Thiết kế chế tạo mô hình giảng dạy hệ thống mã khóa động cơ dành cho đối tượng sinh viên hệ cao đẳng ngành ô tô tại TP HCM

Nội dung text: Thiết kế chế tạo mô hình giảng dạy hệ thống mã khóa động cơ dành cho đối tượng sinh viên hệ cao đẳng ngành ô tô tại TP HCM

1. THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÔ HÌNH GIẢNG DẠY HỆ THỐNG MÃ KHÓA ĐỘNG CƠ DÀNH CHO ĐỐI TƯỢNG SINH VIÊN HỆ CAO ĐẲNG NGÀNH Ô TÔ TẠI TP HCM [1]KS. Nguyễn Bá Võ, [2] PGS.TS Đỗ Văn Dũng nguyenbavo275@gmail.com, dodzung@hcmute.edu.vn [1] Cao Đẳng Kỹ Thuật Cao Thắng, [2]Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM Tóm tắt Hệ thống mã khóa động cơ sau khi nghiên cứu đã được ứng dụng rất phổ biến trong thực tế. Nó không những được lắp đặt trên ô tô mà còn lắp đặt trên cả xe máy giúp các chủ sở hữu an tâm hơn về mức độ an toàn cho các chiếc xe. Tuy nhiên đội ngũ nhân viên kỹ thuật được đào tạo kiến thức về hệ thống mã khóa động cơ này còn rất hạn chế, đặc biệt là đối tượng sinh viên học cao đẳng ngành ô tô. Qua số liệu khảo sát cho thấy hơn 90% số sinh viên cao đẳng ngành ô tô được hỏi không biết về hệ thống này và 95% sinh viên cao đẳng ngành ô tô được hỏi mong muốn được học tập lý thuyết kết hợp với thực hành trên mô hình hệ thống mã khóa động cơ. Mô hình hệ thống mã khóa động cơ được thiết kế, chế tạo nhằm đáp ứng nhu cầu học tập và nâng cao kiến thức cho sinh viên về hệ thống này giúp sinh viên có cơ hội tiếp xúc với các hệ thống mới được trang bị cho những chiếc xe hiện nay. Sau một thời gian nghiên cứu và thực hiện, mô hình đã hoàn thành đáp ứng tốt cho hoạt động học tập của sinh viên. Mô hình đã cung cấp đầy đủ chức năng của một hệ thống mã khóa động cơ. Có thể ứng dụng cho nhiều đối tượng học tập và nghiên cứu về để tăng thêm kiến thức về công nghệ, kỹ thuật ô tô. Đặc biệt sản phẩm có khả năng ứng dụng cao, thích hợp cho các trường có đào tạo hệ cao đẳng ngành công nghệ kỹ thuật ô tô. Từ khóa: Hệ thống mã khóa động cơ, công nghệ ô tô, sinh viên cao đẳng. Abtract Engine immobilizer system after studies have been very popular application in practice. It would not only be installed on cars but also installation on the motorbike help owners more confident about the level of safety for the vehicle. However, the technical staff trained knowledge of key system this engine is very limited, especially for college students object automotive industry. Through the survey data show that more than 90% of college students automotive sector respondents did not know about this system and 95% of college students surveyed automotive industry wishes to study combining theory with practice on Engine Immobilizer System model. Model code engine immobilizer system designed, manufactured to meet the learning needs and improve student knowledge about this system to help students with the opportunity to interact with these new systems are equipped for the current car. After a period of study and implementation, complete model responsive to the learning activities of students. The model provides the full functionality of an engine immobilizer system. Applicable to a wide audience and academic research to increase knowledge about the technology and automotive engineering. Special products with high usability and suitable for field training college engineering industry automobile. Keys work: Engine Immobilezier System, Automobile Industry, Students Collecge. 1.Giới thiệu nghề cho sinh viên cao đẳng. Với mục đích giúp Đề tài được thiết kế và chế tạo nhằm ứng dụng sinh viên có cơ hội tiếp xúc với hệ thống mã vào thực tiễn trong công tác đào tạo nâng cao tay khóa động cơ trong quá trình học tập nhờ đó sinh
