Nghiên cứu và chế tạo mô hình giảng dạy động cơ phun xăng từ xa bằng mạng 3G

Nội dung text: Nghiên cứu và chế tạo mô hình giảng dạy động cơ phun xăng từ xa bằng mạng 3G

1. NGHIÊN CỨU VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH GIẢNG DẠY ĐỘNG CƠ PHUN XĂNG TỪ XA BẰNG MẠNG 3G Research and make a paradigm to teach for remoteGasoline injection engine by 3G network [1]ThS.Nguyễn Bảo Long [1]Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM TÓM TẮT: Ứng dụng của đề tài là thu thập dữ liệu trên động cơ từ xa như: tốc độ động cơ, nhiệt độ nước làm mát & khí nạp, lưu lượng & áp suất khí nạp, vị trí bướm ga & bàn đạp ga, các tín hiệu điều khiển phun nhiên liệu & đánh lửa, thời gian động cơ hoạt động, v.v thông qua 2 chân CAN H&L tại giắc chẩn đoán. Sau khi thu thập, dữ liệu này sẽ được tổng hợp và gửi về trung tâm bằng mạng 3G. Tại các thiết bị đầu nhận như: PC, Laptop, Smart phone, v.v giáo viên sẽ truy cập vào một trang Website: www.3g-redcis.cnmgroup.vn để theo dõi các thông số hoạt động của động cơ thực tập. Ngoài ra giáo viên có thể kiểm tra mã lỗi, xóa mã lỗi, tạo ra các trường hợp hư hỏng đối với hệ thống phun xăng, đánh lửa, các tín hiệu cảm biến,v.v , giả định hư hỏng trên động cơ thực tập từ xa bằng mạng 3G để học viên thực hiện quy trình chẩn đoán và tiến hành sửa chữa. ABSTRACT Main purpose of this thesis is gather all of data when engine is operating such as: engine speed, coolant & air intake temperature, flow & pressure of air intake, throttle & accelerator position, signal for control of injection & ignition system, engine running time, etc by communicate interface with 2 of wire are CAN H&L at diagnostic connector. After receiving data, data will be sent to the center by 3G network. By using PC, laptop, smart phone, etc trainer can access to a Website: www.3g-redcis.cnmgroup.vn and can see all of data of engine at anywhere. Morever, trainer can check Diagnostic Trouble Code (DTC), erasing DTC and trainer can produce trouble on any system such as: fuel injection system, ignition system, sensor’s signal, etc on the practice engine by remote 3G network. And then studen/trainee carryout to find that where is the trouble, which system was trouble, etc. Từ khóa: 3G, CAN H&L, Diagnostic Trouble Code (DTC).
2. 1, Hướng nghiên cứu: tớisau đó truyền dữ liệu này tới Module Để thu thập các dữ liệu từ các cảm biến 3G (Client), Module 3G sẽ phát tín hiệu như tốc độ động cơ, nhiệt độ nước làm này tới đầu nhận (Server). mát & khí nạp, lưu lượng & áp suất khí 1.2 Phương án 2 (Đối với động cơ nạp, vị trí bướm ga & bàn đạp ga, tín hiệu được đặt trên xe): kích nổ, thời gian phun nhiên liệu, góc Nghiên cứu chế tạo một bo mạch để lấy đánh lửa sớm, cần phải có một mô hình tín hiệu từ cổng OBD II của xe (giao tiếp động cơ hoạt động thực tế hoặc dùng động với ECU) sau đó gửi dữ liệu tới mạch chủ. cơ đang sử dụng trên xe. Bo mạch chủ sẽ lưu dữ liệu từ mạch OBD Có 2 phương án để lấy dữ liệu từ động cơ II gửi về và truyền dữ liệu này tới Module như sau: 3G (Client), Module 3G sẽ phát tín hiệu 1.1 Phương án 1 (Đối với động cơ rời này tới đầu nhận (Server). ở ngoài): 1.3 Sơ đồ khối đường truyền dữ liệu: Nghiên cứu chế tạo một bo mạch chủ để thu thập và lưu dữ liệu từ động cơ gửi Hình 1.1.Sơ đồ khối đường truyền dữ liệu
3. 2,NGHIÊN CỨU VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH: 2.1 Chế tạo mô hình thực tế. Hình 2.1: Board mạch điều khiển Hinh 2.1: Mô hình thực tế 2.2 Sơ lược về mô hình: Mô hình bao gồm các thiết bị như sau: - Hộp ECU của xe Triton-MT Mitsubishi Model 2013. - Module AVR 128 (Board mạch điều khiển) dùng để lấy thông số từhộp ECU, xử lý - điều khiển - Hình 2.2: Giá trị trả về của hộp Engine hiển thị - truyền và nhận dữ liệu. ECU ứng với các lệnh. - Các biến trở dùng để giả tín hiệu đầu vào cho hộp ECU. - Các Led hiển thị dùng để mô phỏng quá trình tạo các hư hỏng trên hệ thống điện động cơ. - Động cơ điện một chiều dùng để mô phỏng. - Module 3G F2103 dùng để truyền thông tin qua mạng 3G. Hình 2.3: Viết chương trình cho Module ATmega128 đọc tốc độ động cơ
4. 3.THIẾT KẾ GIAO DIỆN WEBSITE : Sau khi thu thập được dữ liệu từ động cơ, module 3G sẽ gửi các thông số này lên Server và sau đó xuất ra giao diện Website. Giao diện Web được viết trên ngôn ngữ ASP.Net và sử dụng chương trình Visual Studio 2013 để lập trình. Để xem được các thông số động cơ, chẩn Hình 3.2: Hiển thị các thông số qua bảng đoán mã lỗi, tạo các hư hỏng trên hệ thống dữ liệu điện động cơ truy cập vào Website: 3.1 Tạo hư hỏng liên quan đến động cơ: www.3g-redcis.cnmgroup.vn (3G-REDCIS: 3G Remote Engine Data Communication Interface System) Trang Web được chia ra nhiều hạng mục như: Hiển thị, Thông số, Chẩn đoán, Điềukhiển, Giám sát, Lịch học, Bài Giảng. Để truy cập được vào Website cần phải có tên truy nhập và mật khẩu. Sẽ có 2 loại: Một cho giáo viên hướng dẫn và một cho Hình 3.3: Tạo các hư hỏng liên quan đến học viên đang thực tập động cơ từ xa. hệ thống điện động cơ như hệ thống đánh lửa, hệ thống phun xăng. 3.2Chẩn đoán mã lỗi động cơ từ xa: Hình 3.1: Hiển thị các thông số qua Hình 3.4: Chẩn đoán mã lỗi động cơ bảng đồng hồ. từ xa bằng 3G
5. 4, KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM 4.1 Kịch bản thực nghiệm và kết quả thực nghiệm: Kịch bản thực nghiệm: Tiến hành thực nghiệm trên xe Mirage, Triton, Pajero Sport của hãng Mitsubishi. 4.1.1 Thực nghiệm trên xe Mirage (Động cơ 3A92 - MPI): - Hệ thống sau khi hoàn thành đã được thử nghiệm thực tế trên xe Mirage của hãng Hình 4.2: Các thông số thực tế khi động cơ Mitsubishi về khả năng đọc, truyền dữ đang hoạt động. liệu và chẩn đoán mã lỗi qua mạng 3G khi động cơ đang hoạt động. Kết quả thực nghiệm: Đã đọc và truyền các thông số chính xác.Theo dõi các thông số này qua giao diện Website. Hình 4.3: Thử thực tế trên xe Mirage của hãng Mitsubishi. Hình 4.1: Nạp chương trình cho board mạch chủ
6. 4.1.2 Thực nghiệm trên xe Pajero Sport (Động cơ 6B31 - MPI): - Hệ thống sau khi hoàn thành đã được thử nghiệm thực tế trên xe Pajero Sport của hãng Mitsubishi về khả năng đọc, truyền dữ liệu, chẩn đoán và xóa mã lỗi qua giao diện Website khi động cơ đang hoạt động. Hình 4.6: Đọc Mã lỗi trên động cơ 6B31 Pajero Sport Kết quả thực nghiệm trên xe Pajero Sport: Hình 4.4: Thực nghiệm trên xe Pajero - Đã đọc và truyền các thông số chính Sport Mitsubishi xác. Theo dõi các thông số này qua giao diện Website. - Chẩn đoán và xóa mã lỗi thông qua giao diện Website. - Điều khiển từ xa để tạo các lỗi cho hệ thống phun xăng hoặc đánh lửa (Led chớp tắt) qua giao diện Website Hình 4.5: Đọc các thông số trên động cơ 6B31 Pajero Sport
7. 4.2 Khảo sát độ trễ của hệ thống khi truyền bằng mạng 3G: Độ trễ hệ thống: Độ trễ hệ thống là thời gian khi mạch điều khiển trung tâm (Main Board) bắt đầu gửi một tập lệnh xuống hộp điều khiển động cơ (Engine ECU) và nhận được tập lệnh phản hồi. Tác giả đã mặc định thời gian này là 1s (giây) trong chương trình điều khiển (code).1s là thời gian để hệ thống có thể nhận và xử lý dữ liệu từ hộp điều khiển động cơ gửi về một cách chính xác nhất và không bị ảnh hưởng của nhiễu. Trên thực tế có thể thay đổi thời gian trễ Bảng 4.1: Độ trễ trung bình của hệ thống xuống còn 0,5s hoặc nhỏ hơn nữa. Tuy khi truyền bằng mạng 3G. nhiên, cần phải có kỹ năng lập trình tốt và số lượng các thông số lấy từ hộp điều Theo như các thông số trong Bảng 4.1, tác khiển giả đã đo và khảo sát 10 lần và tính ra trung bình thời gian một gói dữ liệu được Độ trễ đường truyền 3G: truyền từ hộp điều khiển động cơ và hiển thị trên Website là 2,54s Độ trễ đường truyền 3G là thời gian mạch điều khiển trung tâm (Main Board) gửi dữ liệu tới Module 3G và sau đó Module 3G gửi dữ liệu này tới Website (Server). Do ảnh hưởng của cơ sở hạ tầng mạng và thời điểm để truyền tải dữ liệu lên Website nên đôi khi dữ liệu truyền đi khá nhanh (0,5s) nhưng đôi khi cũng khá chậm (3,5s) Tổng độ trễ: Tổng độ trễ là tổng thời gian của độ trễ hệ thống và độ trễ đường truyền 3G.Nói ngắn gọn, tổng độ trễ là thời gian một gói dữ liệu được truyền từ hộp điều khiển động cơ và hiển thị trên Website.
