Hệ thống bãi đỗ xe tự động

Bãi đậu xe với các thiết bị hoàn toàn tự động và hệ thống thông tin về việc hết chỗ hay trống đều được hiển thị trên bảng điện tử, rất thuận tiện cho người gửi xe trong bãi.. - Luật quy

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐỀ TÀI

HỆ THỐNG BÃI ĐỖ XE TỰ ĐỘNG

NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HOÁ

GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN : TS VÕ ĐÌNH TÙNG

Sinh viên thực hiện MSSV Lớp

Phạm Thành Công 1811050300 18DTDA2

Phạm Quang Minh Trung 1811051672 18DTDA2

Lý Bang 1811040143 18DTDA2

TP.Hồ Chí Minh,Ngày tháng 8 năm2022

TÓM TẮT

Khi số lượng xe trên đường tiếp tục tăng, nhu cầu đỗ xe tự động cũng tăng Việc tìm kiếm một điểm đỗ xe hay lấy xe tại các bãi đỗ xe truyền thống hiện nay đang khá mất nhiều thời gian của mọi người, nó làm ảnh hưởng chung đến hiệu quả, năng suất làm việc và đôi khi còn ảnh hưởng tiêu cực đến cả tâm lý của họ

Nếu phải trả thêm chi phí cho việc đỗ xe để đổi lấy một trải nghiệm tốt đẹp hơn thì gần như chắc chắn họ sẽ đồng ý Với các nhà đầu tư việc phát triển được các bãi đỗ xe tự động sẽ giúp gia tăng được doanh thu do giảm được các chi phí vận hành do sử dụng ít nhân công hơn, khai thác được nhiều hơn vị trí đỗ xe trên diện tích có sẵn …và còn rất nhiều lợi ích khác

Từ vấn đề trên, chúng em đã chủ động tìm hiểu và dành thời gian nghiên cứu ra

hệ thống bãi độ xe tự động Cải thiện an toàn đáng kể, tiết kiệm không gian, giảm chi phí hoạt động, tác động xấu đến môi trường ít hơn Đưa Việt Nam chung ta phát triển hơn về lĩnh vực công nghệ

ABSTRACT

As the number of vehicles on the road continues to increase, so does the need for automated parking Finding a parking spot or picking up a car at traditional parking lots is now taking a lot of people's time, it affects overall efficiency, productivity, and sometimes even negatively Even their psyche And if they have to pay extra

for parking in exchange for a better experience, they will almost certainly agree

For investors, the development of automatic parking lots will help increase revenue by reducing operating costs by using less labor, exploiting more parking

locations on an area Available volume…and many more benefits

From the above problem, we actively researched and spent time researching the automatic car parking system Significant safety improvements, space savings, reduced operating costs, less negative impact on the environment Bring Vietnam

together to develop more in the field of technology

MỤC LỤC

TRANG

PHIẾU ĐĂNG KÝ

PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ

PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ

PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

TÓM TẮT iii

ABSTRACT iv

MỤC LỤC v

DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT x

DANH SÁCH CÁC HÌNH xi

DANH SÁCH CÁC BẢNG xv

CHƯƠNG 1 1

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ BÃI ĐÕ XE TỰ ĐỘNG 1

1.1 Tính cấp thiết của đề tài 1

1.2 Tình hình nghiên cứu 4

1.3 Mục đích nghiên cứu 6

1.4 Nhiệm vụ nghiên cứu 7

1.5 Phương pháp nghiên cứu 8

1.6 Các kết quả đạt được của đề tài 8

1.7 Kết cấu của đề tài 8

CHƯƠNG 2 10

TỔNG QUAN GIẢI PHÁP 10

2.1 Một số sản phẩm về bãi đỗ xe tự động hiện nay 10

2.2 Các hệ thống bãi đỗ xe tự động xoay vòng đứng hiện nay 16

2.3 Các cơ sở lý thuyết liên quan tới đề tài 17

CHƯƠNG 3 21

PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT 21

3.1 Hệ thống bãi giữ xe tự động xoay vòng đứng 21

3.2 Sơ đồ thiết lập bãi đỗ xe tự động xoay vòng đứng 22

3.2.1 Thiết kế sơ đồ khối 22

3.2.2 Chức năng của từng khối 22

3.3 Bản thiết kế cơ khí bãi giữ xe tự động xoay vòng đứng 23

3.4 Hệ truyền động: 24

3.4.1 Hệ thống xích và bánh răng 25

3.4.2 Pallet của hệ thống 25

3.4.3 Hệ thống động lực 26

CHƯƠNG 4 27

QUY TRÌNH THIẾT KẾ 27

4.1 Quy trình các bước tiến hành thiết kế máy và hệ thống điều khiển.27 4.2 Tính toán hệ thống cơ khí: 29

4.3 Ở trạng thái tĩnh: 29

4.4 Trạng thái chuyển động không ổn định: 29

4.5 Thiết kế thiết bị cơ khí 30

4.5.1 Khung hệ thống 30

4.5.2 Ưu, nhược điểm của nhôm định hình 32

4.5.3 Aptomat của hệ thống 32

4.5.4 Nút nhấn có đèn báo 33

4.5.5 Thẻ từ RC522 35

4.5.6 Cảm biến hồng ngoại 35

4.5.7 Công nghệ thẻ từ RFID sử dụng trong hệ thống 37

4.5.8 Module thời gian thực RTC DS3231 38

4.5.10 LCD 2004 Xanh Dương 39

4.8.11 Bộ chuyển đổi giao tiếp I2C cho LCD 40

4.6 Motor bước size 57, 1.8Nm, dài 76mm 41

4.6.1 Bảng thông kỹ thuật 42

4.6.2 Động cơ một chiều có hộp giảm tốc 42

4.7 Cơ cấu truyền tải động năng 44

4.7.1 Vít me – đai ốc trượt 44

4.7.2 Truyền động đai: 44

4.8 Truyền động xích 46

4.9 Các khối nguồn 47

4.9.1 Nguồn tổ ong 24v 47

4.9.2 Chọn driver cho động cơ bước 48

4.10 Bộ điều khiển Arduino MEGA R3-CH340 49

4.11 Thiết kế phần mềm cho hệ thống 50

4.12 Quy trình công nghệ và lưu đồ thuật toán điều khiển bằng tay: 52 4.13 Lưu đồ thuật toán điều khiển Pallet bằng tay: 54

