Luận văn Thiết kế chế tạo ECU điều khiển hệ thống điều hòa tự động (Phần 1)

Nội dung text: Luận văn Thiết kế chế tạo ECU điều khiển hệ thống điều hòa tự động (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ LÊ MINH MẪN THIẾT KẾ CHẾ TẠO ECU ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG ĐIỀU HỊA TỰ ĐỘNG NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC - 605246 S K C0 0 3 5 9 6 Tp. Hồ Chí Minh, năm 2012
2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ LÊ MINH MẪN THIẾT KẾ CHẾ TẠO ECU ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG ĐIỀU HỊA TỰ ĐỘNG NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC - 605246 Tp. Hồ Chí Minh, năm 2012
3. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ LÊ MINH MẪN THIẾT KẾ CHẾ TẠO ECU ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG ĐIỀU HỊA TỰ ĐỘNG NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC - 605246 Hướng dẫn khoa học: PGS.TS. ĐỖ VĂN DŨNG Tp. Hồ Chí Minh, năm 2012
4.  Thiết kế chế tạo ECU điều khiển hệ thống điều hịa tự động  LÝ LỊCH KHOA HỌC I. LÝ LỊCH SƠ LƢỢC Học và tên: LÊ MINH MẪN Giới tính: nam Ngày, tháng, năm, sinh: 17/12/1985 Nơi sinh: Gia lai Quê quán: xã Vinh Xuân, huyện Phú Vang, tỉnh TT-Huế Dân tộc: Kinh Chỗ ở riêng hoặc địa chỉ liên lạc:97/9 Ung Văn Khiêm, Q. Bình Thạnh, Tp HCM Điện thoại cơ quan: Điện thoại nhà riêng: Fax: E-mail: manco05@yahoo.com II. QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO 1. Trung học chuyên nghiệp: Hệ đào tạo: Thời gian đào tạo từ / đến / Nơi học (trƣờng, thành phố): Ngành học: 2. Đại học: Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo từ : 2005 đến 2010. Nơi học (trƣờng, thành phố): Đại học Giao Thơng Vận Tải Thành Phố Hồ Chí Minh. Ngành học: Cơ Khí ơ tơ Tên đồ án: Khai thác kỹ thuật hệ thống điện động cơ xe MITSUBISHI LENCER Evo_8 Nơi bảo vệ đồ án: Tháng 03 năm 2010 tại Khoa Cơ khí, Đại học Giao Thơng Vận Tải Thành Phố Hồ Chí Minh. Ngƣời hƣớng dẫn: Ths. Đào Xuân Mai III. QUÁ TRÌNH CƠNG TÁC CHUYÊN MƠN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Thời gian Nơi cơng tác Cơng việc đảm nhiệm 2010 Trƣờng Cao đẳng Nguyễn Tất Thành Giảng viên trợ giảng 2011 Trƣờng Đại học Nguyễn Tất Thành Giảng viên 2012 Trƣờng Cao đẳng Cơng Thƣơng TP. Hồ Chí Minh Giảng viên i
5.  Thiết kế chế tạo ECU điều khiển hệ thống điều hịa tự động  LỜI CAM ĐOAN Tơi cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của tơi. Các số liệu và các kết quả nghiên cứu nêu trong luận văn là trung thực và chƣa từng đƣợc ai cơng bố trong các cơng trình nào khác. Thành phố Hồ Chí Minh, ngày tháng 09 năm 2012. ii