2. viên có khả năng kiểm tra, chẩn đoán được hệ thống. Đây là một công trình có ý nghĩa vì: Việc trang bị kiến thức về hệ thống - Mô hình được thiết kế đơn giản mô tả đầy đủ mã khóa động cơ chức năng của một hệ thống mã khóa động cơ thực tế. Tự tìm hiểu thông tin - Có thể dùng mô hình để huấn luyện một số hệ 22% thống khác như hệ thống đánh lửa, hệ thognos Được học lý thuyết trên lớp 0% 47% pun xăng điện tử. - Một số hư hỏng cơ bản của hệ thống mã khóa Được học cả lý thuyết 31% động cơ được mô phỏng lại bằng các PAN nên và thực hành trên lớp sinh viên có thể thực hành kiểm tra lỗi của hệ Từ các nguồn khác thống. 2. Xác định nhu cầu học tập của sinh viên về hệ thống mã khóa động cơ. Hình 1: Biểu đồ thể hiện phần trăm nguồn Để đánh giá xem tình hình đào tạo kiến thức cũng thông cung cấp kiến thức về hệ thống mã như nhu cầu học tập của sinh viên về hệ thống mã khóa động cơ cho sinh viên. khóa động cơ được thể hiện thông qua số liệu khảo sát dưới đây. 2.2 Nhu cầu học tập về hệ thống mã khóa động 2.1 Số lượng sinh viên được học về hệ thống mã cơ của sinh viên khóa động cơ Cũng với hình thức khảo sát ngẫu nhiên 675 sinh Trong số 780 sinh viên hệ cao đẳng của các trường viên thì có tới 95% (640SV) số sinh viên học được tại TPHCM được hỏi có biết về hệ thống mã khóa hỏi có nhu cầu muốn học tập về hệ thống này. động cơ hay không thì 702 sinh viên ( 90%) không biết thông tin gì về thống này 10% còn lại biết 5% được do các lý do khác nhau nhưng đa số là tự tìm Phần trăm sinh viên hiểu thêm chứ không được nhà trường giảng dạy. có nhu cầu học hệ thóng mã khóa động Bảng 1: Số liệu khảo sát phần trăm nguồn cơ thông tin cung cấp kiến thức về hệ thống mã Phần trăm sinh viên khóa động cơ cho sinh viên 95% không có nhu cầu học hệ thóng mã khóa động cơ Hình 2: Biểu đồ thể hiện nhu cầu trang bị kiến thức về hệ thống mã khóa động cơ 2.3 Giới thiệu về mô hình giảng dạy hệ thống mã khóa dộng cơ Mô hình hệ thống mã khóa động cơ được cấu tạo bởi các chi tiết và cụm chi tiết sau: Khung giá đỡ để lắp đặt các chi tiết của hệ thống được thiết kế và chế tạo bằng thép không gỉ, sơn phủ bề mặt. Hệ thống mã khóa động cơ mà tác giả lựa chọn cho đề tài nghiên cứu và thiết kế mô hình giảng dạy là hệ thống được lắp đặt trên động cơ 2AZ-FE cả hãng TOYOTA. Hệ thống có các chi tiết và
3. cụm chi tiết gồm là ECU động cơ, hộp Hệ thống Ne sensor lưu trữ mã chìa khóa, ổ khóa điện, mạch đánh lửa khuếch đại mã chìa có chưa cuộn dây ECM sinh ra từ, chìa khóa điện có chứa chíp mã chìa, bộ cảm biến tạo tín hiệu Ne, Tín hiệu Hệ thống đánh lửa trực tiếp sử dụng kim phun bobin đơn có tín hiệu phản hồi IGF, tín hiệu biểu thị cho hoạt động các kim phun, đèn cảnh báo an ninh, giắc chẩn Cụm ổ đoán DLC. khóa từ Bộ phận cấp nguồn cho mô hình, các bài tập huấn luyện đào tạo chẩn đoán sữa chữa hệ thống. 3. Thiết kế, chế tạo mô hình Batery 3.1 Thiết kế mô hình Khung giá đỡ mô hình dùng để lắp đặt các chi ECU mã chìa Khung giá tiết của mô hình được chế tạo từ thép hộp đỡ vuông 30x30 cm trong quá trình thiết kế phải đảm bảo được các yêu cầu tính gia công, tính Hình 4: Phương án bố trí các chi tiết trên bền vững, tính an toàn và tính thẩm mỹ. mô hình. Ngoài ra dựa vào nguyên lý hoạt độngvaà phương pháp kiểm tra chẩn đoán còn thiết kees A A ra các PAN huấn luyện mô hình như sau. 660 PAN số 4: Lỗi không có sự giao tiếp giữa ECM và ECU thu phát mã chìa khóa. PAN số 3: Mạch đèn cảnh báo an ninh 800 không hoạt động. 260 PAN số 2: Dây dẫn từ chân E15-14 đến E25-1 bị hở mạch. A-A PAN số 1: Mất nguồn Vc của hộp ECU 30 260 1 30 thu phát mã chìa khóa. 800 3.2 Chế tạo mô hình Hình 3: Thông số kích thước tổng thể của Sau khi thiết kế tiến hành tính toán vật tư cắt mô hình. vật tư, thực hiện các bước gia công phù hợp và lắp đặt các chi tiết lên, đấu nối mạch điện Qua tìm hiểu các mô hình hiện có của các chính xác ta được một mô hình hoàn thiện để trường đã chọn ra phương án bố trí của mô phục vụ cho công tác giảng dạy. hình như sau.
4. 5 Thiết kế bài giảng cho mô hình + Thực hiện đấu dây và vận hành mô hình. Yêu cầu sinh viên đọc sơ đồ mạch điện và nối dây đúng để mô hình được hoạt động đúng theo các chế độ. + Thực hiện kiểm tra khắc phục lỗi trên mô hình thông qua các PAN huấn luyện. + Đo các xung tín hiệu để đánh giá tình trạng hoạt động của các chi tiết lắp ghép trên mô hình ví dụ đo tín hiệu chân CODE (E25-4)- AGND(E25-7) khi có chìa khóa trong ổ khóa ta có thể dùng máy đo xung Oscilloscope GW INSTEAD GOS 1022 hoặc máy đo xung khác có chức năng tương tự. Hình 5: Mô hình sau khi được chế tạo Thực hiện điều chỉnh núm VOLTS/DIV ở mức 4 Vận hành thử nghiệm mô hình 2V/DIV, núm TIME/DIV ở mức 20ms/DIV nối mass cho máy đo xung và nối chân CH1 Để đánh giá mô hình được thiết kế chế của máy đo với chân CODE của ổ khóa ta tạo có đạt yêu cầu đã được đặt ra hay không được hình ảnh xung như hình 6 và hình 7. người nghiên cứu tiến hành thử nghiêm thực tế các bước là: o Kiểm tra lại sơ đồ mạch điện và việc đấu nối dây dẫn trên mô hình. o Kiểm tra tình trạng của các chi tiết trước và sau khi cấp nguồn. o Vận hành hệ thống với chìa khóa có chíp mã chìa và chìa khóa không chứa chíp mã chìa khóa tiến hành đo kiểm và đánh giá. o Vận hành các PAN huấn luyện và đánh giá quá trình hoạt động của các PAN. Hình 6: Xung hiển thị khi đo chân CODE và chân AGND. Sau khi vận hành đã thu được kết quả tốt. Khi hệ thống hoạt động đảm bảo được tất cả các chức năng của hệ thống mã khóa động cơ bugi chỉ đánh lửa khi sử đụng chìa khóa có chứa chíp mã chìa khóa còn ngược lại thì không, các tín hiệu kim phun thông qua đèn LED cũng chỉ sáng khi sử dụng chìa khóa có chip. Các PAN hoạt động ổn định khi ngắt các dòng từ hộp ECU thu phát mã chìa thì hệ thống không hoạt động và có những triệu chứng hư hỏng giống với mô tả lý thuyết. Ngoài ra đèn cảnh báo an ninh cũng chớp liên tục để thông Hình 7: Xung hiển thị khi đo chân TXCT và báo tình trạng hư hỏng của hệ thống. chân AGND
5. 6 Kết luận tạo ra các chi tiết thay thế cho chi tiết hiện nay Sau khi thiết kế và chế tạo thông qua quá trình phải mua với giá rất cao trên thị trường và thiết thực nghiệm cho thấy mô hình hoạt động đúng kế chế tạo ra thiết bị có thể đọc, ghi lại mã chìa chức năng của một hệ thống mã khóa động cơ khóa của các hệ thống trên thị trường hiện nay. thực tế trên ô tô đáp ứng được nhu cầu học tập và nghiên cứu của sinh viên. Tài liệu tham khảo Sản phẩm mang tính ứng dụng rộng rãi phù [1] Jim Goings, Toby Presscott, Michael hợp với các trường cao đẳng có đào tạo ngành Hahnen, Kark Militzer, Design and Security ô tô, nhận được phản hồi tốt từ người học. Consideration for Passive Immobilizer Ngoài ra sản phẩm còn có thể dùng để kết hợp Systems,2010 đào tạo thêm nhiều hệ thống khác như hệ thống [2] Roel Vedult, Baris Ege, Flavio D. Garcia, lửa và hệ thống phun xăng Dismantling Megamos Crypto: Wirelessly Tuy nhiên mô hình còn tồn tại hạn chế là chỉ Lockpicking a Vehicle Immobilizer, 1999 huấn luyện được kiến thức về hệ thognos mã [3] Đỗ Văn Dũng (2013), Điện động cơ và điều khóa động cơ của 1 hãng TOYOTA chưa bao khiển động cơ, NXB Đại Học Quốc Gia Thành quát hết tất cả các hệ thống mã khóa hiện có Phố Hồ Chí Minh, trang 209 trên thị trường. [4] Hướng phát triển tiếp theo là sẽ tiếp tục hoàn u-qua-ap-dung-he-thong-dinh-vi-gps-vao- thiện hệ thống bài giảng thực hành cho mô quan-ly-tau-du-lich-2293529/ hình. Nghiên cứu chuyên sâu về điện tử và lập [5] trình cho vi điều khiển để có thể thiết kế chế Xác nhận của GVHD Thông tin liên hệ tác giả Họ tên: Nguyễn Bá Võ Đơn vị: Lớp Cao học 13A. Ngành: Kỹ thuật Cơ Khí Động Lực Số điện thoại: 0989.809.862 PGS.TS Đỗ Văn Dũng Email: nguyenbavo275@gmail.com
6. 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.