Thiết Kế và Lắp Đặt Mô Hình Điều Khiển Ghế Điện Ô Tô bằng Lập Trình

Đồ án nghiên cứu Thiết kế lắp đặt mô hình điều khiển ghế điện sử dụng điều khiển lập trình để nhớ ghế đồ án tốt, áp dụng công nghệ tiên tiến, tối ưu giải pháp kỹ thuật cho bài

• Trường học: Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công nghệ kỹ thuật ô tô
• Đề tài: Ghế Điện Ô Tô: Thiết Kế & Điều Khiển Lập Trình
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• MỤC LỤC
• DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VÀ KÍ HIỆU
• DANH MỤC CÁC BẢNG
• DANH MỤC CÁC HÌNH
• 1. CHƯƠNG 1. MỤC TIÊU ĐỀ TÀI
• 1.1. Giới hạn đề tài
• 1.2. Phương pháp nghiên cứu
• 1.3. Giới thiệu nội dung
• 2. CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG GHẾ ĐIỆN
• 2.1. Quá trình hình thành và phát triển
• 2.2. Những kiểu ghế chỉnh điện trên các dòng ô tô hiện nay
• 2.2.1. Kiểu thông dụng 6 hướng
• 2.2.2. Kiểu thông dụng 8 hướng
• 2.2.3. Kiểu thông dụng 10 hướng
• 2.3. Cấu tạo các bộ phận chính và nguyên lý hoạt động của ghế chỉnh điện
• 2.3.1. Động cơ một chiều sử dụng chổi than
• 2.3.2. Động cơ một chiều không sử dụng chổi than
• 2.3.3. Bố trí mô tơ và công tắc trên ghế điện
• 2.3.4. Mô tơ ngả lưng ghế
• 2.3.5. Mô tơ bơm lưng ghế
• 2.3.6. Mô tơ tiến lùi
• 2.3.7. Mô tơ nâng hạ đùi và nâng hạ mông
• 2.3.8. Công tắc điều khiển 8 hướng chính và 2 hướng phụ (bơm lưng ghế)
• 2.3.9. Hệ thống nhớ vị trí người ngồi
• 2.3.10. Hệ thống sưởi ghế
• 2.3.10.1. Sưởi ghế loại NTC
• 2.3.10.2. Sưởi ghế loại PTC
• 2.3.10.3. Sơ đồ mạch điện sưởi ghế cơ bản
• 2.3.11. Hệ thống túi khí
• 2.3.11.1. Sơ lược về túi khí
• 2.3.11.2. Túi khí hoạt động như thế nào?
• 2.3.11.3. Hệ thống nhận biết phân loại người ngồi
• 2.3.11.4. Sơ lược về hệ thống
• 2.3.11.5. Hệ thống hoạt động như thế nào?
• 2.3.12. Hệ thống dây đai an toàn
• 2.3.12.1. Sơ lược về dây đai an toàn
• 2.3.12.2. Dây đai an toàn hoạt động như thế nào?
• 2.3.13. Sơ đồ mạch điện ghế chỉnh điện
• 2.3.14. Arduino Mega 2560 và các linh kiện điện tử liên quan
• 2.3.14.1. Giới thiệu Arduino
• 2.3.14.2. Một vài thông số của Arduino Mega 2560
• 2.3.14.3. Các chân năng lượng
• 2.3.14.4. Các cổng vào/ra
• 2.3.14.5. LCD 20x4 sử dụng giao tiếp I2C
• 2.3.14.6. Module giao tiếp I2C
• 2.3.14.7. Mạch nguồn ổn áp 5V LM2596
• 2.3.14.8. Cảm biến Hall
• 2.3.14.8.1. Cảm biến Hall là gì?
• 2.3.14.8.2. Nguyên tắc hoạt động của cảm biến Hall
• 2.3.15. Các phần mềm hỗ trợ thiết kế
• 2.3.15.1. Phần mềm thiết kế 2D AUTOCAD
• 2.3.15.2. Phần mềm thiết kế 3D SOLIDWORKS
• 2.3.15.3. Phần mềm thiết kế mô phỏng mạch điện PROTEUS 8
• 2.3.15.4. Các phần mềm hỗ trợ viết thuật toán
• 2.3.15.4.1. Sơ lược về Arduino IDE
• 2.3.15.4.2. Cách Arduino IDE hoạt động
• 2.3.15.4.3. Mô phỏng Arduino trên Proteus
• 2.3.15.4.4. Microsoft Visual Studio Code (MVSC)
• 2.3.16. Yêu cầu về mô hình giảng dạy
• 3. CHƯƠNG 3. THIẾT KẾ, THI CÔNG MÔ HÌNH VÀ THỰC NGHIỆM
• 3.1. Thiết kế mô hình giảng dạy ghế điện
• 3.1.1. Ý tưởng về mô hình
• 3.1.2. Thiết kế các bảng điều khiển và bảng ghi chú
• 3.1.3. Tổng quan về mô hình hệ thống
• 3.2. Lập trình và mô phỏng hệ thống đánh pan
• 3.2.1. Sơ đồ khối hệ thống
• 3.2.2. Sơ đồ nguyên lí của hệ thống
• 3.2.3. Lập trình thuật toán
• 3.2.3.1. Thiết lập chương trình con
• 3.2.3.2. Thuật toán chương trình chính
• 3.2.4. Mô phỏng hệ thống đánh pan bằng Proteus 8
• 3.2.4.1. Sơ đồ tổng quan mạch mô phỏng
• 3.2.4.2. Trình tự hoạt động của thuật toán trên mô phỏng
• 3.3. Lập trình và mô phỏng hệ thống nhớ vị trí ghế
• 3.3.1. Sơ đồ khối hệ thống
• 3.3.2. Sơ đồ nguyên lí hệ thống
• 3.3.3. Lập trình thuật toán
• 3.3.3.1. Thiết lập chương trình con
• 3.3.3.2. Thuật toán chương trình chính
• 3.3.4. Mô phỏng hệ thống bằng Proteus 8
• 3.3.4.1. Sơ đồ tổng quan mạch mô phỏng hệ thống
• 3.3.4.2. Trình tự hoạt động của thuật toán trên mô phỏng
• 3.4. So sánh hệ thống nhớ vị trí ghế trên xe Toyota Camry với hệ thống nhớ vị trí ghế qua lập trình Arduino và mô phỏng Proteus
• 3.4.1. Hệ thống nhớ vị trí ghế trên xe Toyota Camry
• 3.4.2. So sánh hệ thống nhớ vị trí ghế
• 3.5. Kế hoạch thi công mô hình
• 3.5.1. Tháo dỡ các bộ phận không sử dụng
• 3.5.2. Tháo dỡ các bộ phận quan trọng
• 3.5.3. Những công việc hoàn thiện thi công mô hình
• 4. CHƯƠNG 4. ỨNG DỤNG MÔ HÌNH GHẾ ĐIỆN VÀO GIẢNG DẠY THỰC TẾ
• 4.1. Đề cương chi tiết môn học chính TT Hệ thống điện thân xe
• 4.2. Chuẩn đầu ra bài học ghế điện trên ô tô (Dành cho sinh viên)
• 4.3. Cơ cấu bài giảng mô hình ghế điện (Dành cho giảng viên)
• 4.3.1. Về bố trí thời gian
• 4.3.2. Về nội dung giảng dạy
• 4.4. Các bài thực hành đánh pan, đo kiểm trên mô hình
• 4.4.1. Phiếu thực hành
• 4.4.2. Các bài thực hành đánh pan
• 4.4.2.1. Bài đánh pan số 1
• 4.4.2.2. Bài đánh pan số 2
• 4.4.2.3. Bài đánh pan số 3
• 4.4.2.4. Bài đánh pan số 4
• 4.4.2.5. Bài đánh pan số 5
• 5. CHƯƠNG 5. KẾT LUẬN VÀ ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN
• 5.1. Hướng phát triển
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VÀ KÍ HIỆU

Tóm tắt

I. Khám Phá Ghế Điện Ô Tô Lịch Sử Thiết Kế Tiện Nghi Hiện Đại

Sự phát triển của công nghệ ô tô đã mang đến những cải tiến vượt bậc, đặc biệt trong trải nghiệm lái và sự thoải mái cho người dùng. Trong đó, ghế điện ô tô nổi lên như một yếu tố then chốt, biến khoang nội thất từ chỗ ngồi đơn thuần thành không gian cá nhân hóa và tiện nghi. Từ những chiếc ghế cơ bản ban đầu, được làm từ lò xo và đệm bọc vải hoặc nhựa vinyl, khả năng điều chỉnh bị giới hạn, chỉ bao gồm tiến/lùi. Điều này gây khó khăn đáng kể cho việc tìm kiếm tư thế lái tối ưu. Với sự ra đời của ghế chỉnh điện xe hơi, hành trình này đã thay đổi hoàn toàn, mang lại sự linh hoạt và thoải mái chưa từng có. Mục đích của ghế điện ô tô không chỉ dừng lại ở sự tiện lợi mà còn hướng tới việc cải thiện sức khỏe người ngồi, đặc biệt trong các chuyến đi dài, nơi tư thế ngồi không đúng có thể gây ra nhiều vấn đề. Các hãng xe lớn đã và đang tích hợp những công nghệ tiên tiến nhất vào thiết kế nội thất ô tô, tạo ra những chiếc ghế không chỉ sang trọng mà còn thông minh, đáp ứng mọi nhu cầu của người dùng. Việc nâng cấp ghế ô tô lên phiên bản chỉnh điện là một xu hướng tất yếu, khẳng định tầm quan trọng của tiện ích này trong kỷ nguyên xe hơi hiện đại.

1.1. Quá Trình Phát Triển Ghế Tự Động Ô Tô Từ Cơ Bản Đến Thông Minh

Lịch sử của ghế tự động ô tô khởi đầu từ những năm 1950 khi Ford tiên phong giới thiệu cơ chế điều chỉnh ghế bốn hướng trên dòng Thunderbirds 1955. Phạm vi chuyển động lúc đó rất đơn giản: tiến/lùi và lên/xuống. Sự đón nhận nồng nhiệt đã thúc đẩy Ford nhanh chóng phát triển và ra mắt ghế chỉnh điện 6 hướng đầu tiên chỉ trong vài năm. Đến năm 1957, hãng này tiếp tục tạo dấu ấn với hệ thống nhớ ghế “Dial-a-Matic” trên các mẫu Thunderbird và Mercury Cruiser, giải quyết vấn đề bất tiện khi nhiều người dùng chung xe phải điều chỉnh lại vị trí ghế sau mỗi lần sử dụng. Hệ thống này cho phép ghế tự động lùi về vị trí thấp nhất khi tắt điện và quay về vị trí đã lưu khi khởi động lại. Những cải tiến này đã đặt nền móng cho sự ra đời của ghế thông minh ô tô ngày nay, tích hợp nhiều chức năng hơn ngoài việc điều chỉnh cơ bản, hướng tới sự cá nhân hóa và tiện nghi tối đa cho người lái và hành khách.

1.2. Các Kiểu Ghế Chỉnh Điện Xe Hơi Phổ Biến Tính Năng Nâng Cao

Ngày nay, các loại ghế chỉnh điện xe hơi phổ biến thường có 6, 8 hoặc 10 hướng điều chỉnh. Ghế 6 hướng cơ bản cung cấp khả năng tiến/lùi, lên/xuống và ngả lưng. Ghế 8 hướng bổ sung chức năng nâng/hạ phần đùi và đầu gối, mang lại sự thoải mái hơn cho chân. Đối với các dòng xe SUV, CUV hoặc sedan hạng D cao cấp, ghế điện ô tô 10 hướng còn tích hợp điều chỉnh độ phồng lưng ghế, giúp giảm mỏi lưng đáng kể trong hành trình dài. Đặc biệt, trên các dòng xe hạng sang, khả năng tùy chỉnh ghế xe hơi đạt đến mức độ ấn tượng. Ví dụ, Bentley Bentayga 2017 có ghế lái điều chỉnh 22 hướng, bao gồm tựa đầu di chuyển, đệm ngồi mở rộng và chức năng massage ô tô đa vùng. Lincoln Continental 2017 còn vượt trội hơn với ghế lái 30 hướng, tích hợp đầy đủ chức năng massage, sưởi ấm ghế ô tô và làm mát ghế ô tô, điều khiển thông qua các nút gắn trên cửa, mang đến trải nghiệm tiện nghi xe hơi tối đa.

1.3. Tầm Quan Trọng của Ghế Điện Trong Nội Thất Xe Hơi Cao Cấp

Trong phân khúc nội thất xe hơi cao cấp, ghế điện ô tô đóng vai trò không thể thiếu, định hình trải nghiệm sang trọng và cá nhân hóa. Chúng không chỉ đơn thuần là nơi ngồi mà còn là trung tâm của sự tiện nghi và sức khỏe, phản ánh đẳng cấp của chiếc xe. Khả năng cá nhân hóa cài đặt ghế cho phép mỗi người dùng lưu trữ vị trí ưa thích, bao gồm cả vị trí gương và vô lăng trên một số dòng xe, giúp tiết kiệm thời gian và tạo sự thoải mái tức thì. Việc nâng cấp ghế ô tô bằng các vật liệu cao cấp như da cao cấp xe hơi kết hợp với các tính năng như chức năng massage ô tô, sưởi ấm ghế ô tô và làm mát ghế ô tô biến mỗi chuyến đi thành một trải nghiệm thư giãn. Đây là minh chứng cho thấy ghế điện ô tô đã vượt xa vai trò ban đầu, trở thành một phần không thể tách rời của một chiếc xe hơi hiện đại, tiện nghi và sang trọng, góp phần nâng cao chất lượng sống và sự an toàn cho người dùng.

