5.2 Nạp chương trình điều khiển
Sau khi đã hoàn thành việc lắp ráp mơ hình tiếp theo đến cơng đoạn nạp chương trình điều khiển vào bộ điều khiển.
Chương trình điều khiển được viết bằng ngôn ngữ của Arduino phát triển dựa trên ngơn ngữ C/C++ được gọi wiring.
Để nạp chương trình ta cần laptop và dây USB-A để kết nối đến Displayport. Đầu USB-A cắm vào laptop và đầu còn lại cắm vào cổng Displayport trên Arduino.
Sau khi đã cắm vào ta mở chương trình Arduino IDE và thực hiện các thao tác chọn cổng kết nối phù hợp, chạy thử chương trình và sau đó là nhấn nút Upload cần vài giây để nạp chương trình. Khi nạp thành công đèn led Arduino sẽ nhấp nháy báo hiệu.
5.3 Chạy thử nghiệm và đánh giá kết quả
5.3.1 Đèn tín hiệu
Độ sáng đèn ổn định;
110
Các chức năng báo rẽ, báo nguy, bao phanh hoạt động tốt.
5.3.2 Đèn chiếu sáng thông thường
Các chức năng cơ bản đèn cốt, pha, flash hoạt động tốt;
Tốc độ phản hồi ổn định, đáp ứng điều kiện chạy;
Độ sáng đèn ổn định.
5.3.3 Đèn chiếu sáng thông minh
Hình 5.7: Mơ hình chạy thử các chức năng
Độ sáng cụm đèn ổn định;
Tốc độ phản hồi ổn định.
Tuy nhiên vẫn cịn một số lỗi chưa được hồn thiện:
Cụm servo cịn bị nhiễu tín hiệu nên đèn khi liếc cịn hơi rung lắc;
Phản hồi vân tay bị trễ khoảng một giây;
Cảm biến ánh sáng dễ bị thay đổi nên dẫn đến sự giảm ổn định các chức năng tự động bật/tắt đèn và tự động chuyển pha-cốt.
5.4 Xây dựng bài tập ứng dụng mơ hình
Bài 1: Xác định các chân relay 4 chân
111
Bước 2: Đo hai đầu dây bất kỳ, nếu có điện trở thì đó là cuộn dây và nếu khơng có điện trở thì đó là điểm thường mở. Đối với tiếp điểm thường đóng thì đồng hồ sẽ báo hiệu thơng mạch.
Bài 2: Xác định các chân relay 5 chân
Bước 1: Chỉnh đồng hồ VOM về thang đo thông mạch;
Bước 2: Đo hai dầu dây bất kỳ và ghi chú kết quả đo. Khi kết quả đo có giá trị điện trở lớn nhất thì đó là cuộn dây và lớn thứ nhì là tiếp điểm thường đóng;
Bước 3: Trong trường hợp hai chân vừa xác định là chân số 3 và chân số 4 relay thì cịn lại là chân số 5. Sau khi đã xác định các chân tiếp theo ta tìm tiếp điểm chung của relay bằng cách kích dịng điện 12VDC cho cuộn dây, ta dùng đồng hồ VOM đo chân số 3 và số 5 nếu có giá trị điện trở thì chân số 3 là chân chung cịn nếu khơng thì số 4 là chân tiếp điểm chung.
Bài 3: Kiểm tra hư hỏng một đèn bất kỳ
Bước 1: Xác nhận đèn không sáng;
Bước 2: Kiểm tra bóng đèn có bị đứt dây tóc khơng;
Bước 3: Kiểm tra cầu chì;
Bước 4: Kiểm tra relay;
Bước 5: Kiểm tra dây dẫn;
Bước 6: Kiểm tra tín hiệu điều khiển;
Bước 7: Kiểm tra bộ điều khiển.
Lưu ý: Khi phát hiện hư hỏng ở bước nào thì phải dừng lại tại bước đó sửa chữa ngay nếu đèn đã sáng thì hồn thành việc sửa chữa nếu khơng thì tiếp tục các bước tiếp theo.
