Tải bản đầy đủ

THIẾT kế, CHẾ tạo mô HÌNH hệ THỐNG KHÓA cửa ô tô điều KHIỂN từ XA PHỤC vụ đào tạo

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA KỸ THUẬT GIAO THÔNG

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÔ HÌNH HỆ THỐNG KHÓA CỬA Ô TÔ
ĐIỀU KHIỂN TỪ XA PHỤC VỤ ĐÀO TẠO

Giảng viên hướng dẫn: ThS. Mai Sơn Hải
Sinh viên thực hiện:

Nguyễn Quang Tạ
Nguyễn Văn Hùng

Mã số sinh viên:

56136416
56136754

Khánh Hòa - 2018



TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

KHOA KỸ THUẬT GIAO THÔNG
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÔ HÌNH HỆ THỐNG KHÓA CỬA Ô TÔ
ĐIỀU KHIỂN TỪ XA PHỤC VỤ ĐÀO TẠO

GVHD: ThS. Mai Sơn Hải
SVTH: Nguyễn Quang Tạ
Nguyễn Văn Hùng
MSSV: 56136416
56136754

Khánh Hòa, tháng 07/2018


TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
Khoa/viện: Kỹ thuật giao thông
PHIẾU THEO DÕI TIẾN ĐỘ VÀ ĐÁNH GIÁ ĐỀ TÀI / KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
(Dùng cho CBHD và nộp cùng báo cáo ĐA/KLTN của sinh viên)
Tên đề tài: Thiết kế, chế tạo mô hình hệ thống khóa cửa ô tô điều khiển từ xa phục vụ đào tạo
Giảng viên hướng dẫn: ThS. Mai Sơn Hải
Sinh viên được hướng dẫn: Nguyễn Quang Tạ

MSSV: 56136416

Nguyễn Văn Hùng

MSSV: 56136754

Ngành: Công nghệ Kỹ thuật Ô tô

Khóa: 2014-2018
Lần KT
1
2


3
4
5
6
7

Nội dung

Ngày

Ngày kiềm tra:
……………...………

Nhận xét của GVHD

Kiểm tra giữa tiến độ của Trưởng BM
Đánh giá công việc hoàn thành:……%:
Ký tên
………………………….
Được tiếp tục:
Không tiếp tục:

8
9
10
11
12
13
14
15
Nhận xét chung (sau khi sinh viên hoàn thành ĐA/KL):
…………………………………………………………………………………………….………
…………………………………………………………………………………….………………
Điểm hình thức:……/10
Đồng ý cho sinh viên:

Điểm nội dung:......./10
Được bảo vệ:

Điểm tổng kết:………/10

Không được bảo vệ:

Khánh Hòa, ngày…….tháng…….năm………
Cán bộ hướng dẫn
(Ký và ghi rõ họ tên)


TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
Khoa/Viện: Kỹ thuật giao thông
PHIẾU CHẤM ĐIỂM ĐỒ ÁN/ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
(Dành cho cán bộ chấm phản biện)
1. Họ tên người chấm:…………………………………………………….
2. Sinh viên/ nhóm sinh viên thực hiện ĐA/KLTN (sĩ số trong nhóm: 2)
(1) Nguyễn Quang Tạ

MSSV: 56136416

(2) Nguyễn Văn Hùng

MSSV: 56136754

Lớp: 56.CNOT

Ngành: Công nghệ Kỹ thuật Ô tô

3. Tên đề tài: Thiết kế, chế tạo mô hình hệ thống khóa cửa ô tô điều khiển từ xa phục vụ đào tạo
4. Nhận xét
- Hình thức: ......................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................
- Nội dung: .......................................................................................................................................
…………………………………………………………………………………………….………
…………………………………………………………………………………….………………
…………………………………………………………………………………………….………
…………………………………………………………………………………….………………
…………………………………………………………………………………………….………
…………………………………………………………………………………….………………
…………………………………………………………………………………………….………
…………………………………………………………………………………….………………
Điểm hình thức:……../10

Đồng ý cho sinh viên:

Điểm nội dung:........../10
Được bảo vệ: 

Điểm tổng kết:………/10

Không được bảo vệ: 

Khánh Hòa, ngày…….tháng………năm………..
Cán bộ chấm phản biện
(Ký và ghi rõ họ tên)


TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
Khoa/viện: Kỹ thuật giao thông
PHIẾU CHẤM CỦA HỘI ĐỒNG BẢO VỆ ĐA/KLTN
(Dùng cho thành viên Hội đồng bảo vệ ĐA/KLTN)
1. Họ tên thành viên HĐ: .......................................................................................................................
Chủ tịch: 

Thư ký: 

Ủy viên: 

2. Tên đề tài: Thiết kế, chế tạo mô hình hệ thống khóa cửa ô tô điều khiển từ xa phục vụ đào tạo
3. Họ tên sinh viên thực hiện:
(1) Nguyễn Quang Tạ

MSSV: 56136416

(2) Nguyễn Văn Hùng

MSSV: 56136754

4. Phần đánh giá và cho điểm của thành viên hội đồng (theo thang điểm 10)
a) Hình thức, bố cục bài báo cáo (sạch, đẹp, cân đối giữa các phần,…)

: ………

b) Nội dung bản báo cáo (thể hiện mục tiêu, kết quả,…)

: ………

c) Trình bày (đầy đủ, ngắn gọn, lưu loát, không quá thời gian…)

: ………

d) Trả lời các câu hỏi của người chấm (đúng/sai)

: ………

đ) Trả lời các câu hỏi của thành viên hội đồng (đúng/sai)

: ………

e) Thái độ, cách ứng xử, mức độ tự tin

: ………

g) Nắm vững nội dung đề tài

:……….

h) Nắm vững những vấn đề liên quan đề tài

:……….

i) Tính sáng tạo khoa học của sinh viên

:……….
Tổng cộng

Điểm trung bình của các cột điểm trên:……./10 (làm tròn đến 1 số lẻ)
Cán bộ chấm điểm
(Ký và ghi rõ họ tên)

: ……....


LỜI CAM ĐOAN
Chúng tôi xin cam đoan đề tài “Thiết kế, chế tạo mô hình hệ thống khoá cửa ô tô
điều khiển từ xa phục vụ đào tạo” là đề tài nghiên cứu của riêng chúng tôi. Các kết quả
và nội dung trong báo cáo là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ đề
tài nghiên cứu nào.

SINH VIÊN

NGUYỄN QUANG TẠ
NGUYỄN VĂN HÙNG

i


LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình thực hiện đề tài, chúng tôi đã nhận được sự quan tâm, chỉ bảo,
hướng dẫn tận tình của quý thầy cô, các anh chị đi trước, bạn bè và sự động viên,
khích lệ từ gia đình để chúng tôi có thể hoàn thành đề tài này.
Lời đầu tiên, chúng tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc tới Thầy
ThS. Mai Sơn Hải đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo, tạo mọi điều kiện giúp chúng tôi
hoàn thành đề tài này.
Chúng tôi cũng xin gửi lời cảm ơn tới các ân nhân đã tạo mọi điều kiện về dụng
cụ, trang thiết bị phục vụ trong quá trình thực hiện đề tài.
Chúng tôi xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn chân thành tới quý thầy cô giáo
trong Khoa kỹ thuật giao thông - Trường Đại học Nha Trang.
Lời cảm ơn chân thành xin gửi tới gia đình, bạn bè và đồng nghiệp, những người
đã giúp đỡ và động viên chúng tôi trong học tập cũng như trong quá trình thực hiện đề
tài.
Nha Trang, tháng 07 năm 2018

Nguyễn Quang Tạ
Nguyễn Văn Hùng

ii


TÓM TẮT ĐỒ ÁN
Nghiên cứu thiết kế, chế tạo mô hình hệ thống khóa cửa ô tô điều khiển từ xa cho
thấy rằng cả hai phương án sử dụng đều đảm bảo chất lượng và yêu cầu đặt ra. Hệ
thống khái quát rất cụ thể về cấu tạo, nguyên lý hoạt động, mô phỏng hệ thống và đặc
biệt hơn hết là lập trình cho ECU. Hơn thế nữa, quá trình thiết kế và chế tạo được thực
hiện một cách công phu, các bước rõ ràng, đảm bảo logic, thể hiện chi tiết các quá
trình và đưa ra sản phẩm cuối cùng.

iii


MỤC LỤC
Đề mục

Trang

LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................... i
LỜI CẢM ƠN .................................................................................................... ii
TÓM TẮT ĐỒ ÁN ............................................................................................ ii
MỤC LỤC ........................................................................................................ iv
DANH MỤC BẢNG ........................................................................................ vi
DANH MỤC HÌNH ẢNH ............................................................................... vii
MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN HỆ THỐNG KHÓA CỬA Ô TÔ ........................... 3
1.1. Tổng quan ................................................................................................... 3
1.1.1. Khái quát .................................................................................................. 3
1.1.2. Chức năng của hệ thống điều khiển khóa cửa từ xa ................................ 5
1.1.3. Phân loại .................................................................................................. 7
1.2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động ................................................................. 7
1.2.1. Hệ thống khóa cửa sử dụng motor lắp chung với bộ chấp hành ............. 7
1.2.1.1. Cấu tạo .................................................................................................. 7
1.2.1.2. Nguyên lý hoạt động ............................................................................. 8
1.2.2. Hệ thống khóa cửa sử dụng chuột cửa ................................................... 11
1.2.2.1. Cấu tạo ................................................................................................ 11
1.2.2.2. Nguyên lý hoạt động ........................................................................... 17
CHƯƠNG 2. LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN, THIẾT KẾ
VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH ..................................................................................... 31
2.1. Lựa chọn phương án ................................................................................. 31
2.1.1. Lựa chọn phương án thiết kế ................................................................. 31
2.1.2. Lựa chọn phương án chế tạo .................................................................. 31
2.2. Thiết kế mô hình ....................................................................................... 33
2.2.1. Khung mô hình ...................................................................................... 33
2.2.2. Cửa ......................................................................................................... 34
2.2.3. Thiết kế mặt chính diện ......................................................................... 34
2.3. Chế tạo mô hình ........................................................................................ 35
2.3.1. Khung mô hình ...................................................................................... 35
2.3.1.1. Phân tích chi tiết ................................................................................. 35
2.3.1.2. Phương pháp gia công ........................................................................ 36
iv


2.3.1.3. Thiết kế các nguyên công ................................................................... 36
2.3.2. Cửa ......................................................................................................... 41
2.3.2.1. Phân tích chi tiết ................................................................................. 41
2.3.2.2. Phương pháp gia công ........................................................................ 41
2.3.2.3. Thiết kế các nguyên công ................................................................... 41
2.3.3. Phần điện................................................................................................ 45
2.3.3.1. Khoan lỗ .............................................................................................. 45
2.3.3.2. Lắp đặt các cơ cấu vào mô hình ......................................................... 46
2.3.3.3. Đấu dây điện của từng chi tiết vào lỗ cắm mặt sau ............................ 48
2.3.3.4. Lập trình hộp điều khiển ECU 2 ......................................................... 51
CHƯƠNG 3. XÂY DỰNG BÀI THỰC HÀNH
VÀ KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM ............................................................................. 53
3.1. Mục đích bài thực hành ............................................................................ 53
3.2. Dụng cụ đo và thiết bị ............................................................................... 53
3.3. Nội dung bài thực hành hệ thống khóa cửa ô tô điều khiển từ xa ............ 53
3.3.1. Khái quát ................................................................................................ 53
3.3.1.1. Cấu tạo ................................................................................................ 53
3.3.1.2. Nguyên lý hoạt động ........................................................................... 54
3.3.2. Khảo sát mô hình ................................................................................... 54
3.3.2.1. Một số chú ý khi tiến hành khảo sát ................................................... 54
3.3.2.2. Kiểm tra chuột cửa, hộp điều khiển .................................................... 54
3.3.2.3. Đấu dây trên mô hình ......................................................................... 55
3.3.2.4. Vận hành mô hình ............................................................................... 60
CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN & KIẾN NGHỊ ........................................................... 61
4.1. Kết luận ..................................................................................................... 61
4.2. Kiến nghị................................................................................................... 61
PHẦN PHỤ LỤC ........................................................................................... 62
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ ARDUINO UNO R3 ........................................ 62
1.1. Tổng quan ................................................................................................. 62
1.2. Sơ đồ chân của Arduino............................................................................ 63
1.2.1. Cáp USB ................................................................................................ 63
1.2.2. IC Atmega 16U ...................................................................................... 63
1.2.3. Cổng nguồn ngoài .................................................................................. 64
1.2.4. Cổng USB .............................................................................................. 64
v


1.2.5. Nút reset ................................................................................................. 64
1.2.6. ICSP của Atmega 16U2 ......................................................................... 64
1.2.7. Chân xuất tín hiệu ra .............................................................................. 64
1.2.8. IC Atmega 328 ....................................................................................... 64
1.2.9. Chân ICSP của Atmega 328 .................................................................. 64
1.2.10. Chân lấy tín hiệu Analog ..................................................................... 64
1.2.11. Chân cấp nguồn cho cảm biến ............................................................. 64
CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN VỀ MẠCH CẦU H L298N.................................... 66
2.1. Tổng quan ................................................................................................. 66
2.2. Sơ đồ chân của mạch cầu H L298N ......................................................... 66
2.2.1. Các chân cấp nguồn ............................................................................... 66
2.2.2. Các chân IN1, IN2, IN3, IN4 ................................................................. 67
CHƯƠNG 3. TỔNG QUAN VỀ CHƯƠNG TRÌNH ARDUINO IDE .............. 68
3.1. Tổng quan ................................................................................................. 68
3.2. Cấu trúc chương trình trong phần mềm IDE ............................................ 68
3.2.1. Khai báo biến ......................................................................................... 68
3.2.2. Thiết lập void setup................................................................................ 69
3.2.3. Thiết lập void loop (vòng lặp) ............................................................... 69
3.3. Chương trình hộp điều khiển ECU 2 ........................................................ 69
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................... 71

vi


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1. Kiểm tra chuột cửa ...................................................................................... 55
Bảng 2. Kiểm tra thông mạch giữa các chân của từng rơ le..................................... 55
Bảng 3. Những thông số cơ bản của Arduino Uno R3 ............................................. 62

DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1. Hệ thống khóa cửa bằng cơ ........................................................................ 3
Hình 1.2. Hệ thống khóa cửa bằng điện ..................................................................... 4
Hình 1.3. Hệ thống khóa cửa bằng ứng dụng di động ................................................ 4
Hình 1.4. Hệ thống khóa cửa bằng điều khiển từ xa .................................................. 5
Hình 1.5. Cấu tạo hệ thống khóa cửa sử dụng motor lắp chung với bộ chấp hành .... 8
Hình 1.6. Nguyên lý hoạt động khóa .......................................................................... 9
Hình 1.7. Nguyên lý hoạt động mở khóa ................................................................. 10
Hình 1.8. Nguyên lý hoạt động mở khóa cửa người lái ........................................... 10
Hình 1.9. Nguyên lý hoạt động mở khóa cửa người lái và hành khách ................... 11
Hình 1.10. Bộ điều khiển từ xa................................................................................. 12
Hình 1.11. Hộp điều khiển ECU 1 ........................................................................... 12
Hình 1.12. Hộp điều khiển ECU 2 ........................................................................... 13
Hình 1.13. Công tắc chuột tổng ................................................................................ 13
Hình 1.14. Công tắc các chuột phụ........................................................................... 14
Hình 1.15. Chuột cửa ................................................................................................ 14
Hình 1.16. Mô phỏng cấu tạo bên trong của chuột cửa............................................ 15
Hình 1.17. Nguyên lý chuột cửa tác động đến công tắc LOCK/UNLOCK ............. 15
Hình 1.18. Tay cầm mở cửa ..................................................................................... 16
Hình 1.19. Ổ khóa ngậm cửa .................................................................................... 16
vii


Hình 1.20. Cấu tạo khóa ngậm cửa .......................................................................... 17
Hình 1.21. Cấu tạo hộp điều khiển ECU 1 ............................................................... 18
Hình 1.22. Hình ảnh thực tế hộp điều khiển ECU 1................................................. 18
Hình 1.23. Transistor điều khiển dòng ..................................................................... 19
Hình 1.24. Transistor điều khiển rơ le ...................................................................... 19
Hình 1.25. Cặp rơ le điều khiển tín hiệu chuột cửa khi chưa ấn công tắc................ 20
Hình 1.26. Cặp rơ le điều khiển tín hiệu chuột cửa khi ấn công tắc UNLOCK ....... 20
Hình 1.27. Cặp rơ le điều khiển tín hiệu chuột cửa khi ấn công tắc LOCK ............ 21
Hình 1.28. Rơ le điều khiển đèn khi chưa hoạt động ............................................... 21
Hình 1.29. Rơ le điều khiển đèn khi hoạt động ........................................................ 22
Hình 1.30. Mạch nguồn ổn áp sử dụng diode zener ................................................. 22
Hình 1.31. Cấu tạo hộp điều khiển ECU 2 ............................................................... 23
Hình 1.32. Hình ảnh board Arduino uno thực tế ...................................................... 24
Hình 1.33. Hình ảnh mạch cầu H L298N thực tế ..................................................... 24
Hình 1.34. Trạng thái mở ......................................................................................... 25
Hình 1.35. Trạng thái khóa ....................................................................................... 26
Hình 1.36. Sơ đồ nguyên lý hệ thống khóa cửa bằng điều khiển từ xa .................... 27
Hình 1.37. Nguyên lý khóa của công tắc chuột tổng ............................................... 28
Hình 1.38. Nguyên lý mở khóa của công tắc chuột tổng ......................................... 29
Hình 1.39. Nguyên lý khóa của công tắc chuột phụ 1.............................................. 29
Hình 1.40. Nguyên lý mở khóa của công tắc chuột phụ 1 ....................................... 30
Hình 1.41. Khi tiếp điểm mở .................................................................................... 30
Hình 1.42. Khi tiếp điểm đóng ................................................................................. 30
Hình 2.1. Khung mô hình ......................................................................................... 33
Hình 2.2. Cửa............................................................................................................ 34
viii


Hình 2.3. Thiết kế mặt chính diện ............................................................................ 35
Hình 2.4. Đo chi tiết, vạch dấu và cố định trên ê tô ................................................. 36
Hình 2.5. Cắt ............................................................................................................. 37
Hình 2.6. Hàn khung ................................................................................................ 37
Hình 2.7. Khoan lỗ chốt khóa ................................................................................... 38
Hình 2.8. Mài khung ................................................................................................. 38
Hình 2.9. Làm sạch bụi bẩn, gỉ trên khung .............................................................. 39
Hình 2.10. Sơn khung ............................................................................................... 39
Hình 2.11. Bắn vít lắp mica vào khung .................................................................... 40
Hình 2.12. Vệ sinh bề mặt sau khi gián decal .......................................................... 40
Hình 2.13. Hàn khung cửa ........................................................................................ 42
Hình 2.14. Khoan lỗ đặt ổ khóa ngậm cửa ............................................................... 42
Hình 2.15. Mài chi tiết .............................................................................................. 43
Hình 2.16. Làm sạch bụi bẩn, gỉ trên cửa ................................................................. 43
Hình 2.17. Sơn khung cửa ........................................................................................ 43
Hình 2.18. Lắp ổ khóa ngậm vào khung cửa ............................................................ 44
Hình 2.19. Lắp tay cầm mở cửa ............................................................................... 44
Hình 2.20. Bắn vít lắp mica vào khung cửa ............................................................. 45
Hình 2.21. Khoan các vị trí thiết kế lỗ cắm .............................................................. 46
Hình 2.22. Khoan lỗ lắp đèn báo nguồn ................................................................... 46
Hình 2.23. Lắp chuột cửa ......................................................................................... 47
Hình 2.24. Lắp công tắc chuột tổng ......................................................................... 47
Hình 2.25. Lắp hộp điều khiển ECU 1 ..................................................................... 48
Hình 2.26. Lắp hộp điều khiển ECU 2 ..................................................................... 48
Hình 2.27. Hàn chì đấu dây cho chuột cửa............................................................... 49
ix


Hình 2.28. Đấu dây cho ECU 1 ................................................................................ 49
Hình 2.29. Đấu dây cho ECU 2 ................................................................................ 50
Hình 2.30. Đấu dây cho các công tắc và một số cơ cấu khác .................................. 50
Hình 3.31. Sơ đồ chân tín hiệu hộp điều khiển ECU 2 ............................................ 51
Hình 3.1. Cấu tạo hệ thống khóa cửa ô tô điều khiển từ xa ..................................... 53
Hình 3.3. Cấp nguồn POWER .................................................................................. 56
Hình 3.4. Đấu cầu chì ............................................................................................... 56
Hình 3.5. Cấp nguồn dương cho ECU 1................................................................... 57
Hình 3.6. Đấu mass cho ECU 1 ................................................................................ 57
Hình 3.7. Đấu chuông báo và đèn báo...................................................................... 58
Hình 3.8. Cấp nguồn cho hộp điều khiển ECU 2 ..................................................... 58
Hình 3.9. Đấu dây tín hiệu điều khiển chuột cửa ..................................................... 59
Hình 3.10. Đấu dây điều khiển các chuột cửa .......................................................... 59
Hình 3.11. Đấu dây đèn trần ..................................................................................... 60
Hình 3.12. Đấu dây trên mô hình ............................................................................. 60
DANH MỤC HÌNH ẢNH PHẦN PHỤ LỤC
Hình 1.1. Phần cứng của Arduino Uno R3 ............................................................... 63
Hình 2.1. Mạch cầu H L298N .................................................................................. 66
Hình 3.1. Giao diện của phần mềm IDE .................................................................. 68
Hình 3.2. Code .......................................................................................................... 69
Hình 3.3. Nhấp chuột kiểm tra code ......................................................................... 70
Hình 3.4. Nạp code vào board Arduino .................................................................... 70

x


MỞ ĐẦU
Ngành ô tô thế giới nói chung cực kì đa dạng và phong phú, ngày càng phát triển
mạnh mẽ với quy mô rộng lớn, áp dụng nhiều thành tựu khoa học kỹ thuật. Ngày nay,
sử dụng điện tử trang bị trên ô tô là một vấn đề không thể thiếu, tiêu chí hàng đầu trong
việc đánh giá chất lượng cũng như sự tiện nghi, đẳng cấp nhằm đáp ứng đầy đủ nhất về
nhu cầu của người tiêu dùng. Nhằm biết được tầm quan trọng của ô tô, đây là cơ hội và
cũng là thách thức đối với những người đã, đang và sẽ hoạt động trong các ngành kỹ
thuật, trong đó có ngành công nghệ kỹ thuật ô tô.
Việt Nam đang trên con đường thực hiện công nghiệp hóa – hiện đại hóa đất nước,
ngành ô tô không những được duy trì mà còn phát triển vượt bậc nhằm đáp ứng, nâng
cao chất lượng cuộc sống. Các sản phẩm, thiết bị sử dụng trên ô tô phải có yêu cầu kỹ
thuật cao, không những đảm bảo an toàn cho người sử dụng mà phải còn đảm bảo độ
bền, tính thẩm mỹ, tính kinh tế và thân thiện với môi trường. Với những yêu cầu được
đặt ra như vậy, điện tử ô tô ngày càng phát triển và tiến tới nhiều công nghệ cao. Trước
tình hình đó, Trường Đại học Nha Trang là một trong những trường đào tạo ngành ô tô
với đông đảo nhiều thế hệ sinh viên được học và tiếp xúc với nhiều máy móc, thiết bị
hiện đại. Sinh viên được thực hiện nhiều đề tài hay và cực kì hấp dẫn, trong đó có đề tài
“Thiết kế, chế tạo mô hình hệ thống khoá cửa ô tô điều khiển từ xa phục vụ đào tạo”
mà chúng em được thực hiện.
Qua đó, chúng em có thể hiểu hơn về lý thuyết và tiếp xúc cụ thể về thực tế, hiểu
rõ về cấu tạo, nguyên lý hoạt động, thiết kế và chế tạo mô hình hệ thống điều khiển khóa
cửa từ xa. Ngoài ra, nó còn là tiền đề để giúp chúng em sau khi ra trường có thể vận
dụng kiến thức đó vào thực tế. Do sự hạn chế về kiến thức, thời gian cũng như kinh
nghiệm trong quá trình thực hiện đề tài nên chúng em không thể tránh được nhiều thiếu
sót. Chúng em rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến từ các quý thầy cô, các anh chị
trong ngành nghề cũng như toàn thể các bạn để đề tài được hoàn hiện một cách tốt nhất
có thể.

1


Lý do chọn đề tài
Trong thời đại hiện nay, cùng với nhiều phát minh đổi mới của các hệ thống trên
ô tô, đặc biệt phương án điều khiển bằng cơ đang dần được thay thế bằng điều khiển
điện tử. Trong đó phải kể đến hệ thống khóa cửa ô tô bằng điều khiển từ xa đang được
thịnh hành rất rộng rãi ở Việt Nam cũng như trên nhiều quốc gia trên thế giới.
Vì thế, để bắt kịp được xu hướng của thời đại, đề tài “Thiết kế, chế tạo mô hình
hệ thống khoá cửa ô tô điều khiển từ xa phục vụ đào tạo” đã được lựa chọn để góp
phần vào việc nâng cao hiểu biết về điện - điện tử ô tô cũng như biết được tầm quan
trọng của điện - điện tử trên ô tô trong tương lai.
Đối tượng nghiên cứu
Hệ thống khóa cửa ô tô điều khiển từ xa.
Phạm vi nghiên cứu
Cấu tạo, nguyên lý hoạt động của hệ thống khóa cửa ô tô điều khiển từ xa.
Mục tiêu nghiên cứu
Nhằm hiểu biết, lý giải một cách khoa học về cấu tạo và nguyên lý hoạt động hệ
thống khóa cửa điều khiển từ xa. Từ đó, vận dụng vào các công việc như chẩn đoán, bảo
dưỡng, sửa chữa ô tô trong quá trình tác nghiệp sau này.

2


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN HỆ THỐNG KHÓA CỬA Ô TÔ
1.1. Tổng quan
1.1.1. Khái quát
Hệ thống khóa cửa ô tô là một trong những hệ thống phụ trên ô tô với nhiệm vụ
chính là khóa/mở khóa các cửa để đảm bảo an toàn cho người sử dụng. Cùng với sự
hình thành và phát triển của ngành công nghiệp xe hơi, hệ thống khóa cửa ô tô cũng đã
trải qua một chặng đường dài từ một hệ thống đơn giản nhất là điều khiển bằng cơ đến
hệ thống phức tạp nhất bằng điều khiển từ xa và thậm chí hướng xa hơn là ứng dụng di
động biến điện thoại thông minh thành chìa khóa thông minh.
Hệ thống khóa cửa trên ô tô hiện nay gồm những loại sau đây:
- Hệ thống khóa cửa bằng cơ phổ biến nhất là mở/khóa cửa bằng chìa khóa bên ngoài
xe và mở/khóa cửa bằng cách kéo chiếc núm phía trên bên trong cửa xe;

Hình 1.1. Hệ thống khóa cửa bằng cơ

- Hệ thống khóa cửa bằng điện sử dụng công tắc điều khiển khóa cửa bên trong xe;

3


Hình 1.2. Hệ thống khóa cửa bằng điện

- Hệ thống khóa cửa bằng ứng dụng di động sử dụng điện thoại thông minh thành chìa
khóa ô tô thông minh;

Hình 1.3. Hệ thống khóa cửa bằng ứng dụng di động

Hệ thống này rất hiện đại, tiện nghi và an toàn, chỉ cần một bộ cảm biến gắn vào
xe là có thể kết nối không dây với một điện thoại di động cá nhân để nhận diện. Người
sử dụng thậm chí không cần lấy điện thoại ra khỏi túi của mình vẫn có thể mở cửa xe.
Đây là một hệ thống mới nhất hiện nay và có thể được sử dụng rộng rãi trong tương lai.
- Hệ thống khóa cửa bằng điều khiển từ xa sử dụng bộ điều khiển từ xa.
4


Hình 1.4. Hệ thống khóa cửa bằng điều khiển từ xa

Hệ thống khóa cửa bằng điều khiển từ xa được cho là vượt trội hơn so với hệ thống
khóa cửa thông thường vì độ an toàn và chống trộm cao hơn. Nó lần đầu tiên được phát
triển bởi Siemens vào 1995 và được giới thiệu bởi Mercedes-Benz dưới tên “Key-less
Go” vào 1997 trên chiếc sedan hạng sang S-Class.
Hệ thống điều khiển khóa cửa từ xa là một hệ thống mà khi hoạt động sẽ gửi các
tín hiệu từ bộ điều khiển từ xa được gắn cùng chìa khóa để khóa/mở khóa các cửa xe
ngay cả khi đứng cách xa xe. Khi bộ nhận tín hiệu điều khiển cửa nhận được tín hiệu
phát ra từ bộ điều khiển từ xa, nó sẽ gửi tín hiệu điều khiển tới bộ điều khiển. Bộ điều
khiển điều khiển các chuột cửa dựa trên tín hiệu nhận được.
- Ưu điểm:
+ Độ an toàn và chống trộm cao;
+ Là một hệ thống hiện đại, tiện nghi và sử dụng rộng rãi trên ô tô.
- Nhược điểm: bộ điều khiển từ xa (remote) có thể sẽ không hoạt động tốt khi bị che
khuất bởi vật bằng kim loại, xe đậu gần tháp truyền hình, trạm radio, nguồn phát điện
hoặc các thiết bị phát sóng điện từ mạnh khác.
1.1.2. Chức năng của hệ thống điều khiển khóa cửa từ xa
Các chức năng của hệ thống điều khiển khóa cửa từ xa khác nhau tùy theo kiểu xe,
cấp nội thất và thị trường. Gồm những chức năng sau:
- Khóa/mở khóa tất cả các cửa: ấn vào công tắc LOCK hoặc UNLOCK của bộ điều
khiển từ xa sẽ khóa hoặc mở khóa tất cả các cửa xe;
5


- Mở khóa hai bước: ấn vào công tắc UNLOCK hai lần trong thời gian 3 giây sẽ mở tất
cả các cửa xe sau khi cửa người lái được mở khóa;
- Phản hồi hoặc báo lại: đèn cảnh báo nguy hiểm sẽ nhấp nháy một lần khi khóa và hai
lần khi mở khóa để báo rằng thao tác khóa/mở khóa cửa đã hoàn thành;
- Kiểm tra hoạt động của bộ điều khiển từ xa: khi ấn lên công tắc của bộ điều khiển từ
xa để khóa/mở khóa cửa xe hoặc cửa khoang hành lý, thì đèn chỉ báo hoạt động của bộ
điều khiển từ xa bật sáng để thông báo rằng hệ thống này đang hoạt động. Tuy nhiên,
nếu pin hết điện thì đèn này sẽ không sáng;
- Mở cửa khoang hành lý: để mở cửa khoang hành lý phải ấn và giữ công tắc mở cửa
khoang hành lý của bộ điều khiển từ xa trong thời gian khoảng một giây;
- Đóng/mở cửa sổ điện: nếu ấn vào công tắc khóa/mở khóa cửa xe khoảng 2,5 giây hoặc
lâu hơn mà không có chìa khóa trong ổ khóa điện thì tất cả kính cửa sổ của xe có thể
được đóng hoặc mở. Quá trình mở/đóng cửa sổ điện sẽ tiếp tục khi nào còn giữ công tắc
và dừng lại khi thả ra (một số xe không có chức năng này);
- Báo động: nếu giữ công tắc khóa cửa xe của bộ điều khiển từ xa lâu hơn khoảng từ hai
đến ba giây thì sẽ làm kích hoạt hệ thống chống trộm (còi sẽ kêu cũng như đèn pha, đèn
hậu và đèn cảnh báo nguy hiểm sẽ nháy);
- Bật đèn trong xe: các đèn trong xe sẽ bật sáng khoảng 15 giây cùng thời điểm với khi
các cửa được mở khóa bằng công tắc của bộ điều khiển từ xa;
- Khóa tự động: nếu không có cửa nào được mở ra trong khoảng thời gian 30 giây sau
khi chúng được mở khóa bằng công tắc bộ điều khiển từ xa thì tất cả các cửa xe đều
được khóa lại;
- Lặp lại: nếu một cửa không được khóa theo sự điều khiển của bộ điều khiển từ xa thì
bộ điều khiển sẽ phát ra tín hiệu khóa sau 1 giây;
- Cảnh báo cửa xe bị hé mở: nếu bất kì một cửa nào của xe bị mở hoặc hé mở thì việc
bấm vào công tắc khóa cửa của bộ điều khiển từ xa sẽ làm cho còi báo khóa cửa kêu
khoảng 10 giây.

6


1.1.3. Phân loại
- Hệ thống khóa cửa sử dụng motor lắp chung với bộ chấp hành: đây là nguyên bản của
hệ thống và được sử dụng rộng rãi trên các loại ô tô đời mới hiện nay. Motor điều khiển
trực tiếp và được tích hợp sẵn trong bộ chấp hành.
+ Ưu điểm:
 Cơ cấu hiện đại, nhỏ gọn, không chiếm nhiều diện tích;
 Làm việc tin cậy;
 Tuổi thọ cao.
+ Nhược điểm:
 Chi phí cao;
 Cơ cấu chấp hành phức tạp;
 Khó bảo dưỡng, sửa chữa;
 Yêu cầu kỹ thuật viên phải có tay nghề cao trong vấn đề bảo dưỡng và sửa chữa.
- Hệ thống khóa cửa sử dụng chuột cửa: được sử dụng trên các loại ô tô đời cũ chưa có
hệ thống điều khiển từ xa. Khóa/mở khóa được điều khiển thông qua chuột cửa tác động
gián tiếp tới cơ cấu chấp hành.
+ Ưu điểm:
 Chi phí thấp;
 Cơ cấu chấp hành đơn giản;
 Dễ bảo dưỡng và sửa chữa.
+ Nhược điểm:
 Chiếm nhiều diện tích vì lắp đặt thêm chuột cửa;
 Tính thẩm mỹ không cao.
1.2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
1.2.1. Hệ thống khóa cửa sử dụng motor lắp chung với bộ chấp hành
1.2.1.1. Cấu tạo
7


Hình 1.5. Cấu tạo hệ thống khóa cửa sử dụng motor lắp chung với bộ chấp hành

- Bộ điều khiển từ xa: bộ điều khiển từ xa hoạt động nhờ pin lithium. Khi ấn vào công
tắc của bộ điều khiển từ xa, tín hiệu được truyền bởi sóng radio tới bộ nhận tín hiệu điều
khiển cửa xe;
- Bộ nhận tín hiệu điều khiển cửa xe: nhận tín hiệu từ bộ điều khiển từ xa và truyền tín
hiệu điều khiển này tới rơ le tổ hợp;
- Rơ le tổ hợp: xác định trạng thái điều khiển bằng cách tuân theo tín hiệu đầu vào từ
mỗi công tắc và phát ra tín hiệu khóa/mở khóa tới cụm khóa cửa bằng cách tuân theo tín
hiệu từ bộ nhận tín hiệu điều khiển cửa xe;
- Công tắc cảnh báo mở khóa bằng chìa: xác định xem chìa khóa có được tra vào ổ khóa
điện hay không;
- Khóa điện;
- Công tắc cửa;
- Cụm khóa cửa: motor điều khiển khóa cửa được bố trí ở đây.
1.2.1.2. Nguyên lý hoạt động
* Thao tác khóa/mở khóa tất cả các cửa
- Khi ấn vào công tắc khóa/mở khóa của bộ điều khiển từ xa mà không có chìa khóa
trong ổ khóa điện và tất cả các cửa đã đóng thì mã nhận biết cửa xe và mã chức năng
được truyền đi. Khi bộ nhận tín hiệu điều khiển cửa xe nhận được các mã này, CPU
8


trong bộ nhận tín hiệu điều khiển cửa xe bắt đầu kiểm tra và đánh giá. Nếu bộ nhận tín
hiệu điều khiển cửa xe nhận thấy rằng mã nhận biết của chính xe đó, nó sẽ phát ra tín
hiệu khóa/mở khóa cửa xe tới rơ le tổ hợp.
- Hoạt động của rơ le tổ hợp: khi rơ le tổ hợp nhận tín hiệu khóa/mở khóa cửa xe, nó sẽ
bật transistor Tr1/Tr2 và làm cho rơ le khóa/mở khóa được bật lên. Kết quả là các motor
điều khiển khóa cửa được bật về vị trí khóa/mở khóa.
+ Hoạt động khóa: transistor Tr1 bật, dòng điện đi từ ắc quy  cuộn dây của rơ le khóa
 Tr1  mass. Tiếp điểm rơ le khóa bật xuống, dòng điện từ ắc quy  tiếp điểm của
rơ le khóa  motor điều khiển cửa  rơ le mở khóa  mass (vì không có dòng điện
qua cuộn dây của rơ le mở khóa nên tiếp điểm rơ le mở khóa bật lên).

Hình 1.6. Nguyên lý hoạt động khóa

+ Hoạt động mở khóa: transistor Tr2 bật, dòng điện đi từ ắc quy  cuộn dây của rơ le
mở khóa  Tr2  mass. Tiếp điểm rơ le mở khóa bật xuống, dòng điện từ ắc quy 
tiếp điểm của rơ le mở khóa  motor điều khiển cửa  tiếp điểm của rơ le khóa  mass
(vì không có dòng điện qua cuộn dây của rơ le khóa nên tiếp điểm rơ le khóa bật lên).

9


Hình 1.7. Nguyên lý hoạt động mở khóa

* Hoạt động mở khóa hai bước
Để thực hiện thao tác mở khóa hai bước, một rơ le mở khóa (D - phía người lái)
được thiết kế chuyên dụng cho cửa người lái và transistor Tr3 điều khiển rơ le mở khóa
(D) được bố trí trong rơ le tổ hợp.
- Khi ấn vào công tắc mở khóa của bộ điều khiển từ xa chỉ một lần thì rơ le tổ hợp sẽ
bật transistor Tr3 và rơ le mở khóa cửa xe của người lái, chỉ quay motor điều khiển mở
khóa cửa của cửa xe phía người lái.

Hình 1.8. Nguyên lý hoạt động mở khóa cửa người lái

Nguyên lý hoạt động: transistor Tr3 bật, dòng điện đi từ ắc quy  cuộn dây của rơ
le mở khóa (D)  Tr3  mass. Tiếp điểm rơ le mở khóa (D) bật xuống, dòng điện từ
10


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×