Đang tải... (xem toàn văn)
Ngay từ khi mới ra đời hệ thống điện tử chưa được sử dụng phổ biến rộng rãi trên ô tô tuy nhiên với nhu cầu ngày càng cao của con người về ô tô như: tiết kiệm nhiên liệu nhất, hạn chế việc ô nhiễm môi trường và đảm bảo an toàn cho người trong xe khi xe đang chạy…với những yêu cầu thiết thực đó các nhà chế tạo ô tô đã đưa hệ thống điện tử vào và nó ngày càng phổ biến trên các xe ngày nay. Với việc sử dụng hệ thống điện tử trên xe đòi hỏi người sinh viên không những có kiến thức cơ bản về chúng mà còn phải biết cách kiểm tra để xem chúng còn hoạt động tốt hay không. Xuất phát từ nhu cầu đó nhóm chúng tôi đã thực hiện đề tài “THIẾT KẾ HỆ THỐNG HIỂN THỊ MỘT SỐ THÔNG TIN TRÊN XE” với mong muốn tạo ra một sản phẩm áp dụng vào giảng dạy. Mô hình sẽ giúp cho sinh viên có một cái nhìn trực quan, hiểu rõ nguyên lý hoạt động các bộ phận của hệ thống điều khiển gương chiếu hậu tự động, hơn hết là từ việc nắm vững những kiến thức chuyên môn, người học có thể tự chẩn đoán, sửa chữa mọi hư hỏng liên quan đến các hệ thống này.
Nhận xét giảng viên hướng dẫn ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… Giáo viên hướng dẫn MỤC LỤC: MỞ ĐẦU • Tính cấp thiết đề tài Ngay từ đời hệ thống điện tử chưa sử dụng phổ biến rộng rãi ô tô nhiên với nhu cầu ngày cao người ô tô như: tiết kiệm nhiên liệu nhất, hạn chế việc ô nhiễm môi trường đảm bảo an toàn cho người xe xe chạy…với yêu cầu thiết thực nhà chế tạo ô tô đưa hệ thống điện tử vào ngày phổ biến xe ngày Với việc sử dụng hệ thống điện tử xe đòi hỏi người sinh viên có kiến thức chúng mà phải biết cách kiểm tra để xem chúng hoạt động tốt hay không Xuất phát từ nhu cầu nhóm thực đề tài “THIẾT KẾ HỆ THỐNG HIỂN THỊ MỘT SỐ THÔNG TIN TRÊN XE” với mong muốn tạo sản phẩm áp dụng vào giảng dạy Mô hình giúp cho sinh viên có nhìn trực quan, hiểu rõ nguyên lý hoạt động phận hệ thống điều khiển gương chiếu hậu tự động, hết từ việc nắm vững kiến thức chuyên môn, người học tự chẩn đoán, sửa chữa hư hỏng liên quan đến hệ thống • Ý nghĩa đề tài Giúp cho sinh viên năm ba củng cố kiến thức,tổng hợp nâng cấp kiến thức chuyên ngành kỹ chuyên ngành vững Từ kết thu thập giúp cho việc nâng cao kiến thức bảo Đóng góp từ GVHD LuyệnVăn Hiếu,em mạnh dạn lựa chọn vàthực đề tài: “Thiết kế hệ thống hiển thị số thông tin xe” • Mục tiêu đề tài Xây dựng tài liệu mô hình tham khảo cho sinh viên.Sinh viên có điều kiện quan sát mô hình cách trực quan, dễ cảm nhận đư ợc hình dạng nguyên lý làm việc hệ thống • Đối tượng giới hạn đề tài nghiên cứu Dựa tài liệu hệ thống thông tin hãng xe Honda,Toyota,chúng e nghiên cứu thiết kế mô hình mạch đo hiển thị tốc độ động giả lập tín hiệu encoder • Phương pháp kế hoạch nghiên cứu Kết hợp nhiều phương pháp có phương pháp chủ yếu như: * Nghiên cứu lý thuyết hệ thống hiển thị tố độ động * Nghiên cứu sơ đồ mạch điện hệ thống hiển thị thông tin xe * Tham khảo tài liệu mô hình giảng dạy có Khoa Cơ khí