112
CHƯƠNG 6
KẾT LUẬN
6.1 Đánh giá kết quả
Sau khoảng thời gian nghiên cứu từ lý thuyết đến thực tế hệ thống chiếu sáng trên ô tô, từ lên kế hoạch, giao nhiệm vụ và thi cơng mơ hình. Nhóm em đã hồn thành đồ án “ Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo mơ hình hệ thống chiếu sáng thơng minh điều khiển bằng Arduino” đúng thời hạn được quy định.
Qua quá trình học tập trau dồi kiến thức từ căn bản đến nâng cao về các hệ thống trên ơ tơ. Nhóm chúng em đã áp dụng những kiến thức đã được học ở trường và cũng như những kiến thức từ nhiều nguồn tài liệu, qua sự dẫn dắt thực hiện đồ án của giảng viên hướng dẫn thầy Ths. Nguyễn Văn Bản, chúng em đã hiểu hơn về hệ thống chiếu sáng ô tô và đã vững thêm phần kiến thức về hệ thống này.
Qua quá trình thực hiện đồ án, nhóm em đã căn bản hồn thành được các mục tiêu sau:
- Đã khắc phục tình trạng qn bật, tắt đèn tín hiệu;
- Đã phát triển khả năng tự chuyển đèn chiếu xa, đèn chiếu gần giúp người lái không cần thao tác quá nhiều trên cần gạt điều khiển đèn;
- Đã phát triển hệ thống đèn sương mù tự động bật, tắt nhờ vào cảm biến nhiệt độ và độ ẩm môi trường;
- Đã phát triển tăng vùng chiếu sáng ở hai bên ô tô khi vào cua khuất sáng, mất tầm nhìn;
113
- Đã phát triển khả năng gập lên xuống của đèn đầu xe, tránh trường hợp xe lên dốc thì đèn chiếu gần sẽ chiếu thẳng vào mắt người đối diện;
- Đã thi cơng hồn chỉnh mơ hình hệ thống chiếu sáng ơ tơ với đầy đủ chức năng như trên thực tế.
6.2 Về lý thuyết
Các thành viên trong nhóm đều đã có thể tổng hợp hiệu quả các kiến thức liên quan khi cần tìm hiểu thơng tin ở các nguồn tài liệu.
Củng cố kiến thức nền tảng khi sử dụng phần mềm AutoCad. Nắm được kiến thức căn bản về hệ thống chiếu sáng ô tô.
Biết cách thiết kế, chỉnh sửa, biên soạn bài báo cáo một cách khoa học.
6.3 Về thực hành
Các thành viên nhóm đã nắm được các thao tác thi công lắp ráp, đấu nối các thiết bị điện tử, mạch điều khiển hệ thống chiếu sáng căn bản.
Chế tạo ra mơ hình đã mơ phỏng được gần giống với hệ thống chiếu sáng ô tô trên thực tế.
Các chi tiết trên mơ hình đều có thể hoạt động ổn định.
6.4 Đánh giá chung về đồ án
Ưu điểm:
Mô hình hệ thống chiếu sáng thơng minh của nhóm em phát triển dựa trên hệ thống chiếu sáng Adaptive LED của hãng xe BMW, mơ hình đã khá thành cơng khi sử dụng các phụ tùng tương đối rẻ tiền nhưng vẫn cho ra đời sản phẩm mang lại các đặc tính gần giống nhất của Adaptive LED;
114
Các chi tiết nếu có vấn đề hư hỏng đều có thể dễ dàng thay thế;
Mơ hình có nhiều hướng phát triển tùy thuộc vào khả năng lập trình viết code cho mạch Arduino của người thực hiện.
Nhược điểm:
Do mức độ phức tạp của việc lập trình Arduino nên hệ thống vẫn chưa thực sự hoàn hảo;
Độ liếc của đèn đầu bị giật nhẹ khi đi chuyển qua lại do độ nặng đèn đầu sinh ra qn tính, động cơ bước lúc hoạt động khơng được mượt mà hoàn toàn;
Mạch Arduino sử dụng chân cắm nên cảm quan chưa gọn gàng, dễ bị
tác động từ bên ngồi.
