Thiết kế, chế tạo thiết bị giao tiếp thông tin hỗ trợ thi xe ECO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Đề tài:

THIẾT KẾ, CHẾ TẠO THIẾT BỊ GIAO TIẾP
THÔNG TIN HỖ TRỢ THI XE ECO

GVHD: Th.S NGUYỄN TRỌNG THỨC
SVTH: LÊ BÌNH AN
MSSV: 14145001
SVTH: NGUYỄN PHÚ CƯỜNG
MSSV: 14145025

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 01 năm 2018


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Chun ngành: Cơng nghệ Kỹ thuật Ơ tơ
Đề tài:

THIẾT KẾ, CHẾ TẠO THIẾT BỊ GIAO TIẾP
THÔNG TIN HỖ TRỢ THI XE ECO

GVHD: Th.S NGUYỄN TRỌNG THỨC
SVTH: LÊ BÌNH AN
MSSV: 14145001

SVTH: NGUYỄN PHÚ CƯỜNG
MSSV: 14145025

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 01 năm 2018


TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ
THUẬT TP. HCM

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT
NAM
Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

TP. Hồ Chí Minh, ngày

tháng năm 2018

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên: LÊ BÌNH AN

- MSSV: 14145001

Họ và tên sinh viên: NGUYỄN PHÚ CƯỜNG - MSSV: 14145025
Chun ngành: Cơng nghệ Kỹ thuật Ơtơ

- Mã ngành đào tạo: 52510205

Tên tiếng Anh: Automotive Engineering Technology

Hệ đào tạo: ĐẠI HỌC CHÍNH QUY

- Mã hệ đào tạo: K14145

Khóa: 2014

Lớp: 141452A-141452B

1. Tên đề tài:
THIẾT KẾ, CHẾ TẠO THIẾT BỊ GIAO TIẾP THÔNG TIN HỖ TRỢ THI XE
ECO
2. Nhiệm vụ đề tài:
1. Nghiên cứu về hệ thống điều khiển phun nhiên liệu, cách truyền tín hiệu từ xe
ECO lên điện thoại
2. Nghiên cứu các module, các linh kiện điện tử sử dụng trong mạch
3. Nghiên cứu gia thức truyền nhận tín hiệu khơng dây Zigbee
4. Lập trình App Inventor2 hiển thị lên điện thoại Android
5. Viết thuyết minh cho đề tài.
3.Sản phẩm đề tài:

4. Ngày giao nhiệm vụ đề tài: 18/10/2017
5. Ngày hồn thành nhiệm vụ: 12/01/2018
TRƯỞNG BỘ MƠN

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ
THUẬT TP. HCM
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN
Tên đề tài: THIẾT KẾ, CHẾ TẠO THIẾT BỊ GIAO TIẾP THÔNG TIN HỖ
TRỢ THI XE ECO
MSSV: 14145001

Hội đồng:…………

Họ và tên sinh viên: Nguyễn Phú Cường MSSV: 14145025

Hội đồng:…………

Họ và tên sinh viên: Lê Bình An
Ngành đào tạo: Cơng nghệ Kỹ thuật Ơtơ.
I. NHẬNXÉT

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 01 năm 2018
Giảng viên hướng dẫn
(Ký & ghi rõ họ tên)


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ
THUẬT TP. HCM
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN
Tên đề tài: THIẾT KẾ, CHẾ TẠO THIẾT BỊ GIAO TIẾP THÔNG TIN HỖ
TRỢ THI XE ECO
Họ và tên sinh viên: Lê Bình An

MSSV: 14145001

Họ và tên sinh viên: Nguyễn Phú Cường MSSV: 14145025
Ngành đào tạo: Cơng nghệ Kỹ thuật Ơtơ.
I. NHẬNXÉT
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.HCM, ngày

tháng 01 năm 2018

Giảng viên phản biện
(Ký, ghi rõ họ tên)


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ
THUẬT TP. HCM
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
XÁC NHẬN HOÀN THÀNH ĐỒ ÁN
Tên đề tài: THIẾT KẾ, CHẾ TẠO THIẾT BỊ GIAO TIẾP THÔNG TIN HỖ
TRỢ THI XE ECO
Họ và tên sinh viên: LÊ BÌNH AN

MSSV: 14145001

Họ và tên sinh viên: NGUYỄN PHÚ CƯỜNG

MSSV: 14145025

Ngành đào tạo: Cơng nghệ Kỹ thuật Ơtơ.
Sau khi tiếp thu và điều chỉnh theo góp ý của Giảng viên hướng dẫn. Đồ án tốt nghiệp
đã được hoàn chỉnh đúng theo yêu cầu về nội dung và hình thức.
Chủ tịch Hội đồng: .............................................................................................

.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
Giảng viên hướng dẫn: .......................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
Giảng viên phản biện: ........................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
Tp. HCM, ngày tháng 01 năm 2018


LỜI CẢM ƠN
.
Qua những tháng năm được học tập dưới mái trường chúng em đã nhận được sự
dạy bảo, sự giúp đỡ tận tình của q thầy cơ Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.Hồ
Chí Minh, chúng em tự tin có thể vượt qua được những chặng đường đầy khó khăn và
thử thách để đạt được mục đích học tập cuối cùng. Với lòng biết ơn chân thành và sâu
sắc, chúng em xin được gởi lời cảm ơn đến:
Thầy Th.s Nguyễn Tro ̣ng Thức, thầy đã trực tiếp hướng dẫn đề tài, người tận tình
chỉ dẫn, quan tâm theo dõi trong suốt thời gian thực hiện đề tài từ đó chúng em đã tích
lũy cho mình những kiến thức bổ ích.
Q thầy trong bộ mơn động cơ, bộ mơn điện tử ơ tơ thuộc Khoa Cơ khí Động lực
Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh đã giúp đỡ, hướng dẫn và
chỉ bảo nhiệt tình cho chúng em trong suốt thời gian thực hiện nghiên cứu.
Quý thầy cô Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh đã tận tình
chỉ dạy, truyền đạt kiến thức cần thiết cũng như tạo điều kiện thuận lợi cho chúng em
trong suốt thời gian học tập vừa qua.
Các bạn sinh viên các khóa, đã cùng trao đổi kiến thức và giúp đỡ chúng tôi trong
suốt thời gian học tập.
Chân thành cảm ơn quý thầy cô, nhà trường đã quan tâm và tạo điều kiện cho chúng

em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này.
Dù chúng em đã rất cố gắng nhưng chắc hẳn không tránh khỏi sự thiếu sót, rất
mong những ý kiến đóng góp từ quý thầy cơ để luận văn được hồn thiện hơn. Sau cùng,
chúng em xin kính chúc sức khỏe q thầy cơ trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành
Phố Hồ Chí Minh, chúc thầy cô luôn thành công trong công việc và cuộc sống.
Tp. Hồ Chí Minh, ngày 10 tháng 01 năm 2018
Sinh viên thực hiện
Lê Bình An – Nguyễn Phú Cường

i


TÓM TẮT
.
“Thiế t kế , chế ta ̣o thiế t bi giao
tiế p thông tin hỗ trơ ̣ thi xe ECO” ta ̣o ra mô ̣t hê ̣
̣
thố ng giao tiế p thông tin giữa lái xe, đô ̣i trưởng và các thành viên khác trong quá triǹ h thi
đấ u xe ECO. Với đề tài này, chúng em đã thiết kế được 3 ứng du ̣ng trên điê ̣n thoa ̣i dùng
để hiể n thi ̣ thông tin cho tài xế, cho người đội trưởng và các thành viên khác. Bên ca ̣nh
đó chúng em còn truyề n đươ ̣c các dữ liê ̣u của đô ̣ng cơ ở khoảng cách vào khoảng 1km
với điều kiện tối ưu nhất. Lưu đươ ̣c các dữ liê ̣u của từng vòng cha ̣y.

ii


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN .......................................................................................................................i
TÓM TẮT ........................................................................................................................... ii
MỤC LỤC ......................................................................................................................... iii

MỤC LỤC TỪ VIẾT TẮT ............................................................................................... xii
MỤC LỤC HÌNH ẢNH .................................................................................................... vii
MỤC LỤC BẢNG BIỂU ....................................................................................................xi
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI ...........................................................................1
1.1.Đặt vấn đề ...................................................................................................................1
1.2.Lý do chọn đề tài ........................................................................................................1
1.3.Mục tiêu đề tài. ...........................................................................................................2
1.4.Phương pháp nghiên cứu. ...........................................................................................2
1.5.Ý nghĩa thực hiện. ......................................................................................................2
1.6.Giới hạn đề tài. ...........................................................................................................2
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT ....................................................................................3
2.1 Giới thiệu về Shell Eco Marathon 2017 và luật chơi .................................................3
2.1.1.Kích thước ............................................................................................................4
2.1.2.Khung Sườn .........................................................................................................6
2.1.3.Bán kính quay vịng .............................................................................................7
2.1.4.Hệ thống khí xả ....................................................................................................8
2.1.5.Lối thốt ...............................................................................................................9
2.1.6.Thơng gió .............................................................................................................9
2.1.7.Vách ngăn động cơ............................................................................................. 10
2.1.8.Hệ thống phanh ..................................................................................................10
2.2 Nguyên lý làm việc động cơ xăng bốn kỳ ................................................................ 11
2.3 Hệ thống phun xăng điện tử PGM – FI trên xe Honda hiện nay.............................. 16
2.3.1 Mô tả hệ thống phun xăng điện tử (PGM – FI). ................................................16
2.3.2 Cấu tạo và sơ đồ hoạt động của hệ thống phun xăng điện tử. ...........................17
2.3.3.Sơ đồ hệ thống và sơ đồ mạch điện ...................................................................18
2.4 Đặc trưng kỹ thuật ....................................................................................................22
2.4.1 So sánh giữa bộ chế hòa khí và hệ thống PGM – FI..........................................22
iii

2.4.2. Vai trò của mỗi cảm biến ..................................................................................32
2.4.3 Bộ điều khiển điện tử ECU ................................................................................40
CHƯƠNG 3: GIỚI THIỆU CÁC MODULE VÀ LINH KIỆN ĐIỆN TỬ .......................44
3.1 Giao thức Zigbee: .....................................................................................................44
3.1.1 Giới thiệu: ..........................................................................................................44
3.1.2 Chuẩn truyền thông không dây IEEE 802.15.4: ................................................44
3.1.3 Các phiên bản của Zigbee: .................................................................................45
3.1.4 Truyền dữ liệu: ...................................................................................................45
3.1.5 Cấu trúc của giao thức Zigbee: ..........................................................................46
3.1.6 Thành phần mạng Zigbee: ..................................................................................47
3.1.7 Mơ hình mạng Zibee: .........................................................................................48
3.1.7.1.Mạng hình sao (Star Network): ...................................................................48
3.1.7.2.Mạng hình lưới (Mesh Network): ................................................................ 48
3.1.7.3.Mạng hình cây (Cluster Tree Topology): ....................................................49
3.1.8 Tầng mạng của ZIGBEE/IEEE802.15.4: ...........................................................49
3.1.9 Tầng ứng dụng của ZIGBEE/IEEE 802.15.4:....................................................52
3.2 Mạch nguồn cho TestBoard: ....................................................................................52
3.2.1 Giới thiệu: ..........................................................................................................52
3.2.2 Thông số kỹ thuật: .............................................................................................. 53
3.2.3 Cách sử dụng: .....................................................................................................53
3.3 Module RF Zigbee UART DRF 1609H: ..................................................................54
3.3.1 Giới thiệu: ..........................................................................................................54
3.3.2 Thông số kỹ thuật: .............................................................................................. 54
3.3.3 Cách sử dụng: .....................................................................................................55
3.4 Module HC-06: .........................................................................................................55
3.4.1 Giới thiệu...........................................................................................................55
3.4.2 Thông số kỹ thuật. ............................................................................................. 56
3.4.3 Cách sử dụng. ....................................................................................................56
3.5 Mạch chuyển USB UART CP 2102: ........................................................................57
3.5.1 Giới thiệu: ..........................................................................................................57

3.5.2 Mô tả chân: .........................................................................................................57
iv


CHƯƠNG 4: GIỚI THIỆU PHẦN MỀM APP INVENTOR2 .........................................59
4.1 Giới thiệu: .................................................................................................................59
4.2 Cách sử dụng: ...........................................................................................................59
4.2.1 Khởi chạy App Inventor: ..................................................................................59
4.2.1.1. Sử dụng Online: ..........................................................................................59
4.2.1.2. Sử dụng offline: ..........................................................................................60
4.2.2 Tạo project mới. ................................................................................................ 60
4.2.3 Giới thiệu các vùng làm việc. ...........................................................................61
4.2.3.1. Palete...........................................................................................................61
4.2.3.2.Viewer..........................................................................................................62
4.2.3.3. Components. ............................................................................................... 62
4.2.3.4. Properties. ...................................................................................................63
4.2.4 Sử dụng các đối tượng. .....................................................................................63
4.2.4.1.Block. ...........................................................................................................64
4.2.4.2. Xuất file APK. ............................................................................................ 65
CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ MẠCH VÀ THI CƠNG. ..........................................................67
5.1 Sơ đờ khớ i:................................................................................................................67
5.1.1 Sơ đồ khố i phát dữ liê ̣u của xe: ..........................................................................67
5.1.2 Sơ đồ khố i nhâ ̣n dữ liê ̣u của xe: .........................................................................68
5.2 nhiê ̣m vu ̣ của từng khố i: ...........................................................................................68
5.2.1 khố i điề u khiể n đô ̣ng cơ: ....................................................................................68
5.2.2 khố i phát dữ liê ̣u của xe: ....................................................................................69
5.2.3 khố i nhâ ̣n dữ liê ̣u của xe (vi ̣trí người lái): ........................................................69
5.3 Thiế t kế lưu đồ thuâ ̣t toán chương triǹ h: ..................................................................71
5.3.1 Lưu đồ khố i phát dữ liê ̣u: ................................................................................71
5.3.2 Lưu đồ khố i nhâ ̣n dữ liê ̣u: ..................................................................................72

5.4 Thiế t kế và thi công: .................................................................................................73
5.4.1 Thiế t kế và thi công khố i phát dữ liê ̣u của xe: ...................................................73
5.4.2 Thiế t kế và thi công khố i nhâ ̣n dữ liê ̣u của xe: ..................................................73
5.4.4 Mô hình thực tế khố i phát dữ liê ̣u của xe: .........................................................74
5.4.5 Mô hiǹ h thực tế khố i nhâ ̣n dữ liê ̣u của xe:.........................................................74
v


5.5 Thiế t kế app hiể n thi ̣thông tin xe trên điê ̣n thoa ̣i:....................................................75
5.5.1 kế t nố i HC-06 và điê ̣n thoa ̣i: ..............................................................................75
5.5.1.1.Phầ n Designer .............................................................................................. 75
5.5.1.2.Phầ n Blocks .................................................................................................76
5.5.2 Tách dữ liê ̣u và hiể n thi ̣dữ liê ̣u: ........................................................................77
5.5.3 Ta ̣o đồ ng hồ đế m thời gian: ...............................................................................79
5.5.4 Ta ̣o đồ ng hồ báo vâ ̣n tố c và tua máy của xe: .....................................................82
CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ. ........................................................................84
6.1 Kết luận: ..................................................................................................................84
6.2 Đề nghị: ...................................................................................................................84
TÀI LIỆU THAM KHẢO. ..............................................................................................845

vi


MỤC LỤC TỪ VIẾT TẮT

ĐCT

:

Điểm chết trên

ĐCD

:

Điểm chết dưới

PGM - FI

:

Programmed Fuel Injection

CPU

:

Central Processing Unit

IAT

:

Intake Air Temperature

CKP

:

Crankcase Position

TP

:

Throttle Position

A/D

:

Analog to Digital Converter

vii


MỤC LỤC HÌNH ẢNH
Hình 2.1: Kích thước giới hạn của xe ..................................................................................5
Hình 2.2: Bố trí các bộ phận trên xe ....................................................................................6
Hình 2.3: Điều kiện thiết kế khung sườn .............................................................................7
Hình 2.4: Bán kính quay vịng .............................................................................................7
Hình 2.5: Tầm nhìn tài xế, Hình 2.6: Đặt lái bánh trước ...................................................8
Hình 2.7: Tiêu chuẩn khí thải và bố trí ống xả ....................................................................8
Hình 2.8: Bố trí cơ cấu gài vỏ và lối thốt ...........................................................................9
Hình 2.9: Bố trí các lỗ thơng gió trên xe ...........................................................................10
Hình 2.10: Bố trí vách ngăn ............................................................................................... 10
Hình 2.11: Thử phanh với độ dốc 20%..............................................................................11
Hình 2.12: Các hành trình làm việc của động cơ xăng 4 kì ...............................................12
Hình 2.13: Đồ thị cơng, Hình 2.14: Đồ thị phối khí của động cơ xăng 4 kì .....................13
Hình 2.18: Nguyên lý điều khiển chung ............................................................................16

Hình 2.19: Sơ đồ khối ........................................................................................................16
Hình 2.20: Vị trí các bộ phận của hệ thống PGM-FI xe Future Neo FI ............................ 17
Hình 2.21: Bộ cảm biến và thân bướm ga (Future Neo FI) ...............................................17
Hình 2.22: Vị trí các bộ phận hệ thống PGM – FI (Air Blade) .........................................18
Hình 2.23: Sơ đồ hệ thống PGM – FI (Future Neo FI) .....................................................19
Hình 2.24: Sơ đồ mạch điện Future Neo FI .......................................................................20
Hình 2.25: Sơ đồ mạch điện Air Blade ..............................................................................21
Hình 2.26: Sự vận hành của bộ chế hịa khí ......................................................................22
Hình 2.27: Sự vận hành của hệ thống PGM-FI .................................................................23
Hình 2.28: Sơ đồ khởi động lạnh với bộ chế hịa khí .......................................................24
Hình 2.29: Sơ đồ khởi động lạnh với PGM-FI ..................................................................24
Hình 2.30: Sơ đồ tăng tốc nhanh với bộ chế hịa khí .........................................................25
Hình 2.31: Sơ đồ tăng tốc nhanh với PGM-FI ...................................................................25
Hình 2.32: Sơ đồ giảm tốc với bộ chế hịa khí ..................................................................26
Hình 2.33: Sơ đồ giảm tốc với PGM-FI ............................................................................27
Hình 2.34: Đường đặc tính độ mở bướm ga (nhỏ) ............................................................ 28
viii


