CHƯƠNG 3 : THIẾT KẾ THI CƠNG MƠ HÌNH
3.1. Mơ hình nâng kính khóa cửa
3.1.2. Sơ đồ mạch điện
Actuator Passenger Combination Meter Vehicle Speed Signal Door Lock Control Module W ó W7 P4 P 5 Driver
Hình 3. 6: Sơ đồ mạch điện của hệ thống nâng kính khóa cửa.
1 2 V
-
- Hình 3. 7: Thiết kế khung mơ hình trên Solidworks.
-
- 3.1.4. Mơ hình trên thực tế.
-
-
- Hình 3. 8: Mơ hình thực tế.
-
3.2. Mơ hình hệ thống thơng tin.
3.2.1. Lựa chọn vật tư thiết bị.
3.2.1.1. Đồng hồ xe Toyota Vios 2009.
- Thông số kỹ thuật:
- - Nguồn cấp: 12V.
-
- > Các tín hiệu điều khiển trực tiếp.
-
- Bảng 3.3: Các tín hiệu điều khiển trực tiếp.- Các - Các đèn báo trên táp lơ - Ý nghĩa - Hình ảnh minh họa - Đèn check engine
- Đèn báo lỗi khi động cơ hoặc các hệ
thống liên quan khác xảy ra lỗi.
- - - J CHECK1^ - "1 ENGINE - -- > C á c -
- tín hiệu điều khiển qua mạng CAN.
-Hình 3. 11: Sơ đồ mạch điện điều khiển các tín hiệu trên táp lơ. lơ.
lơ.
7 0
-
- Bảng 3.4: Các tín hiệu điều khiển qua mạng CAN.
- Các đèn báo trên táp lơ
- Ý nghĩa - Hình ảnh
minh họa
- Đèn báo lỗi túi khí
(SRS) -khi có Đèn sáng khi hệ thống túi vấn đề hư hỏng hoặc khi túi khí đã nổ
- UM SRS
- - Đèn cảnh báo nhiệt
độ
nước làm mát (Temp Hot)
- Đèn sáng để cảnh báo động cơ quá
nhiệt do nhiêt đọ nước làm mát quá
- - - Đèn cảnh báo
phanh tay (Parking brake)
- Đèn này sáng khi kéo phanh tay,
tắt khi thả phanh tay. - ■
- Đèn cảnh báo chưa thắt
dây an toàn
- Đèn sáng để cảnh báo dây an toàn
chưa được sử dụng hoặc ghim sai chỗ.
- - Đèn báo mở cửa - Đèn sáng để cảnh báo các
cửa xe
mở hoặc chưa đóng kín.
- C
—J ^M
- Đèn báo ABS
(Anti-Lock Brake System) -thống Đèn báo sẽ sáng khi hệ chống bó cứng phanh xảy ra sự cố hoặc các vấn đề liên quan ở mức
-
- Đèn báo trợ lực lái
(P/S) -lực láiĐèn sáng khi hệ thống trợ xảy ra sự cố hoặc các vấn đề cần
cảnh báo. -___H
- 3.2.I.2. Arduino nano.
- - Thông số kỹ thuật:
- Điện áp hoạt động: 5VDC.
- Điện áp đầu vào khuyên dùng: 7-12VDC.
- Điện áp đầu vào giới hạn: 6-20VDC.
- Số chân Digital I/O: 14 (trong đó có 6 chân PWM).
- Số chân Analog: 8 (độ phân giải 10 bit).
-
7 1
- Hình 3. 13: Arduino Nano.
3.2.1.3. Module CAN MCP2515.
- MCP2515 là module mở rộng ngoại vi CAN cho vi điều khiển khơng tích hợp chuẩn giao tiếp hiện nay. MCP2515 sử dụng giao tiếp SPI nên bất ký một loại vi điều khiển nào cũng có thể giao tiếp với nó thơng qua ngoại vi SPI có sẵn hoặc thậm chí là dùng các chân I/O thông thường.