6.5 Các thuận lợi và khó khăn khi thực hiện đồ án
Thuận lợi:
Quá trình thực hiện được giảng viên hướng dẫn là thầy Nguyễn Văn Bản hỗ trợ nên các vấn đề khúc mắc thường được giải quyết nhanh chóng;
Đề tài chúng em dựa trên nền tảng chiếu sáng của ơ tơ đã có sẵn nên việc tìm tài liệu liên quan tương đối dễ;
Các phụ tùng để thực hiện sản phẩm đã có sẵn trên thị trường nên việc thu gom ngun liệu ban đầu khơng gặp khó khăn;
Các thành viên nhóm đều có khả năng tìm kiếm tài liệu nên việc soạn nội dung lý thuyết không gặp nhiều khó khăn.
Khó khăn
Do các phụ tùng ơ tơ có giá khá đắt đỏ nên với chi phí có hạn của nhóm em, chúng em đã cố gắng tìm kiếm nguồn vật tư thay thế vẫn có chức năng hoạt động trên mơ hình để hồn thành sản phẩm;
Trong lúc thực hiện đồ án gặp trở ngại dịch bệnh Covid-19 nên các thành viên rất khó có thể tập trung gặp mặt trực tiếp để cùng thảo luận
115
là thi cơng, do đó nhiều chi tiết trên đồ án chưa được trau chuốt để đạt thẩm mĩ cao;
Cũng vì trở ngại dịch bệnh nên việc đi mua phụ tùng rất khó, gần như là không thể ở giai đoạn tháng 7 và tháng 8;
Các phép tính tốn để lập trình thuật tốn cho Arduino địi hỏi mức độ thực nghiệm cao, tuy nhiên cả nhóm đều rất khó khăn trong việc thực nghiệm thực tế trên xe ơ tơ thật, do đó mà số liệu lập trình cho lúc đèn liếc lên xuống đã hoàn thiện nhưng chưa thực sự hoàn hảo khi chạy ở nhiều điều kiện đường khác nhau.
6.6 Khả năng phát triển của đề tài
Đề tài chúng em có khả năng tiếp cận với người dùng ơ tơ cao do chi phí rất hợp lí so với các hệ thống chiếu sáng thơng minh của các hãng xe danh tiếng. Ngoài ra việc phát triển hệ thống điều khiển thơng qua lập trình cũng mang lại tiềm năng lớn trong việc cải tiến các hệ thống thông minh khác.
Trong tương lai các phụ tùng điện tử sẽ càng hiện đại sẽ mở ra một xu hướng phát triển lập trình điều khiển điện tử. Các cảm biến thơng thường mà nhóm chúng em đã trang bị cho mơ hình hồn tồn có thể thay thế bằng những linh kiện hiện đại hơn, thực hiện được nhiều chức năng hơn và độ trễ, độ nhiễu thấp hơn tăng sự chính xác cho q trình hoạt động.
116
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] PGS. TS Đỗ Văn Dũng (2007), Hệ thống điện thân xe và điều khiển tự động trên ơ tơ, ĐH SPKT. TPHCM, Tp. Hồ Chí Minh.
[2] TS. Nguyễn Văn Nhanh - Ths. Nguyễn Văn Bản, Hệ thống điện điện tử ô tơ, ĐH Cơng Nghệ Tp. Hồ Chí Minh, Tp. Hồ Chí Minh.
[3] TS. Nguyễn Văn Nhanh, Lý Thuyết ơ tơ, ĐH Cơng Nghệ TP. Hồ Chí Minh, Tp. Hồ Chí Minh.
[4] Audi (2019). Digital Audi Matrix Led headlights: one million pixels dancing instep,
https://www.audi.com/en/experience-audi/mobility-and-trends/emobility/matrix- led-headlights.html.
