nghiên cứu chế tạo mô hình gạt nước tự động

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

ĐỀ TÀI NCKH CẤP SINH VIÊN

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO MÔ HÌNH
GẠT NƯỚC TỰ ĐỘNG
S

K

C

0

0

3

9

5

9

MÃ SỐ: SV28-2009

S KC 0 0 2 5 2 4

Tp. Hồ Chí Minh, 2010

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM



ĐỀ TÀI NCKH SINH VIÊN

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO MÔ HÌNH GẠT NƯỚC TỰ ĐỘNG

MÃ SỐ :

SV2009-28

THUỘC NHÓM NGÀNH

: KHOA HỌC KỸ THUẬT

NGƯỜI CHỦ TRÌ

: NGUYỄN TRUNG HIẾU

NGƯỜI THAM GIA

: TRẦN CÔNG HIẾU

TP. HỒ CHÍ MINH - 4/2010

Báo cáo nghiên cứu khoa học
MỤC LỤC

ĐẶT VẤN ĐỀ

PHẦN I:
I.
II.
III.

Trang

ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU………………………………………………. 2
TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƢỚC………………....2
NHỮNG VẤN ĐỀ CÒN TỒN LẠI………………………………………… 3

PHẦN II:

GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ

MỤC ĐÍCH ĐỀ TÀI……………………………………………………….. 4
PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU………………………………………….. 4
NỘI DUNG…………………………………………………………………. 4
1. Giới thiệu mô hình……………………………………………………….. 4
2. Nguyên tắc hoạt động hệ thống gạt nƣớc trên ô tô……………………….. 5
3. Nguyên lý hoạt động …..…………………………………………………. 16
4. Thiết kế và chế tạo mô hình………………………………………………..16
5. Chƣơng trình và giải thuật điều khiển……………………………………. 25
IV.

KẾT QUẢ ĐẠT ĐƢỢC…………………………………………………….. 35
I.
II.
III.

PHẦN III:
I.
II.

KẾT LUẬN

KẾT LUẬN……………………………………………………………………36
ĐỀ NGHỊ…………………………………………………………………….. 36

TÀI LIỆU THAM KHẢO ……….......………………………………………………... 37

Trang 1


Báo cáo nghiên cứu khoa học

PHẦN I:

ĐẶT VẤN ĐỀ
I. ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU:
“ Mô hình gạt nƣớc tự động trên ô tô”
Sự phát triển vũ bão của ngành điện tử trong những thập niên gần đây đã tác động rất lớn
đến ngành công nghiệp ôtô. Chiếc ôtô ngày nay không còn là 1 sản phẩm thuần cơ khí nhƣ
mới ngày đầu phát triển, sự kết hợp giữa cơ khí và điện tử đã biến chiếc nó trở thành 1 sản
phẩm công nghệ cao, là nơi tập hợp rất nhiều các thiết bị, hệ thống điện tử tân tiến nhất. tất

cả nhằm mục đích tạo ra sự vận hành tối ƣu cho chiếc xe và đem lại sự thoải mái thuận tiện
nhất có thể cho ngƣời điều khiển.
Một trong những thiết bị đang đƣợc nghiên cứu và đƣa vào ứng dụng trong thời gian gần
đây là bộ điều khiển gạt nƣớc tự động. Đây là thiết bị khá hữu ích và có khả năng ứng dụng
cao, nó có khả năng tự phát hiện ra nƣớc, tuyết hoặc bùn bám vào mặt kính trƣớc của ôtô và
điều khiển cần gạt nƣớc với tốc độ thích hợp. đồng thời nó cũng có thể điều khiển hoạt động
của đèn pha khi ánh sáng không đủ. Ngƣời điều khiển sẽ không cần phải bỏ tay ra khỏi vô
lăng, hoặc liên tục điều chỉnh tốc độ của cần gạt khi điều kiện thay đổi, việc lái xe đã trở nên
dễ dàng và an toàn hơn
II. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƢỚC:
Bộ điều khiển gạt nƣớc tự động đã đƣợc nghiên cứu và phát triển khá thành công ở nƣớc
ngoài, và trở thành 1 tùy chọn khi mua xe. Một số hãng xe lớn nhƣ BMW, Mercedes..đƣa
vào sử dụng vào các seri cao cấp. Trên thị trƣờng cũng đã có bán lẻ các thiết bị này với kích
thƣớc nhỏ gọn và giá thành khá hợp lý, có thể lắp đặt trên hầu hết các loại xe ôtô
Trong nƣớc ta cũng đã xuất hiện những sản phẩm này với mức giá chấp nhận đƣợc tuy
nhiên sản phẩm này vẫn còn chƣa phổ biến, và hầu hết là hàng nhập khẩu. Các công ty và các
trƣờng đào tạo kỹ thuật cũng đã đƣa vào nghiên cứu để có thể cho ra những sản phẩm chất
lƣợng với giá thành cạnh tranh hơn.
Một số hình ảnh của sản phẩm trên thị trƣờng:

Trang 2


Báo cáo nghiên cứu khoa học

Hình 1: Bố trí hệ thống trên xe
III. NHỮNG VẤN ĐỀ CÒN TỒN LẠI:
Sản phẩm này tuy đã đƣợc nghiên cứu và ứng dụng khá thành công ở nƣớc ngoài nhƣng có
một số ý kiến cho rằng đây là một phát minh không thật sự cần thiết và con ngƣời vẫn có thể
điều khiển tốt các thiết bị trên xe một cách chính xác hơn và thời điểm hợp lý hơn.

Tuy nhiên đề tài NCKH này nhằm làm cho thiết bị này trở nên thực sự hữu ích, có tính ứng
dụng cao hơn, hoạt động chính xác hơn thông minh hơn và giá thành giảm xuống. Đồng thời
tham gia vào quá trình dạy và học ở các trƣờng có ngành công nghệ ô tô

Trang 3


Báo cáo nghiên cứu khoa học

PHẦN II:

GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ
I. MỤC ĐÍCH ĐỀ TÀI:
 Chế tạo một module “Gạt nƣớc tự động” gắn song song với mạch điều khiển hệ thống gạt
nƣớc bình thƣờng.
 Chế tạo mô hình mô phỏng quá trình gạt nƣớc gắn trên ô tô với module “ Gạt nƣớc tự
động” phục vụ giảng viên và sinh viên trong quá trình thực tập môn “Thực tập điện ô tô
2”
II. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU:
Thu thập kiến thức nguyên lý về hệ thống gạt nƣớc từ giáo trình “ Thực tập điện ô tô 2”và
tài liệu TEAM21( Tài liệu đào tạo của hãng TOYOTA). Bên cạnh đó ứng dụng các tính
năng cơ bản của VĐK , ở đây là VĐK ATMEGA 8 của hãng ATMEL vào quá trình chế tạo
mô hình.
III. NỘI DUNG:
1. Giới thiệu mô hình:
Mô hình bao gồm:
 Bộ khung làm bằng sắt
 Hệ thống bơm nƣớc mô phỏng các chế độ mƣa
 Hệ thống gạt nƣớc trên xe ô tô
 Bộ xử lí và điều khiển

 Cảm biến.

Hình 2: Mô hình gạt nước tự động

Trang 4


Báo cáo nghiên cứu khoa học
2. Nguyên tắc hoạt động của hệ thống gạt nƣớc trên ô tô:
Hệ thống gạt nƣớc và rửa kính gồm các bộ phận sau.










Cần gạt nƣớc phía trƣớc/Lƣỡi gạt nƣớc phía trƣớc
Motor và cơ cấu dẫn động gạt nƣớc phía trƣớc
Vòi phun của bộ rửa kính trƣớc
Bình chứa nƣớc rửa kính (có motor rửa kính)
Công tắc gạt nƣớc và rửa kính (Có relay điều khiển gạt nƣớc gián đoạn)
Cần gạt nƣớc phía sau/lƣỡi gạt nƣớc phía sau
Motor gạt nƣớc phía sau
Relay điều khiển bộ gạt nƣớc phía sau
Bộ điều khiển gạt nƣớc (ECU J/B phía hành khách)

Hình 3: Các bộ phận của hệ thống gạt nước

Trang 5


Báo cáo nghiên cứu khoa học
2.1. Cấu tạo:
2.1.1. Cần gạt nƣớc/thanh gạt nƣớc:
Cấu trúc của cần gạt nƣớc là một lƣỡi cao su gạt nƣớc đƣợc lắp vào thanh kim loại
gọi là thanh gạt nƣớc. Gạt nƣớc đƣợc dịch chuyển tuần hoàn nhờ cần gạt. Vì lƣỡi gạt
nƣớc đƣợc ép vào kính trƣớc bằng lò xo nên gạt nƣớc có thể gạt đƣợc nƣớc mƣa nhờ
dịch chuyển thanh gạt nƣớc. Chuyển động tuần hoàn của gạt nƣớc đƣợc tạo ra bởi
motor và cơ cấu dẫn động. Vì lƣỡi cao su lắp vào thanh gạt nƣớc bị mòn do sử dụng
và do ánh sáng mặt trời và nhiệt độ môi trƣờng v.v… nên phải thay thế phần lƣỡi cao
su này một cách định kỳ.

Hình 4. Cấu tạo cần gạt nước
Gạt nước được che một nửa/gạt nước che hoàn toàn:
Gạt nƣớc thông thƣờng có thể nhìn thấy từ phía trƣớc của xe. Tuy nhiên để đảm bảo
tính khí động học, bề mặt lắp ghép phẳng và tấm nhìn rộng nên những gạt nƣớc gần
đây đƣợc che đi dƣới nắp ca pô. Gạt nƣớc có thể nhìn thấy một phần gọi là gạt nƣớc
che một nửa, gạt nƣớc
không nhìn thấy đƣợc gọi là gạt nƣớc che hoàn toàn.
Với gạt nƣớc che hoàn toàn nếu nó bị phủ băng tuyết hoặc ở trong các điều kiện khác,
thì gạt nƣớc không thể dịch chuyển đƣợc. Nếu cố tình làm sạch tuyết bằng cách cho
hệ thống gạt nƣớc hoạt động cƣỡng bức có thể làm hỏng motor gạt nƣớc. Để ngăn
ngừa hiện tƣợng này, phần lớn các mẫu xe có cấu trúc chuyển chế độ gạt nƣớc che
hoàn toàn sang chế độ gạt nƣớc che một phần bằng tay. Sau khi bật sang gạt nƣớc che
một nửa, cần gạt nƣớc có thể đóng trở lại bằng cách dịch chuyển nó theo hớng mũi
tên đƣợc chỉ ra trên hình vẽ.

Trang 6


Báo cáo nghiên cứu khoa học

Hình 5. Gạt nước che một nửa và che hoàn toàn
2.1.2. Công tắc gạt nƣớc và rửa kính:
2.1.2.1.Công tắc gạt nƣớc:
Công tắc gạt nƣớc đƣợc bố trí trên trục trụ lái, đó là vị trí mà ngƣời lái có thể điều
khiển bất kỳ lúc nào khi cần. Công tắc gạt nƣớc có các vị trí OFF (dừng), LO (tốc độ
thấp) và HI (tốc độ cao) và các vị trí khác để điều khiển chuyển động của nó. Một số
xe có vị trí MIST (gạt nƣớc chỉ hoạt động khi công tắc gạt nƣớc ở vị trí MIST (sƣơng
mù), vị trí INT (gạt nƣớc hoạt động ở chế độ gián đoạn trong một khoảng thời gian
nhất định) và một công tắc thay đổi để điều chỉnh khoảng thời gian gạt nƣớc. Trong
nhiều trƣờng hợp công tắc gạt nƣớc và rửa kính đƣợc kết hợp với công tắc điều khiển
đèn. Vì vậy, đôi khi ngƣời ta gọi là công tắc tổ hợp.
Ở những xe có trang bị gạt nƣớc cho kính sau, thì công tắc gạt nƣớc sau cũng nằm ở
công tắc gạt nƣớc và đƣợc bật về giữa các vị trí ON và OFF. Một số xe có vị trí INT
cho gạt nƣớc kính sau. Ở những kiểu xe gần đây, ECU đƣợc đặt trong công tắc tổ hợp
cho MPX (hệ thống thông tin đa chiều).

Hình 6. Công tắc gạt nước
2.1.2.2.Relay điều khiển gạt nƣớc gián đoạn:
Relay này kích hoạt các gạt nƣớc hoạt động một cách gián đoạn. Phần lớn các kiểu xe
gần đây các công tắc gạt nƣớc có relay này đƣợc sử dụng rộng rãi. Một relay nhỏ và
mạch transistor gồm có tụ điện và điện trở cấu tạo thành relay điều khiển gạt nƣớc
Trang 7

Báo cáo nghiên cứu khoa học
gián đoạn. Dòng điện tới motor gạt nƣớc đƣợc điều khiển bằng relay theo tín hiệu
đƣợc truyền từ công tắc gạt nƣớc làm cho motor gạt nƣớc chạy gián đoạn.
2.1.2.3.Công tắc rửa kính:
Công tắc bộ phận rửa kính đƣợc kết hợp với công tắc gạt nƣớc. Motor rửa kính hoạt
động và
phun nƣớc rửa kính khi bật công tắc này.

Hình 7. Hệ thống phun nước
2.1.3. Motor gạt nƣớc:
Motor gạt nƣớc là dạng động cơ điện một chiều kích từ bằng nam chậm vĩnh cửu.
Motor gạt nƣớc gồm có motor và bộ truyền bánh răng để làm giảm tốc độ ra của
motor. Motor gạt nƣớc có 3 chổi than tiếp điện: chổi tốc độ thấp, chổi tốc độ cao và
một chổi dùng chung (để tiếp mát). Một công tắc dạng cam đƣợc bố trí trong bánh
răng để gạt nƣớc dừng ở vị trí cố định trong mọi thời điểm.

Trang 8


Báo cáo nghiên cứu khoa học

Hình 8. Cấu tạo motor gạt nước
Một sức điện động ngƣợc đƣợc tạo ra trong cuộn dây phần ứng khi motor quay để
hạn chế tốc độ quay của motor.
- Hoạt động ở tốc độ thấp: Khi dòng điện đi vào cuộn dây phần ứng từ chổi than tốc
độ thấp, một sức điện động ngƣợc lớn đƣợc tạo ra. Kết quả là motor quay với vận tốc
thấp.
- Hoạt động ở tốc độ cao: Khi dòng điện đi vào cuộn dây phần ứng từ chổi tiếp điện
tốc độ cao, một sức điện động ngƣợc nhỏ đƣợc tạo ra. Kết quả là motor quay với tốc
độ cao.

Cơ cấu gạt nƣớc có chức năng dừng thanh gạt nƣớc tại vị trí cố định. Do có chức
năng này thanh gạt nƣớc luôn đƣợc bảo đảm dừng ở dƣới cùng của kính chắn gió khi
tắt công tắc gạt nƣớc. Công tắc dạng cam thực hiện chức năng này. Công tắc này có
đĩa cam xẻ rãnh chữ V và 3 điểm tiếp xúc. Khi công tắc gạt nƣớc ở vị trí LO/HI, điện
áp ắc qui đƣợc đặt vào mạch điện và dòng điện đi vào motor gạt nƣớc qua công tắc
gạt nƣớc làm cho motor gạt nƣớc quay. Tuy nhiên, ở thời điểm công tắc gạt nƣớc tắt,
nếu tiếp điểm P2 ở vị trí tiếp xúc mà không phải ở vị trí rãnh thì điện áp của ắc qui
vẫn đƣợc đặt vào mạch điện và dòng điện đi vào motor gạt nƣớc tới tiếp điểm P1 qua
tiếp điểm P2 làm cho motor tiếp tục quay. Sau đó bằng việc quay đĩa cam làm cho
tiếp điểm P2 ở vị trí rãnh do đó dòng điện không đi vào mạch điện và motor gạt nƣớc
bị dừng lại. Tuy nhiên, do quán tính của phần ứng, motor không dừng lại ngay lập tức
và tiếp tục quay một ít. Kết quả là tiếp điểm P3 vợt qua điểm dẫn điện của đĩa cam.
Thực hiện việc đóng mạch nhƣ sau:

Trang 9


Báo cáo nghiên cứu khoa học

Hình 9. Hoạt động của công tắc dạng cam
Phần ứng  Cực (+)1 của motor  công tắc gạt nƣớc  cực S của motor gạt nƣớc
 tiếp điểm P1  P3 phần ứng. Vì phần ứng tạo ra sức điện động ngƣợc trong
mạch đóng này, nên quá trình hãm motor bằng điện đƣợc tạo ra và motor đƣợc dừng
lại tại điểm cố định.
2.2. Hoạt động:
2.2.1. Nguyên lý hoạt động khi công tắc gạt nƣớc ở vị trí LOW/MIST
Khi công tắc gạt nƣớc đƣợc bật về vị trí tốc độ thấp hoặc vị trí gạt sƣơng, dòng điện
đi vào chổi than tiếp điện tốc độ thấp của motor gạt nƣớc (từ nay về sau gọi tắt là
“LO”) nhƣ đƣợc chỉ ra trên hình vẽ và gạt nƣớc hoạt động ở tốc độ thấp.

Trang 10


Báo cáo nghiên cứu khoa học

Hình 12. Hoạt động của hệ thống gạt nước chế độ LOW
2.2.2. Nguyên lý hoạt động khi công tắc gạt nƣớc ở vị trí HIGH
Khi công tắc gạt nƣớc đƣợc bật về vị trí tốc độ cao, dòng điện đi vào chổi tiếp điện
cao của motor gạt nƣớc HI nhƣ đƣợc chỉ ra trên hình vẽ và gạt nƣớc hoạt động ở tốc
độ cao.

Trang 11


Báo cáo nghiên cứu khoa học

Hinh13 : Hoạt động của hệ thống gạt nước chế độ HIGH
2.2.3. Nguyên lý hoạt động khi tắt công tắc gạt nƣớc OFF:
Nếu tắt công tắc gạt nƣớc đƣợc về vị trí OFF trong khi motor gạt nƣớc đang hoạt
động, thì dòng điện sẽ đi vào chổi than tốc độ thấp của motor gạt nƣớc nhƣ đƣợc chỉ
ra trên hình vẽ và gạt nƣớc hoạt động ở tốc độ thấp. Khi gạt nƣớc tới vị trí dừng, tiếp
điểm của công tắc dạng cam sẽ chuyển từ phía P3 sang phía P2 và motor dừng lại.
Trang 12


Báo cáo nghiên cứu khoa học

Hinh14 : Hoạt động của hệ thống gạt nước chế độ OFF

Trang 13

Báo cáo nghiên cứu khoa học
2.2.4. Nguyên lý hoạt động khi bật công tắc gạt nƣớc đến vị trí “INT”:
 Hoạt động khi transistor bật ON:
Khi bật công tắc gạt nƣớc đến vị trí INT, thì transistor Tr1 đƣợc bật lên một lúc
làm cho tiếp điểm relay đƣợc chuyển từ A sang B. Khi tiếp điểm relay tới vị trí
B,dòng điện đi vào motor (LO) và motor bắt đầu quay ở tốc độ thấp.

Hình 16. Hoạt động của hệ thống gạt nước ở chế độ INT khi transistor Tr ngắt ON

Trang 14


Báo cáo nghiên cứu khoa học

 Hoạt động khi transistor Tr ngắt OFF

Hình 16. Hoạt động của hệ thống gạt nước
ở chế độ INT khi transistor Tr ngắt OFF
Tr1 nhanh chóng ngắt ngay làm cho tiếp điểm relay chuyển lại từ B về A. Tuy nhiên,
khi motor bắt đầu quay tiếp điểm của công tắc cam chuyển từ P3 sang P2, do đó dòng
Trang 15


Báo cáo nghiên cứu khoa học
điện tiếp tục đi vào chổi than tốc độ thấp của motor và motor làm việc ở tốc độ thấp
rồi dừng lại khi tới vị trí dừng cố định. Transistor Tr1 lại bật ngay làm cho gạt nƣớc
tiếp tục hoạt động gián đoạn trở lại. ở loại gạt nƣớc có điều chỉnh thời gian gián đoạn,
biến trở thay đổi giá trị nhờ xoay công tắc điều chỉnh và mạch điện transistor điều

chỉnh khoảng thời gian cấp điện cho transistor và làm cho thời gian hoạt động gián
đoạn đƣợc thay đổi.
2.2.5. Nguyên lý hoạt động khi bật công tắc rửa kính ON:
Khi bật công tắc rửa kính dòng điện đi vào motor rửa kính. ở cơ cấu gạt nƣớc có sự
kết hợp với rửa kính, transistor Tr1 bật theo chu kỳ đã định khi motor gạt nƣớc hoạt
động làm cho gạt nƣớc hoạt động một hoặc hai lần ở cấp tốc độ thấp. Thời gian tr1
bật là thời gian để tụ điện trong mạch transistor nạp điện trở lại. Thời gian nạp điện
của tụ điện phụ thuộc vào thời gian đóng công tắc rửa kính.
3. Nguyên lý hoạt động:
Gồm 2 chế độ: Bình thƣờng và tự động.
 Chế độ bình thƣờng: ( Công tắc gạt ở vị trí OFF)
Hệ thống gạt nƣớc hoạt động theo các chế độ có sẵn ( tùy theo xe). Bao gồm các chế
độ điều khiển Motor gạt nƣớc : HIGH,LOW và STOP dựa trên sự thay đổi vị trí của
cụm công tắc gạt nƣớc.
 Chế độ tự động: ( Công tắc gạt ở vị trí ON)
Bộ vi xử lí dựa trên tín hiệu của cảm biến để điều khiển các chế độ của Motor gạt
nƣớc bảo gồm các chế độ tƣơng ứng sau:
Không mƣa

STOP

Mƣa nhỏ

LOW

Mƣa lớn

HIGH

Hình 17: Các chế độ ở trạng thái tự động

4. Thiết kế và chế tạo mô hình:
4.1 Sơ đồ mạch điện của mô hình:

Trang 16


Báo cáo nghiên cứu khoa học

Hình 18: Sơ đồ mạch điện của mô hình
 Chức năng:
Có đầy đủ các chức năng cơ bản của hệ thống gạt nƣớc bình thƣờng trên xe ô tô(
STOP, LOW,HIGH,INT).
Ở chế độ Auto,hệ thốn gạt nƣớc có đầy đủ các chế độ nhƣ bình thƣờng trong khi
cụm công tắc gạt nƣớc ở vị trí OFF.
 Hoạt động:
Hoạt động đƣợc miêu tả đầy đủ trong bảng sau:
Trang 17


Báo cáo nghiên cứu khoa học
Chế độ
STOP

Relay hoạt động
Không có Relay nào hoạt động

LOW
HIGH

Relay3,Relay2

Relay3, Relay1

Hình 19: Bảng trạng thái hoạt động của hệ thống
4.2 Mạch điều khiển:

CẢM
BIẾN
MƢA

CỤM RELAY

MẠCH

TỔ HỢP

ĐIỀU
KHIỂN

BIẾN TRỞ
ĐIỀU
CHỈNH
TỐC ĐỘ
BƠM

BƠM

Hình 20: Sơ đồ khối mạch điều khiển

Trang 18

Báo cáo nghiên cứu khoa học
4.2.1

Sơ lƣợc về VĐK ATMEGA 8:
Mạch điều khiển mô hình gạt nƣớc tự động sử dụng VĐK ATMEGA 8 của
ATMEL.Atmega8 là bộ vi xử RISC với kiến trúc Harvard thuộc họ AVR đƣợc
sản xuất bởi Cty ATMEL với tính năng mạnh mẽ. Có 130 lệnh mạnh xử lý hầu
hết trong một chu kỳ xung nhịp.
 Có 8Kbyte bộ nhớ flash có thể xóa lập trình được và có thể chịu được
10000 lần ghi xóa.
 Có 32 thanh ghi đa năng 8 bit, 512 byte bộ nhớ EEPROM tích hợp trên chíp,
có 1 kbyte SRAM nội.
 Có hai bộ Timer/counter 8 bit và một bộ timer/counter 16 bit với bộ chia tần
lập trình được.
 Có ba kênh điều xung PWM
 6 kênh lối vào chuyển đổi ADC với độ phân giải 10 bit.
Atmega8 có 28 chân, trong đó có 23 cổng vào ra. Nguồn nuôi từ 2.7 đến 5.5
đối với Atmega8L và từ 4.5 đến 5.5 đối với Atmega8, làm việc tiêu thụ
dòng 3.6mA. Sử dụng mạch dao động ngoài từ 0 đến 8 với Mhz Atemga8L
và từ 0 đến 16 Mhz với Atmega8. Ngoài ra chíp Atmega8 còn có bộ xung
nội bên trong có thể lập trình chế độ xung nhịp.

Trang 19


Báo cáo nghiên cứu khoa học

Hình 21: Sơ đồ chân ATMEGA 8
Chức năng các chân






VCC : Điện áp nguồn nuôi
GND: Chân nối mass
AREF: Chân mức ngƣỡng chuẩn trên của bộ ADC
AVCC: Chân cấp nguồn cho bộ analog



PortB (PB7…PB0):
Cổng B là cổng vào ra 8 bit lập trình được. Các chân của cổng có điện trở pullup được lựa chọn cho mỗi bit. Các chân của cổng B cho dòng 20mA đi qua và
có thể kích trực tiếp led hiển thị. PB6, PB7 (XTAL1/XTAL2) là hai ngõ vào của
bộ cộng hưởng dao động từ bên ngoài. Chúng ta có thể sử dụng tụ thạch anh
bên ngoài để làm bộ dao động dữ nhịp. PB5, PB4, PB3 lần lượt là các chân
SCK, MISO, MOSI của bộ giao tiếp ISP. Khi được lập trình thì PB3 là chân
điều xung của bộ Timer/Counter2, PB2 và PB1 là hai chân điều xung của bộ
Timer/counter1 (OC1A và OC1A). Tương tự khi được lập trình thì PB0 là chân
CAPTURER. Sau khi được reset, các chân của cổng B được nối lên điện trở
Pull-up.



PortC (PC6 … PC0)
Cổng C là cổng vào ra 8 bit lập trình đƣợc. Các chân của cổng có điện trở pull-up
đƣợc lựa chọn cho mỗi bit. Các chân của cổng C cho dòng 20mA đi qua và có thể
kích trực tiếp led hiển thị. Ngoài ra khi đƣợc lập trình thì các chân này còn là các
lối vào đặc biệt. PC6 là chân reset, khi chân này đƣợc nối xuống mass thì hệ

thống đƣợc reset. PC0 … PC5 là các lối vào của 5 kênh ADC bên trong chip.



PortD (PD6 … PD0)

Trang 20


Báo cáo nghiên cứu khoa học
Cổng D là cổng vào ra 8 bit lập trình đƣợc, Các chân của cổng có điện trở pull-up
đƣợc lựa chọn cho mỗi bit. Các chân của cổng D cho dòng 20mA đi qua và có thể
kích trực tiếp led hiển thị. Ngoài ra cổng D còn là những chân mang chức năng
đặc biệt của vi điều khiển. PD7, PD6 lần lƣợt là các chân AIN0, AIN1; là lối vào
dƣơng và lối vào âm của bộ so sánh tƣơng tự có sẵn trên chip. PD5 (T1) là lối vào
của bộ Timer/counter1, PD4(T0) là lối vào của bộ Timer/counter0. PD3, PD2 lần
lƣợt là hai chân INT1, INT0: là hai ngõ vào của nguồn ngắt ngoài. PD0, PD1 là
hai chân RXD, TXD: là chân đọc, ghi của cổng nối tiếp.

Hình 22: Sơ đồ khối vi xử lý

Trang 21


Báo cáo nghiên cứu khoa học
4.2.2

Mạch nguồn:

Hình 23: Sơ đồ mạch nguồn

Nhiệm vụ:
Tạo ra nguồn 5v ổn định nuôi VXL và cảm biến.
4.2.3 Mạch điều khiển cụm relay tổ hợp:

Hình 24: Sơ đồ mạch điều khiển cụm relay
Trang 22


Báo cáo nghiên cứu khoa học

Nhiệm vụ:
Điều khiển tổ hợp 3 relay cho các chế độ của motor gạt nƣớc khi công tắc bật qua
chế độ tự động
4.2.4

Mạch điều khiển bơm:

Hình 25: Sơ đồ mạch điều khiển bơm
Nhiệm vụ:
Điều khiển các cấp độ của bơm thông qua biến trở.
4.3 Mạch cảm biến:

Trang 23