Động Lực để cải tiến nội dung mô hình cho phù hợp * Thu thập thông tin, học hỏi kinh nghiệm từ thầy cô, bạn bè * Quan sát thực nghiệm mô hình phục vụ cho giảng dạy • Các bước thực * Tham khảo tài liệu * Thiết kế chế tạo mạch điện điều khiển cách bố trí đường dây * Mô hoạt động ,vẽ mạch in *Thiết kế chế tạo mô hình cách bố trí chi tiết phít đồng * Thiết kế chế tạo chi tiết phụ * Viết báo cáo CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN TRÊN ÔTÔ 1.1 Tổng quan hệ thống thông tin ô tô 1.1.1 Tổng quan hệ thống Hệ thống thông tin xe bao gồm: Các bảng đồng hồ (tableau), hình đèn báo giúp tài xế người sữa chữa biết thông tin tình trạng hoạt động hệ thống xe Thông tin truyền đến tài xế qua dạng: tương tự (tableau kim) số Trên số loại xe người ta dùng tiếng nói để truyền thông tin đến tài xế Hình 1.1 Các loại đèn báo đồng hồ đo bảng taplo Hình 1.2 Các loại đồng hồ thị kim loại ký hiệu bảng đồng hồ 1.1.2 Cấu chúc tổng quát hệ thống Hệ thống thông tin bao gồm loại đồng hồ sau: 1.1.2.1 Đồng hồ tốc độ xe (speedometer) Đồng hồ tốc độ xe dùng để hiển thị tốc độ xe chạy theo kilomet dặm (mile) Nó thường tích hợp với đồng hồ đo quãng đường (odometer) để báo quãng đường xe từ lúc xe bắt đầu hoạt động đồng hồ hành trình (tripmeter) để đo khoảng ngắn điểm điểm đến 1.1.2.2 Đồng hồ tốc độ động (tachometer) Hiển thị tốc độ động (tốc độ trục khuỷu) theo v/p (vòng/phút) hảy rpm 1.1.2.3 Vôn kế Chỉ thị điện áp accu hay điện áp máy phát Loại không tableau 1.1.2.4 Đồng hồ áp lực nhớt Chỉ thị áp lực nhớt động 1.1.2.5 Đồng hồ nhiệt độ nước làm mát Chỉ thị nhiệt độ nước làm mát động 1.1.2.6 Đồng hồ báo nhiên liệu Chỉ thị mức nhiên liệu có thùng chứa 1.1.2.7 Đèn báo áp suất nhớt thấp Chỉ thị áp suất nhớt động thấp mức bình thường 1.1.2.8 Đèn báo nạp Báo hệ thống nạp hoạt động không bình thường (máy phát hư) 1.1.2.9 Đèn báo pha Báo đèn đầu chế độ chiếu xa 1.1.2.10 Đèn báo nguy ưu tiên Đèn bật muốn báo nguy hiểm xin ưu tiên Lúc hai bên đèn rẽ phải rẽ trái chớp 1.1.2.11 Đèn báo hệ thống phanh Báo kéo phanh tay, dầu phanh không đủ hay má phanh mòn 1.1.2.12 Đèn báo cửa mở Báo có cửa chưa đóng chặt 1.1.2.13 Đèn báo lỗi hệ thống điều khiển Phanh chống hãm cứng ABS, hệ thống điều khiển động CHECK ENGINE, hệ thống kiểm soát lực kéo TRC 1.1.2.14 Đèn báo vị trí tay số hộp số tự động: P-R-N-D-1-2 1.1.3 Phân loại hệ thống thông tin Hệ thống thông tin ôtô có hai dạng: 1.1.3.1 Thông tin dạng tương tự Thông tin dạng tương tự (analog) ôtô thường hiển thị đồng hồ báo kim 1.1.3.2 Thông tin dạng số Thông tin dạng số (digital): Sử dụng tín hiệu từ cảm biến khác tính toán dựa tín hiệu để xác định tốc độ xe, hiển thị chúng dạng số hay đồ thị dạng cột 1.1.4 Yêu cầu hệ thống thông tin Do đặc thù hoạt động ôtô, hệ thống thông tin ôtô yêu cầu tính mỹ thuật phải đảm bảo: - Độ bền học - Chịu nhiệt độ cao - Chịu độ ẩm - Có độ xác cao - Không làm chói mát tài xế + Hình1.3:Sơ đồ mạch taleau loại tương tự 1.1.5 Thông