[5] Arduino (2020). Đo khoảng cách bằng cảm biến siêu âm HC-SRF04, https://arduinokit.vn/do-khoang-cach-bang-cam-bien-sieu-am-hc-srf04
[6] Cuilling Gong David Mehrl (2014). Characterization of the Digital Micromirror Devices,
https://sci-hub.se/10.1109/TED.2014.2361855
[7] Ed Grabianowski.How Brake Light WiringWorks,
https://auto.howstuffworks.com/auto-parts/brakes/brake-repair/brake-light- wiring3.htm
[8] How to electronics (2021). RGB led color control using rotary encoder and arduino,
https://how2electronics.com/rgb-led-color-control-rotary-encoder-arduino/
[9] Báo giao thông (2020). Lịch sử trăm năm của những chiếc đèn pha, https://vietnamnet.vn/vn/oto-xe-may/kham-pha/lich-su-tram-nam-cua-nhung-chiec- den-pha-o-to-613319.html
117
http://forum.cncprovn.com/threads/4360-Encoder- la-gi [11] Điện ô tô (2019). Học mạch điều khiển đèn đầu,
https://hocdienoto.com/hoc-dien-than-xe/hoc-den-coi/hoc-mach-dieu-khien-den- dau/
[12] Đại học Sao Đỏ (2020). Một số loại đèn pha trên ô tô,
http://oto.saodo.edu.vn/tin-moi/mot-so-loai-den-pha-tren-o-to-379.html
[13] Hạo Nam (2020). Công nghệ Adaptive Front-light System ở xe Mazda hoạt động ra sao,
https://mazdamiennam.com/cong-nghe-adaptive-front-light-system-o-xe-mazda- hoat-dong-ra-sao/
[14] Hshop. Động cơ Digital RC servo towepro MG996R,
https://hshop.vn/products/dong-co-rc-servo-towerpro-mg996-chinh-hang-genuine [15] Hshop.Mạch công suất Mosfet HA210N06,
https://hshop.vn/products/mach-cung-suat-mosfet-ha210n06 [16] Linh kiện đồ án. Encoder 100 xung mắt dọc,
http://linhkiendoan.com/san-pham/encoder-100-xung-mat-doc/ [17] Linh kiện việt. Module HC-SRF04,
http://linhkienviet.vn/module-hc-srf04
[18] Lê Ngọc Viên (2012). Phân tích và chọn mơ hình hệ thống đèn pha tích cực để tiến hành nghiên cứu và khảo sát đặc tính làm việc của hệ thống đèn pha tích cực, Đồ án tốt nghiệp, Đại học Bách Khoa Hà Nội, Hà Nội.
[19] Mercedes Việt Nam. Tìm hiểu cơng nghệ đèn Led Multibeam mới nhất của Mercedes-Benz,
http://mercedes-benzvietnam.com.vn/tintuc/den-led-multibeam-cua-mercedes-benz [20] Phạm Văn Hiếu (2016), Sơ bộ hệ thống đèn liếc,
https://oto-hui.com/threads/so-bo-he-thong-den-liec-adaptive-front-light- system.94100/
[21] Dpro (2020). Đèn sương mù là gì và các sử dụng sao cho đúng, https://dprovietnam.com/den-suong-mu-la-gi/
118
[22] Thanh Nam (2020). Lịch sử phát triển của đèn pha xe hơi, https://news.oto-hui.com/lich-su-phat-trien-cua-den-pha-xe-hoi/
[23] Tình Nguyễn (2020). Khoảng cách an tồn tối thiểu giữa 2 xe khi tham gia giao thông,
https://luatvietnam.vn/hanh-chinh/khoang-cach-an-toan-toi-thieu-giua-2-xe-570- 26543-article.html
[24] Trần Tuấn Dũ (2019). Cấu tạo hệ thống chiếu sáng và tín hiệu ơ tơ, https://tailieuoto.vn/cau-tao-he-thong-chieu-sang-va-tin-hieu-o-to/
[25] Trần Tuấn Dũ (2021), Tài liệu về đặc điểm chiếu sáng của đèn pha chiếu sáng trên ô tô,
https://tailieuoto.vn/tai-lieu-dac-diem-chieu-sang-den-pha-tren-o-to/
[26] Văn Biên (2020). Các lỗi vi phạm liên quan đến sử dụng đèn xe của người tham gia giao thông,
https://www.24h.com.vn/xe-may-xe-dap/cac-loi-vi-pham-lien-quan-den-su-dung- den-xe-cua-nguoi-tham-gia-giao-thong-c748a1148026.html
