MỤC LỤC
NỘI DUNG……………………………………………………………………1
LỜI CẢM ƠN…………………………………………………………………2
MỤC LỤC…………………………………………………………………….2
LỜI NÓI ĐẦU………………………………………………………………..3
CHƯƠNG 1.. SƠ LƯỢC VỀ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG……………….4
1. Giới thiệu chung............................................................................... ..4
2. Công dụng........................................................................................ ..4
3. Yêu cầu kỹ thuật.............................................................................. ..4
4. Phân loại........................................................................................... ..4
5. Giới thiệu hệ thống đèn trên xe......................................................... ..4
6. Một số đèn quan trọng trên ô tô....................................................... ..6
CHƯƠNG 2.. HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG ĐIỀU KHIỂN BẰNG MÁY TÍNH...........7
1. Tìm hiểu và nghiên cứu phần cứng và thuật toán điều khiển hệ thống đèn đầu tự động và gạt mưa ..........7
2. Sơ đồ ảnh......................................................................................... .9
3. Sơ đồ ảnh vị trí các cụm chi tiết........................................................ .9
4. Nguyên lý hoạt động của hệ thống đèn đầu tự động......................... 13
CHƯƠNG 3.. ĐIỀU KHIỂN LABVIEW TRONG HỆ THỐNG ĐÈN ĐẦU.....15
3.1 Giới thiệu về LabVIEW....................................................................16
3.2 Thu thập dữ liệu............................................................................. 21
3.3 Ứng dụng cơ bản............................................................................ 28
PHẦN 2.. HỆ THỐNG GẠT NƯỚC TỰ ĐỘNG……………………………29
1. Giới thiệu chung................................................................................... 29
2. Cấu tạo của từng bộ phận................................................................. 31
3. Nguyên lý hoạt động của gạt nước.................................................... 38
TÀI LIỆU THAM KHẢO……………………………………………......……51
LỜI NÓI ĐẦU
Với sự phát triển mạnh mẽ của cuộc cách mạng công nghệ thông tin trong những năm gần đây. Công nghệ thông tin đã được ứng dụng hầu hết trong tất cả các lĩnh vực khoa học và đời sống.
Trong vòng 20 năm trở lại đây, nghành công nghiệp ô tô có sự phát triển mạnh mẽ. Đặc biệt hệ thống điện và điện tử trên ô tô đã có phát triển vượt bậc nhằm đáp ứng nhu cầu tăng công suất động cơ, giảm tiêu hao nhiên liệu, giảm độ độc hại của khí thải, tăng tính oan toàn và tiện nghi thỏa mái của ô tô
Ngày nay, một chiếc ô tô là một hệ thống phức tạp bao gồm cả cơ khí và điện tử. Hầu hết các hệ thống điện ô tô đều có mặt của điện tử để điều khiển các quá trình của hệ thống. Các hệ thống mới lần lượt ra đời và ngày càng được cải tiến được ứng dụng trên tất cả các loại xe.
Hệ thống chiếu sáng và hệ thống gạt mưa trên ô tô, cũng như các hệ thống khác liên tục được hoàn chỉnh và cải tiến. Đây là hệ thống cơ bản và quan trọng nhất trên xe, nhằm đảm bảo điều kiện làm việc cho người lái ô tô nhất là vào ban đêm , trời mưa và bảo đảm an toàn giao thông.
Đề tài này, tìm hiểu xây dựng thuật toán nhằm điều khiển chiếu sáng và gạt mưa tự động trên ô tô tạo cho người lái xe sự thuận tiện, bớt được các thao tác tránh được mệt mỏi khi lái xe. Giải pháp đề xuất là dựa trên công nghệ chiếu sáng tự động trên ô tô. Dùng phần mềm lập trình LapVIEW để điều khiển hệ thống đèn chiếu sáng. Mô hình được thực hiện tại phòng thí nghiệm Cơ điện tử Ô tô – ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp.HCM.
TPHCM, ngày … tháng … năm 20…
Sinh viên thực hiện
………………..
CHƯƠNG 1
SƠ LƯỢC VỀ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG
1. Giới thiệu chung
Hệ thống chiếu sáng trong xe hơi, cũng như các hệ thống khác liên tục được hoàn chỉnh và cải tiến. Đây là hệ thống cơ bản và quan trọng nhất trên xe, nhằm đảm bảo điều kiện làm việc cho người lái ô tô nhất là vào ban đêm và bảo đảm an toàn giao thông.
3. Yêu cầu kỹ thuật
Hệ thống chiếu sáng phải đáp ứng 3 yêu cầu:
- Có cường độ sáng phải đủ lớn.
- Không làm lóa mắt tài xế xe chạy ngược chiều.
- An toàn cho người điều khiển và người tham gia giao thông.
4. Phân loại
Nếu phân loại theo vị trí ta có chiếu sáng trong xe (đèn trần, soi sáng capo …) và chiếu sáng ngoài (đèn đầu, đèn đuôi…).
Trong loại thứ hai, căn cứ vào đặc điểm của phân bố chùm ánh sáng trên mặt đường, người ta phân làm 2 loại hệ thống chiếu sáng ngoài:
Hệ thống chiếu sáng kiểu châu Âu.
Hệ thống chiếu sáng kiểu Mỹ.
5. Giới thiệu hệ thống đèn trên xe
Đèn được sử dụng trên ô tô được phân loại theo mục đích: Chiếu sáng, tín hiệu và thông báo. Ngoài hệ thống chiếu sáng nói chung, xe còn được trang bị các hệ thống có các chức năng khác nhau tùy theo từng khu vực và loại xe.
6. Một số đèn quan trọng trên ô tô
Đèn kích thước trước và sau ô tô (Side & Rear lamps)
Đèn pha (Head lamps - Main driving lamps)
Đèn sương mù (Fog lamps)
Đèn báo trên tableau
CHƯƠNG 2
HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG ĐIỀU KHIỂN BẰNG MÁY TÍNH
1. Tìm hiểu và nghiên cứu phần cứng và thuật toán điều khiển hệ thống đèn đầu tự động và gạt mưa
1.1 Phần cứng
1.1.1 Mô hình
Công tắc điều khiển chính.
Công tắc Auto/Hand
Cụm đèn đầu.
Relay chế độ Auto
Relay đèn Head.
1.2. Phần mềm
1.2.1 Thuật toán điều khiển chiếu sáng tự động trên ô tô
1.2.2 Giao tiếp máy tính
Tên đề tài:
Tìm hiểu hệ thống gạt mưa và chiếu sáng tự động trên ô tô
* Tóm tắt:
Đề tài này nghiên cứu, xây dựng thuật toán nhằm điều khiển chiếu sáng tự động trên ô tô tạo cho người lái xe sự thuận tiện,bớt được các thao tác tránh được mệt mỏi khi lái xe. Giải pháp đề xuất là dựa trên công nghệ chiếu sáng tự động trên ô tô. Dùng phần mềm lập trình LapVIEW để điều khiển hệ thống đèn chiếu sáng. Mô hình được thực hiện tại phòng thí nghiệm Cơ điện tử Ô tô – ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp.HCM.
1.3 Mục tiêu nghiên cứu
- Nghiên cứu, đề xuất được thuật toán nhằm điều khiển chiếu sáng tự động trên ô tô.
- Sơ đồ mạch điện điều khiển.
- Mô hình hệ thống chiếu sáng tự động.
- Tìm hiểu và nghiên cứu phần cứng và thuật toán điều khiển hệ thống đèn đầu tự động và gạt nước trên ô tô.
2. Sơ đồ ảnh
Sơ đồ mạch điện hệ thống chiếu sáng tự động như hình dưới.
3. Sơ đồ ảnh vị trí các cụm chi tiết
2.1. Giải thích các chi tiết
a. Relay 1
Relay1 gồm: 1. Nguồn vào tiết điểm; 2. Nguồn 12V vào cuộn dây; 3. Tiếp điểm của Relay1; 4. Được nối với mát qua công tắc Head.
d. Công tắc điều khiển đèn đầu (Head)
A1: Nguồn điện dương từ ACCU; A2: Chân nôi mát
f. Transistor (Tip122)
B: Được nối với SW2 của bộ điều khiển HDL; C: Được nối với nguồn dương Accu; E: Được nối với cuộn dây relay2
4. Nguyên lý hoạt động của hệ thống đèn đầu tự động
* Nguyên lý hoạt động:
- Ở chế độ bình thường:
Công tắc Auto/Hand ở chế độ OFF.
Khi bật công tắc ở chế độ Head ON và công tắc điều khiển ở chế độ High ON thì sẽ có dòng điện như sau: + ACCU → 2 → cuộn dây → 4 → A1 → qua công tắc Head về mát làm cho tiếp điểm relay1 đóng lại cho dòng từ:
+ Accu → 1 → 3 → 3’ → 5’ → qua đèn → A3 → qua công tắc High → A5→ về mát. Đèn High sáng.
- Ở chế độ tự động:
Công tắc Auto/Hand ở chế độ ON.
Khi bật công tắc Auto/Hand ở chế độ ON: + Accu → Auto/Hand → 1’ → cuộn dây relay3 → 4’ → mát làm cho tiếp điểm 2’ relay3 đóng lại.
Khi cảm biến quang gửi tín hiệu vào bộ điều khiển HDL và sau đó sẽ được chuyển về máy tính để sử lý. Sau đó máy tính sẽ gửi tín hiệu đến bộ điều khiển HDL để OFF hoặc ON transistor (Tip122)
CHƯƠNG 3
ĐIỀU KHIỂN LABVIEW TRONG HỆ THỐNG ĐÈN ĐẦU
3.1 Giới thiệu về LabVIEW
3.1.1. Giới thiệu chung
LabVIEW (Laboratory Virtual Instrumentation Engineering Workbench) là một phần mềm máy tính được phát triển bởi công ty National Instruments. LabVIEW dùng trong hầu hết các phòng thí nghiệm, lĩnh vực khoa học kỹ thuật như tự động hóa, điều khiển, điện tử, cơ điện tử, hàng không, hóa sinh, điện tử y sinh ở các nước đặc biệt là Mỹ, Hàn quốc, Nhật Bản.Nhấn mạnh lại, LabVIEW là gì? LabVIEW là một phần mềm (bản chất là một môi trường để lập trình cho ngôn ngôn ngữ lâp trình đồ họa) sử dụng rất rộng rãi trong khoa học – kỹ thuật – giáo dục nhằm nhanh chóng và dễ dàng tạo ra các ứng dụng giao tiếp máy tính, đo lường, mô phỏng hệ thống, kết nối thiết bị ngoại vi với máy tính theo thời gian thực.
Năm 1996 LabVIEW 4 được nâng cấp với những khả năng mạnh hơn trong việc hiệu chỉnh và phát triển không gian làm việc của người dùng trong môi trường LabVIEW, đồng thời hỗ trợ thêm những công năng gỡ rối chương trình cao cấp hơn.
Labview 5 và 5.1 tiếp tục được cải tiến hơn nửa với công nghệ built_in web server, dynamic programming và Control framework(VI Server) … giúp dễ dàng chia sẻ dữ liệu qua mạng internet hoặc ứng dụng điều khiển qua các mạng.
Sau đó lần lượt LabVIEW 6, 7 được cho ra đời với những cải tiến vượt bậc về tốc độ thực hiện cũng như những tính năng hỗ trợ mới như giao tiếp phần cứng, điều khiển từ xa, lập trình nhúng … Và hiện nay chúng ta đang sử dụng bản LabVIEW8.5, 8.6 là version mới nhất của LabVIEW.
3.1.3. Front Panel và Block Diagram
Một chương trình trong LabVIEW gồm 2 phần chính: một là giao diện với người sử dụng (Front Panel), hai là giao diện dạng sơ đồ khối cung cấp mã nguồn (Block Diagram) và các biểu tượng kết nối (Icon/Connector).
Front Panel là một panel tương tự như panel của thiết bị thực tế. Ví dụ các nút bấm, nút bật, các đồ thị và các bộ điều khiển. Từ Front Panel người dùng chạy và quan sát kết quả có thể dùng chuột, bàn phím để đưa dữ liệu vào sau đó cho chương trình chạy và quan sát. Front Panel thường gồm các bộ điều khiển (Control) và các bộ hiển thị (Indicator):
- Control là các đối tượng được đặt trên Front Panel để cung cấp dữ liệu cho chương trình. Nó tương tự như đầu vào cung cấp dữ liệu.
- Indicator là đối tượng được đặt trên Front Panel dùng để hiện thị kết quả, nó tương tự như bộ phận đầu ra của chương trình.
3.2 Thu thập dữ liệu
3.2.1 Các bước kiểm tra phục vụ cho việc thu thập dữ liệu
* Bước 1: Kiểm tra các phần mềm
Là rất cần thiết cho việc thu thập tín hiệu.
- LabVIEW core (2009).
- Driver cần thiết cho card (NI VISA).
- Driver cho card Hocdelam USB 9001.
* Bước 3: Hướng dẫn sữ dụng card
- Trường hợp 1: Sử dụng card Hocdelam USB-9001
Nối chân Vout của cảm biến vào mạch Hocdelam USB-9001 tại chân ADC1 như hình dưới.
- Trường 2: Nếu bạn sử dụng bộ thí nghiệm đa năng HDL-9000
Nối cảm biến vào mạch điện như hình dưới
Chân tín hiệu của cảm biến. Ví dụ: Nếu là biến trở thì chân tín hiệu chính là chân ở giữa. Hai chân nguồn là hai chân bìa của biến trở.
Hình thực tế các chân nối với cảm biến (màu đỏ, đen và xanh) trên bộ thí nghiệm đa năng HDL-9000.
3.2.2 Lập trình thu thập dữ liệu
- Để lập trình thu thập dữ liệu ta tại file mới bằng cách click vào File> New
Chọn select a VI
Chọn IO Library Hocdelam USB 9001 – 2009.
Tạo Indicator ở ADC1 (Tín hiệu đầu ra của biến trở phải được nối với chân ADC 1 của card Hocdelam USB 9001).
3.2.3 Vài lưu ý khi lập trình LabVIEW
3.2.3.1. Quy tắc vàng
- Ctrl + T ( căn đều hai cửa sổ)
- Right click/Create Control, indicator, constant, repace
- Ctrl + H ( Tra cứu Help)
- Ctrl + B ( Xóa lổi )
- Search
3.2.3.3 Kiểu dữ liệu
Kiểu dữ liệu là công cụ để gán “dãi giá trị” cho một biến nào đó. Có nhiều loại kiểu dữ liệu với số bit khác nhau. Số bit càng cao thì biến gán với kiểu dữ liệu đó càng có giá trị lớn. Đôi khi, cần phải thay đổi kiểu dữ liệu để giá trị đo được hiển thị ra một cách chính xác.
3.3 Ứng dụng cơ bản.
3.3.1 Encoder
Tự thao tác.
3.3.2 Đo vận tốc, gia tốc động cơ DC
Tự thao tác đo kiểm.
PHẦN 2
HỆ THỐNG GẠT NƯỚC TỰ ĐỘNG
1. Giới thiệu chung
Hệ thống gạt nước là một hệ thống đảm bảo cho người lái nhìn được rõ bằng cách gạt nước mưa trên kính trước và kính sau khi trời mưa. Hệ thống có thể làm sạch bụi bẩn trên kính chắn gió phía trước nhờ thiết bị rửa kính.
1.1. Hệ thống gạt nước thường có những chế độ làm việc như sau
- Gạt mưa một tốc độ.
- Gạt mưa hai tốc độ.
- Gạt mưa gián đoạn (INT).
1.2.Vị trí và các bộ phận
Hệ thống gạt nước và rửa kính gồm các bộ phận sau:
- Cần gạt nước phía trước/Thanh gạt nước phía trước
- Mô tơ và cơ cấu dẫn động gạt nước phía trước
- Vòi phun của bộ rửa kính trước
2. Cấu tạo của từng bộ phận
2.1 Cần gạt nước/thanh gạt nước
Cần gạt nước/thanh gạt nước thể hiện như hình dưới.
2.2 Khái quát chung
Có một số bộ phận chính trong hệ thống gạt nước. Cấu trúc của gạt nước là một lưỡi cao su gạt nước được lắp vào thanh kim loại gọi là thanh gạt nước. Gạt nước được dịch chuyển tuần hoàn nhờ cần gạt. Vì lưỡi gạt nước được ép vào kính trước bằng lò xo nên gạt nước có thể gạt được nước mưa nhờ dịch chuyển thanh gạt nước.
