành bản đồ án tốt nghiệp này.
1. Đã hoàn thành nhiệm vụ đặt ra là khảo sát và mơ hình hóa hệ thống điều khiển cho mơ hình dạy lái xe.
Sinh viên thực hiện:Nguyễn Hữu Hải Âu Người hướng dẫn: Ths. Phạm Minh Mận