Đặt vấn đề Tự động hóa là một nhân tố quan trọng trong quá trình công nghiệp hóa và hiện đại hóa. Nhờ có tự động hóa trong công nghiệp, các nhà máy đã và đang trở nên hiệu quả hơn trong việc sử dụng năng lượng, nguyên vật liệu và nguồn nhân lực. Nghành công nghiệp sản xuất ô tô cũng đã áp dụng dây truyền sản xuất tự động từ những năm 1947, làm tăng sản lượng ô tô một cách nhanh chóng, cho đến nay ô tô đã trở thành phương tiện di chuyển chủ yếu của con người. Nhận thấy vấn đề đó, mà quá trình đăng kiểm ô tô ở Việt Nam vẫn còn thực hiện bằng thủ công và phụ thuộc hoàn toàn vào đăng kiểm viên, vấn đề này gây ra tình trạng thiếu minh bạch trong công tác đăng kiểm cũng như hiệu quả công việc không cao, chúng em quyết định thực hiện đề tài: Tự động hóa quá trình đo độ rơ vô lăng trong quy trình đăng kiểm với mục đích để giảm thiểu các yếu tố chủ quan trên đồng thời giảm thời gian thực hiện hạng mục đăng kiểm này, tạo bước đệm nhỏ trong toàn bộ quá trình tự động hóa đăng kiểm, góp phần giảm chi phí nhân lực, tăng sự chính xác trong quá trình đăng kiểm.
Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước Trên thế giới, việc xác định độ rơ vô lăng chủ yếu được thực hiện ở khâu hoàn thiện sản phẩm cuối dây chuyền lắp ráp ô tô trong nhà máy. Ở mỗi nước có bộ quy tắc và tiêu chuẩn riêng cho công tác kiểm định chất lượng hệ thống lái trên ô tô, tất cả các tài liệu, quy trình điều lưu hành nội bộ mà không được công bố rộng rãi. Một số đề tài nghiên cứu về hệ thống lái, hệ thống steering-by-wire chỉ tập trung vào nghiên cứu quá trình động lực học và bỏ qua độ rơ vô lăng hay chỉ nhắc đến dưới dạng free control mà không xác định độ rơ. Trong nước gần như chưa có đề tài nào nghiên cứu về vấn đề này.
Tại bản hướng dẫn thực hiện thông tư 70/2015/TT-BGTVT ban hành ngày 19/12/2015 cho công tác đăng kiểm xe cơ giới ở các trạm đăng kiểm có hướng dẫn cách xác định độ rơ vô lăng như Hình 10. 1 Luan van Hình 1.1: cách xác định độ rơ vô lăng Từ đó thông tư quy định tỷ lệ L/D là tiêu chuẩn đánh giá độ rơ vô lăng. Tuy nhiên các xác định hoàn toàn bằng thủ công dựa vào số liệu đo bằng tay và quan sát bằng mắt của đăng kiểm viên. Đối tượng nghiên cứu - Quy trình kiểm định hệ thống lái ô tô - Cơ cấu chấp hành hệ thống lái xe ô tô - Cảm biến tiệm cận phát hiện chuyển động - Hệ thống lập trình nhúng điều khiển tự động và giao tiếp máy tính 1.
Mục tiêu nghiên cứu Đề tài nghiên cứu với mục tiêu như sau: - Thiết kế, chế tạo thử nghiệm hệ thống đo độ rơ vô lăng tự động có kết nối máy tính - Hệ thống và phương pháp đo phù hợp với tiêu chuẩn cuả cục đăng kiểm và có khả năng triển khai ở các trạm đăng kiểm xe cơ giới 1. Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp tham khảo tài liệu - Phương pháp khảo nghiệm - Phương pháp mô hình hóa và mô phỏng 2 Luan van - phương pháp xử lý số liệu thực nghiệm 1. Phạm vi ứng dụng Ứng dụng việc tự động hóa đo độ rơ vô lăng ở trạm đăng kiểm, đề tài cũng là cơ sở cho quá trình ứng dụng khoa học và công nghệ trong công tác đăng kiểm ô tô ở Việt Nam. 3 Luan van Chương 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.
