vivian_heoconmotmi
New Member
Link tải luận văn miễn phí cho ae Kết Nối
DANH MỤC CÁC BẢNG......................................................................................... 6
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ.................................................................................... 6
LỜI MỞ ĐẦU ............................................................................................................ 8
CHƢƠNG I. GIỚI THIỆU NGHIÊN CỨU THEO GIỎI CHUYỂN ĐỘNG CỦA ÔTÔ….9
1.1. Theo dõi chuyển động ô tô......................................................................... …….9
1.2. Nhu cầu và hiện trạng giao thông hiện nay....................................................... 10
1.3. Các phƣơng pháp cảnh báo, đề xuất hƣớng giải quyết ứng dụng MEMS ........ 10
1.3.1 Các ứng dụng phổ cập nhất hiện nay của công nghệ MEMS………………..10
1.3.2. Các ứng dụng thử nghiệm đo rung của công nghệ MEMS………………….11
1.4. Công nghệ chế tạo các sản phẩm MEMS ......................................................... 12
1.4.1. Gia công vi cơ khối..................................................................................12
1.5. Tổng quan cảm biến MEMS ............................................................................. 14
1.5. 1. Cấu trúc của Vi cảm biến gia tốc...........................................................14
1.5.2. Ứng dụng của cảm biến gia tốc...............................................................15
1.5.3. Nguyên tắc hoạt động của vi cảm biến gia tốc kiểu tụ...........................16
CHƢƠNG II. VI CẢM BIẾN GIA TỐC IMU CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO CÁC SẢN
PHẨM MEMS ......................................................................................................... 18
2.1. Tổng quan MPU-60X0………………………………………………………...18
2.2. ứng dụng............................................................................................................ 20
2.3. Các chức năng con quay hồi chuyển .................................................................. 20
2.3.1. Các chức năng gia tốc ..............................................................................21
2.3.2. chức năng MPU-60X0 bao gồm các chức năng bổ sung: ........................21
2. 4. Xử lí chuyển động.............................................................................................22
2.5. Con quay hồi chuyển MEMS ba trục với ADC 16-bit và điều kiện tín hiệu.... 23
2.5.1. Gia tốc kế MEMS ba trục với ADC 16-bit và điều kiện tín hiệu.............23
2.5.2.Tự kiểm tra. ..............................................................................................24
2.5.3. Bộ tạo nhịp trong.....................................................................................25
2.6. Các thanh ghi dữ liệu cảm biến.................................................................... ….25
2.6.1. Đệm FIFO. ..............................................................................................26
2.6. 2. Ngắt. .......................................................................................................26
2.6.3. Phân cực thu và LDO..............................................................................26
2.7. Giao diện nối tiếp I2C và SPI (chỉ MPU-6000) ................................................ 27
2.8. Truyền thông ..................................................................................................... 28
2.9. Giao diện SPI (chỉ MPU-6000)......................................................................... 29
2.10. Nguyên lý hoạt động của cảm biến gia tốc. .................................................... 33
CHƢƠNG III. THIẾT KẾ PHẦN CỨNG...........................................................................35
3.1 Sơ đồ khối .......................................................................................................... 35
3.2. Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển ..................................................................... 36
3.2 Mạch in............................................................................................................... 36
CHƢƠNG IV. PHẦN MỀM ĐIỀU KHIỂN............................................................ 37
4.1. Lập trình giao diện Gyroscope hoạt động cảm biến ......................................... 37
4.2. Giá trị gia tốc góc ............................................................................................. 38
CHƢƠNG V. THÍ NGHIỆM HOẠT ĐỘNG CỦA CẢM BIẾN ............................ 39
5.1: Giới thiệu bộ thí nghiệm quay .......................................................................... 39
5.2: Sơ đồ khối điều khiển ...................................................................................... 40
5.3:Kết quả các thí nghiệm....................................................................................... 40
CHƢƠNG VI. KẾT LUẬN .................................................................................... 47
TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................ 48
PHỤ LỤC. ............................................................................................................... 50
1. Lập trình giao diện Gyroscope hoạt động cảm biến ............................................ 50
2. Giá trị gia tốc góc................................................................................................. 60
Những năm gần đây, công nghệ thông tin kỹ thuật điện tử hiện đại đã đƣợc
ứng dụng rộng rãi trong thực tế. Một trong những ứng dụng của nó là điều khiển
và giám sát các quá trình hoạt động và chuyển động. Cảm biến này đƣợc ứng dụng
trong y học cũng nhƣ giao thông. Trong quá trình mô tả và thực nghiệm, cảm biến
này đƣợc đƣa vào thực tế và đã thực hiện thành công các nhiệm vụ trong một môi
trƣờng năng động. Ứng dụng của cảm biến là giám sát té ngã của ngƣời già, hỗ trợ
nhịp đập ở tim, điều khiển máy bay không ngƣời lái, bung túi hơi trên xe ô tô khi va
chạm,…. Các ADXRS6050 chính là một cảm biến tốc độ góc đầy đủ (con quay) sử
dụng các thiết bị, bề mặt vi xử lý để thực hiện chức năng cảm biến tích hợp với tất
cả các thiết bị điện tử cần thiết trên một chíp. Kỹ thuật sản xuất cho sản phẩm này là
những thiết bị cao cấp có khối lƣợng xử lý trong nhiều lĩnh vực, với độ tin cậy đã
đƣợc chứng minh. Các con quay hồi chuyển cấp công nghiệp là 100% pin gói, nhiệt
độ và chức năng tƣơng thích với các liên quan cấp chuyển động ADXRS620 và
ADXRS622 ADXR6050 con quay hồi chuyển.