4.14 Lưu đồ giải thuật vị trí xe 54

4.15 Xây dựng sơ đồ khối chương trình điều khiển và giám sát 56

4.15.1 Lưu đồ chương trình quay thuận nghịch của động cơ 56

4.15.2 Lưu đồ chương trình tìm Pallet trống 57

4.16 Kết nối phần mềm arduino MEGA R3-CH340 với hệ thống 57

4.17 Mạch đấu nối Arduino với LCD 58

4.18 Kết nối arduino kết nối với RC522 59

CHƯƠNG 5 60

THI CÔNG 60

5.1 Thi công và lắp ráp phần cơ khí 60

5.1.1 Khung hệ thống: 60

5.1.2 Pallet: 61

5.1.3 Trục được liên kết với bánh răng: 61

5.2 Thi công, lắp phần điện, điện tử điều khiển 64

5.3: Chạy thử, chỉnh sửa, hoàn thiện sản phẩm 67

5.3.1Quy trình chạy thử sản phẩm ngày 24/7/2022 67

5.3.2 Trường hợp 1 : khách hàng cho xe vào bãi 70

5.3.3 Trường hợp 2 : khách hàng lấy xe ra khỏi bãi đỗ xe 74

5.4 Hoàn thiện đồ án bãi giữ xe tự động 77

CHƯƠNG 6 78

KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 78

6.1 Kết quả đạt được 78

6.2 Đánh giá… 78

6.2.1 ưu điểm .78

6.2.2 nhược điểm 79

6.3 kết luận… 79

6.4 hướng phát triển 79

TÀI LIỆU THAM KHẢO 82

PHỤ LỤC 84

DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT

DANH SÁCH CÁC HÌNH

TRANG

Hình 1.1: Đường Lê Lợi (Q1) được giành một phần để làm nơi đỗ xe thu phí 3

Hình 1.2: Bãi đỗ xe tự động tại Munbai, Ấn Độ………4

Hình 1.3: Bãi đỗ xe đầu tiên 5

Hình 1.4: Bãi đỗ xe tự động hiện nay 6

Hình 2.1: Hệ thống bãi đỗ xe xếp hình trên mặt đất 10

Hình 2.2: Hệ thống bãi đỗ xe xoay vòng ngang dưới tầng hầm 12

Hình 2.3: Bãi đỗ xe xoay vòng đứng (Bil Parking) 16

Hình 2.4: Giao diện phần mềm IDE 17

Hình 2.5: Công nghê RFID 18

Hình 2.6: Chuẩn tín hiệu của USB .19

Hình 2.7: Cổng com của RS232 kết nối với máy tính……… 20

hình 2.8 : Phần mềm proteus kết nối với máy tính……… 21

Hình 3.1: Sơ đồ khối hệ thống bãi đỗ xe tự động 51

Hình 3.2: Mô hình cơ khi 3D trên solidword 22

Hình 3.3: Mô phỏng kích thước ba mặt phẳng của bãi đỗ xe tự động 52

Hình 3.4: Mô phỏng kích thước ba mặt phẳng của bãi đỗ xe tự động 54

Hình 3.5: Thông số pallet của hệ thống 55

Hình 3.6: sơ đồ mạch điện………,… 26

Hình 4.1: Quy trình gửi xe của bãi xe tự động 27

Hình 4.2: Quy trình lấy xe ra khỏi bãi xe tự động 28

Hình 4.3: Thông số kích thước khung hệ thống Error! Bookmark not defined Hình 4.4: Nhôm định hình Error! Bookmark not defined Hình 4.5: Aptomat LS/MCB-BKN 25

Hình 4.6: Nút nhấn có đèn báo 25

Hình 4.7: cảm biến hồng ngoại 26

Hình 4.8: cảm biến hồng ngoại 31

Hình 4.9: Sơ đồ cảm biến vật cản hồng ngoại 31

Hình 4.10: Thẻ từ RFID 33

Bảng 4.11: Module thời gian thực 33

Hình 4.12: Màn hình LCD 34

Hình 4.13: Bộ chuyển đổi giao tiếp I2C 35

Hình 4.14: Sơ đồ chân 36

Hình 4.15: Motor bước cho hệ thống 37

Hình 4.16: Động cơ có giảm tốc 37

Hình 4.17: Trục vít me – đai ốc trượt 39

Hình 4.18: Truyền động đai 40

Hình 4.19: Truyền động xích 40

Hình 4.20: Nguồn tổ ong của hệ thống 41

Hình 4.21: Mạch driver động cơ bước TB6600 41

Hình 4.22: Bộ điều khiển Arduino MEGA R3-CH340 43

Hình 4.23: Sơ đồ hoạt động của hệ thống tự động 44

Hình 4.24: Lưu đồ bằng tay kiểm tra hoạt động thiết bị 45

Hình 4.25: Lưu đồ thuật toán điều khiển patllet bằng tay 46

Hình 4.26: Lưu đồ giải thuật vị trí xe 47

Hình 4.27: Lưu đồ thuận nghịch của hệ thống 48

Hình 4.28: sơ đồ nguyên lý của hệ thống 56

Hình 4.29: Phần mềm arduino 1.8.10 58

Hình 4.30: Sử dụng Proteus để giả lập mạch giao tiếp với LCD 59

Hình 4.31: Sử dụng Proteus để giả lập mạch giao tiếp với LCD……….….59

Hình 5.1: Thi công khung hệ thống 60

Hình 5.2: Pallet 61

Hình 5.3: Trục được liên kết với bánh răng 61

Hình 5.4: Mô hình khi đã hoàn thiện 63

Hình 5.5: Sơ đồ mạch đấu nối 64

Bảng 5.2: Các linh kiện và số lượng của tủ điện 65

Hình 5.6: Sau khi gắn màn LCD lên tủ điện 66

Hình 5.7: Tủ điện sau khi đấu nối 66

Hình 5.8: cấp nguôc cho hệ thống 67

Hình 5.9: hiển thị vị trí xe ngày và thời gian thực 68

Hình 5.10: Thẻ từ của khách hàng khi gửi và lấy xe 69

Hình 5.11: khách hàng gửi xe vị trí số 1 70

Hình 5 12 Mô hình xoay vị trí số 1 71

Hình 5 13 Mô hình đặt vị trí xe số 1 72

Hình 5 14 Khách gửi xe số 2 72

Hình 5 15 Khách gửi xe số 3 72

Hình 5 16 khách gửi xe số 4 73

Hình 5 17 khách hàng gửi xe vào vị trí ô thứ 5 73

Hình 5 18 khách gửi vị trí số 6 74

Hình 5 19 thiết lập nút trên phần mềm Arduino 75

Hình 5 20 Sử dụng nút nhấn để lấy xe 76

Hình 5 21 Sản phẩm hoàn thiện bãi đỗ xe tự động xoay vòng đứng 77

Hình 6.1 Máy thu phát thẻ tự động tại bãi đỗ xe thông minh 80

Hình 6.2 bản vẽ kĩ thuật cảu sản phẩm 81

DANH SÁCH CÁC BẢNG

TRANG

Bảng 2.1 : Ưu điểm và nhược điểm của bãi xe tự động xếp hình 11

Bảng 2.2 : Ưu điểm và nhược điểm của bãi xe tự động xoay vòng ngang 13

Bảng 2.3 : Ưu điểm và nhược điểm của bãi xe tự động xoay vòng đứng 16

Bảng 2.4:so sánh ưu điểm và nhược điểm của các bãi xe xoay vòng đứng hiện nay……… ………17

Bảng 4.1: Thông số aptomat 33

Bảng 4.2: Bảng thông số nút nhấn kết hợp và đèn báo 34

Bảng 4.3: Bảng thông số RC522 35

Bảng 4.4: Bảng thông số kỹ thuật 42

Bảng 5.1: linh kiện và số lượng 63

Bảng 5.2: Các linh kiện và số lượng của tủ điện 65

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ BÃI ĐÕ XE TỰ ĐỘNG

1.1 Tính cấp thiết của đề tài

- Tình trạng thiếu bãi đậu xe ở TP

• Đặt vấn đề:

Theo thống kê sơ bộ của Sở Giao thông Công chính TP Hồ Chí Minh đến cuối năm 2004 chỉ bố trí được khoảng 3.500 chỗ đậu xe ô tô tại các quận trung tâm thành phố, kể cả các bãi đậu xe được phép ở lòng lề đường và bãi đậu xe công cộng Trong khi đó, mỗi ngày có hơn 5.800 ô tô có nhu cầu đậu, dẫn đến tình trạng ô tô tìm chỗ nào đậu, kể cả… cản trở giao thông Riêng khu vực trung tâm quận 1, nhu cầu đậu xe trung bình 1.200 xe / ngày, nhưng các bãi đậu xe công cộng chỉ đáp ứng được khoảng 350 xe, trong khi bãi đậu của các khách sạn, trung tâm thương mại , tòa nhà văn phòng là 500 ô tô Toàn thành phố có khoảng 2, 6 triệu phương tiện, trong đó xe 4 bánh trên 200.000 chiếc Tốc độ tăng phương tiện giao thông, đặc biệt

là ô tô cá nhân, đã tăng vọt từ 12% năm 2003 lên 20% năm 2004 Phương tiện giao thông cá nhân tăng lên, trong khi chỗ đậu xe vẫn giữ nguyên Theo tính toán của Sở Giao thông Công chính, lượng xe trên địa bàn thành phố sẽ tăng 30%/tháng Trong khi đó, các điểm đậu, bãi đỗ xe hiện có chỉ đáp ứng được khoảng 20% trong gần 276.000 ôtô các loại đang lưu hành

Thực trạng, diện tích bến bãi dành cho xe khách, xe buýt, xe tải, taxi tại TP Hồ Chí Minh là 44 ha, bằng 0,1% diện tích đô thị, trong khi nhu cầu cần có là 300 ha Đến năm 2020, theo quy hoạch cần 1.140 ha, bằng 2, 6% diện tích đô thị, trong khi tại các nước là 20%

Trước thực trạng của thành phố ngày càng thiếu bãi đỗ xe nên các tài xe ôtô đậu trên lòng đường gây ùn tắc giao thông Nên vì thế Ủy Ban Nhân Dân Thành Phố Hồ

Chí Minh vừa quyết định mời các tổ chức, cá nhân tham gia đầu tư xây dựng 7 bãi

đỗ xe ngầm tại khu vực trung tâm thành phố Bãi đỗ xe ngầm thứ 8 tại công viên Lê Văn Tám đã được giao cho Công ty Xây dựng công trình ngầm đầu tư

- Dự án bãi đỗ xe ngầm và nhiều tầng đang mời gọi đầu tư gồm 7 dự án:

+ Bãi đỗ xe ngầm tại 116 Nguyễn Du có tổng diện tích là 560 m2, diện tích xây dựng dưới mặt đất 3950 m2, gồm 8 tầng ngầm

+ Bãi đỗ xe ngầm ven sông Sài Gòn có tổng diện tích xây dựng ngầm là 45540 m2, được xây dựng trên mặt bằng 900 m2, gồm 5 tầng, có sức chứa 5000 ô tô, 5000 xe máy

+ Bãi đậu xe tại sân bóng Tao Đàn có tổng diện tích ngầm 40000 m2 gồm 4 tầng + Bãi đậu xe tại Công viên Chi Lăng có tổng diện tích phần ngầm là 3560 m2, diện tích xây dựng trên mặt đất là 210 m2, gồm 7 tầng

+ Bãi đậu xe tại công viên Bách Tùng Diệp gồm 5 tầng, 5000 m2 xây ngầm và 300

Hình 1.1: Đường Lê Lợi (Q1) được giành một phần để làm nơi đỗ xe thu phí

•

Tầm quan trọng

- Vấn đề tại Mỹ:

Theo thống kê của Viện đỗ xe quốc tế, loại hình kinh doanh bãi đỗ xe ở Mỹ đang đóng góp doanh thu hàng năm lên tới 26 tỷ USD Hiện tại, có 40.000 gara đậu xe với khoảng 105 triệu chỗ Tuy nhiên, nguồn cung đó vẫn chưa thể đáp ứng được nhu cầu ngày càng cao Xây dựng 10 hệ thống bãi đậu xe tại trung tâm, các hệ thống này được liên kết với nhau thông qua máy tính chủ Tất cả các thông tin về hệ thống như còn chỗ hay hết công suất đều được thể hiện trên bảng điện, giúp người lái nhanh chóng tìm được chỗ đậu xe

-Vấn đề ở Châu Âu:

Thiếu chỗ đậu xe là tình trạng phổ biến ở các thành phố lớn trên thế giới Trong

đó có Matxcova của Nga, hiện nay đang có xu hướng xây dựng các tòa nhà cao tầng

để làm bãi đậu xe tự động Bãi đậu xe với các thiết bị hoàn toàn tự động và hệ thống thông tin về việc hết chỗ hay trống đều được hiển thị trên bảng điện tử, rất thuận tiện cho người gửi xe trong bãi Không chỉ ở Matxcova mà tại các thành phố lớn của các nước như Anh, Pháp, Đức… đều xây dựng nhiều bãi đậu xe để giải quyết vấn đề: số lượng ô tô ngày càng nhiều nhưng chỗ đậu xe ngày càng thiếu

- Tại Châu Á: Nhật Bản và Hàn Quốc là 2 quốc gia đi đầu trong việc cơ giới hóa bãi

đỗ xe, đặc biệt là Nhật Bản với mật độ dân cư tập trung đông ở các thành phố lớn như Tokyo Nhật Bản đang đứng đầu thế giới về số lượng cũng như chất lượng của bãi giữ xe tự động

Hình 1.2: Bãi đỗ xe tự động tại Munbai, Ấn Độ

• Ý nghĩa và lý do chung tôi nghiên cứu về hệ thống bãi đỗ xe :

- Vậy tình trạng hiện này với xã hội càng phát triển xe hơi ngày càng nhiều những chỗ đỗ xe lại còn rất hạn chế mà đất lại ít, chúng ta cần có những bãi đỗ xe thông minh hiện đại và mà diện tích thì lại phải chăng

- Giải quyết vấn đề khi gửi xe không lo bị va chạm với xe khác

- Không cần phải có bảo vệ trông coi

1.2 Tình hình nghiên cứu

• Công trình liên quan đến đề tài

Những bãi đỗ xe công nghệ cao ra đời đã đáp ứng được nhịp sống vội vã của

đô thị hiện đại, đồng thời nó cũng giải quyết nhiều vấn đề nổi cộm của hình thức giữ xe thủ công Tìm hiểu lịch sử ra đời và phát triển bãi đỗ xe tự động trên thế giới

sẽ giúp chúng ta có cái nhìn tổng quan về giải pháp công nghệ cao đang đóng góp phần lớn vào cuộc sống hiện đại, tiện nghi của mỗi người

• Những bãi đỗ xe tính phí đầu tiên

Trước khi các bãi giữ xe được xây dựng và trang bị công nghệ tự động thông minh thì mọi người đỗ xe trên đường phố hoặc đỗ chúng ở bất cứ vị trí nào cho đến khi họ xong việc Tại các khu mua sắm hầu hết chỗ đậu xe đều đã bị chiếm đóng bởi nhân viên làm việc, không có chỗ cho các khách hàng tiềm năng

Vấn đề tắc nghẽn giao thông thường xuyên xảy ra tại các thành phố lớn Cho đến khi vấn đề này gây ra những thiệt hại về kinh tế một cách rõ rệt thì người ta mới bắt đầu nghĩ cách điều chỉnh thời gian đậu xe và xây dựng khu đỗ xe một cách bài bản

Hình 1.3: Bãi đỗ xe đầu tiên

Vào những năm 20-30 của thế kỷ XX, tại thành phố Oklahoma của Hoa Kỳ một trong những thành phố đông dân nhất tại xứ cờ hoa, khi các thương gia phàn nàn về vấn đề giao thông, các nhà chức trách đã tổ chức cuộc thi thiết kế sản phẩm đồng hồ đỗ xe tại các bãi đỗ xe của trung tâm thành phố

Cuối cùng, bãi đậu xe tự động đầu tiên được thiết kế bởi Holger George Thuessen và Gerald A Hale Hale và Thuessen bắt đầu làm việc với các đồng hồ đỗ

xe vào năm 1933 vì các dự án được giao bởi Carl Magee Như vậy bãi đậu xe có

đồng hồ đếm giờ đầu tiên được lắp đặt tại thành phố Oklahoma vào ngày 16 tháng 7 ngày trong năm 1935

Các nhà đậu xe đầu tiên tự động được xây dựng vào năm 1905 tại thủ đô Paris của Pháp Khi diện tích đất tại thành phố hoa lệ như Paris ngày một bị thu hẹp bởi sự phát triển chóng mặt của kinh tế, văn hóa thì thách thức đặt ra với các bãi đỗ

xe ngày càng lớn

Hình 1.4: Bãi đỗ xe tự động hiện nay

Xuyên suốt chiều dài lịch sử các bãi đỗ xe ngày càng được cải tiến hiện đại công nghệ cao giúp tiết kiệm diện tích, thời gian khả năng lấy xe dễ dàng hơn không bị va quệt với các xe khác

- Luật quy hoạch đô thị chưa đề cập đầy đủ các quy định về công trình này, các đô thi Việt Nam chưa có quy hoạch không gian cho những bãi đỗ tự động, quy chuẩn kỹ thuật cho các loại công trình này chưa được thống nhất

- Nguồn nhân lực công trình về bãi đỗ xe tự động của nước ta còn yếu Trong thời gian vừa qua ở thành phố Hồ Chí Minh đã xảy ra nhiều sự cố kỹ thuật trong quá trình thi công các công trình nhà cao tầng, có tầng ngầm Chẳng hạn, công trình Nhân văn vùng Nam bộ, công trình xây dựng toà cao ốc Sài Gòn Residences làm nứt chung cư số 5 Nguyễn Siêu, quận 1

- Việc xây các bãi đỗ tự động ở dưới tầng ngầm khó có phương án bảo tồn cây xanh hiệu quả, ảnh hưởng đến hiệu quả xã hội

- Thời gian thi công và các chi phí đầu tư tầng hầm cao hơn nhiều so với công trình nổi trên mặt đất

1.4 Nhiệm vụ nghiên cứu

Đề tài của nhóm có tên “ Hệ thống bãi giữ xe tự động “ Hệ thống đã đi vào hoạt động khá ổn định từ trước đó , tuy nhiên vẫn còn một số khuyết điểm khiến cho hệ thống vận hành không vận hành đúng như kì vọng , vì vậy tôi đã đặt ra các nhiệm vụ cần làm để tối ưu và hoàn thiện hệ thống bằng những ý dưới đây :

• Tìm hiều về bãi đỗ xe tự động dạng xoay vòng đứng, đề xuất giải pháp và phân tích đánh giá kết quả

1.5 Phương pháp nghiên cứu

Tôi tham khảo mô hình thay đổi giá sản phẩm hiện nay để học hỏi những phương pháp, cách thức vận hành của mô hình như thế nào rồi sau đó tích góp lại và thực nghiệm trên thực tế để phát triển và tối ưu hóa trên mô hình mới của tôi, nhằm khắc phục những vấn đề chưa được giải quyết của các mô hình sẵn có hiện nay Để hình thành nên mô hình này tôi đã lập trình và phát triển mã nguồn trên phần mềm Arduino IDE, thiết kế thi công mạch hiển thị màn hình LCD, thiết kế mô hình 3D bằng solidword

1.6 các kết quả đạt được của đề tài

Mô hình đã hoạt động tốt, những vẫn chưa đạt được kết quả mong muốn vì thời gian không đủ, đề tài này chung tôi hướng đến một bãi đỗ xe tự động khi phát thẻ thu thẻ và tính phí đều hoàn toàn tự động Nhưng do thời gian giao đề tài không

đủ nên chung tôi mới hoàn thiện 80%

1.7 Kết cấu của đề tài

• Đồ Án Tốt Nghiệp Gồm Có 6 Chương :

- Chương 1: Giới thiệu chung

- Chương 2: Tổng quan giải pháp

- Chương 3: Phương pháp giải quyết

- Chương 4: Quy trình thiết kế

- Chương 5: Thi công

- Chương 6: Đánh giá kết quả, kết luận

• Nội dung cụ thể của từng chương trong đề tài :

- Chương 1 : Giới thiệu chung

Trình bày vấn đề và lý do chọn đề tài, mục tiêu và bố cục của đề tài

- Chương 2 : Tổng quan giải pháp

Phân tích ưu điểm và nhược điểm của các bãi giữ xe hiện có trên thị trường

- Chương 3 : Phương pháp giải quyết

Trình bày phương pháp giải quyết của bãi xe tự động xoay vòng đứng Trình bày sơ đồ khối của hệ thống

Trình bày bản vẽ thiết kế mô hình và nguyên lý hoạt động của hệ thống

- Chương 4 : Quy trình thiết kế

Thiết kế phần cứng sử dụng linh kiện điện tử

Trình bày các lưu đồ của hệ thống

Sử dụng phần mềm điện tử vào hệ thống

- Chương 5 : Thi công hệ thống

Thi công mô hình bãi giữ xe tự động xoay vòng đứng

Trình bày quá trình thực hiện mô hình phần cứng và các bước để có thể hoàn thành đề tài

- Chương 6 : Đánh giá kết quả , kết luận

Trình bày kết quả đạt được từ thực nghiệm

Đánh giá và phân tích những mục tiêu mình đặt ra ban đầu

Trình bày ưu điểm và nhược điểm của hệ thống

Hướng phát triển của đề tài

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN GIẢI PHÁP

2.1 Một số sản phẩm về bãi đỗ xe tự động hiện nay

• Hệ thống bãi đỗ xe tự động xếp hình (Puzzle parking):

+ Hệ thống đỗ xe tự động xếp hình gồm nhiều tấm pallet độc lập được ghép lại thành một mô hình hình vuông hoặc chữ nhật, mỗi tấm pallet là 1 vị trí đỗ và có thể xếp nhiều tấm ballet chồng lên nhau trên 1 hệ thống được kết nối bằng các khung thép cực kỳ chắc chắn Hệ thống này vận hành theo nguyên tắc các miếng ghép xếp hình, trong đó phải có ít nhất một vị trí trống để luân chuyển xe ra vào

+ Hệ thống bãi đỗ xe tự động xếp hình sử dụng không gian dọc thay vì không gian ngang là một biện pháp khả thi cho các thành phố lớn khai thác tối đa quỹ đất trong bối cảnh giá trị bất động sản ngày càng tăng

Hình 2.1: Hệ thống bãi đỗ xe xếp hình trên mặt đất

*Đặc điểm bãi đỗ xe tự động xếp hình

- Mỗi xe được để trên một sàn pallet

- Các sàn pallet được tích hợp cơ cấu chuyển động độc lập (chuyển động nâng hạ đối với những pallet không ở tầng dưới cùng, chuyển động di chuyển ngang đối với những pallet không ở tầng trên cùng)

-Hệ thống đỗ xe tự động này hoạt động theo nguyên lý xếp hình, trong một hệ thống phải có (n-1) vị trí trống (trong đó n là số tầng để xe)

-Số tầng để xe tối ưu: Từ 2 – 5 tầng

-Số dãy để xe tối ưu cho mỗi block: 3 – 7 dãy

Ưu điểm Nhược điểm

- Dễ dàng cất / lấy xe, xe có thể vào ra tại bất

kỳ vị trí nào giống như bãi đỗ xe thông thường

- Thao tác đơn giản, các sàn pallet chuyển động

tự động để sàn pallet chứa xe cần lấy xuống vị

trí tầng vào ra

- Linh hoạt trong thiết kế (số tầng và số dãy để

xe), phù hợp với nhiều vị trí lắp đặt (dưới tầng

hầm hoặc lắp nổi) và nhiều diện tích khác nhau

- Hệ thống đỗ xe tự động xếp hình được trang

bị hệ thống chống rơi, dừng khẩn cấp nên rất an

toàn cho người và phương tiện

-Dễ dàng lắp đặt và tháo dỡ (khi cần chuyển

- Hệ thống vận hành theo kiểu bán tự động nên lái xe vẫn phải tự lái xe vào đúng

vị trí pallet đỗ xe

- Một số chi phí bảo trì có thể phát sinh thêm sau khi hết thời gian bảo hành

Bảng 2.1 : Ưu điểm và nhược điểm của bãi xe tự động xếp hình

• Hệ thống bãi đỗ xe tự động xoay vòng ngang

- Bãi đỗ xe thông minh xoay vòng ngang là hệ thống đỗ xe tự động, xe được luân chuyển theo kiểu xoay vòng cho đến khi xe cần lấy ra đến khu vực thang nâng Mỗi xe được đặt trên một sàn pallet và được tích hợp với cơ cấu vận chuyển pallet

- Hệ thống gồm 1 thang nâng chính và một thang nâng phụ Thang nâng chính

có nhiệm vụ luân chuyển xe giữa khu vực vào ra và khu vực để xe đồng thời cùng với thang nâng phụ tham gia vào quá trình luân chuyển xe

Hình 2.2: Hệ thống bãi đỗ xe xoay vòng ngang dưới tầng hầm

*Đặc điểm nổi bật của bãi xe tự động xoay vòng ngang

+ Hệ thống này có khả năng tận dụng được tối đa không gian sử dụng nhờ việc bố trí nhiều tầng để xe

+ Việc gửi xe và lấy xe được thực hiện dễ dàng nhờ việc điều chỉnh hệ thống điều khiển PLC, điều này làm tăng đáng kể mức độ tự động hóa trong quá trình sử dụng + Tiêu thụ năng lượng ít, tiếng ồn nhỏ, khách hàng chỉ cần đỗ xe tại 1 vị trí thang nâng chính, sau đó hệ thống sẽ tự luân chuyển và sắp xếp các xe để đưa xe vào vị trí trống Xe không cần nổ máy để đưa vào vị trí do đó tiêu tốn ít tiền bạc và nhiên liệu, đồng thời giảm thiểu ô nhiễm, thân thiện với môi trường

+ Là một hệ thống đỗ xe tự động an toàn và bảo đảm với sự trợ giúp của hệ thống khóa mật khẩu, chỉ chủ sở hữu mới biết mật khẩu, đảm bảo an toàn tuyệt đối cho phương tiện

- Đây là hệ thống khá ưu việt, rất phù

hợp cho những vị trí hẹp, dài như tầng

ngầm các tòa nhà chung cư, khu cao

tầng

- Bãi đỗ sẽ tận dụng diện tích một

cách tối đa, tăng công năng sử dụng

Thời gian lắp đặt nhanh, chi phí lại

- Môi trường của hệ thống đỗ xe cơ giới nên có ánh sáng tốt và ánh sáng khẩn cấp

- Hệ thống thoát nước kém

- Thiết kế lưới cột của xây dựng hệ thống đỗ xe thông minh trong nhà phải đáp ứng yêu cầu kích thước của thiết bị đỗ xe, và tận dụng tối đa không gian

Bảng 2.2 : Ưu điểm và nhược điểm của bãi xe tự động xoay vòng ngang

• Hệ thống bãi đỗ xe tự động xoay vòng đứng

Hình 2.3: Bãi đỗ xe xoay vòng đứng (Bil Parking)

*Đặc điểm của bãi đỗ xe tự dộng xoay vòng đứng

+ Tận dụng chỗ trống trên mặt đất để đỗ xe, có thể lắp nhiều hệ thống liên tiếp nhau

+ Có thể lắp đặt độc lập hoặc lắp bên trong toà nhà cao tầng

+ Hệ thống lắp đặt trên mặt đất, phù hợp cho mặt bằng nhỏ hẹp

+ Xe được đặt trên các bàn nâng (pallet), hệ thống xoay vòng tròn 360o quanh trục

cố định (có thể đảo chiều xoay) để di chuyển các pallet đến vị trí xe ra / vào

+ Tốc độ xoay của hệ thống khoảng 3,8 m/phút

Ưu Điểm Nhược điểm

- Thiết kế bãi đỗ xe tự động xe quay

vòng đứng có thể lắp đặt được tại

những nơi có không gian nhỏ có diện

tích khoảng 30m, thích hợp với hầu

hết các công sở, bãi đỗ xe truyền

thống, các công ty khai thác điểm

Cơ cấu quay vòng 2 chiều giúp cho

việc lấy xe trở nên nhanh và thuận tiện

- Hệ thống điều khiển đơn giản dễ sử

dụng, có thể di chuyển cả hệ thống đỗ

xe quay vòng từ nơi này qua nơi khác

Các bàn nâng xe đều được trang bị

khóa hãm an toàn, tránh được rủi ro

trong quá trình sử dụng

- Chi phí bảo trì bảo dưỡng cho hệ

thống đỗ xe này không quá cao

Hệ thống bãi đỗ xe tự động xoay vòng

đứng này không cần nhân viên thao

tác, tự người gửi xe cũng có thể gửi xe

và lấy xe một cách dễ dàng

- Chi phí lắp đặt hệ thống bãi đỗ xe tự động quay vòng đứng khá cao so với nhu cầu sử dụng thực tế tại Việt Nam

- Chỗ đỗ xe còn hạn chế chỉ để được

từ 8-16 xe/hệ thống , riêng đối với những xe SUV lớn thì số lượng chỉ khoảng 6-8 xe để đảm bảo an toàn cho

cả hệ thống

- Trong trường hợp nhu cầu xe lớn hơn 16 thì phải lắp thêm các hệ thống bãi đỗ xe khác

Bảng 2.3 : Ưu điểm và nhược điểm của bãi xe tự động xoay vòng đứng

2.2 Các hệ thống bãi đỗ xe tự động xoay vòng đứng hiện nay

*Bãi đỗ xe ô tô dạng

xoay vòng

- Hệ thống bãi đỗ xe tự

động này được thiết kế

giúp các xe được gửi

xoay vòng Khi lấy xe

luân phiên, hệ thống có

thể quay hai chiều giúp

lấy xe nhanh hơn

- Chi phí vận hành và bảo dưỡng thấp

- Thời gian cất và lấy xe nhanh chóng

- Hệ thống gọn nhẹ, lắp đặt nhanh

- Chỉ phù hợp với những không gian nhỏ

- Số lượng chỗ đỗ xe nhỏ

đỗ xe ô tô tự động khác

- Thời gian lấy xe nhanh, tính tự động cao

- Tính thẩm mỹ của hệ thống cao, làm tăng mỹ quan đô thị của thành phố hiện đại

- Cắt giảm được một lượng khí thải của xe vì hệ thống hoạt động khi xe đã tắt máy góp phần bảo vệ môi trường

-Sử dụng tốt ở những nơi

có diện tích đất hẹp

Bảng 2.4 : so sánh ưu điểm và nhược điểm của các bãi xe xoay vòng đứng hiện nay

2.3 Các cơ sở lý thuyết liên quan tới đề tài

• IDE

Hình 2.4: Giao diện phần mềm IDE

Các thiết bị dựa trên nền tảng Arduino được lập trình bằng ngôn ngữ riêng Ngôn ngữ này dựa trên ngôn ngữ Wiring được viết cho phần cứng Và Wiring lại là một biến thể của C/C++ Một số người gọi nó là Wiring, một số khác thì gọi là C hay C/C++ và đội ngũ phát triển Arduino gọi là ngôn ngữ Arduino

Arduino IDE là phần mềm dùng để lập trình cho Arduino Môi trường lập trình Arduino IDE có thể chạy trên ba nền tảng phổ biến nhất hiện nay là Windows, Macintosh OSX và Linux Do có tính chất nguồn mở nên môi trường lập trình này hoàn toàn miễn phí và có thể mở rộng thêm bởi người dùng có kinh nghiệm Ngôn ngữ lập trình có thể được mở rộng thông qua các thư viện C++ Và do ngôn ngữ lập

trình này dựa trên nền tảng ngôn ngữ C của AVR nên người dùng hoàn toàn có thể nhúng thêm code viết bằng AVR vào chương trình nếu muốn

• Giới thiệu công nghệ RFID

RFID (Radio Frequency Identification) là công nghệ nhận dạng đối tượng bằng sóng vô tuyến Công nghệ này cho phép nhận biết các đối tượng thông qua hệ thống thu phát sóng radio, từ đó có thể giám sát, quản lý hoặc lưu vết từng đối tượng Như trường hợp trên, bạn đi siêu thị, bỏ hàng vào xe đẩy và chỉ đơn giản đẩy thẳng xe qua cổng giám sát Một thiết bị tự động nhận dạng từng món hàng bạn mua và tự động trừ vào tài khoản thanh toán của bạn Đó chỉ là một trong rất nhiều ứng dụng tiện ích của công nghệ RFID

Hình 2.5: Công nghê RFID

2.4 Các chuẩn dữ liệu

• Chuẩn giao tiếp USB

USB (universal Serial Bus ) Là một chuẩn kết nối tuần tự đa dụng trong máy tính Các thiết bị ngoại vi được kết nối với máy tính thông qua cổng USB Trong đề tài này cụ thể là Arduino được kết nối với máy tính thông qua cáp USB Sau khi kết nối để Arduino có thể làm việc được với máy tính thì ta cần cài các driver cho máy tính

Để có thể làm được việc này, ngoài các kỹ năng lập trình chúng ta còn cần phải thành thạo về các giao thức ghép nối phổ biến như RS232, SPI, I2C và

đặc biệt hiện nay nhu cầu tất yếu chúng ta phải tìm hiểu về chuẩn USB vì đây có thể nói là một trong các chuẩn phổ biến nhất hiện nay

Hình 2.6:Chuẩn tín hiệu của USB

• Chuẩn truyền thông RS232

RS232 là một chuẩn truyền thông được phát triển bởi “Electronic Industry

Association” và “Telecommunications Industry Association” (EIA/TIA) RS232 là chuẩn truyền thông phổ biến nhất một thời, thường được gọi tắt là RS232 hoặc RS-

232 thay vì EIA/TIA-232-E Chuẩn này chỉ đề cập đến việc truyền dữ liệu nối tiếp giữa một host (DTE-Data Terminal Equipment) và một ngoại vi (DCE-Data Circuit-Terminating Equipment)

Có 2 phiên bản RS232 được sử dụng trong thời gian dài nhất là RS232B và RS232C Tuy nhiên, hiện nay chúng ta chỉ thấy xuất hiện phiên bản RS232C và thường được gọi với tên ngắn là RS232 Trong phần cứng máy tính, thường có 1 hoặc 2 cổng RS232C và được gọi là cổng COM Cổng COM này thường được chia thành 2 loại là 9 chân hoặc 25 chân tùy theo đời máy, hay main máy tính (tuy nhiên hiện tại thì chúng ta thấy nhiều loại 9 chân hơn)

Hình 2.7 : Cổng com của RS232 kết nối với máy tính

Mức điện áp của tiêu chuẩn RS232C ( chuẩn thường dùng bây giờ) được mô tả như sau:

- Mức logic 0 : +3V , +12V

- Mức logic 1 : -12V, -3V

• Phần mềm proteus

Phần mềm Proteus được biết đến là phần mềm vẽ, mô phỏng mạch điện tử, được

phát triển bởi công ty Lacenter Electronics Với proteus, người dùng có thể mô tả hầu hết được những linh kiện điện tử thông minh phổ biến hiện nay Ngoài ra, nó còn hỗ trợ cho những phần mềm khác như 8051, PIC, Motorola, AVR

Hình 2.8 : Phần mềm proteus kết nối với máy tính

CHƯƠNG 3 PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT

3.1 Hệ thống bãi giữ xe tự động xoay vòng đứng

• Yêu cầu chung của hệ thống

- Đề tài bãi đỗ xe tự động xoay vòng đứng sử dụng phần mềm adruino để hoạt động

- Hệ thống giám sát sử dụng màn hình LCD và thẻ từ RFID

- Đề tài thực hiện đáp ứng được nhu cầu của khách hàng khi gửi xe và khi lấy xe ra một cách thuật lợi không mất nhiều thời gian như những bãi xe truyền thống

- Màn hình LCD hiển thị được chỗ nào còn trống và chỗ nào đang có xe đang đỗ

- Màn hình LCD hiển thị ngày/giờ ra vào xe của khách hàng và tính tiền của khách khi ra khỏi bãi

- Hệ thống lưu được dữ liệu của khách hàng khi gặp sự cố mất điện đột ngột

- Khi khách hàng bị mất thẻ lấy xe hệ thống chuyển sang được chế độ làm việc bằng nút nhấn để lấy xe cho khách hàng

- Đề tài có máy thu tiền tự động và máy phát thẻ tự động cho khách hàng gửi xe

3.2 Sơ đồ thiết lập bãi đỗ xe tự động xoay vòng đứng

3.2.1 Thiết kế sơ đồ khối

Hình 3.1: Sơ đồ khối hệ thống bãi đỗ xe tự động

3.2.2 Chức năng của từng khối

- Khối nguồn: Nguồn 10V cấp cho Arduino

- Khối cảm biến: Xác định vị trí của pallet và chiều quay

- Khối động cơ: Vận hành hệ thống

- Khối xử lí trung tâm Arduino: Nhận tín hiệu từ cảm biến và PC điều khiển động

cơ hoạt động

- Hệ xích: Quay theo chiều của động cơ di chuyển các pallet

- Thẻ từ RFID: Kết nối hệ thống qua PC giúp xác định pallet cần thiết

- PC: Giao tiếp với RFID và Arduino để điều khiển hệ thống

3.3 Bản thiết kế cơ khí bãi giữ xe tự động xoay vòng đứng

Hình 3.2: Mô hình cơ khi 3D trên solidword

Hệ thống bãi đỗ xe tự động kiểu xoay vòng đứng được mô phỏng thiết kế trên phần mềm SolidWorks 2019

Hình 3.3: Mô phỏng kích thước ba mặt phẳng của bãi đỗ xe tự động

3.4 Hệ truyền động:

Hệ truyền động bao gồm pallet và hệ thống xích 6 pallet có cấu tạo từ xốp cứng

có tác dụng mô phỏng Pallet trong hệ thống bãi đỗ xe trong thực tế Mỗi pallet được đánh số từ 1 đến 6 và gắn trực tiếp vào hệ thống xích truyền động Hệ thống dây xích truyền động là hệ thống truyền tải động lực cho toàn bộ hệ thống Hệ thống dây xích được cấu tạo từ 2 vòng dây xích và 4 bánh răng dọc theo khung thép Các

bánh răng được sắp xếp đối xứng nhau để tạo chuyển động dễ dàng của các pallet

3.4.3 Sơ đồ mạch điện

Sơ đồ mạch điện của hệ thống là một bộ động cơ một chiều có hộp giảm tốc Việc gắn động cơ khiến cho việc điều khiển tốc độ động cơ trở nên dễ dàng hơn Và hộp giảm tốc là thiết bị điều chỉnh tốc độ động cơ sao cho phù hợp với mong muốn và yêu cầu thực tế của người thiết kế

Hình 3.6: sơ đồ mạch điện