tin dạng tương tự (ANALOG) Hệ thống thông tin dạng tương tự bao gồm đồng hồ dạng kim đèn báo để kiểm tra theo dõi hoạt động số hoạt động quan trọng động toàn xe Hình 1.4 Tableau dạng tương tự với thị bàng kim 1.1.6 Đồng hồ cảm biến áp suất dầu Đồng hồ áp suất nhớt báo áp suất nhớt động giúp phát hư hỏng hệ thống bôi trơn Đồng hồ áp suất nhớt thường loại đồng hồ kiểu lưỡng kim 1.1.6.1 Đồng hồ áp suất nhớt kiểu lưỡng kim Cấu tạo: Hình 1.5 Sơ đồ cấu tạo đồng hồ áp suất dầu Nguyên lý hoạt động: Khi cho dòng điện qua phần tử lưỡng kim chế tạo cách liên kết hai loại kim loại hợp kim có hệ số giãn nở nhiệt khác nhaukhiến phần tử lưỡng kim cong nhiệt tăng Đồng hồ bao gồm phần tử lưỡng kimkết hợp với dây may so (nung) Phần tử lưỡng kim có hình dạng hình 1.6 Phần tử lưỡng kim bị congdo ảnh hưởng nhiệt độ môi trường không làm sai đồng hồ Hoạt động Hình 1.6 Hoạt động phần tử lưỡng kim Áp suất nhớt thấp/không có áp suất nhớt Phần tử lưỡng kim cảm biến áp suất nhớt có gắn tiếp điểm.Độ dịch chuyển kim đồng hồ tỉ lệ với dòng điện chạy qua dây may so.Khi áp suất nhớt 0,tiếp điểm mở,không có dòng điện chạy qua bật công tắc máy.Vì vậy,kim không,khi áp suất nhớt thấp,màng tiếp điểm lam tiếp xúc nhẹ,nên dòng điện chạy qua dây may so cảm biến.Vì lực tiếp xúc tiếp điểm yếu,tiếp điểm mở phần tử lưỡng kim bị uốn cong nhiệt sinh ra,tiếp điểm mở sau thời gian ngắn có dòng điện chạy qua nên nhiệt độ phần tử lưỡng kim đồng hồ không tăng bị uốn kim lệch nhẹ CHƯƠNG :THIẾT KẾ MẠCH ĐO VÀ HIỂN THỊ TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ 3.1.Thiết kế mạch 3.1.1.Sơ đồ nguyên lý Hình 3.1.Sơ đồ nguyên lý Nguyên lí hoạt động Khi chưa nhấn nút tăng (P1.1 ) AT 89c51 mức 1, điện áp đầu động 0v , động không hoạt động Khi nhấn nút tăng , tín hiệu đưa đến vi điều khiển, vi điều khiển nhận xử lí tín hiệu sau đưa tín hiệu qua chân 17 (P3.7) Chân 17 tích mức Đồng thời vi điều khiển tạo xung PWM chân 17 qua opto (cách ly quang chống nhiễu cho vi điều khiển), qua MOSFET IRF540 khuếch đại tín hiệu đưa vào đầu lại động lúc động quay thuận Khi nhấn nút tăng tốc độ VXL giảm xung PWM (tăng độ rộng xung âm so với mức trước) chân 17 qua opto (cách ly quang chống nhiễu cho vi điều khiển) qua MOSFET IRF540 khuếch đại tín hiệu đưa vào đầu lại động động quay theo chiều trước tốc độ nhanh Khi nhấn nút giảm tốc độ(chân P1.2) VXL tăng xung PWM (giảm độ rộng xung âm so với mức trước) chân 17 qua opto (cách ly quang chống nhiễu cho vi điều khiển) qua MOSFET IRF540 khuếch đại tín hiệu đưa vào đầu lại động động quay theo chiều trước tốc độ chậm Khi nhấn nút đảo chiều(chân P1.3), tín hiệu đưa đến vi điều khiển, vi điều khiển nhận xử lí tín hiệu sau đưa tín hiệu qua chân P3.6 chân P3.6 tích cực mức 0V,khi cuộn hút rơle có điện tiếp điểm rơle đa tiếp điểm bị đảo trạng thái Điện áp đặt vào đầu động khác (0V – 12`V), đồng thời vi điều khiển tạo xung PWM chân 17 qua opto (cách ly quang, chống nhiễu cho vi điều khiển) qua MOSFET IRF540 khuếch đại tín hiệu đưa vào đầu lại động động quay ngược Khi nhấn nút RESET vi điều khiển, vi điều khiển trở trạng thái ban đầu động ngừng hoạt động 3.1.2 Tính toán lựa chọn linh kiện mạch 3.1.2.1 Khối nguồn Sơ đồ : Hình 3.3.