Với nội dung “Hệ thống theo dõi chuyển động của xe ôtô sử dụng cảm
biến gia tốc”. Luận văn của tui gồm các phần sau:
Chƣơng I: Giới thiệu nghiên cứu theo dõi chuyển động của xe ô tô
Chƣơng II: Vi cảm biến gia tốc IMU công nghệ chế tạo các sản phẩm
MEMS
Chƣơng III: Thiết kế phần cứng
Chƣơng IV
hần mền điều khiền
Chƣơng V: Thí nghiệm hoạt động hệ thống
Chƣơng VI: Kết luận
1.1. Theo dõi chuyển động ô tô
Chắc rằng trong chúng ta, ai cũng đã có dịp ngắm nhìn những chiếc xe đủ
kiểu dáng, đủ màu sắc chen chúc trong “dòng sông ôtô” khi đƣờng tắc hay thấy
chúng bám đuôi nhau lao vun vút trên đƣờng cao tốc. Nhƣng có lẽ ít ai hiểu rõ, khi
chuyển động, nhất là ở tốc độ cao, ôtô đã chịu tác động của những lực nào. Theo lý
thuyết thì khi chuyển động, ôtô phải khắc phục nhiều loại lực cản: lực cản lăn, lực
quán tính, lực ma sát và nhất là lực cản của gió khi xe lao nhƣ bay về phía trƣớc.
Lực cản lăn liên quan đến chất lƣợng mặt đƣờng, chất lƣợng săm lốp. Lực quán tính
liên quan đến khối lƣợng và gia tốc của xe. Lực ma sát liên quan đến vật liệu, công
nghệ chế tạo và dầu mỡ bôi trơn. Còn lực cản của gió lại liên quan đến hình dạng
khí động học và tốc độ của xe. Đây cũng là loại lực cản phức tạp nhất mà chúng tôi
muốn đề cập đến trong bài này.
Hiệu quả khí động học của một chiếc xe đƣợc xác định bởi hệ số cản (Cd)
của nó. Nói một cách đơn giản, hệ số cản là ảnh hƣởng của hình dạng chiếc xe đối
với sức cản của không khí khi xe chạy. Theo lý thuyết, một mặt cầu kim loại có Cd
bằng 1.0, nhƣng nếu tính đến hiệu ứng nhiễu loạn của không khí phía sau nó thì giá
trị đó xấp xỉ 1.2. Hệ số khí động học thấp nhất là đối với vật thể có dạng hình giọt
nƣớc. Hệ số cản có giá trị 0.05. Tuy nhiên chúng ta khó có thể chế tạo một chiếc xe
giống nhƣ thế. Những chiếc xe hiện đại thƣờng có hệ số cản Cd vào khoảng 0.47.
Lực cản tỷ lệ với hệ số cản, diện tích mũi xe và bình phƣơng vận tốc của phƣơng
tiện.
Đƣờng ô tô ở những chỗ quanh thƣờng phải làm nghiêng. Khi xe ôtô đi đến chỗ
quanh, nó chịu tác dụng của trọng lƣợng P và phản lực Q của mặt đƣờng, lực này
vuông góc với mặt đƣờng. Hợp lực của hai lực này hƣớng vào tâm làm cho ô tô
chuyển động tròn đều một cách dễ dàng.
Lực bám-một lực mơ hồ từ cách dịch thuật, thực chất nó là lực ma sát tĩnh giữa
lốp xe với mặt đƣờng, lực này tỉ lệ với tải trọng đè lên lốp xe và hệ số bám. Hệ số
bám lại phụ thuộc vào đặc tính lốp (áp suất lốp, hoa lốp, độ mòn lốp...), điều kiện
mặt đƣờng...
Vai trò của lực bám thể hiện qua biểu thức sau: lực cản < lực kéo < lực bám.
Đây gọi là điều kiện chuyển động của ô tô. Lực cản bao gồm lực cản gió, lực cản
leo dốc, lực ma sát trong hệ thống truyền động, lực ma sát với mặt đƣờng (ma sát
lăn)...Lực kéo là lực phát ra từ động cơ và lực bám thực chất là lực ma sát tĩnh.
Ảnh hƣởng của việc mất lực bám: Ảnh hƣởng đầu tiên là khả năng bó cứng bánh
xe làm mất ổn định chuyển động của xe. Điều kiện bó cứng bánh xe là lực phanh
lớn hơn lực bám. Điều này đặc biệt nghiêm trọng khi xe vào cua.Khi đó, chính lực
ly tâm sẽ xô ngang phần đuôi hay đầu xe (tùy 2 bánh sau hay trƣớc bị mất lực
bám). Nghĩa là khi mất lực bám, quán tính của phần thân xe sẽ làm bánh xe trƣợt lê
trên mặt đƣờng
Chẳng có gì đáng nói nếu bánh xe chuyển động thẳng tuyệt đối. Tuy nhiên, bánh
xe khi chuyển động luôn chịu thành phần lực ngang và lực này làm văng xe qua một
bên, gây mất kiểm soát lái. Tất nhiên, điều đó không phải lúc nào cũng có hại. Nhƣ
trong nghệ thuật drift xe hay kỹ năng điều khiển xe qua khúc cua tay áo mà không
cần giảm tốc đến mức thấp nhất.
Ngƣời lái phanh gấp 2 bánh xe trƣớc làm cho đuôi xe bị hất lên, trọng tâm xe lúc
đó bị dồn về phía đầu xe, nghĩa là tải trọng đề lên 2 bánh sau bị giảm làm giảm lực
bám nên bánh xe rất dễ bị bó cứng. Khi đó, chỉ cần kéo phanh tay để làm bánh sau
bị bó cứng và xe bị trƣợt ngang do lực ly tâm.
Kết quả của quá trình trƣợt giúp thân xe nắm đúng hƣớng của đoạn đƣờng khi
qua khỏi cua (có thể kết hợp đánh lái nhẹ). Về nguyên nhân gây mất lực bám thì rất
nhiều nguyên nhân mà cơ bản là sự giảm tải trọng đè lên bánh xe và giảm hệ số
bám.Về biện pháp khắc phục cũng có rất nhiều nhƣ sử dụng ABS, BAS, ESP…
1.2. Nhu cầu và hiện trạng giao thông hiện nay
Tính an toàn chuyển động của ôtô là tính chất tổng hợp nhằm giảm xác suất
phát sinh tai nạn giao thông và giảm thiểu tổn thất về vật chất và con ngƣời khi xảy
ra tai nạn giao thông. An toàn chuyển động của ôtô phải đƣợc coi là một trong các
tính chất khai thác quan trọng nhất bởi nó ảnh hƣởng tới đời sống và sức khoẻ con
ngƣời, tới chất lƣợng ôtô, hàng hoá chuyên chở và các công trình giao thông.
Ở nƣớc ta, ƣớc tính số tai nạn giao thông hàng năm rất cao.Trong đầu năm
đến nay, cả nƣớc xảy ra gần 15.000 vụ tai nạn giao thông (TNGT), làm chết trên
11.000 ngƣời, bị thƣơng hơn 10.500 ngƣời. So với năm 2009 tăng 1.788 vụ, giảm
47 ngƣời chết và tăng khoảng 2.500 ngƣời bị thƣơng. Trong đó đƣờng bộ xảy ra
nhiều TNGT nhất. Nếu tính trung bình thì số ngƣời thiệt mạng mỗi ngày do TNGT
là hơn 31 ngƣời. Riêng TP.HCM năm 2010 có 785 ngƣời chết, giảm 74 ngƣời; Hà
Nội có 735 ngƣời chết, giảm 89 ngƣời. Do đó việc giám sát chuyển động của ôtô để
đƣa ra các thông báo nhằm giảm thiểu các tai nạn là một vấn đề hết sức cần thiết.
1.3. Các phƣơng pháp cảnh báo, đề xuất hƣớng giải quyết ứng dụng
MEMS.