2.3 Gạt nước được che một nửa/gạt nước che hoàn toàn
Gạt nước thông thường có thể nhìn thấy từ phía trước của xe. Tuy nhiên để đảm bảo tính khí động học, bề mặt lắp ghép phẳng và tấm nhìn rộng nên những gạt nước gần đây được che đi dưới nắp ca pô. Gạt nước có thể nhìn thấy một phần gọi là gạt nước che một nửa, gạt nước không nhìn thấy được gọi là gạt nước che hoàn toàn.
2.4 Công tắc gạt nước và rửa kính
2.4.1 Công tắc gạt nước
Công tắc gạt nước được bố trí trên trục trụ lái, đó là vị trí mà người lái có thể điều khiển bất kỳ lúc nào khi cần. Công tắc gạt nước có các vị trí OFF (dừng), LO (tốc độ thấp) và HI (tốc độ cao) và các vị trí khác để điều khiển chuyển động của nó. Một số xe có vị trí MIST (gạt nước chỉ hoạt động khi công tắc gạt nước ở vị trí MIST (sương mù), vị trí INT (gạt nước hoạt động ở chế độ gián đoạn trong một khoảng thời gian nhất định) và một công tắc thay đổi để điều chỉnh khoảng thời gian gạt nước.
2.4.2 Công tắc rửa kính
Công tắc bộ phận rửa kính được kết hợp với công tắc gạt nước. Mô tơ rửa kính hoạt động và phun nước rửa kính khi bật công tắc này.
2.6. Mô tơ rửa kính
2.6.1 Mô tơ rửa kính trước/kính sau
Đổ nước rửa kính vào bình chứa trong khoang động cơ. Bình chứa nước rửa kính được làm từ bình nhựa mờ và nước rửa kính được phun nhờ mô tơ rửa kính đặt trong bình chứa. Mô tơ bộ rửa kính có dạng cánh quạt như được sử dụng trong bơm nhiên liệu.
2.7.1 Vận hành kết hợp với bộ phận rửa kính
Loại này tự động điều khiển cơ cấu gạt nước khi phun nước rửa kính sau khi bật công tắc rửa kính một thời gian nhất định đó là “sự vận hành kết hợp với bộ phận rửa kính”. Đó là sự vận hành để gạt nước rửa kính được phun trên bề mặt kính trước
3. Nguyên lý hoạt động của gạt nước
3.1 Hoạt động khi công tắc gạt nước ở vị trí LOW/MIST
Hoạt động khi công tắc gạt nước ở vị trí LOW/MIST như hình dưới.
3.3. Nguyên lý hoạt động khi tắt công tắc gạt nước OFF
Nếu tắt công tắc gạt nước được về vị trí OFF trong khi mô tơ gạt nước đang hoạt động, thì dòng điện sẽ đi vào chổi than tốc độ thấp của mô tơ gạt nước như được chỉ ra trên hình vẽ và gạt nước hoạt động ở tốc độ thấp.
3.5 Nguyên lý hoạt động của bộ rửa kính
* Nguyên lý hoạt động khi bật công tắc rửa kính ON
Khi bật công tắc rửa kính dòng điện đi vào mô tơ rửa kính. Ở cơ cấu gạt nước có sự kết hợp với rửa kính, tranzisto Tr1 bật theo chu kỳ đã định khi mô tơ gạt nước hoạt động làm cho gạt nước hoạt động một hoặc hai lần ở cấp tốc độ thấp. Thời gian tr1 bật là thời gian để tụ điện trong mạch tranzisto nạp điện trở lại.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Http://LapVIEW.hocdelam.ong
2. Trang bị điện và điện tử trên ô tô hiện đại ( Thầy Đỗ Văn Dũng)
3. “Trang bị điện ôtô máy kéo”_ Đinh Ngọc Ân_NXB ĐH &THCN
4. Hệ thống điều kiển và giám sát động cơ xe hơi đời mới. Trần Thế San – Trần Duy Anh.
5. Trang bị điện ô tô. Nguyễn Văn Chất
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ TIỂU LUẬN"