II. Giải Pháp Ghế Điện Ô Tô Vượt Qua Thách Thức Tư Thế Sai Bất Tiện

Cuộc sống hiện đại, đặc biệt với điều kiện giao thông đông đúc, đặt ra nhiều thách thức cho sức khỏe người lái xe. Việc duy trì tư thế ngồi không đúng trong thời gian dài không chỉ gây ra cảm giác khó chịu mà còn dẫn đến các vấn đề nghiêm trọng về xương khớp, ảnh hưởng trực tiếp đến sự tập trung khi lái xe. Theo các chuyên gia y tế, áp lực lên cột sống khi ngồi có thể tăng thêm 40% so với khi đứng, khiến bệnh đau lưng trở thành một vấn đề phổ biến. Trước thực trạng này, nhu cầu về một giải pháp tối ưu cho tư thế ngồi và sự thoải mái trở nên cấp thiết. Ghế điện ô tô với khả năng điều chỉnh linh hoạt, kèm theo các hệ thống điều khiển ghế thông minh, đã được phát triển để giải quyết triệt để những bất cập này. Chúng không chỉ giúp người lái dễ dàng tìm thấy tư thế phù hợp nhất mà còn tích hợp các tính năng hỗ trợ sức khỏe, mang lại trải nghiệm lái xe an toàn và thư giãn hơn. Sự tiến bộ trong công nghệ ghế điện đang dần loại bỏ những hạn chế của ghế truyền thống, mở ra một kỷ nguyên mới về tiện nghi và an toàn trong ngành ô tô.

2.1. Vấn Đề Sức Khỏe Khi Lái Xe Đường Dài Góc Nhìn Ghế Công Thái Học

Lái xe đường dài đòi hỏi người lái phải duy trì tư thế ngồi liên tục trong nhiều giờ, dễ gây ra căng thẳng cơ bắp và đau mỏi cột sống. Tư thế ngồi sai có thể làm tăng nguy cơ mắc các bệnh về xương khớp, ảnh hưởng đến khả năng điều khiển xe và thậm chí gây tai nạn. Để đối phó với thách thức này, ghế công thái học ô tô đã được phát triển. Thiết kế nội thất ô tô hướng tới công thái học tập trung vào việc hỗ trợ tối đa cho cơ thể, phân bổ áp lực đồng đều, giảm thiểu các 'điểm cứng' hạn chế lưu lượng máu. Ghế công thái học thường có khả năng điều chỉnh đa hướng, hỗ trợ vùng thắt lưng, đùi và vai một cách linh hoạt, giúp duy trì tư thế tự nhiên của cơ thể. Đặc biệt, các tính năng như chức năng massage ô tô, sưởi ấm ghế ô tô và làm mát ghế ô tô còn góp phần tăng cường tuần hoàn máu, thư giãn cơ bắp, đảm bảo sức khỏe và sự tỉnh táo cho người lái trong suốt hành trình dài.

2.2. Bất Tiện Từ Điều Chỉnh Ghế Cơ Học Nhu Cầu Ghế Thông Minh

Việc điều chỉnh ghế thủ công trên các dòng xe truyền thống thường gây ra nhiều bất tiện. Mỗi khi có nhiều người sử dụng chung một chiếc xe, việc phải điều chỉnh lại vị trí ghế, gương chiếu hậu và vô lăng (nếu có) theo từng người là một quá trình tốn thời gian và không thoải mái. Hơn nữa, với không gian hạn chế trong khoang xe, việc ra vào cũng trở nên khó khăn nếu ghế không thể tự động lùi về. Những bất tiện này thúc đẩy nhu cầu về ghế thông minh ô tô. Các hệ thống ghế chỉnh điện xe hơi hiện đại, đặc biệt là những hệ thống có bộ nhớ vị trí ghế, đã giải quyết triệt để vấn đề này. Chỉ với một nút bấm, ghế sẽ tự động điều chỉnh về vị trí đã lưu trước đó. Ngoài ra, tính năng tự động lùi ghế khi mở cửa hoặc tắt máy giúp tăng không gian, tạo điều kiện thuận lợi cho việc ra vào xe, nâng cao đáng kể tiện nghi xe hơi cho người dùng.

2.3. Mục Tiêu Nghiên Cứu Thiết Kế Mô Hình Ghế Điện Hướng Đến Giảng Dạy

Nhận thấy sự cần thiết của việc đào tạo chuyên sâu về công nghệ ghế điện trong ngành kỹ thuật ô tô, một đề tài nghiên cứu đã được thực hiện với mục tiêu thiết kế, lắp đặt mô hình điều khiển ghế điện sử dụng điều khiển lập trình để nhớ ghế. Đề tài này nhằm cung cấp cho các trường đại học và sinh viên một trang thiết bị hiện đại, đáp ứng nhu cầu dạy và học hiệu quả về hoạt động cơ bản cùng các hệ thống đi kèm của một chiếc ghế điện ô tô. Mô hình được thiết kế khung 3D bằng phần mềm SolidWorks, bao gồm các bảng điều khiển và ghi chú chi tiết. Các mục tiêu cụ thể khác bao gồm lắp ráp, thi công mô hình ghế điện 10 hướng (tiến – lùi, nâng – ngả lưng, nâng – hạ mông, nâng – hạ đùi và bơm lưng), thiết kế bài giảng mô hình ghế điện, cũng như mô phỏng và thi công hệ thống đánh pan và hệ thống nhớ vị trí ghế. Điều này thể hiện cam kết trong việc nâng cao chất lượng giáo dục và thực hành về lắp đặt ghế điện ô tô.

III. Cách Thiết Kế Ghế Điện Ô Tô Cao Cấp Công Nghệ Vật Liệu Tối Ưu

Việc thiết kế ghế điện ô tô đòi hỏi sự kết hợp tinh tế giữa kỹ thuật cơ khí chính xác, công nghệ điện tử hiện đại và vật liệu cao cấp, nhằm tạo ra sản phẩm không chỉ bền bỉ mà còn mang lại trải nghiệm tối ưu. Khung ghế, là nền tảng cấu trúc, được chế tạo từ sắt, đảm bảo độ vững chắc và khả năng chịu lực. Các bộ phận chính của ghế chỉnh điện xe hơi bao gồm phần lưng ghế và phần đệm mông ghế, liên kết với nhau thông qua khớp truyền động và hệ thống mô tơ điều khiển. Những mô tơ này đóng vai trò trung tâm trong hệ thống điều khiển ghế, cho phép điều chỉnh đa hướng một cách mượt mà và chính xác. Sự lựa chọn vật liệu ghế ô tô cũng vô cùng quan trọng, từ da cao cấp xe hơi cho đến các loại vật liệu hỗ trợ thông khí, tất cả đều góp phần vào sự thoải mái và vẻ đẹp của nội thất. Mục tiêu cuối cùng là tạo ra một chiếc ghế điện ô tô không chỉ phục vụ nhu cầu di chuyển mà còn là một không gian thư giãn, tiện nghi, phản ánh sự đổi mới trong công nghệ ghế điện và thiết kế nội thất ô tô.

3.1. Cấu Tạo Chính Yếu Của Ghế Chỉnh Điện Khung Hệ Thống Động Cơ

Cấu tạo của một chiếc ghế điện ô tô bao gồm khung ghế làm từ sắt, chia thành hai phần chính: phần lưng ghế và phần đệm mông ghế. Phần lưng ghế tích hợp khung đỡ bằng sắt, lưới sắt hỗ trợ lưng người ngồi và mô tơ ngả lưng ghế cùng mô tơ bơm lưng ghế. Phần đệm mông ghế liên kết với phần lưng qua khớp truyền động và chứa các mô tơ quan trọng như mô tơ nâng hạ đùi, mô tơ nâng hạ mông, và mô tơ tiến lùi. Tất cả các mô tơ này đều thuộc hệ thống điều khiển ghế, đảm bảo sự linh hoạt trong điều chỉnh. Động cơ một chiều (DC) được sử dụng phổ biến do dễ dàng điều khiển tốc độ, mô-men xoắn và vị trí. Có hai loại chính: động cơ có chổi than và động cơ không chổi than (BLDC). Mỗi loại đều có cấu tạo và nguyên lý hoạt động riêng, nhưng cùng hoạt động dựa trên nguyên tắc lực hút và lực đẩy từ trường, là cốt lõi của công nghệ ghế điện hiện đại.

3.2. Động Cơ Một Chiều Bố Trí Mô Tơ Trên Ghế Điện Ô Tô

Động cơ DC có chổi than bao gồm phần ứng (rotor) với nhiều cuộn dây trên lõi sắt, phần cảm (stator) là nam châm vĩnh cửu, chổi than và cổ góp. Cổ góp đảo chiều dòng điện hai lần mỗi chu kỳ, tạo ra chuyển động quay liên tục. Động cơ DC không chổi than (BLDC) ngược lại, có cuộn dây trên stator và nam châm vĩnh cửu trên rotor, sử dụng cảm biến Hall để xác định vị trí từ trường, thay thế chổi than bằng điều khiển điện tử. Sự bố trí mô tơ trên ghế điện ô tô là yếu tố then chốt cho các chức năng điều chỉnh. Mô tơ ngả lưng ghế dẫn động qua trục vít và bánh răng. Mô tơ bơm lưng ghế có cấu tạo đặc biệt, dùng trục quay chữ U để phồng lưng. Mô tơ tiến lùi tương tự mô tơ ngả lưng nhưng truyền động qua cáp và trục vít nhỏ. Mô tơ nâng hạ đùi và mông thường đặt dưới ghế, sau mô tơ tiến lùi, tất cả được cấp nguồn 12V từ ắc quy và điều khiển bởi công tắc ghế, tạo nên hệ thống điều khiển ghế toàn diện.

3.3. Tùy Chỉnh Ghế Xe Hơi Chức Năng Đặc Biệt Từ Massage Đến Sưởi Làm Mát

Ngoài các hướng điều chỉnh cơ bản, các dòng ghế điện ô tô cao cấp còn tích hợp nhiều tính năng đặc biệt để nâng cao trải nghiệm tiện nghi xe hơi. Chức năng massage ô tô giúp thư giãn cơ thể, giảm căng thẳng khi lái xe đường dài, thường được tích hợp ở phần lưng, hông và bả vai. Các hệ thống sưởi ấm ghế ô tô và làm mát ghế ô tô là những tiện ích không thể thiếu, giúp điều hòa nhiệt độ ghế phù hợp với mọi điều kiện thời tiết. Hệ thống sưởi có thể sử dụng công nghệ NTC (Negative Temperature Coefficient) hoặc PTC (Positive Temperature Coefficient). Sưởi PTC sử dụng mực dẫn điện in trên nền polyme, mang lại hiệu suất làm nóng nhanh hơn, an toàn hơn và đồng đều hơn mà không cần bộ điều nhiệt ngoài. Những tính năng này cùng với da cao cấp xe hơi và vật liệu ghế ô tô được chọn lọc kỹ càng, tạo nên một chiếc ghế không chỉ sang trọng mà còn là không gian thư giãn, cá nhân hóa, khẳng định đẳng cấp của nội thất xe hơi cao cấp.

IV. Hướng Dẫn Điều Khiển Lập Trình Ghế Điện Ô Tô Tối Ưu Trải Nghiệm Lái

Để hiện thực hóa các tính năng thông minh của ghế điện ô tô, đặc biệt là khả năng điều khiển lập trình, việc ứng dụng các nền tảng điện tử và phần mềm chuyên dụng là không thể thiếu. Một trong những hệ thống quan trọng nhất chính là hệ thống nhớ vị trí người ngồi, cho phép người dùng lưu trữ và gọi lại các cài đặt ghế ưa thích chỉ bằng một nút bấm. Điều này giải quyết triệt để sự bất tiện khi nhiều người sử dụng chung một chiếc xe, hoặc khi cần không gian rộng rãi để ra vào xe. Công nghệ này biến mỗi chiếc ghế thành một ghế thông minh ô tô, có khả năng thích ứng với từng cá nhân. Việc lập trình và mô phỏng các chức năng này đòi hỏi sự hiểu biết sâu sắc về các vi điều khiển như Arduino, cùng với các cảm biến và phần mềm hỗ trợ. Mục tiêu là tạo ra một hệ thống điều khiển ghế không chỉ chính xác mà còn trực quan, dễ sử dụng, nâng cao đáng kể trải nghiệm lái và sự tiện nghi tổng thể của xe. Đây là một minh chứng rõ ràng cho sự phát triển của công nghệ ghế điện và khả năng cá nhân hóa cài đặt ghế trong tương lai.

4.1. Hệ Thống Nhớ Vị Trí Ghế Bí Quyết Cá Nhân Hóa Cài Đặt Ghế

Hệ thống nhớ vị trí ghế là một trong những tính năng cao cấp nhất của ghế điện ô tô, cho phép người lái và hành khách lưu trữ các cài đặt vị trí ghế, gương và vô lăng (nếu có) theo sở thích cá nhân. Điều này đặc biệt tiện lợi khi xe có nhiều người sử dụng. Khi người dùng bấm nút gọi lại vị trí đã nhớ (ví dụ: 1, 2 hoặc 3), hệ thống sẽ tự động điều chỉnh ghế về đúng tư thế đã cài đặt trước đó, giúp tiết kiệm thời gian và tạo sự thoải mái tức thì. Trên xe Toyota, ECU nhớ ghế thường được đặt dưới ghế và giao tiếp với ECU thân xe thông qua mạng CAN. Quy trình bao gồm việc ECM gửi tín hiệu cần số, người lái điều chỉnh vị trí, sau đó bấm giữ nút SET và vị trí số để lưu. Khi gọi lại, ECU nhớ ghế sẽ nhận tín hiệu và kích hoạt mô tơ ghế thông qua ECU chính thân xe. Ngoài ra, tính năng tự động lùi ghế kịch khi mở cửa hoặc tắt máy cũng là một tiện ích quan trọng, giúp người lái dễ dàng ra vào xe, thể hiện rõ khả năng cá nhân hóa cài đặt ghế.

4.2. Nền Tảng Arduino Phần Mềm Điều Khiển Ghế Giải Pháp Lập Trình

Để điều khiển lập trình các chức năng của ghế điện ô tô, nền tảng Arduino Mega 2560 được lựa chọn nhờ số lượng chân tín hiệu lớn (54 chân digital, 16 chân analog), phù hợp cho việc điều khiển đa mô tơ và cảm biến. Arduino là một nền tảng mã nguồn mở, cho phép người dùng dễ dàng lập trình và xây dựng các ứng dụng điện tử. Các linh kiện điện tử hỗ trợ bao gồm màn hình LCD 20x4 với giao tiếp I2C để hiển thị thông tin, mạch nguồn ổn áp 5V LM2596 để đảm bảo nguồn điện ổn định cho Arduino từ ắc quy ô tô, và module relay 5V để kích hoạt các mô tơ. Phần mềm điều khiển ghế được phát triển trên Arduino IDE hoặc Microsoft Visual Studio Code (MVSC), cho phép viết thuật toán điều khiển các mô tơ tiến/lùi, nâng/hạ, ngả lưng và bơm lưng. Việc mô phỏng hệ thống trên phần mềm Proteus 8 giúp kiểm tra và tinh chỉnh thuật toán trước khi thi công thực tế, đảm bảo hiệu suất và độ tin cậy của ứng dụng điều khiển ghế.

4.3. Mô Phỏng Thi Công Hệ Thống Nhớ Ghế Bằng Cảm Biến Hall

Để hiện thực hóa hệ thống nhớ vị trí ghế trên mô hình ghế điện ô tô, cảm biến Hall đóng vai trò quan trọng trong việc xác định vị trí của ghế. Cảm biến Hall được đặt trên đường truyền động của mô tơ tiến lùi, có chức năng phát hiện từ tính của nam châm (đặt trên cơ cấu chuyển động) và đo độ lớn của từ trường. Điện áp đầu ra của cảm biến tỷ lệ thuận với cường độ từ trường, cung cấp dữ liệu chính xác về vị trí hiện tại của ghế. Dữ liệu từ cảm biến ghế thông minh này sau đó được Arduino đọc và xử lý thông qua phần mềm điều khiển ghế đã lập trình. Thuật toán chương trình chính sẽ ghi nhớ các giá trị điện áp này tương ứng với các vị trí ghế đã cài đặt. Khi người dùng muốn gọi lại vị trí đã lưu, Arduino sẽ điều khiển mô tơ quay cho đến khi cảm biến Hall đọc được giá trị điện áp tương ứng với vị trí đó. Quá trình này được mô phỏng chi tiết trên Proteus 8 trước khi thi công thực tế, đảm bảo độ chính xác và ổn định cho hệ thống nhớ vị trí ghế.

V. Ứng Dụng Ghế Điện Ô Tô Thông Minh Nâng Tầm An Toàn Giảng Dạy

Ghế điện ô tô ngày nay không chỉ đơn thuần là biểu tượng của sự sang trọng và tiện nghi mà còn là trung tâm tích hợp nhiều hệ thống an toàn ghế ô tô tiên tiến, góp phần bảo vệ tối đa cho người ngồi trong xe. Từ những chiếc túi khí được đặt chiến lược đến hệ thống dây đai an toàn thông minh, mọi khía cạnh của ghế đều được thiết kế để giảm thiểu rủi ro khi xảy ra va chạm. Bên cạnh đó, các công nghệ nhận biết và phân loại người ngồi đã nâng tầm an toàn lên một mức độ mới, đặc biệt quan trọng đối với trẻ em và những hành khách có vóc dáng nhỏ. Không chỉ dừng lại ở ứng dụng thực tiễn trên xe hơi, mô hình ghế điện ô tô còn được phát triển thành công cụ giảng dạy hiệu quả. Điều này cung cấp cho sinh viên kỹ thuật ô tô cơ hội thực hành và hiểu sâu sắc về công nghệ ghế điện, chuẩn bị tốt hơn cho sự nghiệp trong ngành. Đây là minh chứng rõ nét cho thấy sự đổi mới trong thiết kế & điều khiển lập trình không chỉ cải thiện sản phẩm mà còn đóng góp vào việc phát triển nguồn nhân lực chất lượng cao.

5.1. Các Hệ Thống An Toàn Ghế Ô Tô Tích Hợp Túi Khí Dây Đai

Tính năng an toàn ghế ô tô được nâng cao đáng kể thông qua việc tích hợp các hệ thống bảo vệ thụ động. Túi khí là một trong số đó, được thiết kế để bung ra nhanh chóng khi xảy ra va chạm đủ mạnh, đệm đầu và cổ người ngồi, ngăn ngừa chấn thương nghiêm trọng. Vị trí túi khí không chỉ giới hạn ở vô lăng hay bảng điều khiển mà còn xuất hiện dọc hông xe, kính cửa và ngay trên ghế điện ô tô của cả người lái và hành khách. Hệ thống túi khí thích ứng còn có thể điều chỉnh áp suất bung tùy thuộc vào vị trí ghế, trọng lượng hành khách và mức độ nghiêm trọng của va chạm. Song song với túi khí, dây đai an toàn là trang bị an toàn cơ bản và quan trọng nhất. Dây đai phân phối lực quán tính của cơ thể vào các vùng xương chắc chắn như lồng ngực và hông, giảm thiểu nguy hiểm. Các cơ cấu khóa ống xoay tự động giữ chặt dây đai khi xe giảm tốc đột ngột hoặc khi dây bị giật mạnh, đảm bảo người ngồi được giữ chắc chắn trên ghế.