Phát hiện các tai nạn giao thông bằng hệ thống phát hiện và thông báo chuyển
động để hỗ trợ giúp ngƣời điều khiển phƣơng tiện là điều rất cần thiết để tránh
những hậu quả đáng tiếc. Giải pháp là sẽ sử dụng thiết bị thông báo đặt ở các vị trí
thuận tiện giám sát trên xe để ngƣời điều khiển phƣơng tiện biết đƣợc chuyển động
khi xe đang lƣu thông. Lúc đó, chuyển động của xe đƣợc theo dõi thông qua các
cảm biến gia tốc đặt ở vị trí trên xe. Khi hệ thống làm việc, mọi chuyển động của
xe sẽ đƣợc theo dõi và xử lý. Việc phân tích chuyển động quay của xe sẽ đƣợc thực
hiện hoàn toàn tự động nếu phát hiện xe đang chuyển động với góc quay, đầu ra của
hệ thống cảm biến sẽ lập tức đƣa ra thông báo với độ chính xác cao.
1.3.1 Các ứng dụng phổ cập nhất hiện nay của công nghệ MEMS
Trong các ngành công nghiệp có thể tóm tắt nhƣ sau: Sensor áp suất: Kiểm
tra tỷ lệ nhiên liệu và các chức năng đo đạc khác trong ôtô, thiết bị đo huyết áp và
các ứng dụng dân dụng khác. Sensor gia tốc và gyroscope: Túi khí trong ôtô, thiết
bị định hƣớng cho tên lửa và các phƣơng tiện vận tải. Hiển thị: Các màn hình độ
phân giải cao dùng các vi gƣơng cho các thiết bị điện tử . Đầu phun mực: Hàng
trăm triệu chip phun mực một năm cho các máy in laser đen trắng và mầu. Các
Hình 2.3: Định hƣớng của các trục cảm biến và cực quay
2.10. Nguyên lý hoạt động của cảm biến gia tốc.
Giải pháp MPU-60X0 cho cảm biến 9 trục Fusion Sử dụng giao diện I2C.
Bộ xử lý hệ thống là một máy chủ I2C cho MPU-60X0. Ngoài ra, MPU-60X0 là
một máy chủ I2C cho cảm biến la bàn tùy chọn bên ngoài. MPU-60X0 đã hạn chế
khả năng nhƣ một máy chủ I2C, và phụ thuộc vào bộ xử lý hệ thống quản lý cấu
hình ban đầu của bất kỳ bộ cảm biến phụ trợ. MPU-60X0 có một đƣờng vòng đa
giao diện, kết nối các bộ xử lý hệ thống bus I2C chân 23và 24 (SDA và SCL) trực
tiếp đến bus I2C cảm biến phụ trợ chân 6 và 7 (AUX_DA và AUX_CL).
Một khi các bộ cảm biến phụ trợ đã đƣợc cấu hình bởi bộ xử lý hệ thống, đa
giao diện nên đƣợc vô hiệu hóa để máy chủ I2C phụ trợ MPU-60X0 có thể kiểm
soát bus I2C cảm biến và thu thập dữ liệu từ các cảm biến phụ trợ.
MPU-6000 Sử dụng giao diện SPI. Bộ xử lý hệ thống là một máy chủ SPI
cho MPU-6000. Chân 8, 9, 23, và 24 đƣợc sử dụng để hỗ trợ CS, SDO, SCLK, và
tín hiệu SDI cho truyền thông SPI. Bởi vì những chân SPI đƣợc chia sẻ với các chân
lệ thuộc I2C (9, 23 và 24), nên bộ xử lý hệ thống không thể truy cập bus I2C phụ trợ
thông qua bộ đa giao diện, kết nối các bộ xử lý chân giao diện I2C với bộ cảm biến
chân giao diện I2C
Kể từ khi MPU-6000 hạn chế khả năng nhƣ một máy chủ I2C, và phụ thuộc
vào bộ xử lý hệ thống để quản lý cấu hình ban đầu của bất kỳ bộ cảm biến phụ nào,
phƣơng pháp khác phải đƣợc sử dụng cho các lập trình cảm biến trên bus cảm biến
I2C phụ trợ chân 6 và 7 (AUX_DA và AUX_CL).