- Mạch MCP2515 CAN giao tiếp SPI được thiết kế nhỏ gọn, hoạt động ổn định, dễ dàng điều khiển các thiết bị CAN Bus bằng giao diện SPI với MCU và ở đây chúng em sử dụng Arduino Nano.
- Thông số kỹ thuật:
- Nguồn: 4.75 - 5.25V
- Giao tiếp: SPI.
- Version: 2.0B active. - TX buffers: 3. - RX buffers: 2. - Mask: 2. - Ngắt ngõ ra: 1. - Bộ lọc: 6 - Phạm vi nhiệt độ: -40-125 độ C. - - Hình 3. 4: Module MCP2515. - 3.2.I.4. Màn hình LCD.
- Thơng số kỹ thuật:
- Điện áp hoạt động: 5V.
- Kích thước 98x60x13.5 (mm).
- Chữ đen nền xanh dương.
- Khoảng cách giữa hai chân kết nối là 0. linch tiện dụng khi kết nối với readboard.
- Chân số 1: GND.
- Chân 3: VEE (Độ tương phản).
- Chân 4: RS (Lựa chọn thanh ghi).
- Chân 5: R/W (Chọn thanh ghi/viết dữ liệu).
- Chân 6: E (Enable).
- Chân 7,8,9,10,11,12,13,14: Chân truyền dữ liệu.
- Chân 15: Cực dương led nền.
- Chân 16: Cực âm led nền.
-
- - Hình 3. 5: Màn hình LCD 20x2.
3.2.I.5. Cơng tắc ON/OFF.
- - Hình 3. 16: Cơng tắc gạt. - 3.2.I.6. Biến trở. - Thông số kỹ thuật: - Giá trị: 5kG.. - Số chân: 3 chân.
- Kiểu biến trở: Dạng biến trở núm xoay.
7 3
- Hình 3. 17: Biến trở.
3.2.I.7. Mạch chuyển nguồn.
- Thông số kỹ thuật:
- Module chuyển nguồn từ 8-35V xuống 5V.
- Dòng đầu vào: 5.5A.
- Điện áp đầu ra: 5.2VDC.
- Dòng điện đầu ra: Tổng 8A, mỗi cổng 2A.
- Hiệu suất chuyển đổi: 96%.
- Tần số chuyển đổi: 100KHz.
- Kích thước: 54x39x21 (mm).
-
-
- 3.2.2. Sơ đồ mạch điện. - --- B at te ry Hình 3. 19: Sơ đồ mạch điện. - 7 5
- 3.2.3. Thu thập dữ liệu trên xe thực tế.
3.2.3.1. Chuẩn bị.
- Chuẩn bị 1 Arduino Nano, 1 Module MCP2515, 1 Laptop có cài phần mềm Arduino, các dây điện.
3.2.3.2. Kết nối với xe
- Trên xe thực tế, giắc chẩn đốn OBD II có 16 chân trong đó có hai chân CAN H (chân 6) và CAN L (chân 14).
-
- Hình 3. 20: Sơ đồ mạch điện kết nối máy tính và xe.
-
- Tiến hành kết nối phần cứng như hình bên trên. Sử dụng phần mềm Arduino IDE để thực hiên thao tác kết nối vào hê thống CAN của xe. Tiến hành cài đặt: thư viên
MCP_CAN_lib-master.zip cho phần mềm. Thực hiên thay đổi các thông số tốc đô
( 500Kbps) và tần số thạch anh (8 Mhz). Sau đó thực hiên các bước như Hình 3. 21 và Hình 3. 22 để thực hiên nhân dữ ỉiẹn hoặc gửi dữ ỉiẹn vào hê thống CAN.
-
- Hình 3. 22: Các bước mở code gửi dữ liệu.