6.  Thiết kế chế tạo ECU điều khiển hệ thống điều hịa tự động  LỜI CẢM ƠN Trong quá trình thực hiện đề tài luận văn thạc sỹ, tơi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến quý Thầy Cơ, đồng nghiệp và bạn bè đã hết lịng giúp đỡ tơi hồn thành tốt đề tài luân văn thạc sỹ:  Xin cảm ơn đến quý Thầy Cơ tham gia giảng dạy lớp cao học ơ tơ niên khĩa 2010- 2012 đã trang bị cho tơi nhiều kiến thức nền tảng để tơi cĩ thể hồn thành luận văn tốt nghiệp.  Xin cảm ơn thầy PGS.TS Đỗ Văn Dũng đã hướng dẫn tận tình giúp tơi hồn thành luận văn này.  Xin cảm ơn các Thầy phản biện đã đĩng gĩp nhiều ý kiến quý báo giúp tơi hồn thành tập luận văn.  Xin cảm ơn các Thầy Cơ ở trường ĐH Nguyễn Tất Thành và trường CĐ Cơng Thương TP. HCM đã giúp đỡ và tạo điều kiện tốt để tơi hồn thành khĩa học này.  Xin cảm ơn cơng ty Toyota An Thành đã giúp đỡ và tạo điều kiện cho tơi tiến hành đo kiểm hệ thống điều hịa tự động.  Xin cảm ơn các Thầy Cơ khoa cơ khí động lực, các bạn học viên đã tận tình giúp đỡ tơi trong thời gian thực hiện luận văn. Học viên thực hiện Lê Minh Mẫn iii
7.  Thiết kế chế tạo ECU điều khiển hệ thống điều hịa tự động  TĨM TẮT Trên ơ tơ hiện nay đƣợc trang bị các hệ thống rất hiện đại, các hệ thống này chủ yếu đƣợc điều khiển bằng các con chíp thơng minh. Hệ thống điều hịa tự động cũng đƣợc trang bị con chíp ấy để điều khiển hệ thống một cách tối ƣu nhất nhằm đem lại sự tiện nghi sang trọng, kinh tế và hơn hết là vấn đề bảo vệ sức khỏe con ngƣời. ECU điều khiển hệ thống điều hịa tự động đƣợc thiết kế và chế tạo dựa vào các tham số thực nghiệm của chiếc xe Toyota Camry: Các chế độ điều khiển mơ tơ servo, tốc độ quạt giàn lạnh, thời điểm đĩng ngắt rơle ly hợp từ, Các chƣơng trình điều khiển đƣợc viết bằng ngơn ngữ lập trình Assemler. Mạch điều khiển đƣợc thí nghiệm trên mơ hình mơ phỏng. Đĩ là nội dung của luận văn cao học với đề tài: “Thiết kế chế tạo ECU điều khiển hệ thống điều hịa tự động”. iv
8.  Thiết kế chế tạo ECU điều khiển hệ thống điều hịa tự động  ABSTRACT Cars today are equipped with modern systems, these systems are mainly controlled by the smart chip. Automatic air conditioning system is also equipped with chips that control to an optimal system to bring comfort and luxury, economic and above all the protection of human health. ECU controls the automatic air conditioning system is designed and manufactured based on the experimental parameters of the Toyota Camry: The servo motor control mode, fan speed cooler, magnetic clutch relay switching time, The control program is written in the programming language Assemler. Controller was tested on the simulation model. It is the content of the high school essay topic: "Design, manufacturing, ECU control automatic air conditioning system." v
9.  Thiết kế chế tạo ECU điều khiển hệ thống điều hịa tự động  MỤC LỤC Trang CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI 1 1.1. Tổng quan các vấn đề nghiên cứu về hệ thống điều hịa tự động trên ơ tơ hiện nay 1 1.1.1.Tình hình nghiên cứu trong nƣớc 2 1.1.2.Tình hình nghiên cứu ngồi nƣớc 14 1.2. Mục tiêu và ý nghĩa của vấn đề thiết kế chế tạo ECU điều khiển hệ thống điều hịa tự động 19 1.3. Kế hoạch thiết kế chế tạo ECU điều khiển hệ thống điều hịa tự động 20 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG ĐIỀU HỊA TỰ ĐỘNG 21 2.1. Cơ sở lý thuyết hệ thống điều hịa khơng khí 21 2.1.1. Lý thuyết làm mát cơ bản 21 