Khi sử dụng thông tin liên lạc SPI giữa MPU-6000 và bộ xử lý hệ thống, cấu
hình của thiết bị trên bus cảm biến I2C phụ trợ có thể đạt đƣợc bằng cách sử dụng
I2C phụ thuộc 0-4 để thực hiện các giao dịch đọc và ghi trên bất kỳ thiết bị và thanh
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
DANH MỤC CÁC BẢNG......................................................................................... 6
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ.................................................................................... 6
LỜI MỞ ĐẦU ............................................................................................................ 8
CHƢƠNG I. GIỚI THIỆU NGHIÊN CỨU THEO GIỎI CHUYỂN ĐỘNG CỦA ÔTÔ….9
1.1. Theo dõi chuyển động ô tô......................................................................... …….9
1.2. Nhu cầu và hiện trạng giao thông hiện nay....................................................... 10
1.3. Các phƣơng pháp cảnh báo, đề xuất hƣớng giải quyết ứng dụng MEMS ........ 10
1.3.1 Các ứng dụng phổ cập nhất hiện nay của công nghệ MEMS………………..10
1.3.2. Các ứng dụng thử nghiệm đo rung của công nghệ MEMS………………….11
1.4. Công nghệ chế tạo các sản phẩm MEMS ......................................................... 12
1.4.1. Gia công vi cơ khối..................................................................................12
1.5. Tổng quan cảm biến MEMS ............................................................................. 14
1.5. 1. Cấu trúc của Vi cảm biến gia tốc...........................................................14
1.5.2. Ứng dụng của cảm biến gia tốc...............................................................15
1.5.3. Nguyên tắc hoạt động của vi cảm biến gia tốc kiểu tụ...........................16
CHƢƠNG II. VI CẢM BIẾN GIA TỐC IMU CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO CÁC SẢN
PHẨM MEMS ......................................................................................................... 18
2.1. Tổng quan MPU-60X0………………………………………………………...18
2.2. ứng dụng............................................................................................................ 20
2.3. Các chức năng con quay hồi chuyển .................................................................. 20
2.3.1. Các chức năng gia tốc ..............................................................................21
2.3.2. chức năng MPU-60X0 bao gồm các chức năng bổ sung: ........................21
2. 4. Xử lí chuyển động.............................................................................................22
2.5. Con quay hồi chuyển MEMS ba trục với ADC 16-bit và điều kiện tín hiệu.... 23
2.5.1. Gia tốc kế MEMS ba trục với ADC 16-bit và điều kiện tín hiệu.............23
2.5.2.Tự kiểm tra. ..............................................................................................24
2.5.3. Bộ tạo nhịp trong.....................................................................................25
2.6. Các thanh ghi dữ liệu cảm biến.................................................................... ….25
2.6.1. Đệm FIFO. ..............................................................................................26
2.6. 2. Ngắt. .......................................................................................................26
2.6.3. Phân cực thu và LDO..............................................................................26
2.7. Giao diện nối tiếp I2C và SPI (chỉ MPU-6000) ................................................ 27
2.8. Truyền thông ..................................................................................................... 28
2.9. Giao diện SPI (chỉ MPU-6000)......................................................................... 29
2.10. Nguyên lý hoạt động của cảm biến gia tốc. .................................................... 33
CHƢƠNG III. THIẾT KẾ PHẦN CỨNG...........................................................................35
3.1 Sơ đồ khối .......................................................................................................... 35
3.2. Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển ..................................................................... 36
3.2 Mạch in............................................................................................................... 36
CHƢƠNG IV. PHẦN MỀM ĐIỀU KHIỂN............................................................ 37
4.1. Lập trình giao diện Gyroscope hoạt động cảm biến ......................................... 37
4.2. Giá trị gia tốc góc ............................................................................................. 38
CHƢƠNG V. THÍ NGHIỆM HOẠT ĐỘNG CỦA CẢM BIẾN ............................ 39
5.1: Giới thiệu bộ thí nghiệm quay .......................................................................... 39
5.2: Sơ đồ khối điều khiển ...................................................................................... 40
5.3:Kết quả các thí nghiệm....................................................................................... 40
CHƢƠNG VI. KẾT LUẬN .................................................................................... 47
TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................ 48
PHỤ LỤC. ............................................................................................................... 50
1. Lập trình giao diện Gyroscope hoạt động cảm biến ............................................ 50
2. Giá trị gia tốc góc................................................................................................. 60
Những năm gần đây, công nghệ thông tin kỹ thuật điện tử hiện đại đã đƣợc
ứng dụng rộng rãi trong thực tế. Một trong những ứng dụng của nó là điều khiển
và giám sát các quá trình hoạt động và chuyển động. Cảm biến này đƣợc ứng dụng
trong y học cũng nhƣ giao thông. Trong quá trình mô tả và thực nghiệm, cảm biến
này đƣợc đƣa vào thực tế và đã thực hiện thành công các nhiệm vụ trong một môi
trƣờng năng động. Ứng dụng của cảm biến là giám sát té ngã của ngƣời già, hỗ trợ
nhịp đập ở tim, điều khiển máy bay không ngƣời lái, bung túi hơi trên xe ô tô khi va
chạm,…. Các ADXRS6050 chính là một cảm biến tốc độ góc đầy đủ (con quay) sử
dụng các thiết bị, bề mặt vi xử lý để thực hiện chức năng cảm biến tích hợp với tất
cả các thiết bị điện tử cần thiết trên một chíp. Kỹ thuật sản xuất cho sản phẩm này là
những thiết bị cao cấp có khối lƣợng xử lý trong nhiều lĩnh vực, với độ tin cậy đã
đƣợc chứng minh. Các con quay hồi chuyển cấp công nghiệp là 100% pin gói, nhiệt
độ và chức năng tƣơng thích với các liên quan cấp chuyển động ADXRS620 và
ADXRS622 ADXR6050 con quay hồi chuyển.
