CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1. Lý do chọn đề tài Ngày nay ngành công nghiệp ô tô trên thế giới phát triển rất mạnh. Thế nên việc sỡ hữu một chiếc ô tô đã không còn quá khó như trước đây nữa. Tuy vậy giá trị của một chiếc ô tô vẫn còn rất đắt vì vậy mà ô tô có thể trở thành một mục tiêu của kẻ trộm.
Ở Việt Nam tuy việc ô tô bị đánh cắp là rất hiếm nhưng kẻ trộm thường hướng tới việc trộm vặt, ví dụ như gương chiếu hậu hay đập kính xe để trộm những vật dụng bên trong xe. Để bảo vệ chiếc xe cũng như những tài sản khác có trong xe, người ta đã tạo ra hệ thống chống trộm trên ô tô. Hệ thống chống trộm trên ô tô có nhiệm vụ phát hiện ra những xâm nhập trái phép vào xe hay những rung động bất thường và phát ra báo động để cảnh báo tên trộm và những người xung quanh biết. Hiện nay hệ thống chống trộm ô tô đã có rất nhiều trên thị trường, các loại xe đời mới hiện nay đều đã được trang bị đầy đủ hệ thống chống trộm.
Trong phạm vi đề tài này chúng ta sẽ có một cách tiếp cận khác về hệ thống chống trộm trên ô tô. Mục tiêu và phạm vi nghiên cứu Trong quá trình học tập tại trường, với những kiến thức đã được học về hệ thống điện trên ô tô, lập trình AVR và adruino, chúng em áp dụng những kiến thức đó để nghiên cứu vào những vấn đề sau: • Thiết kế mô hình hệ thống chống trộm trên ô tô • Thực hiện chế tạo mô hình hệ thống chống trộm trên ô tô sử dụng Arduino để điều khiển. Phạm vi nghiên cứu: đề tài đặt trọng tâm trong việc nghiên cứu và thiết kế ra mô hình của hệ thống chống trộm sử dụng Arduino để điều khiển. Mô hình sau khi hoàn thiện có thể áp dụng trong việc giảng dạy và nghiên cứu.
Phương pháp nghiên cứu Trong phạm vi đề tài, chúng em sẽ sử dụng hai phương pháp chính để nghiên cứu: • Nghiên cứu lý thuyết: dựa trên những kiến thức đã có chúng em sẽ nghiên cứu thêm tài liệu về hệ thống chống trộm để làm cơ sở cho việc thực hiện mô hình và tìm hiểu thêm về cách lập trình với ngôn ngữ Arduino. • Nghiên cứu thực nghiệm: sau khi nghiên cứu lý thuyết chúng em sẽ tiến hành vào việc thực hiện mô hình để thông qua đó có thể hiểu rõ hơn về hệ thống. Phạm vi ứng dụng Mô hình hệ thống chống trộm có thể được áp dụng trong việc nghiên cứu và giảng dạy. Do đặc tính của Arduino có tính ứng dụng cao và rất dễ để học nên sẽ rất dễ dàng cho sinh viên trong việc tiếp cận với hệ thống này.
Tuy nhiên, hệ thống vẫn còn nhiều hạn chế và vẫn chỉ được thiết kế dưới dạng mô hình nên nếu được áp dụng thực tế thì phải cần cải tiến thêm nữa. 2 CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG CHỐNG TRỘM TRÊN Ô TÔ 2. Hệ thống chống trộm trên ô tô 2. Khái quát Hệ thống chống trộm ô tô được thiết kế để phát hiện và phát ra chuông báo động khi có bất kỳ một cửa nào hoặc nắp đậy khoang động cơ của xe bị mở khoá mạnh bất thường hoặc cực của ắc qui bị tháo ra và sau đó được nối lại khi tất cả các cửa của xe đã được khoá.
Hệ thống báo động sẽ làm còi kêu một cách gián đoạn và nháy các đèn pha, đèn hậu và các đèn bên ngoài khác. Hệ thống báo động chỉ cho những người xung quanh xe biết xe được trang bị hệ thống chống trộm. Cấu tạo Hệ thống chống trộm có thể chia thành 3 phần chính: Cảm biến có tác dụng nhận biết các hành vi xâm nhập trái phép lên xe: • Cảm biến rung dùng trên xe tác dụng nhận biết những rung động bất thường của xe thường là do quá trình cạy cửa hay đập vỡ kính xe. • Công tắc dùng để nhận biệt trạng thái mở cửa của các cửa xe, nắp khoang động cơ, cửa hành lý 3 • Khoá điện là công tắc xác định trạng thái hoạt động của xe và truyền tín hiệu tới ECU chống trộm.1: Sơ đồ khối hệ thống chống trộm.
• Công tắc cảnh báo mở khoá bằng chìa là công tắc xác định xem chìa khoá có được tra vào ổ khoá điện hay không và truyền tín hiệu tới ECU chống trộm. • Cụm khoá cửa (công tắc vị trí). • Công tắc mở cửa khoang hành lý bằng chìa. Cơ cấu chấp hành của hệ thống chống trộm ô tô: • Các đèn bên ngoài xe và còi xe.
Đây chính là các thiết bị báo động để báo cho người xung quanh biết xe đang bị trộm. • Đèn chỉ báo an ninh là thiết bị cho biết hệ thống có ở trạng thái làm việc hay không. Hệ thống ở trạng thái hoạt động, đèn chỉ báo nháy để báo cho xung quanh biết xe được trang bị hệ thống chống trộm. 4 • Cụm khoá cửa (mô tơ): khi hệ thống đạt tới trạng thái báo động và các cửa được mở khoá, thì hệ thống tự động khoá các cửa.
Bộ xử lý trung tâm (ECU chống trộm và ECU động cơ) là bộ phận quan trọng nhất của hệ thống chống trộm. Nó nhận tín hiệu từ cảm biến, dựa vào các dữ liệu được lập trình sẵn trong bộ xử lý mà xử lý tính hiệu rồi phát tín hiệu cho cơ cấu chấp hành làm việc. Bộ xử lý của hệ thống chống trộm là ECU chống trộm, nó có thể được tích hợp vào ECU động cơ hoặc độc lập ở bên ngoài tùy từng dòng xe. Nguyên lý hệ thống chống trộm 2.
Các trạng thái hoạt động Có 4 trạng thái hoạt động của hệ thống chống trộm: • Trạng thái không làm việc, không phát hiện trộm. Đây là lúc xe đang hoạt động nên không kích hoạt hệ thống chống trộm • Trạng thái chuẩn bị làm việc là thời gian trễ cho tới khi hệ thống đạt trạng thái báo động. Ở trạng thái này không phát hiện được trộm. • Trạng thái làm việc: hệ thống chống trộm đang hoạt động.
- Ở trạng thái này các các cảm biến sẽ liên tục gửi tín hiệu về cho ECU chống trộm. ECU chống trộm sẽ so sánh dữ liệu mà cảm biến truyền về với các dữ liệu có sẵn trong nó. - Nếu xe đang không bị trộm tác động vào (xe không rung, các cửa xe đều đóng) thì tin hiệu thu về không phù hợp với tín hiệu xe bị trộm nên ECU chống trộm vẫn chưa gửi tín hiệu đến ECU động cơ. - Nếu xe bị trộm (xe rung, cửa xe bị mở) tín hiệu trả về sẽ trùng với tín hiệu xe bị trộm có sẵn trong ECU chống trộm.
Lúc này ECU chống trộm sẽ gửi tín hiệu đến cho ECU động cơ. • Trạng thái báo động: hệ thống phát hiện được trộm và tiếp tục báo xung quanh bằng tín hiệu ánh sáng và âm thanh. 5 - Ở trạng thái này ECU động cơ đã nhận được tín hiệu từ ECU chống trộm. ECU động cơ sẽ gửi tín hiệu báo động tới các đèn ngoài xe và còi xe đồng thời cũng gửi một tín hiệu về ECU chống trộm.
- ECU chống trộm sau khi nhận được tín hiệu phản hồi sẽ gửi một tín hiệu đến đèn chỉ báo an ninh. - Trong trường hợp ECU động cơ không nhận được tín hiệu từ ECU chống trộm hoặc nhận được tín hiệu (có báo động bằng ánh sáng và âm thanh) nhưng không trả về tín hiệu phản hồi cho ECU chống trộm. ECU chống trộm sẽ hiểu hệ thống bị lỗi và không gửi tín hiệu lên đèn chỉ bảo an ninh. Các loại hệ thống chống trộm Loại chế độ hoạt động là chủ động: trạng thái làm việc được kích hoạt ngay khi các cửa đóng và khóa.
Khi chuyển từ trạng thái làm việc sang trạng thái báo động thì còi kêu lập tức. Loại chế độ hoạt động là bị động: trạng thái chuẩn bị hoạt động kích hoạt ngay khi các cửa xe được đóng lại. Có thời gian trễ khi chuyển từ trạng thái làm việc sang trạng thái báo động. Mạch điện hệ thống chống trộm một số hãng xe 2.
Mạch điện hệ thống chống trộm Toyota Corolla ZZE142 Hình 2.2a: Sơ đồ mạch điện hệ thống chống trộm xe Corolla 7 Hình 2.2b: Sơ đồ mạch điện hệ thống chống trộm xe Corolla 8 Hình 2.2c: Sơ đồ mạch điện hệ thống chống trộm xe Corolla 9 Hình 2.2d: Sơ đồ mạch điện hệ thống chống trộm xe Corolla 10 Hệ thống chống trộm của Toyata Corolla ZZE142 là loại có ECU động cơ và ECU chống trộm tách rời. Các cổng kết nối: • DCTY (front driver door courtesy light) tín hiệu cửa trước bên trái mở. • PCTY (front passenger door courtesy light) tín hiệu cửa trước bên phải mở. • ILE tín hiệu từ cụm đèn trần xe.
• RCTY (rear right door courtesy light) tín hiệu cửa sau bên phải mở. • LCTY (rear left door courtesy light) tín hiệu từ cửa sau bên trái mở. • BECU (battery electronic control unit) nối với nguồn ác qui cung cấp cho ECU. • GND1 (ground) nối mass cho ECU.
• LSWD (lock swich driver) tín hiệu từ cụm công tắc cửa tài xế. • LSWP (lock swich passenger) tín hiệu từ cụm công tắc cửa hành khách. • PRG tín hiệu từ cụm công tắc điều khiển cửa. • RDA tín hiệu từ cụm công tắc điều khiển cửa.
• BCTY (back courtesy) nhận tín hiệu từ cụm công tắc khoang hành lý. • KSW nhận tín hiệu từ cụm công tắc cảnh báo un-lock. • DSWH nhận tín hiệu từ cụm công tắc khoang động cơ. • IND (security indicator light) nối với cụm đèn cảnh báo an ninh.
• Còi báo an ninh nối với chân SH- của ECU chống trộm và được dẫn động thông qua rờ le bằng chân HORN của ECU chống trộm. • STX của ECU động cơ nối với BRK- của ECU chống trộm để cảnh báo cho ECU chống trộm biết các cửa đã được khóa. • SRX của ECU động cơ nối với BRK+ của ECU chống trộm để cảnh báo cho ECU chống trộm biết là ECU động cơ phát hiện xâm nhập. Các cụm trong hệ thống: • ECU động cơ.
• ECU chống trộm. 11 • Cụm đèn trần xe. • Cụm đèn chỉ báo an ninh. • Cụm công tắc cửa hành khách.
• Cụm công tắc cửa tài xế. • Cụm nhận tín hiệu điều khiển cửa. • Cụm công tắc khoang hành lý. • Còi báo và cụm đèn báo hiệu.
• Cụm công tắc khoang động cơ.