- Giao diện của Arduino sẽ xuất hiện như sau:
- I CAN_receive I
- Iv CAN Receíve Esample
- ệinclude <mcp can.h>
- íínclude <SPI.h>
- long unsigned int rxld;
- unsigned char len = 0;
- unsigned char rxBuf[8];
- Chat msgString[128]; ỉ í Axray to store serial string
- ♦define CAN0_INT 2n Set INT to pin 2
- MCP_CAN CAN0[10),- H Set cs to pin 10
Hình 3. 21: Các bước để mở code để đọc dữ liệu.
o sketch_aug22a I Arduino 1.3,13
File Edit Sketch Tools Help
^ohot Motor
tspacebrewYur
Exten d ed_MaskFi
Iter
□BD2_PID_Request
Hramples from Custom Librarres
ard u i no- ca n ha cker-master Examples Close CtrkW Save CtrkS Save As... Ctri+Shift +S Page Setup Ctrr*Shift +P Print CtrkP Preíere nces Ctrl+Com ma Quít CtrkQ Open Recent Sketchbook -ĩquĩdCtyỉta Robot Control LANIoopback CANreceive arduino-mcp2515-marter CAN oo HQŨ 7 7
-Serial.begin(115200):
-II Initlaliae MCP2515 ruiming at 16MHz with a baudrate of 500kb/s and the masks and fllters disabled.
-if(CANO.begin(MCPjmrf CAN 500KBPS, MCP_16MHZ) == CAN ON)
- Serial.println("MCP2515 Initialised Succeasỉullyl”);
-elae
- Hình 3. 23: Giao diện của Arduino sau khi mở code.
3.2.3.3. Kết quả thu được.
- Sau khi chạy chương trình đồng thời kích lần lượt tất cả tín hiệu hiển thị trên đồng hồ để có thể thu thập các ID và Data. Kết quả thu được sau chạy chương trình, nhóm thu được một danh sách các ID và Data của các tín hiệu trên xe:
- 11:30:31.588 -> MCP2515 Library Receỉve Example...
-
- Hình 3. 24: Danh sách các ID và Data của các tín hiệu.
- Sau khi lấy được các ID và Data của các dữ liệu, nhóm bắt đầu phân tích các ID và Data. Thực hiên kết nối trên đồng hồ rời để kích các tín hiên thu được. Kết quả nhóm đã thu được danh sách các tín hiệu có ID và Data như sau:
11:30:31.588 -> Standard ID: ŨX0B4- DLC: 8 11:30:31.588 -> Standard ID: 0x223 DLC: 8 11:30:31.588 -> Standard ID: 0x520 DLC: 8 11:30:31.588 -> Standard ID: 0x260 DLC: 8 11:30:31.588 -> Standard ID: ŨXŨB4 DLC: 8 11:30:31.627 -> Standard ID: ŨXŨBO DLC: 6 11:30:31.627 -> Standard ID: 0x260 DLC: 8 11:30:31.627 -> Standard ID: ŨxOBO DLC: 6 11:30:31.627 -> Standard ID: ŨXŨB4 DLC: 8 11:30:31.627 -> Standard ID: ŨXŨBO DLC: 6 11:30:31.627 -> Standard ID: ŨXŨB4 DLC: 8 11:30:31.650 -> Standard ID: ŨXŨBO DLC: 6 11:30:31.650 -> Standard ID: 0x260 DLC: 8 11:30:31.650 -> Standard ID: 0x224 DLC: 8 11:30:31.650 -> Standard ID: ŨXŨBO DLC: 6 11:30:31.650 -> Standard ID: 0x260 DLC: 8 11:30:31.707 -> Standard ID: ŨX2C1 DLC: 8 11:30:31.707 -> Standard ID: 0x084 DLC: 8 11:30:31.707 -> Standard ID: OxũBO DLC: 6
Data: 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 ŨxOO OxBC Data: OxOŨ OxOŨ OxOŨ 0x00 0x00 0x00 0x00 Ox2D Data: Oxlũ OxOŨ OxOŨ 0x00 0x30 0x40 0x00 0x50 Data: 0x04 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 Ox6E Data: 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 ŨxOO OxBC Data: 0x00 0x00 0x00 0x00 ũxll 0x09
Data: 0x04 OxOŨ OxOŨ 0x00 0x00 0x00 0x00 Ox6E Data: ŨXŨO ŨXŨO ŨXŨO ŨXŨO ũxll ŨXŨA Data: 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 OxBC Data: 0x00 0x00 0x00 0x00 ũxll OxOB
Data: 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 ŨxOO OxBC Data: 0x00 0x00 0x00 0x00 ũxll OxOC
Data: 0x04 OxOŨ OxOŨ 0x00 0x00 0x00 0x00 Ox6E Data: OxOŨ OxOŨ OxOŨ 0x00 0x00 OxŨO OxŨO OxŨO
Data: 0x00 0x00 0x00 0x00 ũxll OxOE
Data: 0x04 OxOŨ OxOŨ 0x00 0x00 0x00 0x00 Ox6E Data: 0x08 ŨxOO ŨxOO ŨxOO ŨxOŨ ŨxOŨ ŨxOŨ OxD3
Data: ŨXŨO ŨXŨO ŨXŨO ŨXŨO ŨXŨO ŨXŨO ŨXŨO OxBC
Data: 0x00 0x00 0x00 0x00 ũxll 0x00
7 9
- Bảng 3. 5: Danh sách các ID và Data của các tín hiệu.- Các tín - Các tín hiệu - I D - DATA - Tín hiệu cửa (Door) - 0 x620 -- Door ON10 00 00 00 30 60 00 00 - Door OFF - 10 00 00 00 00 00 00 00 - Tín hiệu báo dây thắt an toàn (Seatbelt) - 0 x620 - Seatbelt ON - 10 00 00 00 30 40 00 40 - Seatbelt OFF - 10 00 00 00 00 00 00 00 - Tín hiệu phanh đỗ (Parking brake) - 0 x620 -- Parking brake ON10 00 00 00 30 40 00 10
- Parking brake OFF
- 10 00 00 00 00 00 00 00 - Tín hiệu hệ thống túi khí (SRS) - 0 x3B1 -- SRS ON00 00 06 2A 00 00 00 00 - SRS OFF - 00 00 02 2A 00 00 00 00 - Tín hiệu hệ thống phanh chống bó cứng (ABS) - 0 x3B7 -- ABS ON58 00 00 00 00 00 00 00 - ABS OFF - 00 00 00 00 00 00 00 00 - Tín hiệu hệ thống trợ lực lái (P/S) - 0 x260 - P/S ON - 04 00 00 00 00 00 10 7E - P/S OFF - 00 00 00 00 00 00 00 6A - Nhiệt độ nước làm mát - 0 x3B3 - Temp Cool ON - 00 00 28
- Tốc độ động cơ -x2C40 -- 00 00 00 2A 00 00 73 6B00 00 00 29 00 00 73 6A - 00 00 00 23 00 00 73 64 - 06 2C 00 21 00 00 73 94 - 06 20 00 21 00 00 73 88 - -
- 3.2.4. Thiết kế khung mơ hình.
-
- Hình 3. 25: Thiết kế khung mơ hình trên Solidworks.
-
3.2.5. Mơ hình trên thực tế.
- Hiện tại nhóm đã hồn thiện xong tất cả tính năng của mơ hình hệ thống thơng tin và đã trình diễn thử, trưc tiếp với giảng viên hướng dẫn vào tháng 05/2021. Tuy nhiên sau đó do tình hình dịch covid phức tạp, khu vực bảo quản mơ hình bị phong tỏa, đến hiện tại chưa thể tiếp cận, tiến hành chụp ảnh để trình bày trong báo cáo này. Khi tình hình dịch bệnh covid được khắc phục, nhóm sẽ chụp hình và bổ sung vào báo cáo (bản in) để nộp
8 1
- CHƯƠNG 4: THỰC HÀNH TRÊN MƠ HÌNH
- •
4.1. Hướng dẫn sử dụng mơ hình.
4.1.1. Mơ hình hệ thống nâng kính khóa cửa.
- Mơ hình bao gồm:
- Cơng tắc tổng điều khiển nâng kính khóa cửa: 12 chân.
- Cơng tắc nâng hạ kính bên hành khách:6 chân.
- Motor nâng hạ kính: 2 chân.
- Relay mở mạch: 5 chân.
- Bộ Doorlock controller: 6 chân.
- Khóa điện, cầu chì
- Màn hình LCD.
- Arduino Uno, Module Blutooth.
- Để sử dụng mơ hình, người thực hiện phải đấu nối dây điện theo mơ hình dưới, sau khi lắp đúng và chính xác mơ hình với mạch điện thì người thực hiện tiến hành thử nghiệm vận hành và kiểm tra các chế độ: nâng hạ kính ở chế độ Auto, hành khách, khóa cửa bằng cơng tắc tổng, khóa cửa bằng App trên điện thoại, xoay cảm biến tốc độ (được giả lập bằng biến trở) kiểm tra hoạt đơng của bơ cơ cấu chấp hành khóa cửa.
4.1.2. Mơ hình thơng tin.
- Mơ hình bao gồm:
- Đồng hồ tablue xe Toyota Vios 2009.
- Hộp ECM (Giả lập bằng Arduino Nano).
- Hộp BCM (Giả lập bằng Arduino Nano).
- Khóa điện, cầu chì, cơng tắc ON/OFF.
- Màn hình LCD.
-Để sử dụng mơ hình người sử dụng cần nắm vững kiến thức về hệ thống thông tin trên ô tô. Hiểu rõ các biểu tượng có trên đồng hồ và biểu tượng đó cần tín hiệu đầu vào như thế nào. Vân hành mơ hình theo phiếu hướng dẫn sử dụng mơ hình và thực hiên các bài thực hành.
- Để vận hành mơ hình, người sử dụng tiến hành cấp nguồn 12V cho mơ hình và bật cơng tắc IG qua vị trí ON, người thực hiện tiến hành thử nghiệm vận hành bằng cách bật các cơng tắc tín hiệu điều khiển trực tiếp hoặc tín hiệu mạng CAN.
4.2. Nội dung thực hành.
4.2.1. Hướng dẫn thực hành trên mơ hình nâng kính khóa cửa.
4.2.1.1. Bài thực hành số 1.
1. Nội dung: Đấu nối và vận hành hệ thống nâng kính khóa cửa (thời gian thực hiện:
60 phút).
2. Mục tiêu:
- Giúp cho sinh viên nắm rõ hệ thống và cách vận hành hệ thống. - Giúp sinh viên hiểu hon về sơ đồ mạch điện của hệ thống.
- Nắm được nguyên lí cơ bản của từng chi tiết cũng như cả hệ thống nâng kính khóa cửa. - 3. Chuẩn bị: Mơ hình hệ thống. Đồng hồ VOM. Nguồn 12V. Sơ đồ mạch điện.
Sơ đồ bố trí giắc nối điện. Hướng dẫn sử dụng mơ hình.
- 4. Ngun tắc an tồn:
Làm việc nghiêm túc. Cẩn thận, tỉ mỉ.
Đọc kỹ hướng dẫn sử dụng mơ hình trước khi bắt đầu thực hành.
Tuyệt đối khơng tự ý nối bất kỳ cặp giắc nào lại với nhau.
Tham khảo ý kiến của giảng viên trước khi thực hiện.
- 5. Thực hiện:
❖ Bước 1: Tham khảo hướng dẫn sử dụng.
❖ Bước 2: Xác định chân của các thiết bị trên mơ hình thơng qua các ký hiệu chân.
- Cơng tắc phía tài xế:
- Hai chân nguồn: chân W4 là dương, chân W5 là âm.
- Hai chân điều khiển cho motor nâng hạ kính phía tài xế: chân W8 và W9.
- Hai chân điều khiển cơng tắc nâng hạ kính bên hành khách: chân W6 và chân W7.
- Cơng tắc phía hành khách:
- Ba chân nối với cơng tắc phía tài xế: chân P1, P4, P5.
- Hai chân điều khiển motor: chân P2, P3.
- Cơ cấu chấp hành khóa cửa:
- Hai chân nối với bộ điều khiển khóa cửa: chân L1, L2.
- Hai chân đoc trạng thái của cơ cấu chấp hành khóa cửa: L3, L4.
- Một chân Mass: L5.
-Bộ điều khiển khóa cửa: