Thiết kế, chế tạo bộ nguồn đa năng dùng trong kiểm tra các thiết bị điện trên ô tô
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (30.76 MB, 90 trang )
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ, CHẾ TẠO BỘ NGUỒN ĐA NĂNG
DÙNG TRONG KIỂM TRA CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN
TRÊN Ô TÔ
SVTH: NGUYỄN TIẾN PHÚC
MSSV: 16345020
GVHD: PGS.TS. ĐỖ VĂN DŨNG
Tp. Hồ Chí Minh, tháng 01 năm 2018
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Chuyên ngành: Công nghệ Kỹ thuật ô tô
Tên đề tài:
THIẾT KẾ, CHẾ TẠO BỘ NGUỒN ĐA NĂNG
DÙNG TRONG KIỂM TRA CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN
TRÊN Ô TÔ
SVTH: NGUYỄN TIẾN PHÚC
MSSV: 16345020
GVHD: PGS.TS ĐỖ VĂN DŨNG
Tp. Hồ Chí Minh, tháng 01 năm 2018
TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT
TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯
CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc
¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯
TP. Hồ Chí Minh, ngày 10 tháng 11 năm 2017
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ tên sinh viên: Nguyễn Tiến Phúc
MSSV: 16345020
Chuyên ngành: Công nghệ Kỹ thuật Ơ tơ
Mã ngành đào tạo: 52510205
Hệ đào tạo: Chính quy (Liên thơng)
Mã hệ đào tạo: 16345
Khóa: 2016
Lớp: 163450B
1. Tên đề tài
Thiết kế, chế tạo bộ nguồn đa năng dùng trong kiểm tra các thiết bị điện trên ô tô
2. Nhiệm vụ đề tài
Tìm hiểu các loại điện áp trên ơ tơ
Tìm hiểu phương pháp kiểm tra các thiết bị điện trên ô tô
Thiết kế, chế tạo bộ nguồn đa năng dùng trong kiểm tra các thiết bị điện trên ô tô
Thử nghiệm sản phẩm chế tạo
Viết thuyết minh đề tài
3. Sản phẩm của đề tài
Bộ nguồn đa năng dùng trong kiểm tra các thiết bị điện trên ô tô.
4. Ngày giao nhiệm vụ đề tài: 10/11/2017
5. Ngày hoàn thành nhiệm vụ: Theo kế hoạch khoa CKĐ
TRƯỞNG BỘ MÔN
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
Thạc sĩ. Nguyễn Trọng Thức
PGS.TS. Đỗ Văn Dũng
TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT
TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯
CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc
¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯
NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG
DẪN
Tên đề tài:
Thiết kế, chế tạo bộ nguồn đa năng dùng trong kiểm tra các thiết bị điện trên ô tô
Họ và tên Sinh viên: Nguyễn Tiến Phúc
MSSV: 16345020
Ngành: Cơng nghệ Kỹ thuật Ơ tơ
I. NHẬN XÉT
1. Về hình thức trình bày & tính hợp lý của cấu trúc đề tài:
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………....
2. Về nội dung (đánh giá chất lượng đề tài, ưu/khuyết điểm và giá trị thực tiễn)
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
II. NHỮNG NỘI DUNG CẦN ĐIỀU CHỈNH, BỔ SUNG
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………....
III. ĐỀ NGHỊ VÀ ĐÁNH GIÁ
1. Đề nghị (cho phép bảo vệ hay không): ……………………………………………
2. Điểm đánh giá (theo thang điểm 10): ……………………………………………..
Tp. Hồ Chí Minh, ngày
tháng năm 201
Giảng viên hướng dẫn
(Ký & ghi rõ họ tên)
PGS.TS. Đỗ Văn Dũng
TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT
TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯
CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc
¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯
NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN
Tên đề tài:
Thiết kế, chế tạo bộ nguồn đa năng dùng trong kiểm tra các thiết bị điện trên ô tô
Họ và tên Sinh viên: Nguyễn Tiến Phúc
MSSV: 16345020
Ngành: Cơng nghệ Kỹ thuật Ơ tơ
I. NHẬN XÉT
1. Về hình thức trình bày & tính hợp lý của cấu trúc đề tài:
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
2. Về nội dung (đánh giá chất lượng đề tài, ưu/khuyết điểm và giá trị thực tiễn)
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
II. NHỮNG NỘI DUNG CẦN ĐIỀU CHỈNH, BỔ SUNG
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………….
III. ĐỀ NGHỊ VÀ ĐÁNH GIÁ
1. Đề nghị (Cho phép bảo vệ hay không):………………………………………………
2. Điểm đánh giá (theo thang điểm 10): ………………………………………………..
Tp. Hồ Chí Minh, ngày
tháng năm 201
Giảng viên phản biện
(Ký & ghi rõ họ tên)
TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT
TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯
CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc
¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯
XÁC NHẬN HOÀN THÀNH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Tên đề tài:
Thiết kế, chế tạo bộ nguồn đa năng dùng trong kiểm tra các thiết bị điện trên ô tô
Họ và tên Sinh viên: Nguyễn Tiến Phúc
MSSV: 16345020
Ngành: Cơng nghệ Kỹ thuật Ơ tơ
Sau khi tiếp thu và điều chỉnh theo góp ý của Giảng viên hướng dẫn, Giảng viên phản
biện và các thành viên trong Hội đồng bảo vệ. Đồ án tốt nghiệp đã được hồn chỉnh đúng
theo u cầu về nội dung và hình thức.
Chủ
Giảng
tịch
Hội
viên
đồng:
hướng
dẫn:
Giảng
viên
phản
biện:
Tp. Hồ Chí Minh, ngày…tháng…năm 201
LỜI CÁM ƠN
Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp, em đã nhận được nhiều sự giúp đỡ, đóng góp ý
kiến và chỉ bảo nhiệt tình của thầy cơ, gia đình và bạn bè.
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Thầy PGS.TS. Đỗ Văn Dũng, người đã tận tình
hướng dẫn, chỉ bảo em trong suốt quá trình làm đồ án.
Em cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật
Thành phố Hồ Chí Minh nói chung, các thầy trong Bộ mơn Điện tử ơ tơ – khoa Cơ khí
động lực nói riêng đã hướng dẫn, dạy dỗ, hỗ trợ tận tình cho em giúp em có được những
kinh nghiệm, kiến thức, kỹ năng quý báu để hoàn thành đồ án.
Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn gia đình và bạn bè, đã luôn tạo điều kiện, quan
tâm, giúp đỡ, động viên em trong suốt q trình học tập và hồn thành đồ án tốt nghiệp.
TP.HCM, ngày.....tháng....năm.....
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Tiến Phúc
1
TĨM TẮT
Nhằm mục đích tạo ra một thiết bị có thể test được các thiết bị điện ô tô với nhiều mức áp
khác nhau mà không phải dùng thông qua một công cụ nào khác. Em được khoa phân
công làm đồ án bộ nguồn đa năng để có thể test trực tiếp thiết bị điện ô tô từ accu. Với
tiêu chí đơn giản, dễ sử dụng bộ nguồn đa năng có thể đáp ứng nhu cầu kiểm tra cơ bản
các thiết bị điện ô tô mà mọi đối tượng đều có thể dễ dàng sử dụng.
Bộ nguồn đa năng được tạo ra với mục đích tạo ra điện áp ngõ ra ổn định cao không phụ
thuộc ngõ vào (sử dụng mạch hồi tiếp – feedback) vì thế sẽ khơng làm ảnh hưởng đến
thiết bị kiểm tra. Có đồng hồ Vơn kế giúp hiển thị điện áp đầu ra thiết bị, đồng thời cũng
xác định được thiết bị được cấp nguồn hay chưa? Hơn thế nữa để bảo vệ bộ nguồn trong
trường hợp q tải, thiết bị sẽ có cầu chì bảo vệ.
Với sự cố gắng nỗ lực không ngừng của bản thân cộng sự giúp đỡ của thầy cô bạn bè
nhưng do thời gian có hạn, kinh nghiệm cịn hạn chế chắc chắn đồ án này cịn những
thiếu sót em mong sự góp ý từ các thầy để sản phẩm được hoàn thiện hơn.
2
MỤC LỤC
LỜI CÁM ƠN.....................................................................................................................i
TÓM TẮT.......................................................................................................................... ii
MỤC LỤC........................................................................................................................ iii
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU........................................................vi
DANH MỤC CÁC HÌNH................................................................................................vii
DANH MỤC CÁC BẢNG.................................................................................................x
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN ĐỀ TÀI.................................................................................1
1.1. Lý do chọn đề tài:....................................................................................................1
1.2. Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu:..........................................................................2
1.2.1. Mục tiêu:...........................................................................................................2
1.2.2. Nhiệm vụ:.........................................................................................................2
1.3. Phương pháp nghiên cứu:........................................................................................2
1.4. Các bước thực hiện:.................................................................................................2
1.5. Kế hoạch nghiên cứu:..............................................................................................3
CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT...................................................................................4
2.1. Các loại điện áp trên ô tô:........................................................................................4
2.2. Phương pháp kiểm tra các thiết bị điện trên ô tô:....................................................5
2.2.1. Các bước cơ bản kiểm tra hệ thống điện ôtô:....................................................5
2.2.2. Khái niệm về các bước kiểm tra cơ bản:...........................................................6
2.3. Kiểm tra các thiết bị điện, cảm biến và bộ chấp hành:.............................................8
2.3.1. Giới thiệu:.........................................................................................................8
2.3.2. Kiểm tra cảm biến:..........................................................................................10
2.3.3. Kiểm tra bộ chấp hành:...................................................................................10
2.4. Dụng cụ và thiết bị đo:...........................................................................................10
2.4.1. Bút thử điện 12V (Test light):.........................................................................10
2.4.2. Đồng hồ vạn năng kim/điện tử (Analog Multimeter/Digital Multimeter):......13
2.4.2.1. Cách sử dụng đồng hồ vạn năng:.............................................................14
2.4.2.2. Bảo quản đồng hồ vạn năng:....................................................................17
2.4.2.3. Ưu và nhược điểm của từng loại đồng hồ vạn năng:................................18
2.4.3. Oscilloscope (Máy đo hiện sóng hay dao động ký):.......................................19
3
2.4.3.1. Giới thiệu chung máy hiện sóng Oscilloscope:........................................19
2.4.3.2. Chức năng Oscilloscope:.........................................................................20
2.4.3.3. Chức năng của các nút điều chỉnh trên Oscilloscope:..............................23
2.4.3.4. Một số ứng dụng của máy hiện sóng:......................................................26
2.4.3.5. Hướng dẫn Calibration máy:....................................................................30
2.4.4. Máy chẩn đốn lỗi ơ tơ (Scanner/Fault code reader and analyzer):.................33
2.4.4.1. Giới thiệu về OBD (On-Board Diagnostic):............................................33
2.4.4.2. Nguyên lý của OBD:................................................................................33
2.4.4.3. Cách đọc DTC:........................................................................................35
2.4.4.4. OBD2 (On-Board Diagnostic System, Generation 2):.............................36
2.4.4.5. EOBD:.....................................................................................................38
2.4.5. Thiết Bị Kiểm Tra Hệ Thống Điện Ơ Tơ Đa Năng:........................................40
2.4.6. Kiểm tra khí thải:............................................................................................40
2.4.6.1. Giới thiệu:................................................................................................40
2.4.6.2. Phép đo khí thải:......................................................................................42
2.4.7. Kiểm tra áp suất:.............................................................................................42
2.4.7.1. Giới thiệu:................................................................................................42
2.4.7.2. Kiểm tra áp suất bơm nhiên liệu:.............................................................43
CHƯƠNG 3. THIẾT KẾ BỘ NGUỒN ĐA NĂNG DÙNG TRONG KIỂM TRA THIẾT
BỊ ĐIỆN Ô TÔ................................................................................................................. 45
3.1. Cơ bản về máy biến áp và bộ nguồn đa năng:.......................................................45
3.1.1. Cơ bản về máy biến áp...................................................................................45
3.1.2. Sơ đồ khối bộ nguồn đa năng:........................................................................47
3.2. Mạch tạo xung:......................................................................................................48
3.3. Chế tạo biến áp xung:............................................................................................49
3.3.1. Yêu cầu thiết kế:.............................................................................................49
3.3.2. Thiết kế mạch tạo xung:..................................................................................49
3.3.3. Tính tốn biến áp xung theo kiểu PUSH-PULL:............................................50
3.3.4. Chế tạo biến áp xung:.....................................................................................51
3.3.4.1. Giới thiệu các linh kiện cơ bản:...............................................................51
3.3.4.2. Các linh kiện khác:..................................................................................57
4
3.4. Chế tạo mạch điều khiển:......................................................................................58
3.4.1. Giới thiệu Arduino Nano................................................................................58
3.4.2. Mạch điều khiển với Arduino Nano................................................................60
3.4.3. Lập trình Arduino Nano:.................................................................................62
CHƯƠNG 4. Thử nghiệm Bộ nguồn đa năng..................................................................66
4.1. Test điện áp ra bộ nguồn đa năng bằng Oscilloscope:............................................66
4.2. Test bộ nguồn đa năng với bóng đèn sợi đốt:.........................................................68
4.3. Kết luận:................................................................................................................71
5
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU
A/F: Air/Fuel
AC: Alternating Current
CAN: Controller Area Network
CRT: Cathode Ray Tube
DC: Direct Current
DLC: Data Link Connector
DMM: Digital Multimeter
DTCs: Diagnostic Trouble Codes
ECU: Electronic Control Unit
EOBD: European On-Board Diagnostics
IC: Integrated Circuit
KNK: Knock Sensor
LCD: Liquid Crystal Display
LED: Light Emitting Diode
LIN: Local Interconnect Network
MAP: Manifold Absolute Pressure
MIL: Malfunction Indicator Light
MOSFET: Metal-Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor
NPN: Negative-Positive-Negative
OBD: On-Board Diagnostics
SMPS: Switching Mode Power Supply
USB: Universal Serial Bus
VOM: Volt-Ohm-Milliammeter
λ: Lambda
6
DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 2.1. Mối quan hệ giữa tỉ lệ nhiên liệu và điện áp đầu ra của cảm biến Oxy..............4
Hình 2.2. Cảm biến oxy (Oxygen sensor)..........................................................................4
Hình 2.3. Các bước kiểm tra hệ thống điện ơ tơ.................................................................5
Hình 2.4. Chẩn đốn bằng cách kiểm tra điện áp...............................................................6
Hình 2.5. Kiểm tra nguồn điện trên xe ơ tơ........................................................................7
Hình 2.6. Dung lượng pin..................................................................................................7
Hình 2.7. Cách tháo giắc nối..............................................................................................8
Hình 2.8. Cách kiểm tra Transistor NPN............................................................................9
Hình 2.9. Kiểm tra điện áp đầu ra của Cảm biến Oxy......................................................10
Hình 2.10. Bút thử điện 12V cho ơ tơ...............................................................................11
Hình 2.11. Cách sử dụng Test light..................................................................................11
Hình 2.12. Chức năng kiểm tra hở mạch của Test light....................................................12
Hình 2.13. Chức năng kiểm tra cầu chì của bút thử điện..................................................12
Hình 2.14. Dùng bút thử điện test 2 cực cầu chì..............................................................13
Hình 2.15. Đồng hồ vạn năng điện tử / kim.....................................................................13
Hình 2.16. Xoay thang đo đến giá trị 250VAC.................................................................14
Hình 2.17. Điện áp trên đồng hồ......................................................................................14
Hình 2.18. Cách đo dịng điện một chiều.........................................................................15
Hình 2.19. Cách đo thơng mạch.......................................................................................16
Hình 2.20. Dây cịn ngun đồng hồ lên kim/ đồng hồ số hiện giá trị trở dây.................16
Hình 2.21. Khi dây đứt, kim đồng hồ sẽ đứng yên/ đồng hồ số OL (over limit)..............17
Hình 2.22. Oscilloscope hiển thị kết quả trên laptop........................................................19
Hình 2.23. Oscilloscope Autoscope Viso.........................................................................19
Hình 2.24. Oscilloscope CRT/ Oscilloscope LCD...........................................................20
Hình 2.25. Kiểm tra cảm biến vị trí bướm ga trên Oscilloscope......................................21
Hình 2.26. So sánh 2 tín hiệu trên Oscilloscope...............................................................22
Hình 2.27. Oscilloscope theo dõi sự thay đổi điện áp accu..............................................22
Hình 2.28. Tiến hành Calibration.....................................................................................31
Hình 2.29. Thiết lập thơng số chuẩn.................................................................................31
Hình 2.30. Đưa điểm sáng về gốc tọa độ..........................................................................32
7
Hình 2.31. Thiết lập độ rộng chuẩn..................................................................................32
Hình 2.32. Thiết lập độ rộng xung 1kHz..........................................................................33
Hình 2.33. Đặc tính cảm biến nhiệt độ nước làm mát......................................................34
Hình 2.34. Nguyên lý của OBD.......................................................................................34
Hình 2.35. Cách đọc DTC................................................................................................35
Hình 2.36. Máy chẩn đốn dùng bàn phím và màn hình cảm ứng (touchscreen).............36
Hình 2.37. Mã lỗi OBD2..................................................................................................37
Hình 2.38. Cổng cái OBD2 trên xe..................................................................................37
Hình 2.39. Cổng kết nối loại A / Cổng kết nối loại B.......................................................38
Hình 2.40. Chân ra của cổng cái OBD2 nhình từ phía trước............................................38
Hình 2.41. Thiết bị kiểm tra hệ thống điện ô tô đa năng..................................................40
Hình 2.42. Dụng cụ kiểm tra khí xả.................................................................................41
Hình 2.43. Kiểm tra khí xả trên ơ tơ.................................................................................41
Hình 2.44. Kit đo áp suất nhiên liệu.................................................................................42
Hình 2.45. Thiết bị đo áp suất nén...................................................................................43
Hình 2.46. Kiểm tra áp lực nhiên liệu..............................................................................44
Hình 3.1. Cấu tạo máy biến áp.........................................................................................45
Hình 3.2. Ứng dụng của PWM.........................................................................................48
Hình 3.3. Sơ đồ mạch tạo xung........................................................................................49
Hình 3.4. Sơ đồ chế tạo biến áp xung...............................................................................50
Hình 3.5. Sơ đồ chân SG3525..........................................................................................51
Hình 3.6. Ứng dụng tăng điện áp của SG3525 và IRF3205.............................................53
Hình 3.7. Sơ đồ chân MOSFET IRF3205........................................................................54
Hình 3.8. Sơ đồ chân ULN2003.......................................................................................55
Hình 3.9. Ứng dụng ULN2003 điều khiển relay..............................................................55
Hình 3.10. Sơ đồ nguồn xung...........................................................................................56
Hình 3.11. Biến áp xung...................................................................................................57
Hình 3.12. Mạch in nguồn xung.......................................................................................58
Hình 3.13. Biến áp xung sau khi chế tạo..........................................................................58
Hình 3.14. Arduino Nano.................................................................................................59
Hình 3.15. Mạch điều khiển dùng Arduino Nano.............................................................60
8
Hình 3.16. PCB điều khiển..............................................................................................61
Hình 3.17. Mạch điều khiển Arduino Nano......................................................................61
Hình 3.18. Bộ nguồn đa năng sau khi chế tạo..................................................................65
Hình 4.1. Điện áp ra tại 3V..............................................................................................66
Hình 4.2. Điện áp ra tại 5V..............................................................................................66
Hình 4.3. Điện áp ra tại 9V..............................................................................................67
Hình 4.4. Điện áp ra tại 12V............................................................................................67
Hình 4.5. Điện áp ra tại 24V............................................................................................67
Hình 4.6. Điện áp ra tại 110V..........................................................................................68
Hình 4.7. Test bộ nguồn tại 3V với đèn 24V-21W...........................................................68
Hình 4.8. Test bộ nguồn tại 5V với đèn 24V-21W...........................................................69
Hình 4.9. Test bộ nguồn tại 9V với đèn 24V-21W...........................................................69
Hình 4.10. Test bộ nguồn tại 12V với đèn 24V-21W.......................................................70
Hình 4.11. Test bộ nguồn tại 24V với đèn 24V-21W........................................................70
Hình 4.12. Test bộ nguồn tại 110V với đèn 220V-75W....................................................71
9
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1. Kiểm tra các linh kiện điện tử............................................................................9
10
CHƯƠNG 1.TỔNG QUAN ĐỀ TÀI
1.1. Lý do chọn đề tài:
Cùng với sự phát triển của nền kinh tế, khoa học kỹ thuật trên con đường cơng nghiệp
hố, hiện đại hố đất nước. Ngành điện-điện tử nói chung và điện-điện tử ô tô nói riêng
đã có những bước tiến vượt bậc và mang lại những thành quả đáng kể. Để thúc đẩy nền
kinh tế của đất nước ngày càng phát triển, giàu mạnh thì phải đào tạo cho thế hệ trẻ có đủ
kiến thức để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của xã hội. Đòi hỏi phải nâng cao chất
lượng đào tạo thì phải đưa ra các phương tiện dạy học hiện đại vào trong giảng đường,
trường học có như vậy thì trình độ của con người sẽ ngày càng cao mới đáp ứng được
nhu của xã hội. Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM là một trong số những
trường đã rất chú trọng đến việc hiện đại hoá trang thiết bị nhằm nâng cao hiệu quả trong
giảng dạy cũng như giúp sinh viên có khả năng thực tế cao.
Để sinh viên tăng khả năng tư duy và làm quen với công việc thiết kế, chế tạo em đã
được giao nhiệm vụ thực hiện đồ án: “Thiết kế chế tạo bộ nguồn đa năng điện áp dùng
trong kiểm tra các thiết bị điện ô tô” nhằm củng cố về mặt kiến thức trong quá trình thực
tế.
Sau khi nhận đề tài, nhờ sự giúp đỡ tận tình của giảng viên hướng dẫn cùng với sự nỗ lực
cố gắng của bản thân, sự tìm tịi, nghiên cứu tài liệu, đến nay đồ án của em về mặt cơ bản
đã hoàn thành. Trong quá trình thực hiện dù đã rất cố gắng nhưng do trình độ cịn hạn chế
kinh nghiệm cịn ít nên khơng thể tránh khỏi sai sót. Em mong nhận được sự chỉ bảo giúp
đỡ và đóng góp ý kiến của các thầy trong khoa để đồ án của em ngày càng hoàn thiện
hơn.
Em xin chân thành cảm ơn thầy PGS.TS. Đỗ Văn Dũng cùng với các thầy trong khoa
đã giúp em hoàn thành đồ án.
1
1.2. Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu:
1.2.1.
Mục tiêu:
Vận dụng các lý thuyết đã học trên giảng đường, kết hợp với khả năng tự học hỏi, tìm tịi
để nghiên cứu, thiết kế, chế tạo bộ nguồn đa năng dùng trong kiểm tra các thiết bị điện ơ
tơ.
Tạo được mơ hình ứng dụng vào hoạt động giảng dạy và kiểm tra các thiết bị điện không
chỉ cho lĩnh vực ô tô mà có thể trong các lĩnh vực khác.
Nâng cao khả năng tự học, nghiên cứu, thiết kế, chế tạo của sinh viên.
1.2.2.
Nhiệm vụ:
Tìm hiểu các loại điện áp sử dụng trên ơ tơ.
Tìm hiểu các phương pháp kiểm tra các thiết bị điện trên ơ tơ.
Tìm hiểu cơng dụng, cách sử dụng các linh kiện điện tử để chế tạo bộ nguồn đa năng
dùng trong kiểm tra các thiết bị điện ô tô.
Thử nghiệm sản phẩm với các thiết bị điện ô tô.
Đảm bảo bộ nguồn hoạt động tốt, điện áp ra ổn định và không phụ thuộc vào sự thay đổi
của điện áp đầu vào (12Volt accu), có phương án bảo vệ bộ nguồn trong trường hợp quá
tải, đáp ứng nhu cầu thực tế.
1.3. Phương pháp nghiên cứu:
Nghiên cứu lý thuyết, dựa trên các điện áp, và công suất của các thiết bị điện ô tô để chế
tạo bộ nguồn đa năng.
Từ những thơng số tính tốn, kết hợp với thực nghiệm để thiết kế chế tạo sản phẩm.
Sau khi hoàn thành tiến hành thử nghiệm bộ nguồn đa năng.
Đánh giá lại sản phẩm, đưa ra các phương án cải tiến.
1.4. Các bước thực hiện:
Nghiên cứu lý thuyết về các loại điện áp trên cũng như phương pháp kiểm tra các thiết bị
điện ô tô.
Nghiên cứu lý thuyết về bộ nguồn, điện tử công suất, để tạo ra sản phẩm phù hợp thực tế.
Thử nghiệm sản phẩm với các thiết bị điện ô tô.
Viết báo cáo và bảo vệ đồ án.
2
1.5. Kế hoạch nghiên cứu:
10/11/2017 - 12/2017: nhận đề tài tiến hành nghiên cứu lý thuyết về điện áp, công suất
cũng như phương pháp kiểm tra các thiết bị điện ô tô.
12/2017 – 01/2018: nghiên cứu phương án tăng điện áp từ 12VDC accu lên 100VDC để
kiểm tra kim phun hệ thống Common rail.
01/2018: nghiên cứu lập trình vi điều khiển để tạo ra đầu ra với nhiều mức điện áp ổn
định, đồng thời tìm phương án bảo vệ bộ nguồn trong trường hợp q tải. Sau đó tiến
hành hồn chỉnh, thử nghiệm sản phẩm và viết báo cáo đồ án.
3
CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1. Các loại điện áp trên ô tô:
Hệ thống điện trên ô tô là loại đa điện áp (multi-voltage):
Cảm biến oxy 0.1- 0,9V
Hình 2.1. Mối quan hệ giữa tỉ lệ nhiên liệu và điện áp đầu ra của cảm biến Oxy
Hình 2.2. Cảm biến oxy (Oxygen sensor)
4
Cảm biến kích nổ 2,4V
Cảm biến A/F (Cảm biến tỉ số khơng khí và nhiên liệu) 3,3V.
5V (chiếm đa số) là điện áp hoạt động của các cảm biến.
9V cho một số cảm biến Hall.
12V cho ô tô du lịch và xe tải nhỏ.
24V cho xe tải lớn.
48V cho xe quân sự.
Khoảng 80-150V cho các kim phun động cơ Common rail để nhấc kim và trở lại 12V để
giữ kim.
30-40kV cho hệ thống đánh lửa.
2.2. Phương pháp kiểm tra các thiết bị điện trên ô tô:
2.2.1.
Các bước cơ bản kiểm tra hệ thống điện ơtơ:
Mặc dù có rất nhiều các phương pháp khác nhau để kiểm tra hệ thống và các thiết bị điện,
nhưng cần thực hiện việc kiểm tra cơ bản để xác định liệu các thiết bị điện có làm việc
bình thường hay khơng.
Hình 2.3. Các bước kiểm tra hệ thống điện ô tô
Bước 1: Kiểm tra xem có điện áp ở các cực khơng.
Bước 2: Kiểm tra nguồn điện có tốt khơng.
Bước 3: Kiểm tra xem tiếp mát có tốt khơng.
5
Bước 4: Kiểm tra xem các thiết bị điện trong mạch có hoạt động bình thường khơng.
Bước 5: Kiểm tra việc nối mạch có đúng khơng.
2.2.2.
Khái niệm về các bước kiểm tra cơ bản:
Bước 1: Kiểm tra xem có điện áp ở các cực không. Trong bước này, kiểm tra xem có
dịng điện đi qua phụ tải trong mạch hay khơng. Nếu việc kiểm tra cho thấy rằng có điện
áp nguồn bình điện tác động lên phụ tải, thì điện giữa nguồn và phụ tải là bình thường và
trục trặc có thể là ở trong các thiết bị điện hoặc tiếp mát không tốt. Nếu điện áp nguồn
điện không tác động lên phụ tải , thì cần kiểm tra giữa nguồn điện và phụ tải.
Hình 2.4. Chẩn đốn bằng cách kiểm tra điện áp
6
Bước 2: Kiểm tra nguồn điện có tốt khơng.Điện áp tác động lên phụ tải phải đủ để phụ tải
làm việc bình thường. Trên ơ tơ, nguồn điện ở đây được coi là bình điện accu. Khi phụ tải
được giới hạn, thì cầu chì cần được kiểm tra như là nguồn điện.Nếu điện áp nguồn điện
khơng bình thường (khơng nên nhỏ hơn 12,6 VDC – Hayness manual), thì phải tìm ra
được nguyên nhân và sửa chữa. Trong trường hợp này, cũng cần kiểm tra việc tiếp mát
như nói ở bước 3. Khi nguồn điện bình thường thì chuyển sang bước 4.
Hình 2.5. Kiểm tra nguồn điện trên xe ơ tơ
Hình 2.6. Dung lượng pin
Bước 3: Kiểm tra xem tiếp mát có tốt khơng.Tiếp mát khơng tốt thì mạch điện sẽ bị trục
trặc. Trong bước này, cần kiểm tra xem phụ tải và nguồn điện có tiếp mát tốt khơng.
Bước 4: Kiểm tra xem các thiết bị điện trong mạch có hoạt động bình thường khơng.Nếu
nguồn điện là bình thường và mạch tiếp mát tốt, nhưng điện áp không tác động lên phụ
tải, thì cần kiểm tra thiết bị điện mắc trong mạch đó.Việc kiểm tra đầu tiên là xem điện áp
có tác động lên phụ tải hay khơng. Nếu phụ tải có điện áp tới nhưng vẫn khơng có dịng
điện đi qua thì thiết bị đó có thể bị hư hỏng.
7
Bước 5: Kiểm tra việc nối mạch có đúng khơng.Việc kiểm tra bước này được thực hiện
khi không phát hiện ra trục trặc qua 4 bước trên. Trong bước này, cần kiểm tra lần lượt
xem có bị hở mạch hoặc lỏng chỗ nối hay không, đặc biệt chú ý tới các giắc nối có bị
lỏng hay chập mạch do rách, nứt vỡ nhựa hay băng keo cách điện hay không.
Lưu ý: Vì màu của các giắc nối khác nhau trên các loại xe, nên khi xử lý trục trặc các
mạch điện cần nghiên cứu kỹ sơ đồ mạch điện dùng cho loại xe đó, và cần kiểm tra theo
màu dây.Cần ln ln dùng 2 tay để tháo giắc nối, vì kéo giắc nối bằng 1 tay có thể làm
hư hỏng giắc nối.
Hình 2.7. Cách tháo giắc nối
2.3. Kiểm tra các thiết bị điện, cảm biến và bộ chấp hành:
2.3.1.
Giới thiệu:
Các thiết bị điện ơ tơ đơn lẻ có thể được kiểm tra bằng nhiều cách khác nhau nhưng với
một đồng hồ vạn năng VOM (Volt-Ohm-Milliammeter) hay một máy đo hiện sóng
(Oscilloscope) thường là lựa chọn tốt nhất. Bảng bên dưới chỉ ra vài phương pháp kiểm
tra các thiết bị đã được tháo rời khỏi mạch điện.
8