Với nội dung “Hệ thống theo dõi chuyển động của xe ôtô sử dụng cảm
biến gia tốc”. Luận văn của tui gồm các phần sau:
Chƣơng I: Giới thiệu nghiên cứu theo dõi chuyển động của xe ô tô
Chƣơng II: Vi cảm biến gia tốc IMU công nghệ chế tạo các sản phẩm
MEMS
Chƣơng III: Thiết kế phần cứng
Chƣơng IV
hần mền điều khiềnChƣơng V: Thí nghiệm hoạt động hệ thống
Chƣơng VI: Kết luận
1.1. Theo dõi chuyển động ô tô
Chắc rằng trong chúng ta, ai cũng đã có dịp ngắm nhìn những chiếc xe đủ
kiểu dáng, đủ màu sắc chen chúc trong “dòng sông ôtô” khi đƣờng tắc hay thấy
chúng bám đuôi nhau lao vun vút trên đƣờng cao tốc. Nhƣng có lẽ ít ai hiểu rõ, khi
chuyển động, nhất là ở tốc độ cao, ôtô đã chịu tác động của những lực nào. Theo lý
thuyết thì khi chuyển động, ôtô phải khắc phục nhiều loại lực cản: lực cản lăn, lực
quán tính, lực ma sát và nhất là lực cản của gió khi xe lao nhƣ bay về phía trƣớc.
Lực cản lăn liên quan đến chất lƣợng mặt đƣờng, chất lƣợng săm lốp. Lực quán tính
liên quan đến khối lƣợng và gia tốc của xe. Lực ma sát liên quan đến vật liệu, công
nghệ chế tạo và dầu mỡ bôi trơn. Còn lực cản của gió lại liên quan đến hình dạng
khí động học và tốc độ của xe. Đây cũng là loại lực cản phức tạp nhất mà chúng tôi
muốn đề cập đến trong bài này.
Hiệu quả khí động học của một chiếc xe đƣợc xác định bởi hệ số cản (Cd)
của nó. Nói một cách đơn giản, hệ số cản là ảnh hƣởng của hình dạng chiếc xe đối
với sức cản của không khí khi xe chạy. Theo lý thuyết, một mặt cầu kim loại có Cd
bằng 1.0, nhƣng nếu tính đến hiệu ứng nhiễu loạn của không khí phía sau nó thì giá
trị đó xấp xỉ 1.2. Hệ số khí động học thấp nhất là đối với vật thể có dạng hình giọt
nƣớc. Hệ số cản có giá trị 0.05. Tuy nhiên chúng ta khó có thể chế tạo một chiếc xe
giống nhƣ thế. Những chiếc xe hiện đại thƣờng có hệ số cản Cd vào khoảng 0.47.
Lực cản tỷ lệ với hệ số cản, diện tích mũi xe và bình phƣơng vận tốc của phƣơng
tiện.
Đƣờng ô tô ở những chỗ quanh thƣờng phải làm nghiêng. Khi xe ôtô đi đến chỗ
quanh, nó chịu tác dụng của trọng lƣợng P và phản lực Q của mặt đƣờng, lực này
vuông góc với mặt đƣờng. Hợp lực của hai lực này hƣớng vào tâm làm cho ô tô
chuyển động tròn đều một cách dễ dàng.
Lực bám-một lực mơ hồ từ cách dịch thuật, thực chất nó là lực ma sát tĩnh giữa
lốp xe với mặt đƣờng, lực này tỉ lệ với tải trọng đè lên lốp xe và hệ số bám. Hệ số
bám lại phụ thuộc vào đặc tính lốp (áp suất lốp, hoa lốp, độ mòn lốp...), điều kiện
mặt đƣờng...