[27] Văn Xuyên (2020). Dư báo xu hướng phát triển công nghiệp ô tô Việt Nam, https://bnews.vn/du-bao-xu-huong-phat-trien-cua-cong-nghiep-o-to-viet-
nam/176853.html
[28] Việt Anh (2011), Đèn mắt liếc,
https://www.otofun.net/threads/den-mat-liec-den-dao-trong.230618/
[29] Vương Ngọc Thắng (2020), Hệ thống chiếu sáng và tín hiệu trên xe ơ tơ, https://shopoto.com.vn/he-thong-chieu-sang-va-tin-hieu-tren-xe-o-to
119
PHỤ LỤC
PHỤ LỤC A: Chương trình điều khiển
Chương trình điều khiển hệ thống chiếu sáng thông minh
#include <I2C.h> #include <MMA8451_n0m1.h> #include <avr/wdt.h> #include <Servo.h> #include <DHT.h> #include <LiquidCrystal_I2C.h> #include <Wire.h> LiquidCrystal_I2C lcd (0x27, 20, 4); // Khai báo sử dụng I2C
// 0x27 là địa chỉ màng hình trong bus I2C // 20 là số cột của LCD
// 4 là số hàng của LCD MMA8451_n0m1 accel;
byte degree[8] = {0B01110, 0B01010, 0B01110, 0B00000, 0B00000, 0B00000, 0B00000, 0B00000}; //
const int trigPin = 28; // Khai báo chân trig của cảm biến siêu âm nối với chân 28 của arduino
const int echoPin = 29; // Khai báo chân echo của cảm biến siêu âm nối với chân 29 của arduino
const int DHTPIN = 30; // Đọc dữ liệu từ cảm biến DHT11 bằng chân 30 trên arduino
const int DHTTYPE = DHT11; // Khai báo loại cảm biến DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);
120
#define encoderPinA 2 // Khai báo chân sô 2 trên arduino là chân đọc giữ liệu kênh A của encoder ( encoder có 2 kênh A và B )
#define encoderPinB 3 // Khai báo chân sô 3 trên arduino là chân đọc giữ liệu kênh B của encoder
int servoPin1 = 31; // Khai báo chân 31 trên arduino điều khiển servo bên phải
int servoPin2 = 32; // Khai báo chân 32 trên arduino điều khiển servo bên trái
Servo myservop; // Khởi tạo đối tượng myservop dùng để điều khiển servo bên phải
Servo myservot; // Khởi tạo đối tượng myservot dùng để điều khiển servo bên trái
Servo myservophai, myservotrai; unsigned long time2 = 0;
unsigned long time1 = 0; unsigned long time3 = 0; unsigned long timer = 0; int newposition;
int oldposition = 0; boolean TH;
volatile int encoderPos = 0; // Khai báo biến đếm xung bằng không static boolean rotating = false; // Quản lý debounce (giống như là chống nhiễu) int vantoc = 0; int khoangcach; int x =0; int G =0; int trai = 37; int phai = 38;
121 int suongmura = 35; int suongmu = 36; int ldr0 = 12; int ldr = 11; int auTo = 34; int tail = 5; int head = 4; int high = 33; int LO = 23; int HI = 24; int TA = 25; int LH = 6; int RH = 7; int lh = 8; int rh = 9; int hazard = 10; int tin_hieu_bat_hazard = 27; int value; #define FLOAT_POINT_SIZE 1 void setup() {
pinMode (trai, OUTPUT); pinMode (phai, OUTPUT);
accel.setI2CAddr(0x1C); //change your device address if necessary, default is 0x1C
accel.dataMode(true, 2); //enable highRes 10bit, 2g range [2g,4g,8g] myservotrai.attach(trai);
myservophai.attach(phai);
Serial.begin(9600); // giao tiếp Serial với baudrate 9600 pinMode(suongmu, INPUT_PULLUP);
122
// Đặt chân suongmu là đầu vào INPUT_PULLUP
// Có ba kiểu khai báo quy định hoạt động cho một pin là đầu vào (INPUT),