8. KẾT LUẬN TÀI LIỆU THAM KHẢO: Qua thờ i gian nghiên cứ u và thưc̣ hiêṇ đề tài [1] PGS.TS Đỗ Văn Dũng, Điện động cơ và tác giả đa ̃ đaṭ đươc̣ môṭ số kết quả sau: điều khiển động cơ tái bản năm 2013. NXB - Thiết kế và chế tạo được mô hình giảng dạy Đại học Quốc Gia TP.HCM. động cơ phun xăng từ xa bằng mạng 3G. [2] GS. Phạm Văn Ất, Kỹ thuật lập trình C từ cơ bản tới nâng cao, NXB Hồng Đức. - Tiến hành thử nghiệm thực tế trên xe, nhận [3]Thạc Bình Cương – Vũ Thị Hậu, Giáo thấy rằng các thông số hoạt động của động cơ trình thiết kế WEB, NXB Giáo Dục Việt Nam. và Mã lỗi mà hệ thống đọc được đã hiển thị [4] Tài liệu Datasheet Atmega 128. chính xác trên giao diện Website, và giống [5] Dr Richard H.Barnett, LarryO 'Cull, Sarah với các thông số trong máy chẩn đoán của Cox. Embedded C Programming And the hãng Mitsubishi. Atmel AVR 2nd Edition. - Điều khiển từ xa và giám sát tình trạng hoạt [6] Bill Evjen, Scott Hanselman, Devin động của động cơ thực tập thông qua giao Rader, “Professional ASP.NET 3.5 In C# And diện Website.Tạo các lỗi liên quan đến hệ VB” thống phun xăng, đánh lửa hoặc các hệ thống - Website: khác trên động cơ thực tập để học viên có thể www.hocavr.com thực hành. www.alldatasheet.com - Đề tài mang tính ứng dụng cao: www.dientuvietnam.net  Ứng dụng trong việc giảng dạy www.atmel.com thực tế.  Thu thập dữ liệu và chẩn đoán mã Network lỗi động cơ từ xa  Ứng dụng trong lĩnh vực hộp đen để quản lý hành trình xe. 8093.aspx  Tính cơ động cao. Có thể sử dụng cho nhiều dòng xe khác nhau.
9. Thông tin liên hệ tác giả chính Xác nhận của giáo viên hướng dẫn (Người chịu trách nhiệm bài viết): Họ và tên : Nguyễn Bảo Long Đơn vị : Lớp cao học 12B Điện thoại : 0937 019 525 Email: longnguyenbao1987@gmail.com PGS. TS. Đỗ Văn Dũng
10. BÀI BÁO KHOA HỌC THỰC HIỆN CÔNG BỐ THEO QUY CHẾ ĐÀO TẠO THẠC SỸ Bài báo khoa học của học viên có xác nhận và đề xuất cho đăng của Giảng viên hướng dẫn Bản tiếng Việt ©, TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH và TÁC GIẢ Bản quyền tác phẩm đã được bảo hộ bởi Luật xuất bản và Luật Sở hữu trí tuệ Việt Nam. Nghiêm cấm mọi hình thức xuất bản, sao chụp, phát tán nội dung khi chưa có sự đồng ý của tác giả và Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh. ĐỂ CÓ BÀI BÁO KHOA HỌC TỐT, CẦN CHUNG TAY BẢO VỆ TÁC QUYỀN! Thực hiện theo MTCL & KHTHMTCL Năm học 2016-2017 của Thư viện Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp. Hồ Chí Minh.