Vai trò của lực bám thể hiện qua biểu thức sau: lực cản < lực kéo < lực bám.
Đây gọi là điều kiện chuyển động của ô tô. Lực cản bao gồm lực cản gió, lực cản
leo dốc, lực ma sát trong hệ thống truyền động, lực ma sát với mặt đƣờng (ma sát
lăn)...Lực kéo là lực phát ra từ động cơ và lực bám thực chất là lực ma sát tĩnh.
Ảnh hƣởng của việc mất lực bám: Ảnh hƣởng đầu tiên là khả năng bó cứng bánh
xe làm mất ổn định chuyển động của xe. Điều kiện bó cứng bánh xe là lực phanh
lớn hơn lực bám. Điều này đặc biệt nghiêm trọng khi xe vào cua.Khi đó, chính lực
ly tâm sẽ xô ngang phần đuôi hay đầu xe (tùy 2 bánh sau hay trƣớc bị mất lực
bám). Nghĩa là khi mất lực bám, quán tính của phần thân xe sẽ làm bánh xe trƣợt lê
trên mặt đƣờng
Chẳng có gì đáng nói nếu bánh xe chuyển động thẳng tuyệt đối. Tuy nhiên, bánh
xe khi chuyển động luôn chịu thành phần lực ngang và lực này làm văng xe qua một
bên, gây mất kiểm soát lái. Tất nhiên, điều đó không phải lúc nào cũng có hại. Nhƣ
trong nghệ thuật drift xe hay kỹ năng điều khiển xe qua khúc cua tay áo mà không
cần giảm tốc đến mức thấp nhất.
Ngƣời lái phanh gấp 2 bánh xe trƣớc làm cho đuôi xe bị hất lên, trọng tâm xe lúc
đó bị dồn về phía đầu xe, nghĩa là tải trọng đề lên 2 bánh sau bị giảm làm giảm lực
bám nên bánh xe rất dễ bị bó cứng. Khi đó, chỉ cần kéo phanh tay để làm bánh sau
bị bó cứng và xe bị trƣợt ngang do lực ly tâm.
Kết quả của quá trình trƣợt giúp thân xe nắm đúng hƣớng của đoạn đƣờng khi
qua khỏi cua (có thể kết hợp đánh lái nhẹ). Về nguyên nhân gây mất lực bám thì rất
nhiều nguyên nhân mà cơ bản là sự giảm tải trọng đè lên bánh xe và giảm hệ số
bám.Về biện pháp khắc phục cũng có rất nhiều nhƣ sử dụng ABS, BAS, ESP…
1.2. Nhu cầu và hiện trạng giao thông hiện nay
Tính an toàn chuyển động của ôtô là tính chất tổng hợp nhằm giảm xác suất
phát sinh tai nạn giao thông và giảm thiểu tổn thất về vật chất và con ngƣời khi xảy
ra tai nạn giao thông. An toàn chuyển động của ôtô phải đƣợc coi là một trong các
tính chất khai thác quan trọng nhất bởi nó ảnh hƣởng tới đời sống và sức khoẻ con
ngƣời, tới chất lƣợng ôtô, hàng hoá chuyên chở và các công trình giao thông.
Ở nƣớc ta, ƣớc tính số tai nạn giao thông hàng năm rất cao.Trong đầu năm
đến nay, cả nƣớc xảy ra gần 15.000 vụ tai nạn giao thông (TNGT), làm chết trên
11.000 ngƣời, bị thƣơng hơn 10.500 ngƣời. So với năm 2009 tăng 1.788 vụ, giảm
47 ngƣời chết và tăng khoảng 2.500 ngƣời bị thƣơng. Trong đó đƣờng bộ xảy ra
nhiều TNGT nhất. Nếu tính trung bình thì số ngƣời thiệt mạng mỗi ngày do TNGT
là hơn 31 ngƣời. Riêng TP.HCM năm 2010 có 785 ngƣời chết, giảm 74 ngƣời; Hà
Nội có 735 ngƣời chết, giảm 89 ngƣời. Do đó việc giám sát chuyển động của ôtô để
đƣa ra các thông báo nhằm giảm thiểu các tai nạn là một vấn đề hết sức cần thiết.
1.3. Các phƣơng pháp cảnh báo, đề xuất hƣớng giải quyết ứng dụng
MEMS.
