Các tiêu chuẩn của Việt Nam trong việc kiểm định đánh giá hệ thống phanh xe cũng được thay đổi qua từng giai đoạn, thời kỳ và điều kiện phát triển của đất nước để đảm bảo hiệu quả và mức độ an toàn cao nhất có thể. Trước kia chúng ta sử dụng Tiêu chuẩn TCVN 5658:1992, sau này là Tiêu chuẩn TCVN 5658:1999 và hiện nay chúng ta đang sử dụng Tiêu chuẩn 22-TCVN 224:2001.
Tiêu chuẩn 22-TCVN 224: 2001 được ban hành kèm theo Quyết định số 4134/2001/QĐ-GTVT ngày 05 tháng 12 năm 2001 của Bộ giao thông vận tải dùng làm tiêu chuẩn kiểm tra cho phép ô tô lưu hành trên đường, nội dung của tiêu chuẩn đánh giá như sau:
Hiệu quả phanh chính khi thử trên đường:
Điều kiện thử: Trên mặt đường bê tông nhựa hoặc bê tông xi măng bằng phẳng và khô, hệ số bám không nhỏ hơn 0,6.
Chế độ thử: Không tải ở tốc độ 30km/h.
Đánh giá: Hiệu quả phanh đánh giá bằng một trong hai chỉ tiêu đó là quãng đường phanh SP (m) hoặc gia tốc chậm dần JPmax (m/s2) như sau:
Bảng 2.3: Tiêu chuẩn về phanh chính của ô tô khi thử trên đường.
Chủng loại ô tô Quãng đường phanh SP (m)
Gia tốc phanh JPmax (m/s2) Nhóm 1: Ô tô con, ô tô chuyên dùng đến
9 chỗ ngồi (kể cả người lái). Không lớn hơn 7,2 Không nhỏ hơn 5,8
Nhóm 2: Ô tô có trọng lượng toàn bộ không lớn hơn 8000 kg, ô tô khách có hơn 9 chỗ ngồi (kể cả người lái) và có tổng chiều dài không lớn hơn 7,5 m.
Không lớn hơn 9,5 Không nhỏ hơn 5,0
Nhóm 3: Ô tô hoặc nhóm ô tô có trọng lượng toàn bộ lớn hơn 8000 kg, ô tô khách có hơn 9 chỗ ngồi (kể cả người lái) và có tổng chiều dài lớn hơn 7,5 m.
Không lớn hơn 11 Không nhỏ hơn 4,2
Nhóm 4: Mô tô 3 bánh, xe lam và xe
xích lô máy. Không lớn hơn 8,2
Khi phanh, quỹ đạo chuyển động của ô tô không lệch quá 80 so với phương chuyển động ban đầu và không lệch khỏi hành lang 3,5m.
Hiệu quả phanh chính khi thử trên băng thử: Điều kiện thử: Trên băng thử.
Chế độ thử: Phương tiện không tải.
Đánh giá: Hiệu quả phanh đánh giá thông qua hai chỉ tiêu đó là tổng lực phanh và độ sai lệch lực phanh trên 1 trục (1 cầu)
Tổng lực phanh không nhỏ hơn 50% trọng lượng không tải của phương tiện (G0).
Sai lệch trên một trục (giữa bên trái và bên phải):
% 100 max min max x P P P K P P P SL
KSL không được lớn hơn 25% Hiệu quả phanh khi dừng xe (phanh chân hoặc phanh tay):
Điều kiện thử: Trên dốc hoặc trên băng thử. Chế độ thử: Phương tiện không tải.
Đánh giá:
Khi thử trên đường dốc: Phải dừng được trên dốc nghiêng 200
Khi thử trên băng thử: Tổng lực phanh không nhỏ hơn 16% trọng lượng không tải của phương tiện (G0).
Chương 3
CHƯƠNG TRÌNH TRUYỀN DẪN VÀ HIỂN THỊ DỮ LIỆU TỪ
THIẾT BỊ KIỂM TRA LỰC PHANH MB 6000 LÊN MÁY TÍNH. 3.1 Thiết lập và chọn phương án truyền dẫn và hiển thị dữ liệu
Máy tính thường truyền dữ liệu theo hai phương pháp: song song và nối tiếp. Truyền dữ liệu song song sử dụng 8 hoặc nhiều đường dây dẫn để truyền dữ liệu đến thiết bị ở cách xa một vài mét. Ví dụ cách truyền dữ liệu kiểu song song là máy in và ổ đĩa cứng. Phương pháp này cho phép truyền dữ liệu với tốc độ cao nhờ dùng nhiều dây dẫn để truyền dữ liệu đồng thời, nhưng khoảng cách truyền dữ liệu thì bị hạn chế. Để truyền dữ liệu đi xa thì cần sử dụng phương pháp truyền nối tiếp. Phương pháp này truyền dữ liệu theo từng bit một.
Khi bộ vi xử lý truyền tin với thế giới bên ngoài thì nó cấp dữ liệu dưới dạng từng byte (8 bit) một. Trong một số trường hợp, chẳng hạn như máy in, thì thông tin được lấy từ bus 8 bit của máy tính và gởi tới bus dữ liệu 8 bit của máy in. Phương pháp này chỉ thực hiện khi đường dây cáp không quá dài vì nếu cáp dài quá sẽ làm cho tín hiệu bị suy giảm thậm chí làm méo tín hiệu. Ngoài ra đường 8 bit dữ liệu giá thành cao. Vì những lý do trên, trong trường hợp hai hệ thống cách xa nhau khá lớn thì người ta sử dụng truyền thông nối tiếp. Ngoài ra phương pháp truyền tin nối tiếp còn có giá thành hạ hơn.
Hình 3.1 : So sánh truyền dữ liệu nối tiếp và song song.
Máy phát Máy thu Máy
phát
Máy thu
Để truyền tin nối tiếp, người ta sử dụng một đường dữ liệu thay cho bus dữ liệu 8 bit của truyền tin song song, nhờ vậy không chỉ làm cho giá thành hạ hơn nhiều mà còn mở ra một khả năng để giao tiếp với thiết bị ngoại vi ở xa hoặc qua đường điện thoại.
Để tổ chức truyền tin nối tiếp, trước hết byte dữ liệu được chuyển thành các bit nối tiếp nhờ thanh ghi dịch song song ra nối tiếp. Tiếp theo, dữ liệu được truyền qua một đường dữ liệu đơn. Như vậy, ở đầu thu cũng phải có một thanh ghi dịch nối tiếp ra song song để nhận dữ liệu nối tiếp và sau đó gói chúng thành từng byte một. Tất nhiên, nếu dữ liệu được truyền qua đường điện thoại thì cần được chuyển đổi từ các số 0 và 1 sang âm thanh ở dạng sóng hình sin (việc chuyển đổi này được làm nhờ bộ điều chế/giải điều chế modem thực hiện).
Truyền tin nối tiếp có hai phương pháp: đồng bộ và dị bộ. Phương pháp đồng bộ chuyển mỗi lần một khối dữ liệu (các ký tự), còn phương pháp dị bộ chỉ truyền từng byte một. Có thể viết phần mềm để sử dụng một trong hai phương pháp truyền này. Tuy nhiên, chương trình máy tính dạng này thường rất dài. Vì lý do đó mà nhiều nhà sản xuất đã cho ra thị trường các loại IC chuyên dụng phục vụ cho truyền tin nối tiếp. Những IC này dùng làm các bộ thu phát dị bộ tổng hợp UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter). Bộ vi điều khiển của họ 8051 được xây dựng sẵn một bộ UART cho việc truyền dữ liệu.
Khi xem xét về thiết bị đo lực phanhvề cấu tạo, cách thức điều khiển và hiển thị, ta thấy rằng có thể đưa ra một vài hướng để truyền dẫn và hiển thị dữ liệu lên màn hình máy tính và khả năng thực hiện của mỗi cách ở các mức độ khác nhau. Sau đây, ta xét một số phương án để truyền dẫn và hiển thị dữ liệu từ thiết bị đo lực phanh lên màn hình máy tính.
3.1.1 Phương án 1: Truyền dẫn và hiển thị dữ liệu thông qua màn hình LCD của thiết bị kiểm tra lực phanh MB 6000
Khi khảo sát về cách thức hiển thị và các thông số được thiết bị kiểm tra lực phanh thể hiện thông qua màn hình LCD, ta nhận thấy rằng phương án này cũng khó thực hiện được vì có rất nhiều thông tin được đưa ra và hiển thị trên màn hình
LCD trong quá trình đo cũng như khi thiết bị thực hiện việc kiểm tra lỗi vì vậy việc lựa chọn thông tin để lấy rất phức tạp và gặp nhiều khó khăn.
3.1.2 Phương án 2: Truyền dẫn và hiển thị dữ liệu thông qua tín hiệu điều khiển Motor bước
Do thiết bị đo lực phanh cho phép chúng ta có thể đọc trực tiếp giá trị lực phanh đo được thông qua giá trị của kim đồng hồ chỉ thị, trong khi đó hoạt động của kim chỉ thị này được được khiển bởi hoạt động của Motor bước thông qua vi điều khiển của thiết bị đo lực phanh MB 6000. Từ đó chúng ta có thể trích lấy tín hiệu từ vi điều khiển của thiết bị khi nó đang trên đường đi đến Motor bước và đưa vào vi điều khiển của bo mạch do ta thiết kế để gia công dữ liệu và truyền dẫn lên máy tính.
Tất nhiên ở đây ta cũng sẽ dùng một cổng COM do ta thiết kế để chuyển dữ liệu từ vi điều khiển do ta thiết kế lên màn hình máy tính để phù hợp với chuẩn kết nối. Hơn nữa, khi viết phần mềm để hiển thị dữ liệu lên máy tính ta sẽ dùng phần mềm Visual Basic, vì trong phần mềm này đã có sẵn chức năng truyền dữ liệu qua cổng COM, công việc còn lại chỉ là viết mã nguồn cho chức năng này được thực hiện. Vậy như thế nào gọi là cổng COM?
3.1.2.1 Cổng tiếp nối chuẩn RS232 (cổng COM)
Để đảm bảo sự tương thích giữa các thiết bị truyền dữ liệu nối tiếp do các hãng khác nhau sản xuất, năm 1960 Hiệp hội Công nghiệp Điện tử EIA (Electronic Industrial Association) đã xây dựng một chuẩn giao diện được gọi là RS232. Cổng nối tiếp chuẩn RS232 là giao tiếp phổ biến rộng rãi nhất, nó còn gọi là cổng COM.
Tuy nhiên, do chuẩn này ra đời khá lâu trước khi có họ mạch vi điện tử TTL (Transitor-Transitor Logic), vì vậy các mức điện áp vào/ra của nó không tương thích với TTL. Vì tín hiệu cổng COM thường ở mức +12V, -12V nên không tương thích với điện áp họ vi điều khiển, nên để giao tiếp vi điều khiển với máy tính qua cổng COM ta phải qua một vi mạch biến điện áp cho phù hợp với mức điện áp vi điều khiển, ta chọn vi mạch MAX 232 để thực hiện việc tương thích điện áp. Vi mạch này nhận mức đã được gởi tới từ máy tính và biến đổi tín hiệu này thành tín
hiệu sao cho tương thích với vi điều khiển và nó cũng thực hiện ngược lại là biến đổi tín hiệu của vi điều khiển thành mức +12V, -12V để cho phù hợp với hoạt động của máy tính.
Ưu điểm của giao tiếp này là có khả năng thiết lập tốc độ baud. Khi có dữ liệu từ máy tính được gởi đến vi điều khiển qua cổng COM thì dữ liệu này sẽ được đưa vào từng bit (nối tiếp) vào thanh ghi SUBF (thanh ghi đệm), đến khi thanh ghi đệm đầy thì cờ RI trong thanh ghi điều khiển sẽ tự động set lên 1 và lúc này CPU sẽ gọi chương trình con vào phục vụ ngắt và dữ liệu sẽ được đưa vào xử lý.
Cổng này truyền dữ liệu dưới dạng nối tiếp theo một tốc độ do người lập trình quy định (thường là 1200, 2400, 4800, 9600 bps,v.v…). Cổng nối tiếp chuẩn RS232 không phải là một hệ thống bus, do đó nó cho phép dễ dàng tạo ra liên kết dưới hình thức điểm giữa hai máy cần trao đổi thông tin với nhau. Chiều dài dữ liệu truyền đi có thể là 7 bit hoặc 8 bit, và kèm theo các bit start, stop, parity để tạo thành một khung truyền (frame). Do việc truyền dữ liệu là nối tiếp nên tốc độ truyền bị hạn chế do đó nó thường không được sử dụng trong những ứng dụng cần tốc độ truyền cao.
Khung truyền dữ liệu như sau:
3.1.2.2 Bố trí chân của RS232
Hiện nay có dạng chuẩn RS232 dạng 25 chân có tên gọi là DB-25. Để phân biệt, người ta dùng kí hiệu DB-25P để chỉ đầu đực (Plug: đầu cắm) và DB-25S để chỉ đầu cái (Socket: ổ cắm). Nhưng không phải tất cả các chân của DB-25 đều được sử dụng do vậy IBM đưa ra phiên bản chuẩn vào/ra nối tiếp chỉ sử dụng có 9 chân gọi là DB-9.
Bảng 3.1: Bố trí chân DB-9 của RS232.
Chân Mô tả Ý nghĩa
1 Data carrier detect (DCD) Tách tín hiệu mang dữ liệu
2 Received data (RxD) Dữ liệu được nhận
Star bit D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 Paraty bit Stop bit
3 Transmitted data (TxD) Dữ liệu được gửi
4 Data terminal ready (DTR) Đầu cuối dữ liệu sẵn sàng
5 Signal ground (GND) Nối đất
6 Data set ready (DRS) Dữ liệu sẵn sàng
7 Request to send (RTS) Yêu cầu gửi
8 Clear to send ( CTS) Xóa để gửi
9 Ring indicartor (RI) Báo chuông
Việc truyền dữ liệu xảy ra trên đường dẫn qua chân TxD, gửi dữ liệu của nó đến thiết bị khác. Trong khi đó dữ liệu mà máy tính nhận được dẫn đến chân RxD. Các tín hiệu khác đóng vai trò như tín hiệu hỗ trợ khi trao đổi thông tin và vì thế không phải trong mọi ứng dụng đều dùng đến.