5.2. Nhận Biết Người Ngồi Phân Loại Hành Khách Với Ghế Thông Minh

Hệ thống phân loại hành khách (OCS – Occupant Classification System) là một cải tiến quan trọng trong lĩnh vực an toàn ghế ô tô, đặc biệt đối với trẻ em. OCS sử dụng các cảm biến ghế thông minh để phát hiện sự hiện diện và phân loại người ngồi (người lớn, trẻ em hoặc ghế trẻ em) trên ghế hành khách phía trước. Dữ liệu từ các cảm biến ghế thông minh này sẽ được gửi đến bộ điều khiển OCS, sau đó truyền tín hiệu đến bộ cảm biến chẩn đoán túi khí. Dựa vào phân loại hành khách và tín hiệu công tắc khóa dây an toàn, hệ thống sẽ quyết định có kích hoạt túi khí phía trước của hành khách trong trường hợp va chạm hay không, hoặc vô hiệu hóa hoàn toàn nếu phát hiện trẻ em hoặc hành khách nhỏ. Điều này giúp ngăn ngừa các chấn thương do túi khí bung ra quá mạnh đối với đối tượng dễ bị tổn thương, biến ghế thông minh ô tô thành một phần không thể thiếu trong chiến lược an toàn tổng thể của xe.

5.3. Ứng Dụng Thực Tiễn Mô Hình Ghế Điện Vào Giảng Dạy Công Nghệ Ô Tô

Mô hình ghế điện ô tô đã được thiết kế & điều khiển lập trình để phục vụ trực tiếp cho việc giảng dạy môn Hệ thống điện thân xe tại các cơ sở đào tạo. Mô hình này không chỉ giúp sinh viên dễ dàng quan sát cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các bộ phận chính của ghế chỉnh điện xe hơi mà còn cung cấp môi trường thực hành đánh pan (sự cố) và đo kiểm trên mô hình. Đề cương chi tiết môn học, chuẩn đầu ra bài học và cơ cấu bài giảng đã được xây dựng, bao gồm các bài thực hành đánh pan số 1 đến số 5, giúp sinh viên phát triển kỹ năng chẩn đoán và sửa chữa. Việc lắp đặt ghế điện ô tô trên mô hình được tháo dỡ phần xốp và vải bọc giúp sinh viên dễ dàng quan sát cơ cấu bên trong. Ngoài ra, mô hình còn cung cấp kiến thức về các hệ thống đi kèm như túi khí, sưởi ghế và nhận biết người ngồi, tạo nên một công cụ giảng dạy toàn diện về công nghệ ghế điện.

VI. Kết Luận Tương Lai Ghế Điện Ô Tô Xu Hướng Nâng Cấp Không Ngừng

Sự ra đời và phát triển của ghế điện ô tô đánh dấu một bước tiến lớn trong ngành công nghiệp ô tô, không chỉ về mặt tiện nghi mà còn về an toàn và trải nghiệm người dùng. Từ những thiết kế cơ bản đến các hệ thống điều khiển lập trình phức tạp, ghế điện ô tô đã trở thành một phần không thể thiếu, mang lại giá trị gia tăng đáng kể cho mỗi chiếc xe. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng, việc thiết kế nội thất ô tô tập trung vào ghế công thái học ô tô và tích hợp các hệ thống điều khiển ghế thông minh giúp giảm thiểu các vấn đề sức khỏe liên quan đến tư thế ngồi, đồng thời tăng cường sự thoải mái và an toàn. Các hệ thống như bộ nhớ vị trí ghế, chức năng massage ô tô, sưởi ấm ghế ô tô và làm mát ghế ô tô đã nâng tầm trải nghiệm lái lên một cấp độ mới. Tương lai của công nghệ ghế điện hứa hẹn những đột phá hơn nữa, với xu hướng tích hợp sâu rộng các giải pháp thông minh và cá nhân hóa, khẳng định vị thế của ghế thông minh ô tô như một trung tâm tiện ích trong khoang lái.

6.1. Tổng Kết Những Đóng Góp Nổi Bật Của Ghế Điện Ô Tô Hiện Đại

Ghế điện ô tô hiện đại đã mang lại những đóng góp vượt trội trong việc cải thiện chất lượng trải nghiệm di chuyển. Khả năng điều khiển lập trình đa hướng cho phép người dùng dễ dàng tìm được tư thế ngồi lý tưởng, giảm thiểu mỏi mệt trong các hành trình dài. Hệ thống nhớ vị trí ghế giúp cá nhân hóa cài đặt ghế cho nhiều người dùng, tạo sự tiện lợi tối đa. Các tính năng tích hợp như chức năng massage ô tô, sưởi ấm ghế ô tô và làm mát ghế ô tô biến chiếc ghế thành một không gian thư giãn cá nhân. Hơn nữa, việc tích hợp các hệ thống an toàn ghế ô tô như túi khí và dây đai an toàn thông minh, cùng với hệ thống nhận biết phân loại người ngồi, đã nâng cao mức độ bảo vệ hành khách. Tất cả những yếu tố này, được hỗ trợ bởi công nghệ ghế điện tiên tiến và phần mềm điều khiển ghế tinh vi, đã định hình lại khái niệm về tiện nghi xe hơi và an toàn trong ô tô hiện đại.

6.2. Định Hướng Phát Triển Ghế Điện Thông Minh Từ Điều Khiển Đến Tích Hợp

Tương lai của ghế điện ô tô được định hướng bởi sự phát triển không ngừng của công nghệ ghế điện và xu hướng tích hợp sâu rộng. Các nhà sản xuất đang tập trung vào việc tạo ra những chiếc ghế thông minh ô tô với khả năng điều khiển từ xa ghế thông qua ứng dụng di động hoặc giọng nói, cho phép người dùng điều chỉnh ghế ngay cả trước khi bước vào xe. Sự tích hợp cảm biến ghế thông minh sẽ trở nên tinh vi hơn, không chỉ nhận diện trọng lượng mà còn phân tích tư thế, nhịp tim và mức độ căng thẳng của người ngồi để tự động điều chỉnh ghế cho phù hợp. Khả năng tích hợp màn hình giải trí ghế cũng là một hướng đi mới, biến hàng ghế sau thành trung tâm giải trí cá nhân. Bên cạnh đó, các giải pháp phần mềm điều khiển ghế sẽ được cập nhật liên tục để tối ưu hóa hiệu suất, tăng cường bảo mật và mở rộng khả năng cá nhân hóa cài đặt ghế, biến mỗi chuyến đi thành trải nghiệm thực sự độc đáo và tiện nghi.