-Khối nguồn Nguyên lý: Nguồn điện qua biến áp hạ áp từ 220V(AC) xuống 24V(AC) qua chỉnh lưu cầu biến thành áp 22,6 V(DC) qua tụ lọc để san phẳng điện áp, qua IC ổn áp 7805 7812 để ổn định điện áp, lấy mức điện áp 5V 12V(DC) cấp cho vi xử lý khối công suất Điện áp sau cầu chỉnh lưu: Ura= U2 - 2UD =24 – 2.0,7 =22,6 (V) Công suất khả kiến MBA: PMBA=Ira.Ura= 3.22,6 = 67,8 (W) (Sử dụng MBA 220/24VAC-3A) Công suất sau qua IC7812 là: P= U.I =12 1,5= 18 W 3.1.2.2 Khối điều khiển cách ly Hình 3.4 Khối điều khiển cách ly Chân P1.0 ; P1.1 kết nối với phím bấm điều khiển chế độ hoạt động Chân P3.7 xuất tín hiệu xung PWM đưa đến khối công suất để điều khiển tốc độ động Chân P1.0 xuất giá trị chế độ tăng tốc độ động Chân P1.1 xuất giá trị chế độ giảm tốc độ động Chân 18 19 kết nối với thạch anh 12MH tạo dao động Khối ổn áp nguồn 5V cấp nguồn cho vi xử lý AT89C51 hoạt động Chân P3.5 kết nối với encoder để sửa xung cho encoder Cách ly Opto PC817 giúp cách ly mạch công suất mạch điều khiển động chạy dòng dòng trả lớn chết số linh kiện mạch công suất , cách ly dòng lớn theo vi mạch làm vi điều khiển toàn linh kiện khác mạch bị ảnh hưởng 3.1.2.3 Khối hiển thị Sơ đồ: Hình 3.5 Khối hiển thị LCD Chức năng: Khối LCD có nhiệm vụ hiển thị tốc độ động Trong mạch Port0 truyền trực tiếp liệu cho LCD Các chân điều khiển RS, RW, E ghép nối với chân P2.0, P2.1, P2.2 vi điều khiển Các chân số 2, cung cấp nguồn hoạt động cho LCD, chân số chân điều chỉnh độ tương phản nối vào điện trở tinh chỉnh Chân 15, 16 có nhiệm vụ cung cấp điện áp cho đèn led LCD hạn dòng điện trở 1K Điện trở tinh chỉnh có chức thay đổi độ tương phản LCD 3.2.Chế tạo mạch Sơ đồ board mạch Hình 3.6 Sơ đồ board mạch 3.3 Lắp đặt, chạy thử, hiệu chỉnh Lập trình chương trình điều khiển cho VXL Tiến hành lắp đặt, test mach thí nghiệm panel, modul vv Tiến hành test tín hiệu khối máy sóng: Chú thích: - Tín hiệu (xanh da trời): tín hiệu điều khiển (PWM) đưa vào đầu động - Tín hiệu (màu hồng): tín hiệu DC dùng làm nguồn cố định động - Tín hiệu (màu xanh lá): tín hiệu (xung) phản hồi từ encoder Chương 4: Code Lập Trình Code lập trình #include /**********************Dinh nghi chan*******************************/ #define LCD_RS P2_0 // dinh nghia chan RS noi voi P2.0 #define LCD_EN P2_2 #define LCD_RW P2_1 #define LCD_D4 P2_4 #define LCD_D5 P2_5 #define LCD_D6 P2_6 #define LCD_D7 P2_7 #define UP P1_1 #define DOWN P1_2 #define DC P3_7 #define daochieu P1_3 #define chieuquay P3_6 /***************************Khai bao*******************************/ unsigned char Status ; unsigned int speed,s_speed=0 ; unsigned int so_xung =0,Ts; void Delay_ms(unsigned int t)// ham tre 1ms { unsigned int x,y; for(x=0;x