Thiết kế hệ thống giám sát các thông số làm việc của hệ thống phanh có trang bị hệ thống ABS

Chúng ta sẽ thực hiện đọc giá trị của bộ đo vận tốc và công tắc phanh thông qua vi điều khiển Arduino đọc giá trị dữ liệu của chúng để tính tốc độ bánh xe từ đó tính được quãng đường phanh và khởi tạo theo thời gian thực trên cùng một dòng, phân tách nhau bởi một ký tự đặc biệt (em chọn ký tự gạch đứng “|”) để dễ xử lý ở bên Windows Forms thuộc Visual Studio. Sau đó chuyển nó qua dạng số để vẽ đồ thị và hiển thị. Cuối cùng là lưu kết quả vào Excel. Sau khi thu được kết quả thì hoàn toàn có thể dùng số liệu này để thực hiện tính toán phân tích trên 1 số phần mềm thứ 3 phổ biến hiện nay như Matlap, Excel…

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN

LỜI NÓI ĐẦU

Ngành công nghiệp ô tô chiếm một vị trí rất quan trọng trong nền kinh tế

cả nước nói chung và giao thông vận tải nói riêng Nó quyết định một phầnkhông nhỏ về tốc độ phát triển kinh tế của một quốc gia Ngày nay, trên ô tô đã

áp dụng những công nghệ tiên tiến như công nghệ điện tử, điều khiển tự động,vật liệu mới… làm cho ô tô ngày càng trở nên đa dạng và có những tiến bộ vượtbậc về công nghệ Tuy nhiên, dù ở giai đoạn nào của sự phát triển, khi kỹ thuậtngày càng hoàn thiện thì sự an toàn vẫn được đặt lên hàng đầu nhằm bảo vệ tính

mạng con người và giảm thiệt hại về vật chất Và đây cũng chính là nhiệm vụ vàyêu cầu mà hệ thống phanh trên ô tô cần thực hiện được.

Ngày nay, hệ thống phanh trên ô tô cũng có những tiến bộ đáng kể, nhưphải kể đến là hệ thồng chống bó cứng bánh xe (ABS) Hệ thống cân bằng điện

tử (ESP) hay hệ thống chống trượt (TCS) để cho ô tô có được sự an toàn caonhất có thể dựa trên yêu cầu trong sự phát triển chung hiện nay, em đã lựa chọn

đề tài:” Thiết kế hệ thống giám sát các thông số làm việc của hệ thống phanh cótrang bị ABS” làm đề tài tốt nghiệp của mình Đề tài được thực hiện dựa trên cơ

sở số liệu thực nghiệm mô phỏng với các tài liệu tham khảo và hướng dẫn tínhtoán Mặc dù đã rất cố gắng và được sự hướng dẫn nhiệt tình của giáo viên

hướng dẫn là thầy Ths Đặng Huy Cường Nhưng trong quá trình thực hiện em

vẫn còn chỗ thiếu sót nhất định Em mong rằng với sự chỉ bảo và đóng góp ýkiến của các thầy bộ môn sẽ giúp em vững vàng hơn trên con đường công tácsau này

Em xin chân thành cảm ơn!

Nam Định, ngày 20 tháng 07 năm 2023

Sinh viên thực hiện

Lê Hữu Phước

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

I Tên đề tài: 1

II Lý do chọn đề tài: 1

III Ý nghĩa của đề tài: 3

IV Mục tiêu của đề tài: 4

V Đối tượng nghiên cứu khách thể của đề tài: 4

VI Phạm vi nghiên cứu: 4

VII Phương pháp nghiên cứu: 4

VIII.Kết quả đề tài 6

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH TRANG BỊ ABS 7

1.1 Lịch sử phát triển của hệ thống phanh ABS 7

1.2 Cấu tạo của hệ thống phanh có trang bị ABS 10

1.2.1 Cấu tạo chung 10

1.2.2 Cấu tạo chi tiết 11

1.2.2.1 Cảm biến tốc độ 11

1.2.2.2 Cảm biến giảm tốc 11

1.2.2.3 Bộ chấp hành phanh 12

1.2.2.4 Hộp điều khiển hệ thống phanh ABS Control Module 14

1.3 Nguyên lý của hệ thống ABS 15

1.4 Hoạt động của hệ thống phanh ABS 16

1.4.1 Khi phanh bình thường (ABS không hoạt động) 16

1.4.2 Khi phanh gấp (ABS hoạt động) 17

1.4.2.1 Chế độ "Giảm" áp 17

1.4.2.2 Chế độ “Giữ” 18

1.4.2.3 Chế độ “Tăng áp” 18

Kết luận chương 1: 19

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ BỘ GIAO TIẾP THỂ HIỆN CÁC THÔNG SỐ LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG PHANH ABS 20

2.1 Ý tưởng 20

2.2 Giới thiệu về phần mềm lập trình Arduino IDE 20

2.2.1 Giao diện 20

2.2.2 Vùng lệnh 20

2.2.3 Vùng viết chương trình 21

2.2.4 Vùng thông báo (debug) 21

2.2.5 Một số lưu ý 22

2.3 Giới thiệu về Winform trên phần mềm Visual Studio 22

2.3.1 Các bước thao tác trên Winform 23

2.3.2 ToolBox 25

2.3.3 Form 26

2.3.4 Properties 27

2.4 Các phương pháp kế nối máy tính 28

2.4.1 Giao tiếp qua cổng song song 28

2.4.2 Giao tiếp qua cổng nối tiếp RS232 29

2.3.3 Giao tiếp qua cổng USB 30

2.4 Lựa chọn phần mềm thiết kế và phương pháp kế nối máy tính 31

2.5 Thiết kế hệ thống giao tiếp 31

2.5.1 Chuẩn bị 31

2.5.2 Các bước thực hiện 31

2.6 Thuật toán gửi và nhận dữ liệu hệ thống giám sát các thông số trên hệ thống phanh có trang bị ABS 39

2.6.1 Lưu đồ thuật toán nhận và gửi dữ liệu trên Arduino 39

2.6.2 Lưu đồ thuật toán điều khiển bộ chấp hành trên Arduino 40

2.6.3 Mô đun thực hiện việc hiển thị trên winform 41

Kết luận chương 2: 42

CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ 44

3.1 Mô hình thí nghiệm 44

3.1.1 Các thông số của thiết bị 46

3.2 Mục đích thực nghiệm 47

3.3 Yêu cầu thực nghiệm 47

3.4 Giao diện sử dụng 47

3.5 Hướng dẫn sử dụng 50

3.6 Thực nghiệm 55

3.6.1 Hoạt động 55

3.7 Sử dụng kết quả thu được lên phần mềm thứ 3 56

3.8 Đánh giá kết quả thực nghiệm 58

Kết luận chương 3 : 59

KẾT LUẬN 60

HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 61

TÀI LIỆU THAM KHẢO 63

PHỤ LỤC 65

Phụ lục 1 : Code đọc và truyền dữ liệu từ Arduino 65

Phụ lục 2 : Code giao diện hiển thị 70

-USB Universal Serial Bus, là cổng kết nối

cáp tiêu chuẩn cho máy tính

Danh mục bảng bi

Bảng 1 2 Thông số các vụ tai nạn của Việt Nam những năm gần đây 2YBảng 3 1 Một số thông số cơ bản của mô hình 46

Danh mục hình ảnh và b

Hình 1 1 Sơ đồ hệ thống phanh ABS 7

Hình 1 2 Quan hệ giữa lực phanh và lực bám 8

Hình 1 3 Bánh xe bị bó cứng khi phanh 8

Hình 1 4 Mối quan hệ giữa lực phanh và hệ số trượt tương đối 9

Hình 1 5 Sơ đồ hệ thống phanh ABS 10

Hình 1 6 Cấu tạo của hệ thống ABS trên xe 4WD 11

Hình 1 7 Sơ đồ nguyên lý cảm biến giảm tốc trên xe 11

Hình 1 8 Các chế độ cảm biến giảm tốc 12

Hình 1 9 Bộ chấp hành ABS 12

Hình 1 10 Sơ đồ van điện ba vị trí 13

Hình 1 11 Hộp điều khiển ECU 14

Hình 1 12 Nguyên lý hoạt động của hệ thống ABS 15

Hình 1 13 Khi phanh bình thường 16

Hình 1 14 Sơ đồ khối khi ABS hoạt động 17

Hình 1 15 Hệ thống ABS tại chế độ giảm áp 17

Hình 1 16 Sơ đồ biểu diễn hệ thống ABS tại chế độ giữ áp 18

Hình 1 17 Hệ thống ABS tại chế độ tăng áp 19

YHình 2 1 Giao diện lập trình Arduino IDE 20

Hình 2 2 Vùng lệnh thao tác trên thanh menu 21

Hình 2 3 Vùng viết chương trình 21

Hình 2 4 Vùng thông báo (debug) 21

Hình 2 5 Thao tác chọn cổng kết nối 22

Hình 2 6 Giao diện thiết kế của Winform trong Visual Stuido 22

Hình 2 7 Tạo 1 project mới trên Winform 23

Hình 2 8 Chọn platform cho Winform 24

Hình 2 9 Nhập thông tin cho dự án 24

Hình 2 10 Giao diện lập trình 25

Hình 2 11 Các thuộc tính cơ bản trong Winform 25

Hình 2 12 Các nhóm điều khiển trong danh sách ToolBox 26

Hình 2 13 Giao diện thiết kế 26

Hình 2 14 Nơi thiết lập các thuộc tính 27

Hình 2 15 Cửa sổ viết code lập trình 27

Hình 2 16 Hình dạng cáp nối USB 30

Hình 2 17 Giao diện lập trình Arudino 32

Hình 2 18 Phương thức tạo dự án mới 32

Hình 2 19 Phương thức cài đặt ZedGraph 33

Hình 2 20 Thêm ZedGraph và Toolbox 34

Hình 2 21 Thêm phần mềm Excell vào Winform 34

Hình 2 22 Thao tác cài đặt Excell trên Winform 35

Hình 2 23 Gán biến ComName để lưu trữ 35

Hình 2 24 Thiết kế giao diện ban đầu 36

Hình 2 25 Giao diện lập trình Form1.cs 37

Hình 2 26 Cài đặt thông số đối tượng 37

Hình 2 27 Giao diện hệ thống khi chưa hoạt động 38

Hình 2 28 Giao diện khi hệ thống hoạt động 39

Hình 2 29 Lưu đồ thuật toán gửi và nhận dữ liệu từ Arduino 40

Hình 2 30 Lưu đồ thuật toán điều khiển bộ chấp hành 41

Hình 2 31 Thuật toán đọc dữ liệu qua cổng USB 42

YHình 3 1 Mô hình hoàn thiện 44

Hình 3 2 Bo mạch điều khiển và vi sử lý Arduino 44

Hình 3 3 Bộ chấp hành và các đường dầu 45

Hình 3 4 Cụm phanh dầu 45

Hình 3 5 Ngàm phanh 45

Hình 3 6 Mô hình lắp ráp hoàn thiện 46

Hình 3 7 Giao diện chính của thiết bị sử dụng 47

Hình 3 8 Phần lựa chọn cổng kết nối 47

Hình 3 9 Nút kết nối 48

Hình 3 10 Nút chạy hệ thống 48

Hình 3 11 Nút dừng hệ thống 48

Hình 3 12 Nút lưu dữ liệu hệ thống 48

Hình 3 13 Nút xóa dữ liệu hệ thống 48

Hình 3 14 Nút thoát chương trình hệ thống 48

Hình 3 15 Danh sách hiển thị dự liệu trực tiếp 49

Hình 3 16 Biểu đồ tốc độ góc theo thời gian 49

Hình 3 17 Biểu đồ quãng đường phanh theo thời gian 50

Hình 3 18 Biểu đồ tín hiệu theo thời gian 50

Hình 3 19 Kết nối Arduino Uno với máy tính 51

Hình 3 20 Giao diện khởi động 51

Hình 3 21 Thao tác chọn cổng Serial 52

Hình 3 22 Thao tác kết nối trên hệ thống 52

Hình 3 23 Thao tác chạy chương trình 52

Hình 3 24 Dữ liệu được lưu vào Excel 53

Hình 3 25 Đồ thị trước khi xóa 53

Hình 3 26 Đồ thị sau khi xóa 54

Hình 3 27 Giao diện trước khi thoát hệ thống 54

Hình 3 28 Đồ thị quãng đường phanh theo thời gian 55

Hình 3 29 Đồ thị vận tốc góc theo thời gian 55

Hình 3 30 Đồ thị tín hiệu trạng thái theo thời gian 56

Hình 3 31 Đồ thị vận tốc góc theo thời gian 57

Hình 3 32 Đồ thị quãng đường theo thời gian 58

Hình 3 33 Phân tích đồ thị quãng đường theo thời gian 58 Y

Ngày nay ô tô được sử dụng rộng rãi như một phương tiện đi lại thôngdụng Cho nên các trang thiết bị, các bộ phận trên ô tô ngày càng hoàn thiện vàhiện đại hơn nhằm bảo vệ độ tin cậy, an toàn và tiện dụng cho người sử dụng.Tốc độ ô tô ngày càng cao, giao thông lại phức tạp do đó hệ thống phanh ngàycàng được chú trọng hơn các hãng ô tô nên hệ thống phanh có rất nhiều loại chủyếu là phanh dầu , phanh khí và phanh thủy khí đối với các hãng xe ví dụ nhưhuyndai đòi hỏi độ an toàn cao, thủy khí trên ô tô có rất nhiều loại khác nhau vớimỗi loại có tính ưu việt khác nhau, do đó để hiểu biết về vấn đề này đòi hỏi phải

có sự hiểu biết sâu sắc kỹ lưỡng về cấu tạo các đặc tính kỹ thuật, nguyên lý hoạtđộng để có kỹ năng thành thục , thành thạo trong tất cả các quy trình

Cơ cấu phanh là cơ cấu an toàn chủ động của ô tô, dùng để giảm tốc độhay dùng và đỗ ôtô trong những trường hợp cần thiết Nền công nghiệp ô tôđang ngày càng phát triển mạnh, số lượng ô tô tăng nhanh, mật độ lưu thông trênđường ngày càng lớn Các xe ngày càng được thiết kể với công suất cao hơn, tốc

độ chuyển động nhanh hơn thì yêu cầu đặt ra với cơ cấu phanh cũng càng cao vànghiêm ngặt hơn Một ô tô có cơ cấu phanh tốt, có độ tin cậy cao thì mới có khảnăng phát huy hết công suất, xe mới có khả năng chạy ở tốc độ cao, tăng tinhkinh tế nhiên liệu, tính an toàn và hiệu quả vận chuyển của ô tô

Khoảng 10% số vụ tai nạn xảy ra trong trường hợp cần dừng khẩn cấp,người điều khiển phanh mạnh đột ngột làm xe bị rễ bánh và trượt đi, dẫn đếnmất lái Hệ thống ABS giúp khắc phục tình trạng này không phụ thuộc vào kỹthuật phanh của người lái Ở Việt Nam tai nạn giao thông ngày một gia tăng cả

về số vụ và tính chất nguy hiểm Dưới đây là bảng số liệu về số vụ tai nạn giaothông xảy ra tại Việt Nam theo các năm gần đây

Bảng 1 1 Thông số các vụ tai nạn của Việt Nam những năm gần đây

Trên thế giới cũng có nhiều diễn biến hết sức phức tạp, số vụ tai nạn ngàycàng tăng nên tính cấp thiết phải nâng cao kỹ thuật cho xe cơ giới nói chung vàcho ô tô nói riêng Báo cáo năm 2004 của WHO cho biết mỗi ngày trên thế giới

có hơn 3000 người chết do tai nạn giao thông

Trong số này, các nước có thu nhập thấp và trung bình chiếm đến 85% số

ca từ vong Qua đó làm cho em thấy rõ được nhiệm vụ và tầm quan trọng của hệthống phanh Do tầm quan trọng của hệ thống phanh trên ô tô về sự an toàn giaothông trong quá trình hoạt động mà việc nghiên cứu để nâng cao kỹ thuật sử lícho hệ thống phanh mà nhà trường đã giao cho em tìm hiểu và thiết kế “thiết kế

hệ thống giám sát các thông số làm việc của hệ thống phanh có trang bị ABS”

III Ý nghĩa của đề tài:

Ý nghĩa khoa học:

Đề tài giúp cho sinh viên có thể củng cố kiến thức tổng hợp và nâng caokiến thức chuyên môn cũng như kiến thức ngoài thực tế, xã hội Đề tài cònthiết kế mô hình để sinh viên trong trường đặc biệt là sinh viên khoa cơ khíđộng lực tham khảo, học hỏi, tìm tòi, phát triển

Tạo tiền đề nguồn tài liệu học tập cho các học sinh – sinh viên khóa sau

có thêm nguồn tài liệu nghiên cứu học tập

Trong quá tình hoàn thành đề tài đã giúp cho sinh viên tập làm quen dầnvới phương pháp tự nghiên cứu là chính, giúp sinh viên chủ động trong việc tìmhiểu, tham khỏa học tập qua sách vở, trao đổi với bạn bè, học tập qua thầy cô,qua đó khiến cho sinh viên hiểu cặn kẽ vấn đề hơn tạo tiền đề cho việc tự nghiêncứu sách vở

Ý nghĩa thực tiễn:

Đối với ngành cơ khí động lực nói chung và ngành ô tô nói riêng, việc thiết

kế thử nghiệm và kiểm tra như trên đang được sử dụng rất nhiều và đóng vai trò

to lớn trong quá trình đánh giá và lựa chọn các thông số hợp lý khi gia công

Đồ án này sẽ góp phần trong việc kiểm tra độ an toàn của hệ thống phanh

có trang bị hệ thống chống bó cứng ABS thông qua các thông số thể hiện mốiquan hệ giữa lực – vận tốc – áp suất thủy lực ở xi lanh phanh bánh xe với kếtquả đáng tin cậy, đặc biệt phù hợp với phòng thí nghiệm vừa và nhỏ, tiết kiệmthời gian, kinh phí

Đối với sinh viên thực hiện đồ án này có ý nghĩa quan trọng và tính thựctiễn cao, mở ra hướng nghiên cứu không chỉ áp dụng đối với hệ thống phanhchống bó cứng bánh xe mà nhân rộng trong lĩnh vực cơ khí đặc biệt là trong việcđánh giá, xác dịnh và dưa ra thông số hợp lý khi thiết kế chế tạo các hệ thốngphanh có nguyên lý tương tự hoặc góp phần giúp sinh viên hiểu rõ để có thể tạo

ra các hệ thống phanh cao cấp ổn định và đảm bảo an toàn tốt hơn sau này

IV Mục tiêu của đề tài:

Thông qua các kiến thức đã học và tìm hiểu về kết cấu, nguyên lý làm việccác chi tiết trong hệ thống phanh có trang bị hệ thống chống bó cứng bánh xeABS và cách hoạt động trên ô tô thiết kế được hệ thống hiển thị các thông sốlàm việc của hệ thống phanh có trang bị ABS Hiểu được thuật toán cách tư duylogic, hiểu và phân tích được các thông số làm việc của hệ thống phanh có trang

bị ABS tại ba trạng thái “giữ “, “tăng” và “giảm” thông qua hệ thống giám sát.Qua đó giúp chúng ta nắm bắt rõ ràng được về tình trạng hiện tại của xe thôngqua các thông số chính xác

V Đối tượng nghiên cứu khách thể của đề tài:

Đối tượng nghiên cứu: “Thiết kế hệ thống giám sát các thông số làm việccủa hệ thống phanh có trang bị ABS” Những phương pháp tiếp cận trang thiết

bị hiện đại và bài giảng liên quan tới truyền và nhận dữ liệu từ các cảm biến và

xử lý chúng theo các phương pháp logic để đảm bảo cho tiện lợi,

VI Phạm vi nghiên cứu:

Phạm vi nghiên cứu của đề tài được em tổng hợp lại thành 3 mục chính:

+ Hệ thống phanh có trang bị ABS trên xe ô tô con

+ Quy trình gửi và nhận dữ liệu trên vi sử lý Arduino

+ Tính toán xử lý dữ liệu và hiển thị trên Winform trong Visual Studio

VII Phương pháp nghiên cứu:

Ở trong đề tài nghiên cứu này thì em sử dụng 2 phương pháp nghiên cứuchính là phương pháp nghiên cứu thực tiễn và phương pháp nghiên cứu tài liệu

Để đề tài được hoàn thành em đã kết hợp nhiều phương pháp nghiên cứu.Trong đó đọc biệt là phương pháp tham khảo tài liệu, thu thật các thông tin liênquan, học hỏi kinh nghiệm của chuyên gia, nghiên cứu các thiết bị hiện có trênthị trường từ đó tìm ra những ý tưởng mới để hình thành đề cương của đề tài,cũng như phương pháp thiết kế

VIII Kết quả đề tài.

- Thuyết minh đề tài

- Thiết bị giám sát các thông số làm việc của hệ thống phanh có trang bịABS.

- Hướng dẫn sử dụng thiết bị

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHANH TRANG BỊ ABS 1.1 Lịch sử phát triển của hệ thống phanh ABS

Hình 1 1 Sơ đồ hệ thống phanh ABSThông thường để hạn chế tình trạng bó cứng phanh, lời khuyên của cácchuyên gia là chúng ta nên đạp phanh từ tốn trong các tình huống thông thường.Trong trường hợp khẩn cấp, người lái nên nhấp nhả phanh liên tục, tuy nhiênhầu hết người lái xe không đủ bình tĩnh để thực hiện Do đó, các nhà sản xuất đãchế tạo ra những mẫu xe hơi được trang bị hệ thống phanh ABS – Anti-lockBraking System Với chế độ này, người lái chỉ cần đạp phanh và điều khiển vôlăng ABS duy trì trạng thái ổn định, giúp bánh xe không bị trượt, quay vòngtrong những tình huống phanh gấp không an toàn Hệ thống phanh chống bócứng ABS – Anti-Lock Brake System là hệ thống an toàn trên xe ô tô được pháttriển ban đầu từ những năm 1929 Ban đầu, hệ thống phanh ABS được trang bịtrên máy bay Sau đó, nhận thấy sự ứng dụng an toàn và quan trọng của ABSnên vào năm 1958, ABS bắt đầu được ứng dụng trên ôtô Hệ thống phanh ABSngay lập tức đã phát huy tác dụng giảm thiểu đáng kể số vụ tai nạn giao thông

và mức độ nghiêm trọng của những vụ tai nạn này Sau nhiều thử nghiệm khắcnghiệt thì cho đến nay, hệ thống phanh chống bó cứng đã trở nên hoàn thiện hơn

và là một hệ thống an toàn không thể thiếu trên ô tô đời mới

Chức năng của hệ thống phanh thông thường là để giảm tốc độ hay dừng xebằng cách sử dụng hai loại lực cản Loại thứ nhất là lực cản giữa má phanh vàđĩa phanh (hay giữa má phanh và trống phanh) và loại thứ hai là giữa lốp và mặt

đường Phanh có thể điều khiển ổn định nếu mối liên hệ giữa lực cản trong hệthống phanh và lực cản giữa lốp và mặt đường xảy ra.

Hình 1 2 Quan hệ giữa lực phanh và lực bámKết quả là, nếu các bánh xe trước bị bó cứng, nó sẽ làm cho xe không láiđược Nếu các bánh xe sau bị bó cứng, do sự khác nhau giữa hệ số ma sát giữabánh xebên phải và bánh xe bên trái với mặt đường nên sẽ là cho đuôi xe bịlạng.ABS điều khiển áp suất dầu tác dụng lên các xilanh bánh xe để ngăn khôngcho nó bị bó cứng khi phanh trên đường trơn hay khi phanh gấp Nó cũng đảmbảo tính ổn định dẫn hướng trong quá trình phanh, nên xe vẫn có thể lái được

Hình 1 3 Bánh xe bị bó cứng khi phanh

Nguyên lý cơ bản của phanh ABS

Khi xe chuyển động ở tốc độ không đổi, tốc độ của xe và bánh xe là nhưnhau (nói cách khác, các bánh xe không trượt) Tuy nhiên, khi người lái đạpphanh để giảm tốc độ xe, tốc độ của các bánh xe sẽ giảm từ từ và không thểbằng tốc độ của thân xe lúc này đang chuyển động nhờ quán tính của nó (tức là,

có thể xảy ra trượt nhẹ giữa các lốp xe với mặt đường)

Sự khác nhau giữa tốc độ thân xe và tốc độ bánh xe được biểu diễn bằngmột hệ số gọi là “hệ số trượt”

Hình 1 4 Mối quan hệ giữa lực phanh và hệ số trượt tương đối

Khi sự khác nhau giữa tốc độ bánh xe và tốc độ xe trở nên quá lớn, sựtrượt sẽ xảy ra giữa lốp và mặt đường Nó cũng sinh ra ma sát và kết quả là cóthể tác dụng như một lực phanh và giảm tốc độ của xe Đồ thị hình 2.4, biểu thịmối liên hệ giữa lực phanh và hệ số trượt

Lực phanh không nhất thiết phải tỷ lệ thuận với hệ số trượt và nó đạt cựcđại khi hệ số trượt trong khoảng 10 - 30 % Khi hệ số trượt vượt quá 30%, lựcphanh giảm từ từ Vì vậy, để đảm bảo lực phanh lớn nhất, phải luôn giữ hệ sốtrượt trong khoảng 10 - 30 %

Thêm vào đó, cũng cần phải giữ lực quay vòng ở mức cao để đảm bảo tính

ổn định dẫn hướng Nhằm thực hiện mục đích này, ABS được thiết kế để tạo ratính năng phanh tối ưu bằng cách lợi dụng hệ số trượt 10 - 30 % mà không phụthuộc vào điều kiện đường xá, trong khi cũng giữ lực quay vòng ở mức cao nhất

có thể để đảm bảo tính ổn định dẫn hướng

1.2 Cấu tạo của hệ thống phanh có trang bị ABS

1.2.1 Cấu tạo chung.

Hình 1 5 Sơ đồ hệ thống phanh ABSCảm biến tốc độ bánh xe phát hiện tốc độ góc của bánh xe và gửi tín hiệuđến ABS ECU ABS ECU theo dõi tình trạng các bánh xe bằng cách tính tốc độ

xe và sự thay đổi tốc độ bánh xe từ tốc độ góc của bánh xe.Khi phanh gấp, ABSECU điều khiển các bộ chấp hành để cung cấp áp suất tối ưu cho mỗi xilanhphanh bánh xe Cụm điều khiển thủy lực của hệ thống phanh hoạt động theomệnh lệnh từ ECU, tăng, giảm hay giữ áp suất dầu khi cần điều chỉnh phù hợp

1.2.2 Cấu tạo chi tiết

Hình 1 6 Cấu tạo của hệ thống ABS trên xe 4WD

1.2.2.1 Cảm biến tốc độ

Cảm biến tốc độ ở hai bánh xe bao gồm một nam châm vĩnh cữu, cuộndây và lõi từ Vị trí lắp cảm biến tốc độ hay rô-to cảm biến tương ứng sốlượng răng của rô-to cảm biến thay đổi theo kiểu xe Vành ngoài của các rô-

to có các răng, khi xe chuyển động các bánh xe dẫn động rô-to quay sản sinhmột điện áp xoay chiều có tần số tỷ lệ với tốc độ quay của rô-to ABS ECUbiết tốc độ bánh xe nhờ vào điện áp AC

1.2.2.2 Cảm biến giảm tốc

Hình 1 7 Sơ đồ nguyên lý cảm biến giảm tốc trên xe

Hệ thống này giúp ABS đo trực tiếp sự giảm tốc của bánh xe khi phanh,nhờ vậy sẽ biết được trạng thái mặt đường và điều chỉnh áp suất dầu phanh hợp

lý Hiện nay có 2 loại cảm biến giảm tốc bao gồm: cảm biến giảm tốc dặt dọc vàcảm biến giảm tốc đặt ngang được trang bị hai cặp đèn LED, Transistor quang,kết hợp một đĩa xẻ rảnh và một mạch biến đổi tín hiệu.

Khi xe phanh gấp, tốc độ bánh xe giảm đột ngột khiến thân xe bị chúi về phíatrước Hai đĩa cảm biến bị lắc theo 2 chiều của thân xe Nếu dao động mạnh thìđĩa sẽ che ánh sáng từ LED đến transistor quang, làm transistor quang đóng/mở,theo đó cảm biến giảm tốc sẽ chia làm 4 mức và gửi tín hiệu về ECU Cảm biến

kiểu bán dẫn cũng được sử dụng để đo sự giảm tốc

Hình 1 8 Các chế độ cảm biến giảm tốc

1.2.2.3 Bộ chấp hành phanh

Hình 1 9 Bộ chấp hành ABS

Hệ thống phanh ABS được cấu tạo bởi các bộ phận như: Cảm biến tốc độ,

hệ thống thủy lực và van thủy lực, bơm thủy lực và hệ thống điều khiển

Bộ chấp hành thủy lực có chức năng cung cấp một áp suất dầu tối ưu đến khicác xi-lanh phanh bánh xe theo sự điều khiển của ABS ECU, tránh hiện tượng bị

bó cứng bánh xe khi phanh Hệ thống này được cấu tạo bởi các van điện từ,motor điện dẫn động bơm dầu, bơm dầu và bình tích áp

Hình 1 10 Sơ đồ van điện ba vị tríVan điện từ: gồm loại 2 vị trí và 3 vị trí Van điện từ gồm có một cuộn dâyđiện, lõi van, các cửa van và van một chiều Tác dụng của van điện từ giúp đóng

mở các cửa van để điều chỉnh áp suất đến các xi-lanh dưới sự điều khiển củaECU Có 3 vị trí của van thủy lực ABS cơ bản:

+ Vị trí 1 - Van mở: Áp lực phanh tương đương áp lực của người lái lênbàn đạp phanh được truyền trực tiếp đến bánh xe

+ Vị trí 2 - Van khoá: Tăng áp lực phanh mà người lái đặt lên bàn đạpphanh lên bánh xe

+ Vị trí 3 - Van nhả: Làm giảm áp lực phanh mà người lái đặt lên bàn đạpphanh lên bánh xe.

Motor điện và bơm dầu: Bơm piston dầu có chức năng vận chuyển dầu từbình bích áp về xi-lanh chính trong các chế độ và giữ áp nhờ motor điện

Bơm được chia thành 2 buồng hoạt hoạt động độc lập nhờ hai piston trái vàphải, được điều khiển bằng cam lệch tâm

Bình tích áp: Chứa dầu hồi về từ xi-lanh phanh bánh xe, nhất thời làm giảm

áp suất

1.2.2.4 Hộp điều khiển hệ thống phanh ABS Control Module.

ABS có chức năng nhận biết thông tin về tốc độ góc các bánh xe, từ đó tínhtoán ra tốc độ bánh xe và sự tăng giảm tốc của nó, xác định tốc độ xe, tốc độchuẩn của bánh xe và ngưỡng trượt để nhận biết nguy cơ bị hãm cứng của bánh

xe Bên cạnh đó, ABS cũng cung cấp tín hiệu điều khiển đến bộ chấp hành thủylực, kiểm tra, chẩn đoán, lưu giữ mã code hư hỏng và chế độ an toàn

Hình 1 11 Hộp điều khiển ECU

ECU là một tổ hợp các vi xử lý với 4 cụm chính đảm nhận các vai trò:Phần xử lý tín hiệu; Phần logic; Bộ phận an toàn; Bộ chẩn đoán và lưu mã lỗi.

1.3 Nguyên lý của hệ thống ABS.

Hình 1 12 Nguyên lý hoạt động của hệ thống ABS

Hệ thống chống bó cứng phanh ABS hoạt động trên nền tảng nguyên lýkhá cơ bản Nguyên lý hoạt động của ABS là nhờ vào các cảm biến tốc độ trêntừng bánh xe, gửi thông tin về cho ECU ABS và từ đó ECU ABS sẽ nắm bắtđược vận tốc quay trên từng bánh xe và phát hiện ngay tức khắc khi bánh xe nào

có hiện tượng bị “bó cứng” khi người lái đạp phanh đột ngột, dẫn tới hiện tượng

bị trượt khỏi mặt đường

Nếu xe không được trang bị ABS thì khi bánh xe rơi vào tình trạng bị trượt,tức độ bám đường giảm xuống thấp hơn mức cho phép của bánh xe, sẽ dẫn tớilực truyền cho bánh xe từ động cơ không giúp cho xe tiến lên mà ngược lại gây

ra sự mất kiểm soát

Giai đoạn A

ECU đặt van điện 3 ở chế độ giảm áp theo mức độ giảm tốc của các bánh

xe để làm giảm áp suất dầu trong xi-lanh của mỗi phanh xe Khi áp suất dầu

giảm, ECU chuyển van điện 3 qua chế độ “giữ” Theo dõi sự thay đổi của ápsuất, ECU sẽ tự động điều chỉnh giảm nếu ECU nhận thấy cần giảm hơn nữa.

Giai đoạn B

Khi áp suất dầu bên trong xi-lanh giảm ở giai đoạn A, áp suất dầu cấp chobánh xe cũng giảm Nó chuyển đổi trạng thái của bánh xe gần bị bó cứng sangtăng tốc độ Khi áp suất dầu giảm, lực phanh tác dụng lên bánh xe khá nhỏ.Nhằm ngăn chặn tình trạng này không xảy ra, ECU đặt van điện 3 liên tục ở các

vị trí có chế độ “tăng áp” và “giữ” khi bánh xe gần bị bó cứng phục hồi tốc độ.Giai đoạn C

Sau khi thiết lập ECU ở giai đoạn B, bánh xe có xu hướng bó cứng lại Do

đó, ECU lại chuyển van điện 3 vị trí đến chế độ “giảm áp” để giảm áp suất dầubên trong xi lanh bánh xe

Giai đoạn D

ECU bắt đầu tăng áp như giai đoạn B do áp suất dầu bên trong xi-lanh bịgiảm

1.4 Hoạt động của hệ thống phanh ABS

1.4.1 Khi phanh bình thường (ABS không hoạt động)

Hình 1 13 Khi phanh bình thườngTrong trạng thái bình thường, ABS ở chế độ “tĩnh”, ECU không truyềnđiện tới cuộn dây của van Vì vậy, vị trí ấn xuống bởi lò xo hồi vị và cửa “A”vẫn mở còn cửa “B” vẫn đóng

Khi nhấn phanh, áp suất dầu trong xi-lanh phanh chính tăng, dầu phanhchảy từ cửa “A” qua “C” trong van điện 3 vị trí rồi tới xi-lanh

Dầu phanh bị cản lại vào bởi van một chiều gắn trong mạch bơm

Khi nhả phanh, dầu phan hồi về từ xi-lanh bán xe về xi-lanh chính qua cửa

“C” đến cửa “A”, van một chiều số 3 trong van điện 3 vị trí

1.4.2 Khi phanh gấp (ABS hoạt động)

Hình 1 14 Sơ đồ khối khi ABS hoạt độngABS điều khiển áp suất dầu phanh tác dụng lên xi-lanh bánh xe đó theo tínhiệu từ ECU nếu nhận thấy bánh xe nào đang bị bó cứng lại khi phanh gấp

1.4.2.1 Chế độ "Giảm" áp

Hình 1 15 Hệ thống ABS tại chế độ giảm ápKhi một bánh xe gần bị bó cứng, ECU truyền dòng điện 5A cho cuộn dây củavan diện, tạo ra một lực từ mạnh Van 3 vị trí chuyển động lên phía trên, cửa Ađóng, cửa B mở Dầu phanh trong xi-lanh bánh xe qua cửa C tới cửa B trong vanđiện 3 vị trí này và chảy về bình dầu.Đồng thời, tín hiệu ECU phát ra cho mô tôbơm hoạt động, dầu phanh được trả hồi về xi-lanh phanh chính từ bình chứa

Trong khi đó, dầu phanh trong xi-lanh chính bị ngăn không cho vào van điện 3

vị trí và van một chiều số 1 và 3 bởi tại cửa “A” Vì vậy, áp suất dầu bên trongxi-lanh bánh xe giảm làm cho bánh xe không bị bó cứng Áp suất dầu được điều

chỉnh cân bằng bằng cách lạp lại chế độ “giữ áp” và “giữ”

1.4.2.2 Chế độ “Giữ”

Hình 1 16 Sơ đồ biểu diễn hệ thống ABS tại chế độ giữ áp

Khi có sự thay đổi áp suất bên trong xi-lanh bánh xe, cảm biến tốc độ pháttín hiệu báo tốc độ bánh xe đạt giá trị mong mong, ECU cấp dòng điện 2A đếncuộn dây của van điện để duy trì áp suất trong xi-lanh bánh xe Khi dòng điệntrong cuộn giây từ 5A (theo chế độ giảm áp) giảm xuống còn 2A (theo chế độgiữ), lượng từ trong cuộn dây cũng giảm theo Van điện 3 vị trí giữ nhờ lực của

lò xò hồi vị làm đóng cửa “B”

1.4.2.3 Chế độ “Tăng áp”

Hình 1 17 Hệ thống ABS tại chế độ tăng áp

Để tạo lực phanh lớn, áp suất trong xi-lanh cần tăng, ECU sẽ ngưng cấpđiện cho cuộn dây van diện Khi đó, cửa “A” của van điện 3 vị trí mở, còn cửa

“B” đóng Nó cho phép dầu xi-lanh phanh chính chảy qua cửa “C” trong vanđiện 3 vị trí đến xi-lanh bánh xe Mức độ áp suất dầu thay đổi được điều khiểnnhờ chế độ lặp lại các chế độ “Tăng áp” và “Giữ” kết hợp với giảm áp để điềukhiển xe tránh khỏi hiện tượng trượt lết trong thực tế

Kết luận chương 1:

Thông qua quá trình tìm hiểu về hệ thống chống bó cứng bánh xe ABS giúp

em hiểu rõ hơn về công dụng, cấu tạo và nguyên lý họa động của hệ thống ABS

Hệ thống ECU- ABS có nhiệm vụ nhận biết được các thông tin được gửi từ cáccảm biến như cảm biến tốc độ, cảm biến giảm tốc, … để xử lý tính toán đượctốc độ bánh xe từ đó điều chỉnh mô men phanh phù hợp thông qua 3 giai đoạnchính là : giữ áp, giảm áp và tăng áp để làm cho bánh xe không bị trượt lết làmcho mô men phanh được tối ưu và làm xe di chuyển ổn định, tránh được mònlốp từ những điều trên để hợp lại đảm bảo an toàn cho người lái

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ BỘ GIAO TIẾP THỂ HIỆN CÁC THÔNG SỐ

LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG PHANH ABS 2.1 Ý tưởng

Em sẽ đọc giá trị của bộ đo vận tốc và công tắc phanh thông qua vi điềukhiển Arduino đọc giá trị dữ liệu của chúng để tính tốc độ bánh xe từ đó tínhđược quãng đường phanh và khởi tạo theo thời gian thực trên cùng một dòng,phân tách nhau bởi một ký tự đặc biệt (em chọn ký tự gạch đứng “|”) để dễ xử lý

ở bên Windows Forms thuộc Visual Studio Sau đó chuyển nó qua dạng số để vẽ

đồ thị và hiển thị Cuối cùng là lưu kết quả vào Excel Sau khi thu được kết quảthì hoàn toàn có thể dùng số liệu này để thực hiện tính toán phân tích trên 1 sốphần mềm thứ 3 phổ biến hiện nay như Matlap, Excel…

2.2 Giới thiệu về phần mềm lập trình Arduino IDE

Hình 2 2 Vùng lệnh thao tác trên thanh menu

2.2.3 Vùng viết chương trình

Hình 2 3 Vùng viết chương trìnhBạn sẽ viết các đoạn mã của mình tại đây Tên chương trình của bạn được

hiển thị ngay dưới dãy các Icon, ở đây nó tên là “Blink” Để ý rằng phía sau tên chương trình có một dấu “§” Điều đó có nghĩa là đoạn chương trình của bạn

chưa được lưu lại

2.2.4 Vùng thông báo (debug)

Hình 2 4 Vùng thông báo (debug)

Những thông báo từ IDE sẽ được hiển thị tại đây Để ý rằng góc dưới cùngbên phải hiển thị loại board Arduino và cổng COM được sử dụng Luôn chú ýtới mục này bởi nếu chọn sai loại board hoặc cổng COM, bạn sẽ không thểupload được code của mình.

2.3 Giới thiệu về Winform trên phần mềm Visual Studio

Hình 2 6 Giao diện thiết kế của Winform trong Visual Stuido

Windowns Forms là thuật ngữ mô tả một ứng dụng được viết dùng NETFrameWorrk và có giao diện người dùng Windows Forms (màn hình windows).Mỗi màn hình windows cung cấp một giao diện giúp người dùng giao tiếp vớiứng dụng Giao diện này được gọi là giao diện đồ họa (GUI) của ứng dụng Làcác ứng dụng windows chạy trên máy tính - mã lệnh thực thi ngay trên máy tính:Microsoft Word, Excel, Access, Calculator, Yahoo, Mail, là các ứng dụngWindows Forms.

2.3.1 Các bước thao tác trên Winform

Dưới đây phần mềm thiết kế giao diện hệ thống giám sát các thông sốlàm việc của hệ thống phanh có trang bị hệ thống chống bó cứng ABS làphần mềm lập trình Winform trên phiên bản Visual Studio Tất các phươngthức nhận và sử lý dữ liệu sau khi tính toán thì hoàn toàn được sử lý trênphần mềm Visual Studio dưới giao diện Winform Sau đây các các bước thaotác cơ bản trên phần mềm

Bước 1: Khởi động Visual Studio 2019 -> chọn vào mục Create a new

project để tạo một project mới.

Hình 2 7 Tạo 1 project mới trên Winform

Bước 2: Sau khi chọn mục Create a new project thì một cửa sổ khác mở ra,

trong đó có các platforms mà các bạn đã cài Vì chúng ta sẽ lập trình winformsvới c# nên sẽ chọn platforms Windows Forms App (.NET FrameWork) -> Next

Hình 2 8 Chọn platform cho WinformBước 3: Sau khi chọn platforms một cửa sổ mới hiện ra, yêu cầu các bạnnhập thông tin cho project Các bạn sẽ nhập các thông tin được yêu cầu rồi chọncreate để tạo.

Hình 2 9 Nhập thông tin cho dự ánCác bạn sẽ chờ một lúc cho hệ thống tạo project, quá trình tạo nhanh haychậm tùy thuộc vào cấu hình máy của các bạn Sau khi tạo xong thì màn hìnhứng dụng sẽ như sau:

Hình 2 10 Giao diện lập trìnhNhư vậy là đã tạo thành công một project và để tìm hiểu về các thuộc tínhquan trọng trong ứng dụng Các thuộc tính cơ bản trên Windows FormsApplication Trong phần này em sẽ giới thiệu chi tiết các cửa sổ, thuộc tính trênứng dụng Windows Forms Application.

Hình 2 11 Các thuộc tính cơ bản trong Winform

2.3.2 ToolBox

ToolBox là nơi chứa các điều khiển để thiết kế giao diện, để mở cửa

sổ ToolBox các bạn vào View | ToolBox (Ctrl + Alt + X) C# cung cấp danhsách các Component/Control được liệt kê theo nhóm Cho phép các bạn sử dụngthao tác kéo thả vào form để thiết kế giao diện cho chương trình

Trong ToolBox có các nhóm điều khiển để thiết kế giao diện như sau:

Hình 2 12 Các nhóm điều khiển trong danh sách ToolBox

Ở đây em chỉ dùng tới Common Controls và Menus & Toolbars để có thểhiển thị các thông tin thông dụng như: TextBox, Label, Button, ComboBox, …

và StatusStrip hay Timer hoặc SerialPort để có thể kết nối và gửi nhận dữ liệuđiều khiển và hiển thị

2.3.3 Form

Form là vùng để thiết kế giao diện, ta chọn nhấn dữ chuột trái kéo điềukhiển vào form hoặc double click vào điều khiển mà bạn muốn thiết kế Cácđiều khiển còn được gọi là control hay component Form được gọi là control

"chứa" (vì nó có thể được chứa trong các control khác)

Hình 2 13 Giao diện thiết kế

2.3.4 Properties

Properties là nơi thiết lập thuộc tính của các điều khiển, với mỗi điều khiển/

Control đều được cung cấp sẵn một danh sách các thuộc tính để các bạn có thể

thiết lập Hầu hết giữa các điều khiển đều có những thuộc tính chung (giốngnhau) và những thuộc tính riêng đặc trưng cho điều khiển đó.

Hình 2 14 Nơi thiết lập các thuộc tínhVới mỗi điều khiển, để xuất hiện cửa sổ thiết lập thuộc tính các bạn chỉ cầnnhấp chuộc phải lên điều khiển đó và chọn properties trong menu hiện ra

Code window (cửa sổ viết code) Cửa sổ viết code là nơi để chúng ta lậptrình theo sự kiện của các điều kiển/Controls Để bật cửa sổ này các bạn chỉ cầndouble click vào form, khi đó tự động nó sẽ được tạo

Hình 2 15 Cửa sổ viết code lập trìnhLập trình ứng dụng winforms là lập trình theo hướng sự kiện Mỗi control

có danh sách các sự kiện đi kèm, ta cần lập trình tương tác ở sự kiện nào thigphát sinh và code ở sự kiện đó Sự kiện sau khi phát sinh có tên dạng: [Tên

control] _ [Tên sự kiện].

2.4 Các phương pháp kế nối máy tính

Như chúng ta đã biết thì việc kế nối thiết bị với máy tính thông qua bằngrất nhiều phương pháp Tuy nhiên trong khi nghiên cứu để giảm bớt sự phức tạpthì trong khi thiết kế em sẽ một số phương pháp kế nối thông dụng Sau đây làmột số phương pháp kế nối của thiết bị với máy tính

2.4.1 Giao tiếp qua cổng song song

Tên gọi của cổng song song bắt nguồn từ kiểu dữ liệu truyền qua cổng này:các bit dữ liệu để truyền song song hay nói cụ thể hơn là byte nối tiếp còn bitsong song Cho đển nay cổng song song có mặt ở hầu hết các máy tính PC đểsản xuất trong những năm gần đây Cổng song song còn để gọi là cổng máy inhay cổng Centronics Cấu trúc của cổng song song rất đơn giản với tám đường

dữ liệu, một đường dẫn mass chung, bố đường dẫn điều khiển để chuyển các dữliệu điều khiển tớ máy in và năm đường dẫn trạng thái của máy in ngược trởlạimáy tính Giao diện song song sử dụn các mức logic TTL, vì vậy việc sử dụngtrong mục đích đo lượng và điều khiển có phần đơn giản

Khoảng cách đối giữa cổng song song máy tính PC và thiết bị ngọai vi bịhạn chế vì điện dung kí sinh và hiện tượng cảm ứng giữ các đường dẫn có thểlàm biết dạng tín hiện Khoảng cách giới hạn là 8m, thông thường chỉ cỡ 1,5 - 2

m Khi khoảng cách ghép nối trên 3m nên xoắn các đường dây tín hiện vớiđường nối để theo kiểu cặp dây xoắn hoặc dùng loại cáp dẹp nhiều sợi trong mỗiđường dẫn dữ liệu điều này giữ hai đường nối mass Tố để truyền dữ liệu quacổng song song phụ thuộc vào linh kiện phần cứng để sử dụng Trên lý thuyếttốt để truyền giá trị 1 Mbit/s, nhưng với khoảng cách truyền bị hạn chế trongphạm vi 1m Với nhiều mục đích sử dụng thì khoảng cách này đã hoàn toàn thỏađáng Nếu cần truyền trên khoảng cách xa hơn, ta nên nghĩ đến khả năng truyềnqua cổng nối tiếp hoặc USB Cổng song song thường dùng để giao tiếp máy vitính với đối tượng bên ngoài nhờ cách đọc để:

- Lập trình đơn giản, dễ kết nối

- Tố để nhanh

Khuyết điểm của cổng song song là khoảng cách ngắn do tính chống nhiễukém Theo tiêu chuẩn IEEE 1284 năm 1994 có 5 chếđể hoạt động cho cổng songsong.

- SPP: cổng song song chuẩn có 3 mode là:

+ Compatibility: xuất 8 bit

+ Nibble: nhận 4 bit

+ Byte: cổng hai chiều

- EPP: cổng song song tăng cường (enhanced parala port)

- ECP: cổng mởrộng khảnăng (extended capability port)

Tùy loại main board có thể hỗ trợ cả 5 mode hay chỉ vài mode

Cổng SPP có thể truyền dữ liệu song song 8 bit từ máy tính ra với vận tốc

50 Kbytes/sec đển 150 Kbytes/sec Khi muốn nhập dữ liệu vào máy tính có thểdùng mode Nibble truyền 4 bit hay mode Byte truyền 8 bit

Cổng EPP và ECP dùng thêm phần cứng hỗ trợ nên vận tốc truyền nhanhhơn, có thể đến 2 Mbytes/sec, thu phát song song 8 bit

2.4.2 Giao tiếp qua cổng nối tiếp RS232

Cổng nối tiếp trên máy tính, thường gọi là cổng COM, để sử dụng đểtruyền dữ liệu hai chiều giữ máy tính và ngoại vi, có các ưu điểm sau:

- Khoảng cách truyền dài hơn so với cổng song song Cổng nối tiếp truyềnmức 3V đển 25V và mức +3V đển +25V nên tính chống nhiễu cao hơn, chophép khoảng cách truyền xa hơn

- Số dây kế nối ít, tối thiểu ba dây

- Có thể ghép với đường dây điện thoại, cho phép khoảng cách truyền chỉ

bị giới hạn bởi mạng tổng điện thoại

- Có thể truyền không dây dùng tia hồng ngoại

- Ghép nối dễ dàng với vi điều khiển hay PLC

- Cho phép nối mạng

2.3.3 Giao tiếp qua cổng USB

USB một trong những chuẩn giao tiếp máy tính để cho là thành công nhất

Để phát triển bởi liên minh gồm Compaq, Digital, IBM, Intel, Microsoft,NEC và Northern Telecom, chuẩn Universal là Serial là Bus (USB) sử dụngdạng đầu nối nhỏ phù hợp với tất cả thiết bị I/O thông dụng nhằm giảm bớt sốlượng cổng và đầu nối.

USB (Universal Serial Bus) - Một giao thức truyền dữ liệu cho phép các

thiết bị ngoại vi (ổ đĩa, modem, máy in, các thiết bị số) kế nối dễ dàng với máy

vi tính Có hai chuẩn USB đang song song là USB 1.0 và USB 2.0 USB 1.0 hay1.1 có dung lượng truyền dữ liệu tố độ 12 Mbit/giây, trong khi USB 2.0 có dunglượng truyền lên đển 480 Mbit/giây Các thiết bị USB 1.1 còn có thể cắm vàocổng USB 2.0 Hiện nay chuẩn USB trở nên phổ biết hơn, để nhiều hãng máytính và truyền thông phát triển Nó thay thế dần các cổng cắm khác trong PC vàđang "cạnh tranh" với chuẩn FireWire

Hình 2 16 Hình dạng cáp nối USB

Giao tiếp USB chứa hai thành phần chính: Serial Interface Engine (SIE)thiết lập giao thức bus và Root Hub tăng lượngcổng USB Nhờ trong tuyến busUSB có đường cấp 5V 0,5A nên một sốlàoa hoặc máy quét cần tay không cầnnguồn riêng Hệ thống tự động nhận biết sự hiện diện của thiết bị và cấp nguồn.Nhược điểm của kiến trúc USB là phức tạp và khó điều khiển do giao thức

hỗ trợ tất cả thiết bị ngoại vi