6.3. Tiềm Năng Nâng Cấp Ghế Ô Tô Cho Trải Nghiệm Tiện Nghi Vượt Trội

Tiềm năng nâng cấp ghế ô tô trong tương lai là vô cùng lớn, hướng tới một trải nghiệm tiện nghi xe hơi vượt trội. Các vật liệu mới sẽ tiếp tục được nghiên cứu để tăng cường độ bền, khả năng thông khí và cảm giác sang trọng cho vật liệu ghế ô tô. Ví dụ, sự phát triển của da cao cấp xe hơi với khả năng tự phục hồi hoặc chống bám bẩn sẽ trở nên phổ biến. Hệ thống điều khiển lập trình sẽ ngày càng tinh vi hơn, cho phép điều chỉnh siêu nhỏ, đáp ứng mọi yêu cầu về tư thế. Công nghệ AI (Trí tuệ nhân tạo) có thể được tích hợp để học hỏi thói quen của người dùng và tự động đề xuất các cài đặt ghế tối ưu. Việc lắp đặt ghế điện ô tô cũng sẽ trở nên dễ dàng và linh hoạt hơn, cho phép người dùng tùy biến nội thất xe theo phong cách riêng. Những cải tiến này không chỉ nâng cao sự thoải mái mà còn góp phần vào sự an toàn tổng thể, khẳng định vị thế của ghế điện ô tô như một phần không thể thiếu trong các phương tiện di chuyển của tương lai.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: Tổng quan Chương 2: Cơ sở lý thuyết Chương 3: Thiết kế, thi công mô hình và thực nghiệm Chương 4: Ứng dụng mô hình ghế điện vào giảng dạy thực tế Chương 5: Kết luận và định hướng phát triển 2 Chương 2. Tổng quan về hệ thống ghế điện 2. Quá trình hình thành và phát triển Ghế xe hơi ban đầu khá cơ bản: lò xo và đệm được bọc bằng vải hoặc nhựa vinyl. Ghế chỉ có thể chuyển động tiến gần vô lăng và lùi xa vô lăng để đáp ứng nhu cầu cho những người có đôi chân khiêm tốn.

Hơn nữa, chỗ ngồi được thiết kế cho những người thân hình vừa, không có sự điều chỉnh thay đổi đáng kể nào. Nhận thấy điều này, Ford đã thiết kế một cơ chế điều chỉnh ghế bốn hướng và đưa nó vào những chiếc Thunderbirds năm 1955 của họ. Phạm vi chuyển động rất đơn giản: tiến/lùi và lên/xuống. Khách hàng của Ford hoàn toàn bị thuyết phục và chỉ trong vài năm Ford đã cho ra đời ghế chỉnh điện 6 hướng đầu tiên.

Ngày nay, hầu hết các chỗ ngồi là sáu hoặc tám hướng. Khi những chiếc ghế chỉnh điện trở nên phổ biến, một vấn đề đã nảy sinh. Nhiều người lái xe chỉ cần điều chỉnh ghế lùi và xuống để ra khỏi xe. Sau đó, trong lần sử dụng xe tiếp theo, họ phải thực hiện lại tất cả các điều chỉnh.

Điều đó đã làm cho ghế chỉnh điện trở thành một phiền toái đối với một số tài xế. Một lần nữa, Ford đã đưa ra một giải pháp. Năm 1957, Ford giới thiệu hệ thống nhớ ghế “Dial-a-Matic” trên các mẫu Thunderbird và Mercury Cruiser. Thay vì các công tắc đơn giản, ghế Dial-a-Matic sử dụng nút xoay chữ và số để điều chỉnh ghế tiến/lùi và lên/xuống.

Khi ngắt điện, ghế xe chuyển về vị trí thấp nhất, phía sau cùng để cho phép tài xế ra vào dễ dàng. Khi xe được khởi động trở lại, ghế chuyển về vị trí “quay số” cuối cùng. Những kiểu ghế chỉnh điện trên các dòng ô tô hiện nay. Kiểu thông dụng 6 hướng.

Các hướng điều chỉnh ghế điện 6 hướng. Ghế chỉnh điện 6 hướng cơ bản sẽ giúp người ngồi điều chỉnh vị trí để chân được thoải mái nhất. Nếu là người lái sẽ điều chỉnh để tay cầm vô lăng, chân đạp bàn đạp ga, bàn đạp côn (chỉ có ở trên xe sử dụng hộp số sàn) và bàn đạp thắng đều không bị quá gần hay quá xa. Cụ thể 6 hướng là: • Hướng tiến/lùi giúp người ngồi điều chỉnh mức độ xa gần của ghế.

• Hướng lên/xuống giúp người ngồi điều chỉnh độ cao của ghế so với sàn xe. • Hướng trước/sau giúp người ngồi điều chỉnh độ ngả lưng ghế. Kiểu thông dụng 8 hướng. Ghế chỉnh điện 8 hướng có đủ 6 hướng cơ bản như ghế chỉnh điện 6 hướng nhưng thay vì chỉ có 2 hướng lên xuống chỉnh độ cao của ghế so với sàn thì sẽ được tích hợp vào công tắc thêm 2 hướng lên xuống phía trước nữa để nâng hạ phần đùi và đầu gối.

Các hướng điều chỉnh ghế điện 8 hướng. Kiểu thông dụng 10 hướng. Trên các dòng xe SUV hay CUV hoặc các dòng xe Sedan hạng D sẽ được trang bị ghế chỉnh điện 10 hướng. Về cơ bản ghế chỉnh điện 10 hướng có đầy đủ các hướng của ghế chỉnh điện 8 hướng, 2 hướng còn lại sẽ là điều chỉnh độ phồng lưng ghế giúp người ngồi lâu đỡ mỏi lưng.

Các hướng điều chỉnh ghế điện 10 hướng. Một số kiểu ghế chỉnh điện trên các dòng xe cao cấp Dưới đây là một số tùy chọn điều chỉnh ghế mà chúng ta sẽ tìm thấy trên ô tô ngày nay: Hình 2. Các nút điều chỉnh 22 hướng trên xe Bentley Bentayga 2017 Không có gì đáng ngạc nhiên trên một số ghế điện trên những chiếc Bentley được. Ví dụ, chiếc SUV Bentley Bentayga 2017 (hình 2.4) có ghế lái điều chỉnh 22 hướng.

Tựa đầu di chuyển lên/xuống, trước/sau. Đệm ngồi có thể mở rộng về phía trước để hỗ trợ đùi tốt hơn. Cùng với đó là hệ thống massage ghế ở phần lưng, hông và bả vai giúp người ngồi thư giãn và thoải mái nhất khi lái xe hoặc ngồi tận hưởng ở ghế hành khách. Ghế chỉnh 30 hướng của xe Lincoln Continental 6 Tại Mỹ, Lincoln Continental 2017 của Ford Motor Company có ghế lái chỉnh 30 hướng (hình 2.

Giống như Bentley, nó cung cấp đầy đủ các chức năng massage và cả chức năng sưởi và làm mát được điều chỉnh thông qua các nút điều khiển gắn trên cánh cửa. Không chỉ vậy, nó được thiết kế không giống với bất kỳ loại ghế ô tô nào trước đây. Ford đã thuê các chuyên gia cơ sinh học để tạo ra sự hỗ trợ trong các khu vực quan trọng và loại bỏ cái gọi là "điểm cứng" hạn chế lưu lượng máu và tạo ra sự mệt mỏi ở cổ, vai và đùi. Cấu tạo các bộ phận chính và nguyên lý hoạt động của ghế chỉnh điện.