Hình 2.35: Đường đặc tính độ mở bướm ga (lớn) ............................................................. 28
Hình 2.36: Bản đồ thời gian phun theo từng chế độ ..........................................................29
Hình 2.37: Những nhân tố xác định thời gian phun ..........................................................30
Hình 2.38: Sơ đồ thể hiện thời điểm phun ........................................................................32
Hình 2.39: Mạch cảm biến ECT và IAT ............................................................................33
Hình 2.40: Sơ đồ bố trí một số cảm biến trên động cơ PGM-FI .......................................33
Hình 2.41: Cấu tạo cảm biến vị trí trục khuỷu (dịng xe Honda) ......................................34
Hình 2.42: Cấu tạo và đường đặc tuyến cảm biến vị trí cánh bướm ga. ...........................35
Hình 2.43: Cấu tạo và vị trí cảm biến MAP………………………………………… ......36
Hình 2.44: Đường đặc tuyến cảm biến MAP. ...................................................................36
Hình 2.45: Cấu tạo và đường đặc tuyến cảm biến nhiệt độ nước làm mát. .......................37

Hình 2.46: Đường đặc tuyến cảm biến nhiệt độ khí nạp ...................................................37
Hình 2.47: Cấu tạo cảm biến nhiệt độ khí nạp...................................................................38
Hình 2.48: Đường đặc tuyến cảm biến O2 .........................................................................39
Hình 2.49: Sự vận hành của cảm biến góc ........................................................................40
Hình 2.50: Sơ đồ hoạt động của cảm biến góc ..................................................................40
Hình 2.51: Bộ chuyển đổi A/D ..........................................................................................41
Hình 2.52: Bộ đếm .............................................................................................................42
Hình2.53: Bộ nhớ trung gian ............................................................................................. 42
Hình2.54: Bộ khuếch đại ...................................................................................................42
Hình 2.55: Bộ ổn áp ...........................................................................................................43
Hình 3.1: Cấu trúc của zigbee ............................................................................................ 47
Hình 3.2: Mơ hình mạng hình sao zigbee ..........................................................................48
Hình 3.3: Mơ hình mạng hình lưới zigbee .........................................................................49
Hình 3.4: Mơ hình mạng hình cây zigbee ..........................................................................49
Hình 3.5: Dịch vụ bảo mật của zigbee ...............................................................................51
Hình 3.6: Phần thêm vào để mã hóa khung tin ..................................................................52
Hình 3.7: Mạch nguồn TestBoard ......................................................................................53
Hình 3.8: Thơng số kỹ thuật Module RF Zigbee UART DRF 1609H .............................. 55
Hình 3.9: Module HC-06 ...................................................................................................56
Hình 4.1: Giao diện và kết nối với điện thoại. ...................................................................59
ix


Hình 4.2: Giao diện của App Inventor 2. ...........................................................................60
Hình 4.3: Cách tạo 1 project. ............................................................................................. 60
Hình 4.4: Đặt tên cho project. ............................................................................................ 61
Hình 4.5: Giao diện làm việc của App...............................................................................61
Hình 4.6: Vùng làm việc Palete. ........................................................................................62
Hình 4.7: Vùng làm việc Viewer. ......................................................................................62
Hình 4.8: Vùng làm việc Components...............................................................................63

Hình 4.9: Vùng làm việc Properties...................................................................................63
Hình 4.10: Sử dụng đối tượng. ..........................................................................................64
Hình 4.11: Giao diện Blocks. ............................................................................................. 64
Hình 4.12: Cách chọn để xuất file APK. ...........................................................................65
Hình 4.13: Cách chọn kết nối khơng cần xuất file APK. ..................................................65
Hình 4.14: Mã QR..............................................................................................................65
Hình 4.15: Quét mã QR. ....................................................................................................66
Hình 5.1: Sơ đồ khối mạch tổng quát ................................................................................67
Hình 5.2: Sơ đồ khối phát dữ liệu của xe ..........................................................................67
Hình 5.3: Sơ đồ khối nhận dữ liệu của xe ..........................................................................68
Hình 5.4: Sơ đồ mạch điện của hệ thống ...........................................................................69
Hình 5.5: Module Zigbee ...................................................................................................69
Hình 5.6: Module HC-06 ...................................................................................................70
Hình 5.7: Module chuyển đổi mạch nguồn........................................................................70
Hình 5.8: Lưu đồ ................................................................................................................71
khối phát dữ liệu ................................................................................................................71
Hình 5.9: Lưu đồ khối nhận dữ liệu ...................................................................................72
Hình 5.10: Sơ đồ khối phát dữ liệu của xe ........................................................................73
Hình 5.11: Sơ đồ khối nhận dữ liệu của xe ........................................................................73
Hình 5.12: Mơ hình thực tế khối phát dữ liệu....................................................................74
Hình 5.13: Mơ hình thực tế khối nhận dữ liệu ...................................................................74
Hình 5.14: Thiết kế các khối lệnh ......................................................................................75
Hình 5.15: Đối tượng ListPicker........................................................................................75
Hình 5.16: Khối lệnh kết nối với HC-06 ...........................................................................76
x


Hình 5.17: Khối lệnh kết nối với HC-06 ...........................................................................76
Hình 5.18: Địa chỉ bluetooth của thiết bị kết nối ............................................................... 76
Hình 5.19: Khối lệnh hiển thị thông báo khi chưa bật bluetooth ......................................77

Hình 5.20: Thơng báo khi bluetooth chưa bật ...................................................................77
Hình 5.21: Đối tượng Clock .............................................................................................. 78
Hình 5.22: Khối lệnh thiết lập hiển thị các thơng số của xe ..............................................78
Hình 5.23: Khối lệnh tạo đồng hồ đếm thời gian .............................................................. 79
Hình 5.24: Hình ảnh biến số .............................................................................................. 79
Hình 5.25: Cách chèn file ảnh ...........................................................................................80
Hình 5.26: Đồng hồ đếm thời gian ....................................................................................80
Hình 5.27: Khối lệnh thiết lập hiển thị thời gian ............................................................... 81
Hình 5.28: Khối lệnh thiết lập hiển thị thời gian ............................................................... 81
Hình 5.29: Đồng hồ hiển thị thời gian tổng và thời gian từng vịng đấu ...........................82
Hình 5.30: Đồng hồ vận tốc và tua máy ............................................................................82
Hình 5.31: Đối tượng dùng để thiết lập đồng hồ vận tốc và tua máy ................................ 82
Hình 5.32: Ứng dụng hiể n thi ̣thơng sớ của xe được thiết kế bằng App Inventor2 ...........83

xi


MỤC LỤC BẢNG BIỂU

Bảng 2.1: Các thông số cho phép ........................................................................................4
Bảng 2.2: Thông số động cơ Honda Wave S 110cc ..........................................................15
Bảng 2.3: Bảng chú thích các bộ phận trên sơ đồ mạch PGM – FI (Future Neo FI) ........18
Bảng 3.1: Cách sử dụng mạch nguồn TestBoard............................................................... 53
Bảng 3.2: Cách sử dụng Module RF Zigbee UART DRF 1609H .....................................55
Bảng 3.3: Cách sử dụng Module HC-06............................................................................57

xii


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI

1.1.Đặt vấn đề
Là sinh viên của trường đã từng tham gia cuô ̣c thi cuô ̣c thi lái xe sinh thái, tiế t
kiê ̣m nhiên liê ̣u của Honda và cuô ̣c thi Shell Eco-marathon thì nhóm em đã thấ y đươ ̣c
những mă ̣t ha ̣n chế về viê ̣c liên la ̣c giữa lái xe, đô ̣i trưởng và các thành viên trong đô ̣i.
Khó khăn trong viê ̣c bấ m tổ ng thời gian thi đấ u và thời gian cha ̣y của từng vòng. Mă ̣t
khác, viê ̣c truyề n thông số của đô ̣ng cơ từ lái xe ra cho đô ̣i trưởng là không thể . Vì lý do
đó nhóm chúng em đã quyế t đinh
̣ cho ̣n đề tài “thiế t kế , chế ta ̣o thiế t bi ̣giao tiế p thông
tin hỗ trơ ̣ thi xe ECO” để làm đề tài tố t nghiê ̣p với mong muố n ta ̣o ra mô ̣t hê ̣ thố ng
truyề n thông và quản lý thông tin, thông số đô ̣ng cơ mô ̣t cách chă ̣t chẽ để đô ̣i trưởng và
các thành viên có thể nắ m rõ tiǹ h tra ̣ng hoa ̣t đô ̣ng của đô ̣ng cơ và liên la ̣c dễ dàng với lái
xe để có mô ̣t chiế n thuâ ̣t thi đấ u tố t nhấ t và tiế t kiê ̣m nhiên liê ̣u nhấ t. Đồ ng thời lưu la ̣i
thời gian từng vòng cha ̣y vào các thông số như vâ ̣n tố c lớn nhấ t của từng vòng.... Để các
thành viên đứng bên ngoài có thể canh thời gian thi đấ u theo đúng quy đinh
̣ không bi ̣quá
giờ của ban tổ chức đưa ra.
Smart Phone hay cịn gọi là điện thoại thơng minh, hiện nay nó dường như là vật
khơng thể thiếu và không thể tách rời với mọi lĩnh vực hoạt động trong đời sống xã hội.
Với chiếc điện thoại thông minh, con người có thể kết nối nó với nhiều thứ xung quanh
bởi sự tiện nghi của nó. Sự tiê ̣n lơ ̣i của chiếc điện thoại thông minh sẽ giúp kết nối người
lái xe, đồng đội và chiếc xe đang thi đấu, nó hiển thị những thơng số cần thiết lên điện
thoại một cách rõ ràng, sinh đô ̣ng và chính xác nhất. Từ đó người lái xe có thể đưa ra
những điều chỉnh về số lầ n nổ máy và thời gian nổ máy sao cho hợp lý để đa ̣t đươ ̣c mức
tiêu hao nhiên liê ̣u thấ p nhấ t.
1.2.Lý do chọn đề tài
Cuô ̣c thi Shell Eco-marathon là một niềm đam mê của tấ t cả sinh viên công nghê ̣
kỹ thuâ ̣t ngành ô tô trên nhiều nước, chiến thắng là mục tiêu đội nào cũng mong muốn.
Để chiến thắng thì cần có sự phớ i hơ ̣p, tin
́ h toán chiế n thuâ ̣t trước từng vòng cha ̣y và biết
được những thông số cầ n thiế t của đô ̣ng cơ mô ̣t cách chính xác và kiê ̣p thời. Vậy làm sao

để người chạy có thể thấy những thơng số ấy một cách dễ dàng, chính xác là rất cần thiết.
Bên ca ̣nh đó đô ̣i trưởng và các thành viên khác cũng phải biế t đươ ̣c tình tra ̣ng hoa ̣t đô ̣ng
của đô ̣ng cơ để điề u chin̉ h chiế n thuâ ̣t cha ̣y mô ̣t cách hơ ̣p lý.
1


Với những vấn đề trên thì đề tài tốt nghiệp của nhóm em sẽ giúp giải quyết được.
Đề tài này giúp các đô ̣i thi cuô ̣c thi Shell Eco-marathon theo dõi được những thông số
cần thiết của chiếc xe dùng để thi đấu một cách chính xác và sinh động nhất.
1.3.Mục tiêu đề tài.
Mục tiêu của đề tài này là thiết kế ra thiết bị giao tiếp giữa con người và xe. Mọi
thơng số đo được, tính tốn được sẽ được hiển thị lên điện thoại sử dụng hệ điều hành
Android nhờ lập trình App Inventor2. Từ các thơng tin trên người dùng sẽ điều chỉnh các
thông số cho hợp lý để đạt được thành tích mong muốn.
1.4.Phương pháp nghiên cứu.
Để đề tài hồn thành nhóm đã sử dụng rất nhiều phương pháp để nghiên cứu, thông qua
sự hướng dẫn của thầy Nguyễn Trọng Thức và tìm kiếm tài liệu trên mạng, trên
các diễn đàn, tìm đọc tài liệu… Từ đó, có cơ sở để tìm ra những ý tưởng mới để hoàn
thành đề tài một cách tốt nhất.
1.5.Ý nghĩa thực hiện.
Đề tài đã giúp giải quyết được vấn đề theo dõi những thông số cần thiết, cụ thể là
theo dõi được những thông số cần thiết của động cơ, thời gian thi đấu, thời gian từng
vòng chạy. Từ đó người thi đấu dễ theo dõi, đưa ra chiến thuật tốt cho q trình thi đấu
của tồn đội.
1.6.Giới hạn đề tài.

2


CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1 Giới thiệu về Shell Eco Marathon 2017 và luật chơi
“ Shell Eco-Marathon là môt sân chơi cho sinh viên trên toàn thế giới để xây
dựng, thiết kế và lái xe tiết kiệm năng lượng nhất. Sự kiện này được diễn ra hàng năm tại
ba khu vực Châu Á, Châu Mỹ và Châu Âu. Các đội có nhiệm vụ làm sao để xe đi xa hơn
nhưng ít nhiên liệu nhất.
Sự dẫn động trong tương lai của xe
Các kỹ sư tương lai sẽ có một năm để chuẩn bị cho một cuộc chiến chính thức một
vài ngày trên những cung đường đô thị với với chiếc xe tiết kiệm năng lượng nhất của
mình.
Địa điểm
Trong năm 2017, sự kiện Shell Eco-marathon chính diễn ra tại ba địa điểm trên
toàn thế giới:
Shell Eco-marathon Châu Á: 16-ngày 19 Tháng Ba tại Singapore, SG.
Shell Eco-marathon châu Mỹ: 27-ngày 29 Tháng Tư tại Detroit, Michigan, Mỹ.
Shell Eco-marathon Châu Âu: Tháng 25-28, London, Vương quốc Anh.
Làm thế nào để nó hoạt động?
Được chia theo loại xe và loại năng lượng. Loại xe Prototype ( ba bánh) tập trung
chủ yếu vào việc tiết kiệm năng lượng nhất, trong khi đó sự thoải mái hành khách bị mất
đi. Nhưng với loại xe UrbanConcept khuyến khích những thiết kế thực tế hơn. Với những
loại xe thiết kế theo loại năng lượng bao gồm nhiên liệu cho động cơ đốt trong: Xăng,
dầu Diesel, nhiên liệu hóa lỏng từ khí tự nhiên và ethanol
Trong các loại xe điện, xe chạy bằng pin nhiên liệu hydro và pin lithium-based
Cuộc thi về quãng đường
Trong những ngày cuộc thi chính thức diễn ra, các đội nổ lực thực hiện các vịng
đua nhiều nhất có thể để đưa xe đi xa nhất với lượng nhiên liệu ít nhất
Các xe sẽ được lái với số vòng đua cố định và tốc độ giới hạn được quy định bỡi ban tổ
chức. Ban tổ chức cũng có các tính cho người chiến thắng ở mỗi hạng mục đối với từng
loại xe từng loại nhiên liệu
Những hạng mục giải thưởng khác như thành tích cho xe có độ an tồn cao nhất,
giải thưởng làm việc nhóm và giải thiết kế.

3


Cuộc thi truyền cảm hứng cho các kỹ sư trẻ tương lai để biến tầm nhìn của họ về
tính di động bền vững thành hiện thực, dù chỉ trong một vài ngày. Nó cũng là những nổ
lực chói sáng về tất cả những gì đã diễn ra trong cuộc thi để một ngày nào đó có thể chạy
những chiếc xe này trên đường.
Một chút về lịch sử cuộc thi
Trở về ngày cuộc thi năm 1939 khi mà những nhân viên của cơng ty dầu khí Shell
tại Mỹ đã tạo nên một cuộc cá cược vui xem ai có thể đi xa hơn với cùng lượng nhiên
liệu với chiếc xe của mình. Sau đó nó được mở rộng đến nhiều hơn hai châu lục, bao gồm
nhiều loại năng lượng hơn và sự tranh luận sôi nổi về xung quanh tương lai của nguồn
năng lượng và xe”
2.1.1.Kích thước
Bảng 2.1: Các thơng số cho phép
Thơng số

Kí hiệu

Giới hạn

Chiều cao giới hạn trên

Ht

< 100cm

Chiều rộng giới hạn trên

Bt

< 130cm

Chiều dài giới hạn trên

Lt

< 350cm

Chiều rộng giới hạn dưới

Bd

>50cm

Chiều dài giới hạn dưới

Ld

>100cm

Tỉ lệ chiều cao và rộng

h/b

<1.25

Trọng lượng tài xế

Wt

>50kg

Trọng lượng xe

Wx

< 140kg

4


Hình 2.1: Kích thước giới hạn của xe
Vỏ xe
• Vỏ tháo lắp dễ dàng cho việc kiểm tra, độ cứng phù hợp
• Tất cả các bộ phận phải nằm trong vỏ
• Bố trí các chi tiết như ắc quy, hệ thống nhiên liệu, động cơ … 1 cách an toàn và
gọn gàn chắc chắn
• Bánh xe khơng được chạm các bộ phận khác của xe
• Sàn xe phải liền 1 khối khơng chắp nối
• Vỏ xe cũng liền 1 khối dễ tháo lắp và không dùng cửa

5


Hình 2.2: Bố trí các bộ phận trên xe
2.1.2.Khung Sườn
• Chọn vật liệu có độ cứng vững cao
• Nhẹ là yếu tố ưu tiên
• Bao bọc tồn bộ xe để bảo vệ tài xế

• Khơng để nhơ ra các cạnh nhọn và bén kể cả trong và ngồi xe
• Thanh rollbar:
o Cao hơn mũ 5cm
o Cao hơn bình xăng 5cm
o Rộng hơn vai tài xế
o Chịu được 70kg

6


Hình 2.3: Điều kiện thiết kế khung sườn
2.1.3.Bán kính quay vịng
• Bán kính quay vịng < 8m
• Chỉ đặt lái ở bánh trước
• Tầm nhìn tài xế 1800

Hình 2.4: Bán kính quay vịng

7