Phát hiện các tai nạn giao thông bằng hệ thống phát hiện và thông báo chuyển
động để hỗ trợ giúp ngƣời điều khiển phƣơng tiện là điều rất cần thiết để tránh
những hậu quả đáng tiếc. Giải pháp là sẽ sử dụng thiết bị thông báo đặt ở các vị trí
thuận tiện giám sát trên xe để ngƣời điều khiển phƣơng tiện biết đƣợc chuyển động
khi xe đang lƣu thông. Lúc đó, chuyển động của xe đƣợc theo dõi thông qua các
cảm biến gia tốc đặt ở vị trí trên xe. Khi hệ thống làm việc, mọi chuyển động của
xe sẽ đƣợc theo dõi và xử lý. Việc phân tích chuyển động quay của xe sẽ đƣợc thực
hiện hoàn toàn tự động nếu phát hiện xe đang chuyển động với góc quay, đầu ra của
hệ thống cảm biến sẽ lập tức đƣa ra thông báo với độ chính xác cao.
1.3.1 Các ứng dụng phổ cập nhất hiện nay của công nghệ MEMS
Trong các ngành công nghiệp có thể tóm tắt nhƣ sau: Sensor áp suất: Kiểm
tra tỷ lệ nhiên liệu và các chức năng đo đạc khác trong ôtô, thiết bị đo huyết áp và
các ứng dụng dân dụng khác. Sensor gia tốc và gyroscope: Túi khí trong ôtô, thiết
bị định hƣớng cho tên lửa và các phƣơng tiện vận tải. Hiển thị: Các màn hình độ
phân giải cao dùng các vi gƣơng cho các thiết bị điện tử . Đầu phun mực: Hàng
trăm triệu chip phun mực một năm cho các máy in laser đen trắng và mầu. Các
Hình 2.3: Định hƣớng của các trục cảm biến và cực quay
2.10. Nguyên lý hoạt động của cảm biến gia tốc.
Giải pháp MPU-60X0 cho cảm biến 9 trục Fusion Sử dụng giao diện I2C.
Bộ xử lý hệ thống là một máy chủ I2C cho MPU-60X0. Ngoài ra, MPU-60X0 là
một máy chủ I2C cho cảm biến la bàn tùy chọn bên ngoài. MPU-60X0 đã hạn chế
khả năng nhƣ một máy chủ I2C, và phụ thuộc vào bộ xử lý hệ thống quản lý cấu
hình ban đầu của bất kỳ bộ cảm biến phụ trợ. MPU-60X0 có một đƣờng vòng đa
giao diện, kết nối các bộ xử lý hệ thống bus I2C chân 23và 24 (SDA và SCL) trực
tiếp đến bus I2C cảm biến phụ trợ chân 6 và 7 (AUX_DA và AUX_CL).
Một khi các bộ cảm biến phụ trợ đã đƣợc cấu hình bởi bộ xử lý hệ thống, đa
giao diện nên đƣợc vô hiệu hóa để máy chủ I2C phụ trợ MPU-60X0 có thể kiểm
soát bus I2C cảm biến và thu thập dữ liệu từ các cảm biến phụ trợ.
MPU-6000 Sử dụng giao diện SPI. Bộ xử lý hệ thống là một máy chủ SPI
cho MPU-6000. Chân 8, 9, 23, và 24 đƣợc sử dụng để hỗ trợ CS, SDO, SCLK, và
tín hiệu SDI cho truyền thông SPI. Bởi vì những chân SPI đƣợc chia sẻ với các chân
lệ thuộc I2C (9, 23 và 24), nên bộ xử lý hệ thống không thể truy cập bus I2C phụ trợ
thông qua bộ đa giao diện, kết nối các bộ xử lý chân giao diện I2C với bộ cảm biến
chân giao diện I2C
Kể từ khi MPU-6000 hạn chế khả năng nhƣ một máy chủ I2C, và phụ thuộc
vào bộ xử lý hệ thống để quản lý cấu hình ban đầu của bất kỳ bộ cảm biến phụ nào,
phƣơng pháp khác phải đƣợc sử dụng cho các lập trình cảm biến trên bus cảm biến
I2C phụ trợ chân 6 và 7 (AUX_DA và AUX_CL).
Khi sử dụng thông tin liên lạc SPI giữa MPU-6000 và bộ xử lý hệ thống, cấu
hình của thiết bị trên bus cảm biến I2C phụ trợ có thể đạt đƣợc bằng cách sử dụng
I2C phụ thuộc 0-4 để thực hiện các giao dịch đọc và ghi trên bất kỳ thiết bị và thanh
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
You must be registered for see links
Last edited by a moderator: