chương 1, chúng tôi đã đưa ra cái nhìn tổng quang về nền công nghiệp xe hai bánh trong nước nói chung và dòng xe mà chúng tôi sẽ hướng đến nói riêng cụ thể là dòng xe máy Honda. Cũng như đặt ra một mục tiêu rõ ràng cho hệ thống khóa thông minh cho xe máy, tìm cách thực hiện bám sát nội dung nghiên cứu, đồng thời là những hạn chế đề tài mà chúng gặp phải. Qua chương 2 chúng ta sẽ được tìm hiểu về cách hoạt động và cấu trúc cơ bản của môt hệ thống khóa thông minh. 6 do an CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG KHÓA CỦA XE MÁY 2.
Giới thiệu Trong chương 2 này chúng tôi sẽ giới thiệu về hệ thống smartkey cơ bản trong xe máy cụ thể ở đây là của hãng Honda từ đó định hình được đề tài và lên ý tưởng phát triển cho sản phẩm đồng thời định ra phân khúc dòng xe máy mà chúng tôi muốn hướng tới cho người tiêu dùng. Smartkey là dòng khóa chống trộm thông minh được xuất hiện trên các dòng xe tay ga cao cấp của các hãng. Cho đến nay hầu hết hãng đã trang bị khóa lên nhiều phiên bản xe mới nhất và cả phân khúc xe tầm trung. Với mong muốn mang lại cho khách hàng sự an tâm và tiệc ích tối đa, nhiều hãng đã tiên phong trong việc nghiên cứu, phát triển các hệ thống an ninh thông minh, điều khiển bằng điện tử.
Như đã nói trong phần giới thiệu đề tài hiện nay Honda là một trong những hãng xe có thị phần lớn nhất nước ta nên chúng tôi quyết định phát triển sản phẩm hệ thống smartkey theo sản phẩm của Honda đồng thời và đánh vào thị phần xe máy phân khúc tầm trung của Honda, là những dòng xe hiện chưa có smartkey hoặc đã có smartkey nhưng chỉ với tính năng cơ bản như tìm xe, chống người có tình vặn bẻ khóa, v.Do hiện nay chỉ trên những dòng xe cao cấp của Honda như SH, SH mode, v. thì mới được trang bị tính năng chống dắt , hú còi xe khi có kẻ xấu lấy xe. Trong đề tài này chúng tôi muốn tạo ra một sản phẩm khóa thông có những chức năng như dòng xe cao cấp mà Honda có nhưng đáp ứng cho như cầu những dòng xe tầm trung, phổ thông. Đồng thời chúng tôi cũng bổ xem thêm nhiều tính mới như đã chúng tôi đã trình bày ở phần mục tiêu, với một mục đích tạo ra một sản phẩm vừa đầy đủ các tính năng vừa rẻ vừa an toàn cho người tiêu dùng.
Smartkey Honda không sử dụng chìa khoá cơ truyền thống mà thay vào đó là sử dụng cụm điểu khiển điện tử hay còn gọi là khoá núm Honda. Hệ thống này mang đến khả năng chống trộm ưu việt hơn cho chiếc xe. Việc kiểm soát khởi động, động cơ bằng mã hóa sẽ loại bỏ hoàn toàn nguy cơ khởi động, động cơ bằng đầu nối trực tiếp. Thay vì dùng chìa khóa, hệ thống khóa thông minh sẽ sử dụng thiết bị điều khiển FOB với thiết kế như chìa khóa ô tô, vì vậy sẽ phòng ngừa tối đa những can thiệp bằng ngoại lực vào lỗ khóa.
Ngoài ra, nhờ cơ cấu đặc biệt của núm khóa điện, nếu 7 do an không được kích hoạt bằng thiết bị điều khiển FOB, thì dù có cố tình vặn để bẻ khóa, cả ổ khóa sẽ chỉ xoay tròn. Cấu tạo Sau khi tham khảo trên trang chủ Honda Việt Nam [3] chúng tôi thấy cấu tạo của hệ thống khóa thông minh Honda bao gồm: • Thiết bị điều khiển FOB. • Cụm khóa thông minh. • Bộ điều khiển khóa thông minh.
• Bộ vi xử lý trung tâm. • Hệ thống đầu kết nối khẩn cấp.1: Cấu tạo hệ thống khóa thông minh trên xe Honda. Nguyên lý hoạt động Với sự hiểu biết của chúng tôi hệ thống khóa thông minh Honda hoạt động dựa trên bộ điều khiển dùng để quét tín hiệu của điều khiển (FOB), thiết bị điều khiển (hay còn gọi là remote FOB). Khi người lái ấn vào núm khóa điện, bộ xử lí trung tâm của Bộ điều khiển khóa thông minh sẽ được khởi động và dùng ăng-ten tích hợp bên trong bắt đầu lần lượt đối chiếu mã xác nhận với thiết bị điều khiển FOB.Khi quá trình đối chiếu mã xác nhận giữa thiết bị điều khiển FOB và bộ điều khiển khóa thông minh hoàn tất, người lái có thể xoay núm khóa để Tắt/Bật khóa điện, mở khóa cổ, khóa yên xe ngăn chặn bất kì hành vi xâm nhập, bẻ khóa trái phép nào.
Lợi ích của hệ thống khóa thông minh so với khóa thông thường 2.1 Khả năng chống trộm ưu việt So với khóa thông thường thì khóa thông minh có những tính năng như: Phòng ngừa tối đa những can thiệp bằng ngoại lực vào lỗ khóa. Ngoài ra, nhờ cơ cấu đặc biệt của núm khóa điện, nếu không được kích hoạt bằng thiết bị điều khiển FOB, thì dù có cố tình vặn để bẻ khóa thì cả ổ khóa sẽ chỉ xoay tròn. Triệt tiêu nguy cơ quên chìa khóa tại ổ khóa. Kiểm soát khởi động của động cơ bằng mã hóa: Loại bỏ hoàn toàn nguy cơ khởi động động cơ bằng đấu nối trực tiếp.
Có tích hợp chức năng báo động khi xe bị di chuyển (không cần khởi động động cơ) 2.2 Tính tiện lợi Người lái không cần phải tra/rút chìa vào ổ khóa mà vẫn thực hiện được toàn bộ các thao tác như Đóng/Mở khóa cổ, Bật/Tắt khóa điện mở yên xe. Tích hợp tính năng xác định vị trí xe. Nhỏ, gọn dễ mang theo hơn so với chìa khóa truyền thống.3 Hình ảnh hiện đại Tạm biệt với những loại chìa khóa truyền thống để chuyển thiết bị điều khiển FOB với thiết kế sang trọng đầy tính thẩm mỹ. Bao quanh ổ khóa điện là dải đèn LED màu xanh vừa có tác dụng soi sáng vừa nâng cao tính thẩm mỹ, ấn tượng cao cấp.
Trong phần tiếp theo chúng tôi sẽ giới những phần cứng cần thiết cho hệ thống smartkey cho xe máy.2 GIỚI THIỆU PHẦN CỨNG 2. Arduino Nano Nhắc tới dòng mạch Arduino dùng để lập trình, cái đầu tiên mà chúng tôi thường nghĩ tới chính là dòng Arduino NANO. Với thiết kế nhỏ gọn, ứng dụng cao, hoạt động ổn đinh, Arduino Nano chính là lựa chọn hàng đầu khi sử dụng Arduino. Và sau đây là một vài thông số của Arduino Nano mà chúng tôi tham khảo trên trang chủ Arduino Việt Nam [4], bao gồm thông tin về Vi điều khiển, Điện áp hoạt động, Tần số hoạt động, Dòng tiêu thụ, Điện áp vào khuyên dùng, Điện áp vào khuyên dùng, Điện áp vào giới hạn, Số chân Digital I/O, Số chân Analog, Dòng tối đa trên mỗi chân I/O, Dòng ra tối đa (5V), Dòng ra tối đa (3.3V), Bộ nhớ flash, SRAM, EEPROM.
10 do an Bảng 2.1: Thông số của Arduino Nano [4]: Vi điều khiển ATmega328 họ 8bit Điện áp hoạt động 5V DC (chỉ được cấp qua cổng USB) Tần số hoạt động 16 MHz Dòng tiêu thụ khoảng 30mA Điện áp vào khuyên dùng 7-12V DC Điện áp vào giới hạn 6-20V DC Số chân Digital I/O 14 (6 chân hardware PWM) Số chân Analog 6 (độ phân giải 10bit) Dòng tối đa trên mỗi chân I/O 30 mA Dòng ra tối đa (5V) 500 mA Dòng ra tối đa (3.3V) 50 mA 32 KB (ATmega328) với 0.5KB dùng bởi Bộ nhớ flash bootloader SRAM 2 KB (ATmega328) EEPROM 1 KB (ATmega328) 11 do an 2.1 Vi điều khiển Như chúng ta biết Arduino Nano sử dụng vi điều khiển họ 8bit AVR [4] là ATmega328. Bộ não này có thể xử lí những tác vụ từ đơn giản đến phức tạp. Nguồn Arduino Nano có thể được cấp nguồn 5V thông qua cổng USB hoặc cấp nguồn ngoài với điện áp khuyên dùng là 7-12V DC và giới hạn là 6-20V. Thường thì cấp nguồn bằng pin vuông 9V là hợp lí nhất nếu không có sẵn nguồn từ cổng USB.
Nếu cấp nguồn vượt quá ngưỡng giới hạn trên, sẽ làm hỏng Arduino Nano.2 Các cổng ra vào. Và dưới đây là các chân của Arduino Nano [4] gồm có 14 chân digital dùng để đọc hoặc xuất tín hiệu. Chúng chỉ có 2 mức điện áp là 0V và 5V với dòng vào/ra tối đa trên mỗi chân là 40mA. Ở mỗi chân đều có các điện trở pull-up từ được cài đặt ngay trong vi điều khiển ATmega328 (mặc định thì các điện trở này không được kết nối).3: Các cổng vào ra trên Arduino Nano.
Một số chân digital có các chức năng đặc biệt mà chúng tôi muốn nêu ra như sau: • 2 chân Serial: 0 (RX) và 1 (TX): dùng để gửi (transmit – TX) và nhận (receive – RX) dữ liệu TTL Serial. Arduino Nano có thể giao tiếp với thiết bị khác thông qua 2 chân này. Kết nối bluetooth thường thấy nói nôm na chính là kết nối Serial không 12 do an dây. Nếu không cần giao tiếp Serial, không nên sử dụng 2 chân này nếu không cần thiết.
Nói một cách đơn giản, có thể điều chỉnh được điện áp ra ở chân này từ mức 0V đến 5V thay vì chỉ cố định ở mức 0V và 5V như những chân khác. • Chân giao tiếp SPI: 10, 11, 12, 13. Ngoài các chức năng thông thường, 4 chân này còn dùng để truyền phát dữ liệu bằng giao thức SPI với các thiết bị khác. • LED 13: trên Arduino Nano có 1 đèn led màu cam (kí hiệu chữ L).
Khi bấm nút Reset, sẽ thấy đèn này nhấp nháy để báo hiệu. Và được nối với chân số 13. Khi chân này được người dùng sử dụng, LED sẽ sáng. Arduino Nano có 6 chân analog (A0 → A5) cung cấp độ phân giải tín hiệu 10bit để đọc giá trị điện áp trong khoảng 0V → 5V.
Với chân AREF trên board, có thể để đưa vào điện áp tham chiếu khi sử dụng các chân analog. Đặc biệt, Arduino Nano có 2 chân A4 và A5 hỗ trợ giao tiếp I2C/TWI với các thiết bị khác. Cảm biến rung WS-420 Tiếp thep chúng tôi sẽ dùng module cảm biến rung sử dụng bộ cảm biến SW- 420 cùng IC LM393 nhằm phát hiện các rung động trong một ngưỡng xác định (ngưỡng này có thể thay đổi bằng biến trở trên module). Với thiết kế nhỏ gọn, dễ dàng sử dụng, module rất thích hợp với những dự án như: thiết bị nhận biết rung động, thiết bị chống trộm, cảnh báo động đất, xe thông minh, … Hình 2.4 : Cảm biến rung WS-420.
13 do an Với CácThông số kỹ thuật [5]: • Điện áp hoạt động: 3.3V-5V • Tín hiệu ngõ ra: Digital • Trạng thái ngõ ra mặc định: LOW • Dòng tiêu thụ: 15mA • Kích thướt board 32x14mm • Khi không có rung động, ngõ ra (DO) xuất ra tín hiệu mức thấp đồng thời LED tín hiệu ngõ ra sáng Bảng 2.