KẾT LUẬN
Sau khi khảo sát thực tế về cấu tạo cũng như cách thức xử lý và hiển thị dữ liệu của thiết bị kiểm tra lực phanh và phân tích ưu nhược điểm của hai phương án trên, em thấy rằng phương án truyền dẫn và hiển thị dữ liệu thông qua tín hiệu điều khiển Motor bước có khả năng thực hiện với tính khả thi cao nhất. Hơn nữa, do kiến thức, kinh phí có hạn nên phương án này phù hợp với trình độ và khả năng thực hiện công việc của người thực hiện đồ án như em.
Hình 3.2 : Cổng COM 9 chân đực
1 2 3 4 5
6 7 8 9
1 2 3 4 5
6 7 8 9
Vì vậy, em quyết định chọn phương án này để thiết kế bộ phận truyền dẫn dữ liệu. Sau đây sẽ trình bày các nội dung trên cơ sở đã được chọn ở trên. Để truyền dẫn dữ liệu thì cần có bộ vi xử lí hoặc vi điều khiển.
3.2 Truyền dẫn dữ liệu
3.2.1 Bộ vi điều khiển và bộ vi xử lí đa năng
Vi xử lí là sự kết hợp của 2 kỹ thuật công nghệ quan trọng nhất: đó là máy tính dùng kĩ thuật số (digital computer) và các mạch vi điện tử. Hai công nghệ này kết hợp lại với nhau vào năm 1970, sau đó các nhà nghiên cứu đã chế tạo ra vi xử lí (Microprocessor).
Vậy sự khác nhau giữa bộ vi điều khiển và bộ vi xử lí là gì? Bộ vi xử lí ở đây muốn nói đến là các bộ vi xử lí đa năng như họ Intel x 86 (8086, 80286, 80386, và Pentium) hoặc họ Motorola 680x0 (68000, 68010, 80386, 68040, v.v…). Các bộ vi xử lí này không có RAM, ROM và không có các cổng ra vào trên chip. Với lí do đó làm chúng được gọi chung là các bộ vi xử lí đa năng.
Vi xử lí có rất nhiều loại bắt đầu từ 4 bit cho đến 32 bit, vi xử lí 4 bit hiện nay không còn như vi xử lí 8 bit vẫn còn mặc dù đã có vi xử lí 32 bit. Lí do tồn tại của vi xử lí 8 bit là phù hợp với một số yêu cầu điều khiển của các thiết bị điều khiển trong công nghiệp. Các vi xử lí 32 bit thường sử dụng cho các máy tính vì khối lượng dữ liệu của các máy tính rất lớn nên cần các vi xử lí mạnh.
Một nhà thiết kế hệ thống sử dụng bộ vi xử lí đa năng, chẳng hạn như Pentium hay 68040 cần bổ sung thêm RAM, ROM, cổng ra vào và bộ định thời ngoài thì hệ thống mới hoạt động được. Tất nhiên khi bổ sung RAM, ROM và cổng vào ra bên ngoài sẽ làm cho hệ thống cồng kềnh và đắt hơn, song lại có ưu điểm quan trọng là hết sức linh hoạt. Ví dụ, nhà thiết kế có thể tùy theo yêu cầu của từng ứng dụng và quyết định số lượng RAM, ROM và các cổng ra vào phù hợp.
Đối với các bộ vi điều khiển thì vấn đề này lại khác. Bộ vi điều khiển có trên chip bộ vi xử lí, RAM, ROM, cổng vào ra và bộ định thời, tất cả cùng được nhúng trên chip vi điều khiển. Do vậy, người thiết kế không cần bổ sung thêm bộ nhớ ngoài, cổng vào ra hoặc bộ định thời để cho hệ thống hoạt động. Bộ vi điều khiển
với một dung lượng RAM, ROM trên chip và cổng vào-ra đã trở nên rất thích hợp trong nhiều ứng dụng yêu cầu giá thành hạ và không gian sử dụng hạn chế. Vi điều khiển ra đời đã mang lại sự tiện lợi là dễ dàng sử dụng trong điều khiển công nghiệp, việc sử dụng vi điều khiển không đòi hỏi người sử phải biết một lượng kiến thức quá nhiều như người sử dụng vi xử lí, tất nhiên nếu càng hiểu biết nhiều thì càng tốt. Những ứng dụng, ví dụ như bộ điều khiển Ti Vi từ xa, thì không cần công suất tính toán lớn như của bộ vi xử lí 486, thậm chí không cần đến mức 8086. Một