2.1.2. Mơi chất 23 2.1.3. Dầu nhờn bơi trơn hệ thống điều hịa khơng khí 25 2.1.4. Chu trình làm lạnh 26 2.2. Hệ thống điều hịa khơng khí tự động 28 2.2.1. Khái quát hệ thống điều hịa khơng khí tự động 28 2.2.2. Các bộ phận chính trong hệ thống điều hịa khơng khí tự động 29 CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VI ĐIỀU KHIỂN 40 3.1. Giới thiệu khái quát về họ vi điều khiển AVR 40 3.2. Giới thiệu Atmega128 42 3.2.1. Sơ đồ các chân 42 3.2.2. Sơ đồ khối 44 3.2.3. Chức năng của các chân 45 3.3. Các linh kiên khác 49 CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MẠCH ECU ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG vi
10.  Thiết kế chế tạo ECU điều khiển hệ thống điều hịa tự động  ĐIỀU HÒA TỰ ĐỘNG 52 4.1. Thu thập số liệu điều khiển hệ thống điều hịa khơng khí tự động 52 4.1.1. Các thơng số tín hiệu đầu vào của hệ thống điều hịa khơng khí tự động 52 4.1.2. Cơ cấu chấp hành hệ thống điều hịa khơng khí tự động 59 4.2. Thiết kế, chế tạo mạch ECU điều khiển hệ thống điều hịa khơng khí tự động 67 4.2.1. Sơ đồ khối và sơ đồ thuật tốn điều khiển hệ thống điều hịa khơng khí tự động 67 4.2.2. Sơ đồ mạch điều khiển hệ thống điều hịa khơng khí tự động 73 4.3. Chƣơng trình xử lý của vi điều khiển hệ thống điều hịa khơng khí tự động 81 CHƯƠNG 5: THÍ NGHIỆM ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG CỦA ECU ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA TỰ ĐỘNG 100 5.1. Máy chẩn đốn Intelligent Tester II 100 5.1.1. Đối tƣợng thực nghiệm 101 5.1.2. Mục đích thực nghiệm 102 5.1.3. Kết quả thực nghiệm 103 5.2. Máy Oscillocope GDS-1102-U 104 5.2.1. Đối tƣợng thí nghiệm 105 5.2.2. Mục đích thí nghiệm 106 5.2.3. Kết quả thí nghiệm 106 5.2.4. Đánh giá kết quả thí nghiệm 115 CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 6.1. Kết luận 116 6.2. Đề nghị 116 6.3. Hƣớng phát triển đề tài 117 vii
11.  Thiết kế chế tạo ECU điều khiển hệ thống điều hịa tự động  DANH SÁCH CÁC BẢNG Trang Bảng 1.1: Bộ nhớ và bộ định thời họ MSC-5 14 Bảng 1.2: Các thơng số cấu hình hoạt động của Chip 13 Bảng 2.1: So sánh đặc tính kỹ thuật của mơi chất lạnh R-12 và R134a 24 Bảng 2.2: Trạng thái mơi chất sau khi qua máy nén 27 Bảng 2.3: Trạng thái mơi chất trƣớc và sau khi qua giàn nĩng 27 Bảng 2.4: Trạng thái mơi chất trƣớc và sau van tiết lƣu 27 Bảng 2.5: Trạng thái mơi chất trƣớc và sau khi qua giàn lạnh 28 Bảng 3.1: Chức năng của các chân của port A 45 Bảng 3.2: Chức năng của các chân của port B 46 Bảng 3.3: Chức năng của các chân của port C 46 Bảng 3.4: Chức năng của các chân của port D 47 Bảng 3.5: Chức năng của các chân của port E 47 Bảng 3.6: Chức năng của các chân của port F 48 Bảng 3.7: Chức năng của các chân của port G 49 Bảng 4.1: Giá trị tiêu chuẩn của cảm biến nhiệt độ trong xe 53 Bảng 4.2: Giá trị tiêu chuẩn của cảm biến nhiệt độ ngồi trời 54 Bảng 4.3: Giá trị tiêu chuẩn của cảm biến nhiệt độ giàn lạnh 55 Bảng 4.4: Giá trị tiêu chuẩn của cảm biến nhiệt độ nƣớc động cơ 56 Bảng 4.5: Giá trị tiêu chuẩn của cảm biến bức xạ mặt trời 57 Bảng 4.6: Giá trị tiêu chuẩn của rơ le ly hợp từ 64 Bảng 5.1: Xác định tốc độ quạt giàn lạnh và hƣớng giĩ theo nhiệt độ đặt 103 viii
12.  Thiết kế chế tạo ECU điều khiển hệ thống điều hịa tự động  Bảng 5.2: Các thơng số của hệ thống điều hịa tự động theo nhiệt độ đặt 104 ix
13.  Thiết kế chế tạo ECU điều khiển hệ thống điều hịa tự động  DANH SÁCH CÁC HÌNH Trang Hình 1.1: Sơ đồ chân AT89C51 4 Hình 1.2: Sơ đồ chân của vi điều khiển AT89S52 6 Hình 1.3: Sơ đồ chân của vi điều khiển 16F877A 8 Hình 1.4: Sơ đồ chân của Atmega8 10 Hình 1.5: Sơ đồ khối tổng quát 11 Hình 1.6: Chip ĐKML đƣợc thiết kế trên nền chip trắng CY8C26443 của cơng nghệ PsoC . 12 Hình 1.7: Sơ đồ của chíp ĐKML 13 Hình 2.1: Nƣớc bay hơi lấy nhiệt của cơ thể 21 Hình 2.2: Thí nghiệm về sự hấp thụ nhiệt 22 Hình 2.3: Chu trình kín làm mát và ngƣng tụ 22 Hình 2.4: Đồ thị trạng thái của mơi chất 23 Hình 2.5: Chu trình làm lạnh 26 Hình 2.6: Hệ thống điều hịa khơng khí tự động 29 Hình 2.7: ECU điều khiển A/C 30 Hình 2.8: Sơ đồ hệ thống điều hịa khơng khí tự động trên xe Toyota 31 Hình 2.9: Cảm biến nhiệt độ trong xe 32 Hình 2.10: Cảm biến nhiệt độ ngồi xe 32 Hình 2.11: Cảm biến bức xạ mặt trời 33 Hình 2.12: Cảm biến nhiệt độ giàn lạnh 33 Hình 2.13: Cảm biến nhiệt độ nƣớc làm mát 34 Hình 2.14: Cơng tắc áp suất 34 Hình 2.15: Motor Servo đĩng mở cánh thơng giĩ 35 Hình 2.16: Hoạt động motor Servo đĩng mở cánh thơng giĩ 35 Hình 2.17: Motor trợ động trộn khí 36 x
14.  Thiết kế chế tạo ECU điều khiển hệ thống điều hịa tự động  Hình 2.18: Hoạt động của motor trộn khí 37 Hình 2.19: Motor Servo đĩng mở cánh cửa ở từng vị trí 38 Hình 2.20. Nguyên lý hoạt động của motor Servo đĩng mở cánh cửa ở từng vị trí 39 Hình 3.1: Sơ đồ chân Atmega128 42 Hình 3.2: Sơ đồ khối Atmega128 44 Hình 3.3: Sơ đồ chân 7805 49 Hình 3.4: Sơ đồ chân C181 50 Hình 3.5: Sơ đồ chân FET IRF540 50 Hình 3.6: Ký hiệu và sơ đồ chân tƣơng đƣơng giữa Mosfet và Transistor 51 Hình 3.7: Sơ đồ chân opto P521 51 Hình 4.1: Đƣờng đặt tuyến của cảm biến nhiệt độ trong xe 52 Hình 4.2: Đƣờng đặt tuyến của cảm biến nhiệt độ ngồi trời 54 Hình 4.3: Đƣờng đặt tuyến của cảm biến nhiệt độ giàn lạnh 55 Hình 4.4: Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa dịng điện và lƣợng bức xạ mặt trời 57 Hình 4.5: Cơng tắc áp suất kép khi cĩ sự cố xảy ra 58 Hình 4.6: Chế độ hút giĩ ngồi xe 59 Hình 4.7: Chế độ lấy giĩ trong xe 60 Hình 4.8: Chế độ làm mát 60 Hình 4.9: Chế độ trộn khí 61 Hình 4.10: Chế độ hâm nĩng 61 xi
15.  Thiết kế chế tạo ECU điều khiển hệ thống điều hịa tự động  Hình 4.11: Bộ điều chỉnh dịng khí thổi tới từng vị trí 62 Hình 4.12: Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa tốc độ quạt giàn lạnh và tỷ lệ % 63 Hình 4.13: Sơ đồ mạch điện điều khiển rơ le ly hợp từ 64 Hình 4.14. Điều khiển bù khơng tải 64 Hình 4.15: Điều khiển máy nén theo tốc độ động cơ 65 Hình 4.16: Cơng tắc điều khiển A/C ở vị trí ON 66 Hình 4.17: Cấu tạo van điều khiển nƣớc 67 Hình 4.18: Sơ đồ khối hệ thống điều hịa khơng khí tự động 68 Hình 4.19: Sơ đồ cấu trúc bộ điều chỉnh PID 68 Hình 4.20: Sơ đồ thuật tốn điều khiển hệ thống điều hịa khơng khí tự động 72 Hình 4.21: Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển hệ thống điều hịa khơng khí tự động 73 Hình 4.22: Sơ đồ kết nối vi điều khiển Atmega128 74 Hình 4.23: Sơ đồ nguyên lý mạch ổn áp 75 Hình 4.24: Sơ đồ nguyên lý mạch hiển thị 75 Hình 4.25: Sơ đồ mạch điều khiển bằng nút nhấn 76 Hình 4.26: Sơ đồ nguyên lý mạch công suất 78 Hình 4.27: Sơ đồ mạch in ECU hệ thống điều hịa khơng khí tự động 79 Hình 4.28: ECU thực tế 79 Hình 4.29: Sơ đồ mạch điện mạch điều khiển hệ thống điều hịa khơng khí tự động 80 Hình 4.30: Mô hình lắp đặt ECU trên sa bàn thực tế 80 Hình 5.1: Máy chẩn đốn Intelligent Tester II 100 xii
16.  Thiết kế chế tạo ECU điều khiển hệ thống điều hịa tự động  Hình 5.2: Xe Toyota Camry 102 Hình 5.3: Máy Oscillocope 105 Hình 5.4: Dạng sĩng điều khiển motor servo mặt định ở gĩc 00, lấy giĩ ngồi xe 106 Hình 5.5: Dạng sĩng điều khiển motor servo quay một gĩc 900, lấy giĩ trong xe 107 Hình 5.6: Dạng sĩng điều khiển motor servo mặt định ở gĩc 00, chế độ làm mát 108 Hình 5.7: Dạng sĩng điều khiển motor servo quay một gĩc 600, chế độ trộn khí 108 Hình 5.8: Dạng sĩng điều khiển motor servo quay một gĩc 1200, chế độ hâm nĩng 109 Hình 5.9: Dạng sĩng điều khiển motor servo mặt định ở gĩc 00, chế độ đĩng cánh thơng giĩ ở một vị trí nào đĩ 110 Hình 5.10: Dạng sĩng điều khiển motor servo quay một gĩc 450, chế độ mở cánh thơng giĩ ở một vị trí nào đĩ 110 Hình 5.11: Dạng sĩng điều khiển tốc độ quạt giàn lạnh, chế độ thấp (LO) 111 Hình 5.12: Dạng sĩng điều khiển tốc độ quạt giàn lạnh, chế độ trung bình (M1) 112 Hình 5.13: Dạng sĩng điều khiển tốc độ quạt giàn lạnh, chế độ trung bình (M2) 112 Hình 5.14: Dạng sĩng điều khiển tốc độ quạt giàn lạnh, chế độ trung bình (M3) 113 Hình 5.15: Dạng sĩng điều khiển tốc độ quạt giàn lạnh, chế độ trung bình (M4) 113 Hình 5.16: Dạng sĩng điều khiển tốc độ quạt giàn lạnh, chế độ trung bình (M5) 114 Hình 5.17: Dạng sĩng điều khiển tốc độ quạt giàn lạnh, chế độ cao (HI) 114 Hình 5.18: Dạng sĩng điều khiển rơ le ly hợp từ 115 xiii
17.  Thiết kế chế tạo ECU điều khiển hệ thống điều hịa tự động  Chương 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI 1.1. Tổng quan các vấn đề nghiên cứu về hệ thống điều hịa tự động trên ơ tơ hiện nay Ngày nay, chúng ta đang tiến bước vào thế kỷ mới, thế kỷ của nền kinh tế tri thức. Thế kỷ mà kỹ thuật số dần dần khẳng định vị trí của mình và là sự kế thừa nền tảng của kỹ thuật tương tự. Với tốc độ phát triển nhanh chóng của khoa học kỹ thuật, nhiều sản phẩm công nghệ cao được tích hợp với mật độ ngày càng nhỏ và tinh vi đã ra đời. Trong đó, sự ra đời của các bộ Vi điều khiển ngày càng hoàn thiện và làm việc với tốc độ cao, chính xác đã được áp dụng trong nhiều lĩnh vực điều khiển để đáp ứng nhu cầu của xã hội. Không đứng ngoài sự phát triển chung của nhân loại, ngành công nghiệp ôtô đã có những tiến bộ vượt bậc về công nghệ, đặc biệt đã ứng dụng được những công nghệ mới nhất của các ngành công nghệ hỗ trợ lên các chiếc xe nhằm đem lại sự tiên nghi sang trọng, kinh tế và hơn hết là vấn đề bảo vệ môi trường. Những đòi hỏi ngày càng cao của người sử dụng làm cho bài toán kỹ thuật càng trở nên khó khăn hơn, là sự thách thức lớn đối vối những nhà kỹ thuật. Nhờ kỹ thuật điện điện tử và công nghệ thông tin đã giúp cho các nhà kỹ thuật giải quyết bài toán khó trở nên đơn giản hơn, chính xác hơn. Do đó các ôtô sản xuất ngày nay được trang bị hệ thống điện-điện tử khá phức tạp như hệ thống phun xăng, hệ thống điều hịa khơng khí tự động, hệ thống phanh chống hãm cứng, hệ thống treo điện tử, hệ thống đánh lửa điện tử, hệ thống kiểm soát khí thải Mặc dù, nền công nghiệp ô tô trên thế giới có tuổi đời rất lâu, nhưng ở Việt Nam nền công nghiệp này còn khá non trẻ so với các nước khác. Trong những năm GVHD: PGS_TS. ĐỖ VĂN DŨNG HVTH: KS. LÊ MINH MẪN 1
18.  Thiết kế chế tạo ECU điều khiển hệ thống điều hịa tự động  gần đây, nền công nghiệp ô tô đã có những bước phát triển rất nhanh đòi hỏi một số lượng lớn đội ngũ cán bộ khoa học kỹ thuật, công nhân lành nghề. Từ sự mới mẽ trong các ứng dụng của vi điều khiển trên lĩnh vực ôtô, cùng với mơ ước một ngày nào đó Việt Nam sẽ tự mình sản xuất được ôtô đã thôi thúc tác giả thực hiện đề tài: “Thiết kế chế tạo ECU điều khiển hệ thống điều hịa tự động” Đề tài này giúp sinh viên ngành ô tô có điều kiện ứng dụng những kiến thức lý thuyết đã học vào thực tế, từng bước tiếp cận những công nghệ mới của thế giới, thu hẹp khoảng cách về trình độ, công nghệ với thế giới. 1.1.1. Tình hình nghiên cứu trong nước Nội địa hố sản phẩm, đẩy mạnh nền cơng nghệ sản xuất trong nước là một yêu cầu tất yếu để hạ giá thành sản xuất, nâng cao chất lượng sản phẩm, nâng cao tính cạnh tranh của các sản phẩm Việt Nam trên thị trường trong nước cũng như quốc tế. Đây cũng là một trong những mục tiêu chính của nền cơng nghiệp nước ta hiện nay. Tuy nhiên vấn đề tồn tại lớn nhất chính là vốn và cơng nghệ. Mục tiêu sản xuất với chi phí thấp, đồng thời làm chủ được cơng nghệ cao để cĩ được sự chủ động trong sản xuất đang được các cơ sở sản xuất quan tâm hàng đầu. Vì thế PGS_TS ĐỖ VĂN DŨNG nhận thấy được sự cần thiết của cơng nghệ chế tạo, thiết kế và lập trình vi điều khiển. Thầy đã đề xuất và hướng dẫn các đề tài mang tính chất thiết kế, chế tạo và ứng dụng cao như:  Nghiên cứu, chế tạo mạch đánh lửa trên động cơ ô tô theo chương trình – Ks. Nguyễn Văn Long Giang – Luận văn thạc sĩ 2002 –2004, người hướng dẫn: PGS. TS Đỗ Văn Dũng – Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. HCM. Luận văn được hoàn thành trên cơ sở ứng dụng vi xử lý (dùng bộ vi điều khiển AT89C51)để chế tạo mạch đánh lửa trên động cơ ô tô theo chương trình. Kết quả luận GVHD: PGS_TS. ĐỖ VĂN DŨNG HVTH: KS. LÊ MINH MẪN 2
19.  Thiết kế chế tạo ECU điều khiển hệ thống điều hịa tự động  văn cho thấy khả năng ứng dụng rộng rãi của vi điều khiển trong điều khiển lập trình hoạt động cho nhiều kết cấu cơ khí và thiết bị điện phức tạp trên ô tô. ° Giới thiệu khái quát về họ vi điều khiển MSC-51: MCS-51TM là một họ IC vi điều khiển do Intel phát triển và sản xuất. Một số nhà sản xuất được phép cung cấp các IC tương thích với các sản phẩm MCS-51TM của Intel là Siemens, Advanced Micro Devices, Fujitsu, Philips, Atmel. AT89C52 là một Microcomputer 8 bit, loại CMOS, có tốc độ cao và công suất thấp với bộ nhớ Flash có thể lập trình được. Nó được sản xuất với công nghệ bộ nhớ không bay hơi mật độ cao của hãng Atmel, và tương thích với chuẩn công nghiệp của 80C51 và 80C52 về chân và bộ lệnh. * Các IC của họ MCS-51TM có các đặc trưng chung như sau: - 4 port I/O 8 bit. - Giao tiếp nối tiếp. - 64K không gian bộ nhớ chương trình mở rộng. - 64K không gian bộ nhớ dữ liệu mở rộng. - Một bộ xử lý luận lý (thao tác trên các bit đơn). - 210 bit được địa chỉ hóa. - Bộ nhân/chia 4 µs. Ngoài ra, tùy theo số hiệu sản xuất mà chúng có những khác biệt về bộ nhớ và bộ định thời/ bộ đếm như trong bảng so sánh dưới đây: GVHD: PGS_TS. ĐỖ VĂN DŨNG HVTH: KS. LÊ MINH MẪN 3
20.  Thiết kế chế tạo ECU điều khiển hệ thống điều hịa tự động  Bảng 1.1: Bộ nhớ và bộ định thời họ MSC-51 Số hiệu sản xuất Bộ nhớ chương Bộ nhớ dữ liệu Số bộ định thời trình trên chip trên chip (bộ đếm) 8031 0K 128 byte 2 8051 4K ROM 128 byte 2 8751 4K EPROM 128 byte 2 8951 4K FLASH 128 byte 2 8032 0K 256 byte 3 8052 8K ROM 256 byte 3 8752 8K EPROM 256 byte 3 8952 8K FLASH 256 byte 3 ° Giới thiệu AT89C52: Hình 1.1: Sơ đồ chân AT89C51 GVHD: PGS_TS. ĐỖ VĂN DŨNG HVTH: KS. LÊ MINH MẪN 4
21.  Thiết kế chế tạo ECU điều khiển hệ thống điều hịa tự động   Nghiên cứu, chế tạo mạch điều khiển hộp số tự động dùng vi điều khiển – Ks. Trần Văn Nguyện – Luận văn thạc sĩ 2004 –2006, người hướng dẫn: PGS. TS Đỗ Văn Dũng – Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. HCM. Luận văn được hoàn thành trên cơ sở ứng dụng vi xử lý (dùng bộ vi điều khiển AT89S52) để chế tạo mạch điều khiển hộp số tự động theo chương trình. Kết quả luận văn cho thấy khả năng ứng dụng rộng rãi của vi điều khiển trong điều khiển lập trình hoạt động cho nhiều kết cấu cơ khí và thiết bị điện phức tạp trên ô tô nói riêng và hệ thống điều khiển tự động nói chung. ° Sơ đồ khối và chức năng các khối của AT89S52: * Bộ vi điều khiển AT89S52 gồm các khối: - CPU ( Central Processing Unit): + Thanh ghi tích lũy A. + Thanh ghi tích lũy phụ B, dùng cho phép nhân và phép chia. + Đơn vị logic học ( ALU: Arithmetic Logical Unit) + Từ trạng thái chương trình (PSW: Program Status Word) + Bốn băng thanh ghi + Con trỏ ngăn xếp - Bộ nhớ chương trình (Bộ nhớ ROM) gồm 8Kb Flash. - Bộ nhớ dữ liệu (Bộ nhớ RAM) gồm 256 bytes. - Bộ UART (Universal Ansynchronous Receiver and Transmitter) làm chức năng truyền nhận nối tiếp, nhờ khối này, AT89S52 cĩ thể giao tiếp với cổng COM của máy tính. - 3 bộ Timer/Counter 16 bit thực hiện các chức năng định thời và đếm sự kiện. GVHD: PGS_TS. ĐỖ VĂN DŨNG HVTH: KS. LÊ MINH MẪN 5