Giới thiệu chung về Adruino Arduino đã được sử dụng rộng rãi và tạo thành cộng đồng trên toàn thế giới trong vài năm gần đây, gần giống với những gì Apple đã làm được trên thị trường thiết bị di động, số lượng người dùng cực lớn và đa dạng với trình độ trải rộng từ bậc phổ thông lên đến đại học đã làm cho ngay cả những người tạo ra chúng phải ngạc nhiên về mức độ phổ biến. Arduino là gì mà có thể khiến ngay cả những sinh viên và nhà nghiên cứu tại các trường đại học danh tiếng như MIT, Staniord, Camegie Mellon phải sử dụng; hoặc ngay cả Google cũng muốn hỗ trợ khi cho ra đời bộ kit Arduino Mega ADK dùng để phát triển các ứng dụng Android tương tác với cảm biến và các thiết bị khác? Arduino thật ra là một bo mạch vi xử lý được dùng để lập trình tương tác với các thiết bị phần cứng như cảm biến, động cơ, đèn hoặc các thiết bị khác. Đặc điểm nổi bật của Arduino là môi trường phát triển ứng dụng cực kỳ dễ sử dụng, với một ngôn ngữ lập trình có thể học một cách nhanh chóng ngay cả với người ít am hiểu về điện tử và lập trình. Và điều làm nên hiện tượng Arduino chính là mức giá rất thấp và tính chất nguồn mở từ phần cứng tới phần mềm.
Chỉ với khoảng $30, người dùng đã có thể sở hữu một board Arduino có 20 ngõ I/O có thể tương tác và điều khiển chừng ấy thiết bị. Arduino ra đời tại thị trấn Ivrea thuộc nước Ý và được đặt theo tên một vị vua vào thế kỷ thứ 9 là King Arđuin. Arduino chính thức được đưa ra giới thiệu vào năm 2005 như là một công cụ khiêm tốn dành cho các sinh viên của giáo sư Massimo Ranzi, là một trong những người phát triển Arduino, tại trường Interaction Design Instistute Ivrea (IDII). Mặc dù hầu như không được tiếp thị gì cả, tín tức về Arduino vẫn lan truyền với tốc độ chóng mặt nhờ những lời truyền miệng tốt đẹp của những người dùng đầu tiên.
Hiện nay Arduino nổi tiếng tới nỗi có người tìm đến thị trấn Ivrea chỉ để tham quan nơi đã sản sinh ra Arduino. Giới thiệu về board Adruino Uno Arduino Uno là một bo mạch thiết kế với bộ xử lý trung tâm là vi điểu khiển AVR Atmega328. cấu tạo chính của Arduìno Uno bao gồm các phần sau: 4 Luan van • Cổng USB: đây là loại cổng giao tiếp để ta upload code từ PC lên vi điều khiển. Đồng thời nó cũng là giao tiếp serial để truyền dữ liệu giữa vi điều khiển và máy tính.
• Jack nguồn: để chạy Arduino thỉ có thể lấy nguồn từ cổng USB ở trên, nhưng không phải lúc nào cũng có thể cắm với máy tính được. Lúc đó ta cần một nguồn từ 9V đến 12V. • Có 14 chân vào/ra số đánh số thứ tự từ 0 đến 13, ngoài ra có một chân nối đất (GND) và một chân điện áp tham chiếu (AREF). • Vi điều khiển AVR: đây là bộ xử lí trung tâm của toàn bo mạch.
Với mỗi mẫu Arduino khác nhau thì con chip là khác nhau. Ở con Arduino Uno này thì sử dụng ATMega328. Các thông số chi tiết của Arduino Uno: Vi xử lý: Atmega328 Điện áp hoạt động: 5V Điện áp đầu vào: 7-12V Điện áp đầu vào (Giới hạn): 6-20V Chân vào/ra kĩ thuật số: 14 ( 6 chân có thể cho đầu ra PWM) Chân vào tương tự: 6 Dòng điện trong mỗi chân I/O: 40mA Dòng điện chân nguồn 3.3V: 50mA Bộ nhớ trong: 32 KB (ATmega328) SRAM: 2 KB (ATmega328) EEPROM: 1 KB (ATmega328) Xung nhịp: 16MHz 5 Luan van Hình 2.1 Board Adruino Uno 2. Giới thiệu về board Arduino Nano Board Arduino Nano có cấu tạo, số lượng chân vào ra là tương tự như board Arduino Uno tuy nhiên đã được tối giản về kích thước cho tiện sử dụng hơn.