Khung ghế Hình 2. Khung ghế sau khi tháo các lớp đệm và da bọc ghế Khung ghế được làm từ sắt có 2 phần chính: • Phần lưng ghế bao gồm khung đỡ bằng sắt đỡ lưng người ngồi bằng lưới sắt kéo ngang sang cố định 2 đầu vào khung đỡ và 1 mô tơ ngả lưng ghế bên trái, 1 mô tơ bơm lưng ghế bên phải. • Phần đệm mông ghế bao gồm khung đỡ sắt liên kết với phần lưng ghế qua khớp truyền động bằng mô tơ gắn liền trên lưng ghế (bên trái) và 1 mô tơ nâng hạ đùi, 1 mô tơ nâng hạ mông, 1 mô tơ tiến lùi. Mô tơ Hiện nay, có nhiều ứng dụng điều khiển chuyển động quay sử dụng động cơ DC (Direct Current) nam châm vĩnh cửu.

Vì việc điều khiển hệ thống sử dụng động cơ DC dễ dàng hơn so với động cơ AC (Alternating Current), chúng thường được sử dụng khi cần điều khiển tốc độ, mô-men xoắn hoặc vị trí. Có hai loại động cơ DC thường được sử dụng: động cơ có chổi than và động cơ không chổi than (hoặc động cơ BLDC). Như tên gọi của chúng, động cơ DC có chổi than được sử dụng để chuyển hướng động cơ khiến nó quay, động cơ không chổi than thay thế chức năng chuyển mạch cơ học bằng điều khiển điện tử. Trong nhiều ứng dụng, có thể sử dụng động cơ DC có chổi than hoặc không chổi than.

Chúng hoạt động dựa trên các nguyên tắc giống nhau về lực hút và lực đẩy giữa cuộn dây và nam châm vĩnh cửu. Cả hai đều có những ưu điểm và nhược điểm tùy thuộc vào yêu cầu sử dụng. Động cơ một chiều sử dụng chổi than. Cấu tạo động cơ DC sử dụng chổi than Động cơ một chiều (DC) sử dụng chổi than gồm các bộ phận chính: • Phần ứng (Armature) hay còn gọi là rotor: là một trục (shaft) gồm nhiều cuộn dây cuốn trên lõi sắt (các lá thép kĩ thuật điện ghép cách điện với nhau) tạo thành nhiều cặp nam châm điện.

Trục này cũng là trục quay của mô tơ. • Phần cảm (Permanet Magnet) hay còn gọi là stator: là cặp nam châm vĩnh cửu được đặt cố định cùng với vỏ mô tơ. 8 • Chổi than (Brush): là một hay nhiều cặp chổi than được nối với cực âm và cực dương của nguồn điện một chiều, thường được đi kèm với lò xo. • Cổ góp (Commutator): là phần tiếp xúc với chổi than được đẩy duy trì tiếp xúc bởi các lò xo.

Cổ góp là phần nhận dòng điện từ chổi than tới các vòng dây phần ứng Động cơ điện một chiều có chổi than sử dụng cấu hình gồm các cuộn dây quấn, phần ứng, hoạt động như một nam châm điện hai cực. Chiều của dòng điện được đảo chiều hai lần mỗi chu kỳ bằng cổ góp. Điều này tạo điều kiện cho dòng điện chạy qua phần ứng; do đó, các cực của nam châm điện kéo và đẩy các nam châm vĩnh cửu dọc theo bên ngoài động cơ. Sau đó cổ góp đảo ngược cực của nam châm điện phần ứng khi các cực của nó cắt ngang các cực của nam châm vĩnh cửu.

Vòng lặp này lặp đi lặp lại tạo thành chuyển động quay liên tục của mô tơ. Động cơ một chiều không sử dụng chổi than Hình 2. Cấu tạo động cơ DC không chổi than Động cơ DC không chổi than hoạt động dựa trên nguyên tắc hút và đẩy từ tính giống như động cơ chổi than, nhưng chúng được cấu tạo hơi khác: • Phần cảm (Stator Windings) hay stator: ngược lại với động cơ có chổi than, phần cảm trên động cơ không chổi than bao gồm các cuộn dây cuốn trên lõi sắt. • Phần ứng (Rotor Magnet N) hay rotor: gồm các cặp nam châm vĩnh cửu.

• Cảm biến Hall (Hall Sensors): cảm biến Hall được đặt cố định trên phần cảm dùng để xác định vị trí của từ trường rotor so với các pha của cuộn dây stator. Số lượng cuộn dây được sử dụng trong động cơ không chổi than được gọi là số pha. Mặc dù động cơ không chổi than có thể được cấu tạo với số lượng pha khác nhau, nhưng động cơ không chổi than ba pha là loại phổ biến nhất và được kết nối theo cấu hình "sao" hoặc 9 "tam giác". Trong cả hai trường hợp, có ba dây kết nối với động cơ, kỹ thuật truyền động và dạng sóng giống hệt nhau.

Bố trí mô tơ và công tắc trên ghế điện Hình 2. Sơ đồ bố trí mô tơ và công tắc trên ghế 2. Mô tơ ngả lưng ghế Hình 2. Vị trí và cấu tạo truyền động của mô tơ ngả lưng ghế 10 Mô tơ ngả lưng ghế được thiết kế dẫn động thông qua một trục vít là phần ứng truyền moment tới bánh răng trục vít trung gian, từ đó truyền qua bánh răng dẫn động tới trục then hoa thông qua một lỗ chốt then hoa ở tâm bánh răng.

Mục đích của việc bánh răng trục vít trung gian có hai bánh răng tách rời liên kết với nhau là bởi vì để giảm lực từ hai phía, một là từ trục vít, phía còn lại là bánh răng dẫn động trục then hoa cùng tác động lên một bánh răng làm giảm tuổi thọ của bánh răng trung gian nếu không có bánh răng nhỏ liên kết cùng. Mô tơ bơm lưng ghế Hình 2. Mô tơ bơm lưng ghế và cấu tạo Mô tơ bơm lưng ghế là mô tơ có cấu tạo khác biệt nhất so với các mô tơ khác trên ghế chỉnh điện. Nguyên tắc hoạt động của nó là khi chúng ta nhấn công tắc bơm lưng ghế.

Nguồn điện từ ắc quy sẽ được cung cấp vào mô tơ. Trục quay mô tơ và làm quay trục thanh sắt hình chữ U, lúc đó phần nửa dưới chữ U sẽ quay ra phía lưng người ngồi, làm phần lưng của người ngồi phồng lên.