Do được tối giản rất nhiều về kích thước nên Adruino Nano chỉ được nạp code và cung cấp điện bằng duy nhất 1 cổng mini USB.2 Board Adruino Nano Thông số kĩ thuật chi tiết: Vi xử lý Atmega328p Điện áp hoạt động 5V Điện áp đầu vào (khuyến nghị) 7-12V 6 Luan van Điện áp đầu vào (giới hạn) 6-20V Chân vào/ra số 14 (6 chân xuất được PWM Chân vào tương tự 8 Dòng điện mỗi chân 40mA Bộ nhớ 16KB (Atmega168), 32KB (Atmega328) SRAM 1KB (Atmega168) hoặc 2KB (Atmega328) EEPROM 512 bytes (Atmega168) hoặc 1KB (Atmega328) Xung nhịp 16MHz Kích thước 0. Giới thiệu module cầu H BTS7960 2. Mạch cầu H là gì ? Xét một cách tổng quát, mạch cầu H là một mạch gồm 4 "công tắc" được mắc theo hình chữ H, giúp đảo chiều dòng điện qua một đối tượng, ở đây đối tượng được nói tới là động cơ điện một chiều.3 Mạch cầu H Nguyên lý cơ bản của mạch cầu H: Để motor DC quay theo chiều thuận, ta đóng công tắc 2 và 4, khi đó dòng điện đi từ cực dương ắc qui qua công tắc 2 đến motor DC rồi qua công tắc 4 trở về cực âm ắc qui. Để motor DC quay ngược lại, ta đóng công tắc 1 và 7 Luan van 3, khi đó dòng điện đi từ cực dương ắc qui qua công tắc 3 đến motor DC rồi qua công tắc 1 trở về cực âm ắc qui.4 Nguyên lý cơ bản mạch cầu H 2.
Mạch cầu H sử dụng rờ le Rờ le là một dạng “công tắc” (switch) cơ điện. Gọi là công tắc cơ điện vì chúng gồm các tiếp điểm cơ được điều khiển đóng mở bằng dòng điện. Với khả năng đóng mở các tiếp điểm, rờ le đúng là một lựa chọn tốt để làm khóa cho mạch cầu H. Thêm nữa chúng lại được điều khiển bằng tín hiệu điện, nghĩa là chúng ta có thể dùng Arduino (hay bất kỳ chip điều khiển nào) để điều khiển rờ le, qua đó điều khiển mạch cầu H.
Hãy quan sát cấu tạo và hình dáng của một loại rờ le thông dụng trong hình 1.5 Cấu tạo của rờ le Hình 1.5 mô tả cấu tạo của một rờ le 2 tiếp điểm. Có 3 cực trên rờ le này. Cực C gọi là cực chung (Common), cực NC là tiếp điểm thường đóng (Normal Closed) và NO là tiếp điểm thường mở (Normal Open). Trong điều kiện bình thường, khi rờ le không hoạt động, do lực kéo của lò xo bên trái thanh nam châm sẽ tiếp xúc với tiếp điểm NC tạo thành một kết nối giữa C và NC, chính vì thế NC được gọi là tiếp điểm thường đóng.
Khi một điện áp được áp vào cuộn dây của nam châm điện, nam châm điện tạo ra một lực từ kéo thanh nam châm xuống, lúc này thanh nam châm không tiếp xúc với tiếp điểm NC 8 Luan van nữa mà chuyển sang tiếp xúc với tiếp điểm NO tạo thành một kết nối giữa C và NO. Hoạt động này tương tự 1 công tắc chuyển được điều khiển bởi điện áp kích nam châm điện. Một đặc điểm rất quan trọng trong cách hoạt động “đóng – mở” của rờ le là tính “cách li”.