Ứng dụng điều khiển tự động trên máy cân bằng động bánh xe ô tô

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
KHẢO SÁT ỨNG DỤNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG TRÊN MÁY
CÂN BẰNG ĐỘNG BÁNH XE Ô TÔ JOHN BEAN - B9450
Họ và tên Sinh viên: NGUYỄN VĂN ĐÀO
Ngành: ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG
Niên khóa: 2006 – 2010
Tháng 7 / 2010

i

KHẢO SÁT ỨNG DỤNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG TRÊN MÁY CÂN
BẰNG ĐỘNG BÁNH XE Ô TÔ JOHN BEAN - B9450
Tác giả
NGUYỂN VĂN ĐÀO
Khóa luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu cấp bằng Kỹ sư ngành
Điều Khiển Tự Động
Giáo viên hướng dẫn:
Th.s Bùi Công Hạnh
Tháng 7 / 2010

ii

CẢM TẠ
Trong quá trình học tập tại Khoa Cơ Khí Công Nghệ - Bộ Môn Điều Khiển Tự
Động, chúng em đã được sự quan tâm dạy dỗ tận tình và trách nhiệm của quý Thầy,
Cô cũng như sự giúp đỡ của bạn bè, đã để lại cho chúng em nhiều kỷ niệm đẹp. Với
hơn 4 năm rèn luyện và học tập tại trường chúng em đã tích góp cho mình những kiến
thức chuyên môn nhất định và những kiến thức cuộc sống mới mẽ, để làm hành trang
bước vào cuộc sống, có một nghề nghiệp vững vàng.
Với một lòng biết ơn chân thành, em xin gửi lời cảm ơn đến:
- Ban chủ nhiệm khoa Cơ Khí – Công Nghệ.
- Toàn thể quý Thầy, Cô đã tận tình giảng dạy, giúp đỡ em trong quá trình học tập.
Đặc biệt là Thầy, Cô trong bộ môn Điều Khiển Tự Động.
- Thầy Th.s Bùi Công Hạnh, người đã tạo điều kiện và tận tình giúp đỡ em trong
quá trình thực hiện đề tài, truyền đạt cho em những kiến thức và kinh nghiệm cho em
thực hiện tốt đề tài này.
- Tất cả các bạn đã giúp đỡ để hoàn thành đề tài.
Quá trình thực hiện đề tài với sự nỗ lực hết mình nhưng không thể tránh khỏi
những sai sót. Rất mong sự thông cảm và đóng góp của quý Thầy, Cô và các bạn.
Gửi lời chúc sức khỏe tới Thầy, Cô và các bạn.
Xin chân thành cảm ơn:
Nguyễn Văn Đào.

iii

TÓM TẮT
1. Tên đề tài:
Ứng dụng điều khiển tự động trên máy cân bằng động bánh xe ô tô.
2. Thời gian và địa điểm:
- Thời gian: từ tháng 4 – 2010 đến tháng 6 – 2010.
- Địa điểm: Đề tài được thực hiện tại xưởng thực hành – thí nghiệm ô tô, bộ môn
Công nghệ Ô tô, khoa Cơ Khí - Công Nghệ, trường Đại Học Nông Lâm Tp. Hồ
Chí Minh.
3. Mục đích đề tài:
Đề tài được thực hiện với mục đích như sau:
- Tìm hiểu nguyên lý hoạt động, nguyên lý cấu tạo máy cân bằng động bánh xe ô tô.
- Khảo sát ứng dụng điều khiển tự động vào các chức năng của máy cân bằng động
bánh xe ô tô.
- Phân tích hệ thống điện tử - tự động trên máy cân bằng động bánh xe ô tô
BANLCO – 9450 của nhà sản xuất John Bean.
4. Phương tiện làm việc:
- Máy cân bằng động bánh xe ô tô John Bean B9450.
- Các phương tiện hỗ trợ: Đồng hồ VOM, máy vi tính, Oscilloscope,…
5. Kết quả:
- Đề tài hoàn thành đã đưa ra được nguyên lý làm việc và nguyên lý cấu tạo của một
máy cân bằng động nói chung và máy cân bằng động bánh xe ô tô nói riêng.
- Đề tài đã khảo sát máy cân bằng động bánh xe ô tô John Bean B9450. Phân tích
đầy đủ cấu tạo và những ứng dụng điều khiển tự động trên máy. Đề tài hoàn thành
sẽ là một tài liệu hỗ trợ cho quá trình vận hành, sử dụng và nghiên cứu chế tạo
máy cân bằng động bánh xe ô tô sau này.

iv

MỤC LỤC
Trang
LỜI TỰA..........................................................................................................................i
CẢM TẠ..........................................................................................................................ii
TÓM TẮT ......................................................................................................................iii
MỤC LỤC......................................................................................................................iv
DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT..............................................................................vi
DANH SÁCH CÁC HÌNH............................................................................................vii
CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU................................................................................................. 1
1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ....................................................................................................... 1
1.2 MỤC ĐÍCH........................................................................................................... 1
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN......................................................................................... 2
2.1 NGUYÊN LÝ CÂN BẰNG MÁY ....................................................................... 2
2.1.1 Các trạng thái mất cân bằng của vật quay:...................................................... 2
2.1.2 Cân bằng động vật quay. ................................................................................. 4
2.1.3 Nguyên tắc cân bằng động vật quay................................................................ 4
2.2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CÂN BẰNG ĐỘNG BÁNH XE....................................... 8
2.2.1 Lốp xe.............................................................................................................. 8
2.2.2 Vành xe............................................................................................................ 9
2.2.3 Thế nào là mất cân bằng động bánh xe ô tô.................................................. 10
2.2.4 Nguyên nhân gây ra mất gân bằng động ở bánh xe ô tô. .............................. 11
2.2.5 Tại sao phải cân bằng cho bánh xe ô tô......................................................... 11
2.3 MÁY CÂN BẰNG BÁNH XE Ô TÔ................................................................. 11
2.3.1 Định nghĩa:.................................................................................................... 11
2.3.2 Nguyên lý hoạt động: .................................................................................... 11
2.4 SỰ PHÁT TRIỂN CỦA MÁY CÂN BẰNG BÁNH XE ÔTÔ.......................... 12
CHƯƠNG 3: PHƯƠNG TIỆN - PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...................... 14
3.1 BỐ TRÍ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI ........................................................................... 14
3.1.1 Địa điểm: ....................................................................................................... 14
3.1.2 Thời gian: ...................................................................................................... 14
3.2 PHƯƠNG TIỆN THỰC HIỆN ........................................................................... 14
3.3 PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN.......................................................................... 14

v

3.3.1 Phương pháp lý thuyết:.................................................................................. 14
3.3.2 Phương pháp thực nghiệm:............................................................................ 14
CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN............................................................ 20
4.1 MÁY CÂN BẰNG ĐỘNG BÁNH XE Ô TÔ JOHN BEAN - B9450............... 20
4.1.1 Giới thiệu:...................................................................................................... 20
4.1.2 Sơ lược về cấu tạo: ........................................................................................ 22
4.2 MỘT SỐ CHI TIẾT ĐẶC BIỆT......................................................................... 23
4.2.1 Giá đỡ trục:.................................................................................................... 23
4.2.2 Cơ cấu chấp hành: ......................................................................................... 23
4.3 THÀNH PHẦN TÍN HIỆU................................................................................. 27
4.3.1 Cảm biến áp điện piezo (Piezoelectric sensor):............................................ 27
4.3.2 Encoder quang (Optical encoder):................................................................. 34
4.3.3 Cảm biến nhiệt LM75 (Digital Temperature Sensor): .................................. 39
4.3.4 Cảm biến nhiệt KTY81 – 220 (Temprature silicon sensor):......................... 41
4.3.5 Công tắc hành trình (Limit switch): .............................................................. 42
4.4 HỆ THỐNG ĐIỆN - ĐIỆN TỬ TRÊN MÁY CÂN BẰNG ĐỘNG BÁNH XE Ô
TÔ JOHN BEAN - B9450............................................................................................. 43
4.4.1 Giới thiệu mạch điện - điện tử....................................................................... 43
4.4.2 Mạch bảo vệ, cấp nguồn 220/240 VAC:....................................................... 43
4.4.3 Mạch nguồn vi điều khiển, Cảm biến, nguồn cấp cho các IC:...................... 44
4.4.4 Mạch nguồn 220 VAC - DC CAO ÁP:........................................................ 44
4.4.5 Khối công suất:.............................................................................................. 46
4.4.6 Mạch xử lý – điều khiển:............................................................................... 47
4.4.7 Màn hình giao tiếp – hiển thị......................................................................... 48
4.4.8 Thước đo khoảng cách trục tới bánh xe: ....................................................... 51
4.5 AN TOÀN VẬN HÀNH VÀ BẢO TRÌ MÁY................................................... 53
4.5.1 An toàn vận hành máy cân bằng động bánh xe ô tô B9450.......................... 53
4.5.2 Bảo trì máy cân bằng động bánh xe ô tô B9450. .......................................... 53
CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ................................................................. 55
5.1 KẾT LUẬN......................................................................................................... 55
5.2 ĐỀ NGHỊ............................................................................................................. 56
TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................... 56
PHỤ LỤC ..................................................................................................................... 57

vi

DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT
Tp.HCM: Thành phố Hồ Chí Mính.
B9450: Balco – 9450.
ADC: Analog Digital Converter.
I/O: Input/Output.
VDC: Volts Direct Current ( Dòng điện một chiều).
VAC: Volts Alternating Current (Dòng điện xoay chiều).
VOM: Volt - Ohm - Miliampere kế.
CPU: Central Processing Unit.
O.S.: Overtemperature Shut-down .
ROM: Read Only Memory.
RAM: Random Access Memory.
SRAM: Static Random Access Memory.
LS TTL: Low power Schottky Transistor – Transistor Logic.
IC: Integrated Circuit.
I2
C: Inter - Integrated Circuit.
LED: Light Emitting Diode.

vii

DANH SÁCH CÁC HÌNH
Trang
Hình 2.1: Mô tả trạng thái mất cân bằng tĩnh.................................................................. 2
Hình 2.2: Mô tả trạng thái mất cân bằng động thuần túy................................................ 3
Hình 2.3: Thí nghiệm mất cân bằng động thuần túy....................................................... 3
Hình 2.4: Chia khối lượng trên vật quay chiều dày nhỏ. ................................................ 5
Hình 2.5: Thí nghiệm cân bằng tĩnh................................................................................ 6
Hình 2.6: Vật quay có chiều dày lớn............................................................................... 7
Hình 2.7: Thí nghiệm cân bằng vật quay có chiều dày lớn............................................. 7
Hình 2.8: Cấu tạo lốp xe ô tô........................................................................................... 8
Hình 2.9: Ký hiệu và các kích thước lốp xe ô tô............................................................. 9
Hình 2.10: Ký hiệu và các kích thước vành.................................................................... 9
Hình 2.11: Sự mất cân bằng trên bánh xe ô tô. ............................................................. 10
Hình 2.12: Một số máy cân bằng động bánh xe tháo rời bánh. .................................... 12
Hình 2.13: Máy cân bằng bánh xe không tháo rời........................................................ 13
Hình 3.1: Cách lắp bánh xe lên máy cân bằng.............................................................. 15
Hình 3.2: Đo khoảng cách từ máy tới bánh xe.............................................................. 16
Hình 3.3: Cấu trúc màn hình. ........................................................................................ 17
Hình 3.4: Tháo nắp bảo vệ máy. ................................................................................... 18
Hình 3.5: Tháo bộ mạch điện – điện tử......................................................................... 19
Hình 3.6: Tháo rời mạch điện – điện tử. ....................................................................... 20
Hình 4.1: Máy cân bằng động bánh xe ô tô John Bean – B9450.................................. 21
Hình 4.2: Cấu tạo máy cân bằng động bánh xe ô tô B9450.......................................... 22
Hình 4.3: Giá đỡ trục..................................................................................................... 23
Hình 4.4: Cấu trúc cơ cấu chấp hành. ........................................................................... 24
Hình 4.5: Vị trí cơ cấu chấp hành.................................................................................. 24
Hình 4.6: Động cơ. ........................................................................................................ 25
Hình 4.7: Nguyên lý cấu tạo động cơ AC 1 pha. .......................................................... 26
Hình 4.8: Nguyên lý đảo chiều động cơ........................................................................ 26
Hình 4.9: Bố trí cơ cấu phanh (phanh chân). ................................................................ 27

viii

Hình 4.10: Hiệu ứng Piezo............................................................................................ 28
Hình 4.11: Mô phỏng chuyển đổi áp điện piezo ........................................................... 28
Hình 4.12: Cấu trúc Cảm biến piezo............................................................................. 29
Hình 4.13: Các hướng tác dụng lực............................................................................... 30
Hình 4.14: Sự đảo cực của tinh thể theo hướng tác dụng lực. ...................................... 31
Hình 4.15: Mạch nguyên lý cảm biến piezo.................................................................. 31
Hình 4.16: Cơ cấu lực tính toán cân bằng động bánh xe. ............................................. 32
Hình 4.17: Vị trí đặt cảm biến piezo trên máy B9450. ................................................. 33
Hình 4.18: Cơ cấu cảm biến piezo trên máy. ................................................................ 34
Hình 4.19: Encoder quang (Optical encoder)................................................................ 35
Hình 4.20: Bộ đọc tín hiệu HEDR 8000. ...................................................................... 35
Hình 4.21: Mô tả tín hiệu xung 2 kênh A, B................................................................. 36
Hình 4.22: Sơ đồ chân 74HC14. ................................................................................... 36
Hình 4.23: Mô tả tín hiệu vào/ra trên các kênh của 74HC14........................................ 37
Hình 4.24: Tính góc của khối lượng mất cân bằng qua encoder................................... 37
Hình 4.25: Đò tìm vị trí mất cân bằng trên hai mặt bánh xe......................................... 38
Hình 4.26: Mạch tích hợp đầu đọc của Encoder quang. ............................................... 38
Hình 4.27: Mô tả cảm biến nhiệt LM75A..................................................................... 39
Hình 4.28: Mô tả IC 24LC32A. .................................................................................... 40
Hình 4.29: Mạch tích hợp LM75A................................................................................ 40
Hình 4.30: Vị trí Encoder và LM75A trên máy. ........................................................... 41
Hình 4.31: Cảm biến nhiệt KTY81 - 220...................................................................... 41
Hình 4.33: Mạch điện - điện tử. .................................................................................... 43
Hình 4.34: Mạch Bảo vê, cấp nguồn 220 VAC. ........................................................... 44
Hình 4.35: Khối nguồn 220VAC - DC CAO ÁP, khối công suất. .............................. 44
Hình 4.36: Mạch cấp nguồn 220 VAC - DC cao áp và mạch công suất...................... 45
Hình 4.37: Kết nối HCPL - 314J................................................................................... 46
Hình 4.38: Kết nối TPIC 2791N. .................................................................................. 46
Hình 4.39: Cấu trúc mạch xử lý – điều khiển. .............................................................. 47
Hình 4.40: Mạch xử lý – điều khiển.............................................................................. 48
Hình 4.41: Màn hình giao tiếp – hiển thị ...................................................................... 49

ix

Hình 4.42: Cấu trúc màn hình. ...................................................................................... 50
Hình 4.43: Thước đo khoảng cách từ máy tới bánh xe................................................. 51
Hình 4.44: Cấu tạo nguyên lý thước đo. ....................................................................... 51
Hình 4.45: Cấu tạo thước đo. ........................................................................................ 52
Hình 4.46: Biến trở xoay............................................................................................... 52

1

Chương 1
MỞ ĐẦU
1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ
- Hiện nay, ngành công nghiệp ôtô trên thế giới phát triển mạnh mẽ, với xu hướng
sản xuất ra những chiếc ô tô tiện dụng, thân thiện với môi trường, thời trang… Song
một vấn đề được quan tâm nhất là đảm bảo an toàn cho người sử dụng và phương tiện,
đặc biệt là những loại xe sử dụng trong vận tải, xe chạy tốc độ cao. Do đó trong quy
trình sản xuất, lắp ráp và sửa chữa yêu cầu tính chính xác, tiêu chuẩn kỹ thuật cao.
- Một trong những yếu tố cần quan tâm đó là sự ổn định của các bánh xe khi
chuyển động. Đây là yếu tố có ảnh hưởng tới cả quá trình chuyển động của xe, cũng
như ảnh hưởng tới các chi tiết trên xe. Vì vậy việc các nhà sản xuất cho ra đời máy cân
bằng bánh xe ô tô, là một công cụ có ý nghĩa rất lớn trong quy trình sản xuất ra một
chiếc xe đảm bảo an toàn đạt tiêu chuẩn, cũng như quá trình bảo dưỡng và sửa chữa.
- Công việc cân bằng động bánh xe bằng thủ công rất khó để xác định được khối
lượng và vị trí mất cân bằng. Do đó áp dụng công nghệ điện tử - tự động vào cân bằng
động bánh xe cho ta một kết quả chính xác và nhanh nhất.
1.2 MỤC ĐÍCH
- Được sự cho phép của ban chủ nhiệm khoa Cơ Khí - Công Nghệ và được sự
hướng dẫn của Thầy Th.s Bùi Công Hạnh. Từ điều kiện trên cho nên tôi thực hiện đề
tài: “Ứng dụng điều khiển tự động trên máy cân bằng động bánh xe ô tô”.
Với mục đích như sau:
+ Tìm hiểu nguyên lý hoạt động, nguyên lý cấu tạo máy cân bằng động bánh xe ô tô.
+ Khảo sát ứng dụng điều khiển tự động vào các chức năng của máy cân bằng động
bánh xe ô tô.
+ Phân tích hệ thống điện tử - tự động trên máy cân bằng động bánh xe ô tô B9450 của
nhà sản xuất John Bean.

2

Chương 2
TỔNG QUAN
2.1 NGUYÊN LÝ CÂN BẰNG MÁY
2.1.1 Các trạng thái mất cân bằng của vật quay:
Có ba trạng thái mất cân bằng vật quay:
+ Mất cân bằng tĩnh.
+ Mất cân bằng động thuần túy.
+ Mất cân bằng hỗn hợp (Mất cân bằng động).
- Mất cân bằng tĩnh:
+ Xét một đĩa tròn khối lượng M có trục quay đi qua trọng tâm đĩa và vuông góc
với mặt đĩa. Khi cho đĩa quay quanh trục, các phần tử trên đĩa gây ra những lực quán
tính hoàn toàn cân bằng nhau, không có lực tác dụng lên trục ngoại trừ bản thân trọng
lượng đĩa.
→ Ta nói đĩa cân bằng tĩnh.
Hình 2.1: Mô tả trạng thái mất cân bằng tĩnh.
+ Gắn vào đĩa M một vật có khối lượng m tại bán kính r, khi đó trọng tâm của đĩa sẽ
lệch một đoạn R: 0≠
+
= r
mM
m
R (2.1)
+ Khi đĩa quay với vận tốc ω, thì sinh ra lực quán tính ly tâm:
Fqt = m’r ω2
= (M + m)R ω2
≠ 0 (2.2)
→ Đĩa mất cân bằng tĩnh.

3

- Mất cân bằng động thuần túy:
Đối với vật quay có chiều dày lớn, ngay khi trọng tâm nằm trên trục quay, vẫn có
thể còn lực quán tính không cân bằng.
+ Xét vật đã cân bằng tĩnh:
Hình 2.2: Mô tả trạng thái mất cân bằng động thuần túy.
+ Gắn 2 khối nặng có khối lượng m1, m2 nằm ở hai bên trục quay và có bán kính
tương ứng là r1, r2, thỏa: r1 m 1 = - r 2m2 (2.3)
Hình 2.3: Thí nghiệm mất cân bằng động thuần túy.
+ Trọng tâm của đĩa không thay đổi: 0=rG
(2.4)
+ Khi vật quay với vận tốc góc ω, sinh ra một lực quán tính ly tâm là:
⎪
⎩
⎪
⎨
⎧
=
=
ω
ω
2
22
2
2
11
1
rmp
rmp
qt
qt
(2.5)

4

+ Hai lực này tạo nên một ngẫu lực:
0
21
≠+= apapM qtqtqt
(2.6)
Gây nên phản lực tác động trên trục, như vậy vật chỉ mất cân bằng động mà
không mất cân tĩnh.
- Mất cân bằng động hỗn hợp (Mất cân bằng động):
+ Khi vật quay mất cân bằng tĩnh, xuất hiện lực quán tính:
0≠pqt
, 0=Mqt
(2.7)
+ Khi vật quay mất cân bằng động thuần túy, tồn tại mô – men quán tính:
0=pqt
, 0≠Mqt
(2.8)
+ Thực tế, là khi quay vật tồn tại cả hai lực quán tính ly tâm và mô – men quán tính:
0≠pqt
, 0≠Mqt
(2.9)
Ta gọi chung là mất cân bằng hỗn hợp, hay là mất cân bằng động.
2.1.2 Cân bằng động vật quay.
Là phân phối lại khối lượng vật quay để khử lực quán tính ly tâm và mô – men
quán tính của các vật quay, bằng cách đưa vào một đối trọng tương ứng với khối lượng
mất cân bằng tại vị trí xác định được.
2.1.3 Nguyên tắc cân bằng động vật quay.
2.1.3.1 Cân bằng vật quay chiều dày nhỏ (xem như một mặt phẳng) :
Vật được gọi là có chiều dày nhỏ khi kích thước hướng trục tương đối nhỏ so
với kích thước hướng kính, sao cho có thể giả thiết khối lượng vật quay phân bố trên
một mặt phẳng vông góc với trục quay.
- Nguyên tắc cân bằng: Vật có chiều dày nhỏ mất cân bằng là do trọng tâm của
chúng không trùng với trục quay. Khi làm việc phát sinh lực quán tính ly tâm tác dụng
lên trục làm vật mất cân bằng tĩnh. Do đó thực chất của việc cân bằng là phân bố lại
khối lượng sao cho trọng tâm của vật về trùng với tâm quay để khử lực quán tính ly
tâm sinh ra khi làm việc.
Chứng minh:
Xét một vật quay gồm các khối lượng mi (i = 1,2,…) có trọng tâm nằm ở các nút

5

vector bán kính ri .
Hình 2.4: Chia khối lượng trên vật quay chiều dày nhỏ.
+ Khi trục quay với vận tốc góc ω, các khối lượng này sẽ gây ra một lực quán tính ly
tâm: ω
2
rmp iii
= (2.10)
+ Trọng tâm của vật quay: 0≠=
∑
∑
m
rm
r
i
ii
G
(2.11)
+ Để cân bằng cần thêm vào một khối lượng m tại bán kính r sao cho lực quán tính ly
tâm do nó sinh ra ( ω
2
rmp = ), cân bằng với lực quán tính ly tâm do khối lượng mi
sinh ra.
0
2
=+=+ ∑∑ ωω rmrmpp iii
(2.12)
Hay 0=+ ∑ rmrm ii
(2.13)
+ Phương trình trên được giải bằng đa giác lực như đã biết.
→ ta được vị trí và khối lượng cân bằng cân thêm vào: rm (2.14)
+ Khi phương trình (2.13) thỏa, trọng tâm của các khối nặng mi và khối lượng nặng m
thêm vào sẽ trùng với tâm quay.
0=
∑
+
=
+
∑
mm
rmrm
r
i
ii
G
(2.15)
+ Trong đó:
Tổng rm ii∑ gọi là khối lượng mất cân bằng của vật quay.

6

Khối lượng m thêm vào gọi là đối trọng.
Có thể thay thế việc thêm vào đối trọng m ở A bằng cách lấy đi một khối
lượng m ở B, xuyên tâm đối với A.
Có thể dùng nhiều đối trọng thay cho một đối trọng.
Trường hợp vật quay có chiều dày nhỏ (cân bằng tĩnh), ta chỉ cần thêm ít
nhất một đối trọng và chỉ tiến hành trên một mặt phẳng duy nhất.
- Cân bằng vật quay chiều dày nhỏ theo phương pháp hiệu số mô – men:
Chia vật quay thành nhiều phần nhỏ và đánh số điểm chia. Ứng với vị trí i, ta đặt
một đối trọng mi tại nút có bán kính r, sao cho vật quay chuyển động. khối lượng mi
được ghi và thiết lập thành đồ thị. Xem (hình 2.5).
- Thí nghiệm cân bằng tĩnh:
Hình 2.5: Thí nghiệm cân bằng tĩnh.
+ Từ đồ thị ta xác định được giá trị và vị trí các khối lượng mmax và mmin
⎪⎩
⎪
⎨
⎧
=++
=−+
− 0
0
min
max
MmMgr
mMgrM
msG
Gms
gr
gr
(2.16)
+ Xác định được khối lượng mất cân bằng:
2
)( minmax
r
mmMrG
−= (2.17) + M: Khối lượng mất cân bằng
+ rG: Vị trí khối lượng mất cân bằng.
2.1.3.2 Cân bằng vật quay chiều dày lớn:
- Vật quay có chiều dày lớn là khi kích thước chiều rộng có độ lớn đáng kể.

7

Hình 2.6: Vật quay có chiều dày lớn.
+ Nguyên tắc cân bằng là phân phối lại khối lượng trên hai mặt phẳng tùy ý vuông
góc với trục quay.
- Cân bằng vật quay có chiều dày lớn theo phương pháp chia lực:
Giả sử ta chia vật quay thành nhiều mặt phẳng i (1,2…) có trọng tâm mi nằm
vuông góc với với trục quay và đặt ở mút các vector có bán kính ri
+ Chọn hai mặt phẳng (I) và (II) làm hai mặt phẳng cân bằng.
Hình 2.7: Thí nghiệm cân bằng vật quay có chiều dày lớn.
+ Khi quay với vận tốc ω sẽ sinh ra lực quán tính ly tâm: ω
2
rmp ii
i
=
+ Chia lực pi
thành hai thành phần trên hai mặt phẳng (I) và (II).
+ Khi đó bài toán trở thành xử lý mất cân bằng trên từng mặt phẳng.
Ta có:
⎪
⎩
⎪
⎨
⎧
=
+=
apap
ppp
II
i
II
i
I
i
I
i
II
i
I
ii
)()()()(
)()(
(2.18)
Đây là cơ sở lý thuyết cho nguyên lý chế tạo máy cân bằng động bánh xe ô tô.

8

2.2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CÂN BẰNG ĐỘNG BÁNH XE
2.2.1 Lốp xe.
Lốp xe là bộ phận duy nhất của xe tiếp xúc với mặt đường, qua đó nó truyền
lực dẫn động từ động cơ và lực phanh từ bàn đạp phanh tới mặt đường, điều khiển và
chi phối toàn bộ quá trình di chuyển của xe. Ngoài ra nó còn đỡ toàn bộ trọng lượng
của xe và làm giảm chấn động do các mấp mô từ mặt đường gây ra nhờ chứa không
khí có áp suất cao bên trong.
- Phân loại: Trên thị trường hiện nay có nhiều loại lốp nhưng nhìn chung có thể
chia thành các loại như lốp có săm hoặc không có săm (săm được thay bằng một lớp
cao su đặc biệt lót trong để làm kín); lốp bố tròn hay lốp bố chéo…
- Các loại lốp trên đều có cùng cấu tạo gồm : Hoa lốp, lớp đai (lớp lót tăng cứng),
lớp bố (bố tròn hoặc bố chéo), lớp lót trong và dây mép lốp.
Hình 2.8: Cấu tạo lốp xe ô tô.
Lốp có nhiều kích cỡ, hình dạng khác nhau tuỳ thuộc vào từng loại xe và đặc
tính sử dụng của nó. Các kính cỡ, tính năng và hình dạng thường được ghi ngay trên
mặt bên của lốp theo tiêu chuẩn quốc tế.
Ví dụ trên mặt bên của một chiếc lốp có ghi là: 195/60 R 15 86H. Trong đó:
195 là chiều rộng lốp là (mm); 60 là tỷ lệ chiều cao/chiều rộng (%); R là loại lốp bố
tròn; 15 là đường kính vành lốp là (inch); 86 là khả năng chịu tải (chỉ số chịu tải tương
đương với 530 kg); H là tốc độ lớn nhất cho phép (tương đương khoảng 210 km/h).

9

Hình 2.9: Ký hiệu và các kích thước lốp xe ô tô.
2.2.2 Vành xe.
- Vành là một bộ phận hình trụ tròn để lốp được gắn trên nó. Vành xe được làm
bằng thép dập, hay làm bằng nhôm đúc.
Hình 2.10: Ký hiệu và các kích thước vành.
Cũng như lốp, vành xe cũng được tiêu chuẩn hoá để dễ dàng trong việc lắp ráp,
sửa chữa và thay thế. Các thông số kích cỡ vành được ghi trên mép vành xe như:
Chiều rộng vành, hình dạng gờ của vành, độ lệch, đường kính vành, tâm vành bánh xe,
đường kính vành bánh xe và mặt lắp may - ơ.

10

Ví dụ trên vành xe bằng nhôm đúc có ghi kích thước như sau: 14 x 5 1/2 JJ 45.
trong đó: 14 là đường kính vành (inch); 5 1/2(5,5) là chiều rộng vành (inch); 45 là độ
lệch bánh xe (mm), JJ là hình dạng mặt bích vành (hoặc J tuỳ theo hình dạng mặt bích
vành bánh xe, gờ vai của JJ cao hơn J một chút, nó giúp cho lốp ít có khả năng bị tuột
ra).
2.2.3 Thế nào là mất cân bằng động bánh xe ô tô.
- Là hiện tượng mà khi bánh xe quay ở tốc độ cao do các phần khối lượng không
cân bằng của bánh xe sẽ gây nên lực ly tâm, sinh ra sự dao động lớn của bánh xe theo
phương hướng kính. Sự biến dạng ở vùng này của bánh xe sẽ thu nhỏ bán kính tại
vùng khác trên chu vi, tạo nên sự biến đổi bán kính bánh xe tạo nên rung động. Trên
bánh xe dẫn hướng người lái cảm nhận qua vành lái (vô - lăng). Còn trên bánh xe
không dẫn hướng tạo nên sự rung động lên thân xe gần giống xe chạy trên đường mấp
mô dạng sóng liên tục.
- Sự mất cân bằng bánh xe là một yếu tố tổ hợp bởi: Sự không cân bằng của bánh
xe (lốp, săm (nếu có), vành), moay - ơ, tang trống hay đĩa phanh… Nhưng chịu ảnh
hưởng lớn hơn cả là của cả bánh xe (trọng lượng lớn và khối lượng phân bố xa tâm
hơn)
Hình 2.11: Sự mất cân bằng trên bánh xe ô tô.
Có thể hình dung sự mất cân bằng bánh xe như sau: Bánh xe đặt trên trục dạng
công – sôn nhờ hai ổ bi. Do có sự mất cân bằng nên khi quay bánh xe quanh trục xuất
hiện lực ly tâm làm cho tâm trục bị cong, mặt phẳng bánh xe bị đảo. Nhưng vì sự thay
đổi vị trí của phần không cân bằng theo góc quay bánh xe nên trục quay bánh xe bị
ngoáy tròn, tạo nên sự rung ngang bánh xe rất lớn đồng thời dẫn đến thay đổi đường
kính bánh xe theo chu kỳ quay của chúng. Sự mất cân bằng dẫn tới biến dạng trục

11

bánh xe tăng, dồn ép các khe hở theo chiều tác dụng của tâm quán tính lực li tâm gây
nên đảo mặt phẳng quay của lốp.
2.2.4 Nguyên nhân gây ra mất cân bằng động ở bánh xe ô tô.
- Tuy quá trình sản xuất Vành, Lốp xe bằng công nghệ đúc áp lực cao, song không
tránh khỏi hiện tượng phân bố khối lượng không đều, sủi bọt xốp, hình dáng không
tròn đều… của chi tiết.
- Trong quá trình vận hành xe không thể tránh khỏi va đập, lốp mòn không đều,
xước, méo, các vật thể như kim loại và đất đá dính vào…
2.2.5 Tại sao phải cân bằng cho bánh xe ô tô.
- Hậu quả của việc bánh xe mất cân bằng:
Bánh xe là một cụm quan trọng trong ôtô. Với vận tốc nhỏ ảnh hưởng của sự mất
cân bằng là không đáng kể. Nhưng với ô tô con chạy tốc độ cao sẽ gây nên rung động
lớn, gây ảnh hưởng tới quỹ đạo chuyển động sẽ là nguyên nhân phá hỏng chi tiết như
gối đỡ, trục, ổ lăn…
- Với những tác hại như trên thì công việc cân bằng bánh xe trước khi đưa vào sử
dụng, hay cân bằng bánh xe định kỳ là cực kì quan trọng, là công việc cần thiết trong
quá trình lắp ráp, cũng như quá trình bảo dưỡng…
- Sự cân bằng của bánh được đặc biệt quan tâm trên ô tô con, ô tô chạy tốc độ cao
ở khía cạnh điều khiển và an toàn giao thông trên đường.
- Do đó việc cân bằng bánh xe là công đoạn quan trọng cuối cùng trong dây
chuyền sản xuất một chiếc xe hoàn chỉnh, cũng như quá trình bảo dưỡng, sửa chữa
định kì cho xe.
2.3 MÁY CÂN BẰNG BÁNH XE Ô TÔ
2.3.1 Định nghĩa:
Máy cân bằng bánh xe ô tô là một thiết bị có khả năng phát hiện được vị trí và
khối lượng mất cân bằng trên bánh xe khi quay ở một tốc độ nhất định. Giúp cân chỉnh
lại khối lượng phân bố trên bánh xe. Là thiết bị có ứng dụng tự động hóa cao, được sử
dụng nhiều trong nhà máy sản xuất ô tô, các xưởng sửa chữa, bảo dưỡng ô tô…
2.3.2 Nguyên lý hoạt động:
Máy cân bằng bánh xe ô tô hoạt động dựa trên chuyển động quay của bánh xe.
Sự phân bố không đều khối lượng của bánh khi chuyển động sẽ tạo ra lực quán tính ly

12

tâm không đều, mô – men quán tính. Lực quán tính ly tâm biến thiên theo chu kì là
nguyên nhân gây ra hiện tượng rung, tác động lên các cảm biến, bộ xử lí sẽ xử lí tín
hiệu cho ra kết quả cần thiết.
Đối với bánh xe ô tô thì ta xét nó là một vật có chiều dày lớn. Khi đó bài toán
cân bằng bánh xe ô tô sẽ trở thành bài toán cân bằng vật quay chiều dày lớn. Sự mất
cân bằng sẽ xét trên hai mặt của bánh xe (thường lấy hai mặt chứa đường mép vành
(Rim)). Xem mục 2.1.3.2.
2.4 SỰ PHÁT TRIỂN CỦA MÁY CÂN BẰNG BÁNH XE ÔTÔ
- Trên thế giới hiện nay có rất nhiều hãng sản suất máy cân bằng bánh xe ô tô như:
Heshbon – Hàn Quốc, John Bean – Mỹ, CEEGOS - Trung Quốc,… Với những sản
phẩm ứng dụng kỹ thuật cao, hiện đại và dễ dàng sử dụng cho việc cân bằng bánh xe ô
tô một cách chính xác.
- Các loại máy cân bằng bánh xe ô tô trên thị trường:
Trên thị trường hiện nay có nhiều loại máy cân bằng động bánh xe ô tô, với
những ứng dụng tự động hóa cao. Song chúng ta chia ra làm hai loại chính đó là: Máy
cân bằng bánh xe tháo rời và máy cân bằng bánh xe không tháo rời.
+ Máy cân bằng bánh xe tháo rời:
a) John Bean - B9460 / B9460P b) SICAM - SBM V780
Hình 2.12: Một số máy cân bằng động bánh xe tháo rời bánh.

13

+ Máy cân bằng bánh xe không tháo rời:
Hình 2.13: Máy cân bằng bánh xe không tháo rời.

14

Chương 3
PHƯƠNG TIỆN - PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.1 BỐ TRÍ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI
3.1.1 Địa điểm:
- Đề tài được thực hiện tại xưởng Thực hành - Thí nghiệm ô tô, Khoa Cơ Khí -
Công Nghệ, Trường Đại Học Nông Lâm Tp.HCM.
3.1.2 Thời gian:
- Thời gian thực hiện đề tài từ tháng 4 đến tháng 6 năm 2010.
- Do thời gian thực hiện đề tài có hạn nên phạm vi đề tài tập trung vào nghiên cứu
khảo sát nguyên lí hoạt động, nguyên lí cấu tạo, các ứng dụng tự động hóa trên máy
cân bằng động bánh xe (máy cân bằng động bánh xe ô tô John Bean B9450).
3.2 PHƯƠNG TIỆN THỰC HIỆN
- Máy cân bằng động bánh xe ô tô John Bean B9450, và một số loại máy khác.
- Các thiết bị kiểm tra: Đồng hồ đo VOM, Oscilloscope,…
- Các dụng cụ dùng cho tháo lắp: Cờ lê, kìm, tu - vít các loại…
- Máy tính cá nhân, máy vi tính,...
3.3 PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN
3.3.1 Phương pháp lý thuyết:
Dựa trên cơ sở lý thuyết về nguyên lý cân bằng máy, tìm hiểu nguyên lý hoạt
động, nguyên lý cấu tạo của máy cân bằng động bánh xe ô tô.
3.3.2 Phương pháp thực nghiệm:
3.3.2.1 Khảo sát – vận hành máy cân bằng động bánh xe ô tô John bean B9450.
- Trước khi vận hành máy phải kiểm tra kỹ tình trạng của máy, kiểm tra áp suất và
tình trạng của bánh xe.
- Các trình tự vận hành máy:
Bước 1: Gắn bánh xe lên trục máy.

15

Lựa chọn loại côn phù hợp với đường kính vòng lăn, tiến hành gắn bánh lên trục,
bánh xe được gắn đủ chặt, không lệch tâm.
Hình 3.1: Cách lắp bánh xe lên máy cân bằng
Bước 2: Cấp nguồn cho máy, bật công tắc nguồn.
Bước 3: Nhập các thông số ban đầu.
- Sau khi cấp nguồn, đợi cho máy chạy xong và trong tình trạng sẵn sàng hoạt động
ta nhấn nút “Stop” và tiến hành nhập các thông số đầu vào.
- Lựa chọn đơn vị đo chiều dài:
Nhấn nút chọn đơn vị ⇒ nhấn 1 lần hệ IN ⇒ nhấn 2 lần hệ OZ ⇒ nhấn 3 lần hệ
mét ⇒ sau đó nhấn “Enter” để kết thúc chọn.
- Nhập giá trị đường kính vành: các giá trị nhập sẽ hiển thị trên 3 LED 7 đoạn bên
trái.
Nhấn nút nhập đường kính vành ⇒ nhập giá trị bằng hai nút tăng (+) và giảm (-)
⇒ sau đó nhấn “Enter” để kết thúc lệnh.
- Nhập giá trị chiều rộng vành:
Nhấn nút nhập chiều rộng vành ⇒ nhập giá trị bằng hai nút tăng (+) và giảm (-)
⇒ sau đó nhấn “Enter” để kết thúc lệnh.
- Nhập giá trị khoảng cách từ thân máy tới bánh xe (Rim):
Nhấn nút nhập khoảng cách ⇒ Đo khoảng cách bằng thước gắn trên máy. Xem
(hình 3.2) ⇒ có thể thay đổi giá trị bằng nút tăng (+) và giảm (-) ⇒ nhấn “Enter” để
kết thức lệnh.

16

Hình 3.2: Đo khoảng cách từ máy tới bánh xe.
Bước 4: Đóng nắp an toàn tiến hành cân bằng:
- Máy sẽ tự động chạy cân bằng, sau khi cân bằng xong, còi sẽ báo, khi đó màn
hình sẽ hiển thị giá trị mất cân bằng trên hai mặt của bánh xe (trong và ngoài).
- Trong trường hợp có sự cố xảy ra khi bánh xe quay ta nhấn nút “Stop” để dừng
khẩn cấp động cơ.
Bước 5: Khi máy cân bằng xong đọc giá trị mất cân bằng tiến hành dò tìm vị trí
và gắn chì:
- Đọc giá trị mất cân bằng của hai mặt bánh xe.
- Vị trí và gắn chì là vị trí sẽ được xác định là điểm cao nhất trên bánh xe.
- Vị trí mất cân bằng tìm được khi 6 đèn báo dò tìm và đèn báo vị trí mất cân bằng
đều sáng, khi đó ta đạp phanh và tiến hành gắn chì với khối lượng đã xác định.
- Khi tìm được vị trí điểm mất cân bằng thì đạp phanh cố định bánh và gắn chì (có
kối lượng bằng khối lượng mất cân bằng trên mặt)
Bước 6: Tiến hành cân bằng lại sau khi đã gắn chì, lặp lại cho tới khi giá trị mất
cân bằng bằng 0.

17

- Màn hình điều khiển:
Hình 3.3: Cấu trúc màn hình.
3.3.2.2 Phương pháp tháo rã máy.
- Các dụng cụ tháo lắp máy sử dụng: Cờ lê, tu - vít (loại 4 chấu và loại đầu dẹp),
kìm…
- Tiến hành tháo nắp bảo vệ máy:
Bước 1: Tháo màn hình: màn hình lắp đặt dưới dạng dán nên dùng tay giở nhẹ
lên phía trên (hướng mũi tên), sau đó rút cáp màn hình và dây nối đất của màn hình,
đưa màn hình ra ngoài.
Bước 2: Tháo các 4 vít của nắp bảo vệ (dùng tua vít 4 chấu), giở nhẹ nắp bảo vệ
hướng lên trên, khi đó ta sẽ quan sát được toàn bộ cấu tạo bên trong của máy.

18

Hình 3.4: Tháo nắp bảo vệ máy.
- Tháo bộ mạch điện – điện tử: Sau khi tháo nắp bảo vệ máy, sẽ quan sát được hết
cấu trúc bên trong của máy, trong đó có bộ mạch điện – điện tử.
Bước 1: tháo nắp hộp bảo vệ mạch điện – điện tử (dùng cờ lê số 8, tháo 1 bulông
nắp)
Bước 2: Tháo các dây cáp động cơ, cáp công tắc hành trình, cáp màn hình, cáp
các cảm biến, cáp thước, dây nối đất của thân máy, dây cấp nguồn 220V.
Bước 3: Tháo 3 bulông giữ hộp bảo vệ (dùng cờ lê số 8, số 11), sau đó kéo hộp
mạch điện – điện tử ra khỏi thân máy theo hướng mũi tên.

19

Hình 3.5: Tháo bộ mạch điện – điện tử.
- Tháo rã bộ mạch điện – điện tử:
Bước 1: Tháo các dây cấp nguồn 220V, dây tụ động cơ, cáp mạch xử lý.
Bước 2: Tháo 4 vít mạch xử lý (dùng tua vít 4 chấu), ta sẽ có bo mạch xử lý.
Bước 3: Tháo 5 vít bo mạch chính (dùng tua vít 4 chấu), khi đó ta đã tháo ra
hoàn toàn mạch điện – điện tử.

20

Hình 3.6: Tháo rời mạch điện – điện tử.
3.3.2.3 Phương pháp khảo sát, kiểm tra máy.
- Khảo sát cấu tạo cơ khí của máy: Thân máy, giá đỡ cơ cấu trục, cơ cấu chấp
hành,…
- Khảo sát thành phần tín hiệu:
Xác định các thành phần tín hiệu sử dụng: Bao gồm cảm biến nhiệt KTY81 – 220;
Cảm biến nhiệt LM75; Cảm biến áp điện Piezo; Cảm biến Encoder quang và công tắc
hành trình.
+ Phân tích nguyên lý và cấu tạo của các thành phần tín hiệu.
+ Từ đó đưa ra cơ sở cho lập trình cho hệ thống.
- Khảo sát mạch điện - điện tử:
+ Xác định nguồn cấp 220 VAC:
+ Xác định mạch nguồn cấp DC:
+ Xác định mạch công suất: Xác định sơ đồ cuộn dây của động cơ, cách đảo
chiều động cơ, các linh kiện sử dụng trong mạch (rơle, tụ điện của động cơ,…).
+ Xác định mạch xử lý – điều khiển: Các linh kiện điện tử sử dụng, vẽ mạch
nguyên lý, kết nối thành phần tín hiệu.
Chương 4
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
4.1 MÁY CÂN BẰNG ĐỘNG BÁNH XE Ô TÔ JOHN BEAN - B9450
4.1.1 Giới thiệu:
Máy cân bằng động bánh xe ô tô B9450. Do công ty John Bean sản xuất. Đây là
công ty đa quốc gia chuyên sản xuất các thiết bị kiểm định, đo lường ô tô công nghệ

21

cao. John Bean được tập đoàn Snap – on Equipment của Mỹ mua lại năm 1996. Ngày
nay nó vẫn giữ được thương hiệu của mình.
Máy cân bằng động bánh xe ô tô John Bean – B9450 lắp đặt ở xưởng thực hành
– thí nghiệm ô tô, khoa Cơ Khí - Công Nghệ được sản xuất tại Trung Quốc.
Hình 4.1: Máy cân bằng động bánh xe ô tô John Bean – B9450
+ Thông số kỹ thuật:
Nguồn:
- Nguồn cấp: 220/240VAC, 50/60Hz,
1 pha
- Công suất Motor : 0,12 kW
Kích thước bánh:
- Chiều rộng lớn nhất : 530 mm
- Đường kính lớn nhất: 900 mm
- Khối lượng lớn nhất: 70 kg
- Chiều rộng mâm bánh xe: 13 - 20’’
- Đường kính mâm bánh xe: 8 - 25’’
Đo lường:
- Thời gian đo: > 6 s
- Tốc độ quay: < 100 rpm
- Khoảng cách trục: 1 - 250 mm
- Đơn vị đo chiều dài: mm và inchs
Thông số máy:
- Trọng lượng máy: 80 kg

22

- Trọng lượng máy: 104 kg
- Kích thước máy (mm):
1180 x 760x 940
4.1.2 Sơ lược về cấu tạo:
- Cũng như các loại máy cân bằng động khác, máy cân bằng động bánh xe ô tô có
cấu tạo gồm các phần chính là: Thân máy, cơ cấu chấp hành, bộ mạch điện – điện tử
và thành phần tín hiệu.
+ Mô tả cấu tạo của máy cân bằng động bánh xe B9450:
Hình 4.2: Cấu tạo máy cân bằng động bánh xe ô tô B9450.
1: Bộ mạch điện – điện tử.
2: Động cơ.
3: Cơ cấu phanh cơ.
4: Truyền động dai.
5: Giá đỡ trục.
6: Cảm biến áp điện Piezo.
7: Cảm biến nhiệt KTY81- 220.
8: Encoder và cảm biến nhiệt LM75
9: Thước đo.
10: Nắp bảo vệ máy.
11: Màn hình.
12: Nắp an toàn.
13: Bàn đạp phanh cơ.
14: Thân máy.
15: Bánh xe.
16: Công tắc hành trình (CTHT).

23

4.2 MỘT SỐ CHI TIẾT ĐẶC BIỆT.
4.2.1 Giá đỡ trục:
- Là chi tiết gắn động cơ, trục quay gắn bánh xe và các cảm biến.
- Rung động do bánh xe gây ra khi quay sẽ là tín hiệu cho cảm biến piezo. Do đó
nó được thiết kế sao cho hạn chế được sự truyền rung động truyền lên thân máy khi
bánh xe quay, cảm biến sẽ nhận được tín hiệu cao nhất để hạn chế được sai số kỹ thuật
cho giá trị mất cân bằng trên bánh xe.
Hình 4.3: Giá đỡ trục.
4.2.2 Cơ cấu chấp hành:
Là thành phần tạo chuyển động quay cho bánh xe trong quá trính cân bằng, được
điều khiển thông qua bộ mạch điện tử - vi điều khiển.
- Cấu trúc cơ cấu chấp hành của máy cân bằng động bánh xe ô tô:

24

Hình 4.4: Cấu trúc cơ cấu chấp hành.
- Thành phần cơ cấu chấp hành:
Hình 4.5: Vị trí cơ cấu chấp hành.
1: Giá đỡ trục.
2: Động cơ.
3: Truyền động đai.
4: Trục phanh cơ + bánh đai nhỏ.
5: Trục quay.
6: Mạch Encoder + LM75
7: Vít siết mạch encoder.
8: Cảm biến piezo.
9: Bi tạo tác động cho cảm biến piezo.
10: Đai ốc siết lực cảm biến piezo.

25

11: Bu-lông siết lực cảm biến piezo.
12: Vít siết cảm biến piezo.
13: Tấm giữ cảm biến piezo.
14: Bàn đạp phanh.
4.2.2.1 Động cơ:
Trong máy sử dụng động cơ điện xoay chiều một pha loại 4 dây:
Thông số kỹ thuật:
+ Nguồn cấp: 220 - 240 V~
50/60Hz. Dòng 1,0 – 1,2A.
+ Công suất: 0,12 kW.
+ Tốc độ: nmax 1635 vòng/phút.
+ Hệ số công suất Cosϕ =0.9
+ Tụ điện: Tụ đề Ckd=5μ F, tụ ngậm
Clv=25 μ F
+ Khối lượng tịnh: 4,65 kg
- Cấu tạo động cơ không đồng bộ một pha bao gồm hai phần Stato và Roto. Stato
của loại động cơ này gồm hai cuộn dây WA và WB đặt lệch nhau một góc, một dây nối
thẳng với mạng điện, dây kia nối với mạng điện qua một tụ điện. Cách mắc như vậy
làm cho hai dòng điện trong hai cuộn dây lệch pha nhau và tạo ra từ trường quay.
Hình 4.6: Động cơ.
+ Sơ đồ cuộn dây của động cơ:
Loại động cơ có 3 dây chính, 1 dây nối
đất, trong đó:

26

.Dây số 1 là dây chung.
.Dây số 2 là dây cuộn WB.
.Dây số 3 là dây cuộn WA.
Hình 4.7: Nguyên lý cấu tạo động cơ AC 1 pha.
- Đảo chiều động cơ:
Để đảo chiều quay động cơ, ta sử dụng loại động cơ có hai cuộn dây giống nhau
WA ≈WB . Sơ đồ mắc: Xem (hình 4.7):
+ Khi chạy theo chiều “thuận” cuộn WA là cuộn chạy, cuộn WB là cuộn khởi động.
+ Khi chạy theo chiều “nghịch” cuộn WB là cuộn chạy, cuộn WA là cuộn khởi động.
Hình 4.8: Nguyên lý đảo chiều động cơ
4.2.2.2 Truyền động đai:
+ Để hạn chế rung động từ trục lên động cơ, hay ngược lại ta dùng hệ truyền động
đai mềm (loại đai có rãnh dọc giúp đai không bị trượt khỏi tang khi chuyển động.)
+ Có tỷ số truyền i = 2,5/17.
4.2.2.3 Cơ cấu phanh cơ:
+ Cơ cấu phanh chân sử dụng để cố định bánh xe khi đã xác định được vị trí mất cân
bằng, giúp ta gắn đối trọng đúng vị trí, cơ cấu tác động bằng chân.
+ Kết cấu bộ phanh cơ:

27

Hình 4.9: Bố trí cơ cấu phanh (phanh chân).
1: Trục gắn với roto động cơ.
2: Hai má phanh.
3: Dây phanh, lò xo.
4: Bàn đạp.
4.3 THÀNH PHẦN TÍN HIỆU.
4.3.1 Cảm biến áp điện piezo (Piezoelectric sensor):
- Cảm biến áp điện Piezo, là loại cảm biến hoạt động dựa trên hiệu ứng áp điện
piezo (piezoelectric effect).
Hiệu ứng áp điện piezo (piezoelectric effect) là một hiện tượng được nhà khoáng vật
học người Pháp đề cập đầu tiên vào năm 1817, sau đó được anh em nhà Pierre và
Jacques Curie chứng minh và nghiên cứu thêm vào năm 1880. Hiện tượng xảy ra như
sau: Người ta tìm được một vài loại vật chất có tính chất hóa học đặc biệt và nó có hai
hiệu ứng thuận và nghịch, khi có một tác động cơ học như kéo, đè, nén làm biến đổi
kích thước vật chất thì phát sinh ra một điện áp (dòng điện). Ngược lại, khi có một
điện áp (dòng điện) đặt vào thì vật liệu đó sẽ biến đổi kích thước (biến dạng). Nó như
một máy biến đổi trực tiếp từ năng lượng điện sang năng lượng cơ học và ngược lại.
Tính chất hóa học đó của vật chất gọi là tính áp điện (piezoelectricity).

28

Hình 4.10: Hiệu ứng Piezo.
- Phân tử của tinh thể có cấu trúc mạng dạng hình học, có tính phân cực, một vài
vật chất sử dụng gọi chung là tinh thể áp điện piezo (piezoelectric crystal) như: Chì
Zirico titan Pb(ZrTi)O3 (PZT), Muối Rochelle, Thạch anh (SiO2), Ammonium-
dihydrogen phosphate (ADP), Gốm bari titan, …Chúng được chế tạo qua nhiều công
đoạn đặc biệt, với những điều kiện thích hợp.
- Cấu tạo bộ chuyển đổi áp điện Piezo (piezoelectric transducers):
Bộ chuyển đổi áp điện Piezo hay còn gọi là cảm biến Piezo (piezo sensor),
chuyển đổi từ năng lượng cơ học sang năng lượng điện. Nhìn vào sơ đồ hình 4.12:
Tinh thể áp điện piezo đặt giữa hai lớp điện cực, Khi có một lực tác động, trong tinh
thể sẽ sinh ra một ứng suất và một sự biến dạng tương ứng. Sự biến dạng này sẽ sinh ra
một hiệu điện thế nơi bề mặt của tinh thể.
Hình 4.11: Mô phỏng chuyển đổi áp điện piezo

29

+ Cảm biến piezo (Piezo sensor):
Hình 4.12: Cấu trúc Cảm biến piezo.
+ Điện tích trên tinh thể tỷ lệ với lực tác dụng theo công thức:
Q = Pd (4.1)
P: Lực tác động lên tinh thể.
d: Hằng số áp điện piezo.
Bảng 4.1: Hằng số áp điện piezo:
(Nguồn: Theo http://www.piezo.com)
Chất liệu Hướng tác dụng lực
Hằng số
áp điện d
m
m
N
C
2
2
/
/
Độ nhạy
điện áp g
m
m
N
V
2
/
/
Thạch Anh
“X cut”: theo chiều dài trục y 2,25x10-12
0,055
“X cut”: dọc theo bề dày - 2,04 - 0,050
“Y cut”: theo bề dày cắt 4,4 - 0,108
Muối Rochelle
“X cut 45o
” theo chiều dọc 435 0,098
“Y cut 45o
” theo chiều dọc 78,4 - 0,29
Ammonium Dihydrogen
Phosphate (ADP)
“Z cut 0o
” mặt cắt 48 0,354
“Z cut 45o
” theo chiều dọc 24 0,177
Gốm bari titan
Phân cực song song 86 - 130 0,011
Phân cực vuông góc - 56 0,005
Chì Zirico Titan (PZT) Phân cực song song 190 - 580 0,02 - 0,03
Chì Metan Phân cực vuông góc 80 0,036

30

+ Điện tích Q(C), E là điện áp tạo ra (V), lực tác dụng P(N), hằng số tỷ lệ d được gọi
là hằng số áp điện piezo. Khi đó điện áp ra tính theo công thức:
E = g.t.P (4.2)
+ Độ dày của tinh thể là t(m), áp suất tác động p(N/m2
), g là mật độ điện áp, tính theo
công thức: (4.3)
g =
t
d
Vậy ta sẽ có : E = P.d (V) (4.4)
+ Giá trị của hằng số áp điện piezo và một độ điện áp của một vài vật liệu. Xem ở
(bảng 4.1).
+ Bởi vì bản chất đẳng hướng của tinh thể piezo, nên hiệu ứng áp điện còn phụ thuộc
vào hướng tác lực. Là hướng mà phiến tinh thể cắt với các trục của tinh thể. Trong
bảng 4.1, thì “X cut”(“Y cut”) có nghĩa là hướng vuông góc với mặt cắt lớn nhất theo
hướng trục x (hoặc y) của tinh thể. Xem (hình 4.13).
a) Các mặt tiết diện của tinh thể. b) Hướng tác dụng lực.
Hình 4.13: Các hướng tác dụng lực.
+ Điện áp ra có tính đổi cực (cực dương sang âm và ngược lại) khi lực tác dụng thay
đổi theo chiều ngược lại. Xem (hình 4.14).

31

Hình 4.14: Sự đảo cực của tinh thể theo hướng tác dụng lực.
- Mạch nguyên lý cảm biến Piezo:
Hình 4.15: Mạch nguyên lý cảm biến piezo.
(1) = Đầu đo(cảm biến Piezo); (2) = Mạch khuếch đại; V0 = điện áp ra; A = IC
khuếch đại; Ct = điện dung cảm biến; Cc = điện dung cáp; Cr = tụ hồi tiếp ; Rt = điện
trở cách ly; Ri = điện trở cách ly của mạch; q = điện tích đầu dò;
- Xử lý tín hiệu cảm biến:
+ Đối với bánh xe ô tô thì ta xét nó là một vật có chiều dày lớn, do đó mọi tính
toán liên quan đều dựa trên nguyên tắc “cân bằng vật quay chiều dày lớn”. Xem (mục
2.1.3.2). Mặt khác sự mất cân bằng của bánh xe là sự mất cân bằng hỗn hợp (mất cân
bằng động). Xem (mục 2.1.1).

32

Do đó khi bánh xe quay xuất hiện lực quán tính ly tâm và mô – men quán tính
trên bánh xe và giá đỡ .
+ Tín hiệu thu được từ cảm biến Piezo là tín hiệu điện áp, và còn được tính theo
công thức (4.4):
P =
d
E
(4.5).
Gọi P2, P3 là lực tác dụng lên hai cản biến piezo B2 và B3. PB2, PB3 là hai lực
xác định bởi điện áp sinh ra từ hai cảm biến piezo B2 và B3, qua công thức (4.5). Khi
đó: P2 = PB2, P3 = PB3cosa (a = 5
o
là góc lệch của cảm biến cảm biến B3 so với
phương vuông góc của trục quay).
Gọi Fout là lực quán tính ly tâm sinh ra bởi khối lượng mất cân bằng của mặt
ngoài bánh, Fin là lực quán tính ly tâm sinh ra bởi khối lượng mất cân bằng của mặt
trong bánh. Như vậy để xác định được độ lớn của Fin, Fout ta giải bài toán mối liên hệ
giữa Fin, Fout với P2, P3. Cơ cấu tính toán lực thể hiện trong hình 4.16.
Hình 4.16: Cơ cấu lực tính toán cân bằng động bánh xe.

33

+ Giả định ta xét sự mất cân bằng trên một mặt của bánh xe, vị trí điểm mất cân
bằng nằm trên đường mép vành (Rim) có bán kính r (mm). Gọi m (g) là khối lượng
mất cân bằng trên một mặt của bánh. Khi bánh xe quay với vận tốc góc ω (vòng/phút)
sẽ sinh ra một lực quán tính ly tâm F (là Fin, Fout) (N):
F = mrω2
⇒ m = 2
ωr
F
(4.6)
Vị trí của đối trọng tương ứng cần thêm vào sẽ là điểm nằm trên đường mép
vành (Rim) và đối xứng với vị trí của m qua tâm bánh xe.
- Vị trí đặt hai cảm biến Piezo:
Hình 4.17: Vị trí đặt cảm biến piezo trên máy B9450.
Mỗi cảm biến sẽ xác định tín hiệu rung động cho từng vị trí. Xem (hình 4.18).
Cụ thể cảm biến piezo B2 sẽ chịu sự rung động tạo ra từ mặt ngoài của bánh xe lớn
nhất. Cảm biến piezo B3 sẽ chịu sự rung động tạo ra từ mặt trong của bánh xe lớn nhất,
B3 được đặt lệch so với phương vuông góc với trục một góc a = 5o
.

34

Hình 4.18: Cơ cấu cảm biến piezo trên máy.
4.3.2 Encoder quang (Optical encoder):
- Để xác định vị trí điểm mất cân bằng trên hai mặt của bánh xe sau khi cân bằng
xong, ta dùng Encoder quang.
- Cấu tạo Encoder quang:
Cấu tạo bao gồm bộ phát – thu, là bộ HEDR 8000 có một LED phát và hai bộ
thu tạo thành 2 kênh tín hiệu (kênh A và kênh B). Một gương phản xạ (đĩa mã). Gương
phản xạ được chia làm nhiều mặt phẳng tạo thành một trụ đa giác đều ngoại tiếp đường
tròn, nó được gắn trên trục quay. Khi đó mỗi mặt phẳng sẽ tạo thành một xung mức
cao (giao giữa hai mặt phẳng là một xung mức thấp), cụ thể là trên vòng gương chia
làm 252 mặt. Như vậy trên một vòng quay sẽ có 252 xung mức cao và 252 xung mức
thấp, tương ứng với độ phân giải là ~1,4o
/360o
, và một vạch cắt trên đĩa mã được gọi là
điểm 0 (zero). Xem (hình 4.19).

35

Hình 4.19: Encoder quang (Optical encoder).
- Bộ đọc tín hiệu:
Sử dụng bộ đọc HEDR 8000, tín hiệu gồm hai kênh A và B: ánh sáng từ led phát
gặp gương và phản xạ tới hai led thu tạo thành hai kênh A và A , kênh B và B . Hai
kênh A và B lệch pha nhau một góc φ . Vì có tính chất hai chiều nên khi quay theo
chiều kim đồng hồ kênh A dẫn kênh B, còn khi quay ngược chiều kim đồng hồ kênh B
sẽ dẫn kênh A.
Hình 4.20: Bộ đọc tín hiệu HEDR 8000.
HEDR 8000

36

+ Tín hiệu xung trên hai kênh A và B.
Hình 4.21: Mô tả tín hiệu xung 2 kênh A, B.
- Mạch tích hợp thêm cổng đảo 74HC14D:
74HC14 là IC dùng trong việc chuyển đổi mức logic tín hiệu đầu vào tạo nên tín
hiệu xung vuông ổn định, với tốc độ cao. Được sản xuất trên công nghệ CMOS IC hoạt
động tương tự như LSTTL trong khi vẫn duy trì được sự tiêu tán công suất thấp .
Tất cả tín hiệu đầu vào của 74HC14 phải được bảo vệ bởi mạch chống sự xả tĩnh
hoặc áp vượt quá qui định
* Các thuộc tính cơ bản 74HC14:
+ Tốc độ cao tpd = 11ns (typ.) tại Vcc=5v.
+ Tiêu tán công suất thấp.
+ Đầu ra có thể kích được 10 tải TTL.
+ Có trở kháng đầu ra đối xứng : IOH = IOL = 4mA (min).
+ Khoảng hoạt động của áp rộng từ 2 - 6V.
+ Giảm tạp nhiễu cao.
Hình 4.22: Sơ đồ chân 74HC14.

37

+ Tín hiệu xung vào chân A nghịch đảo với chân Y:
Hình 4.23: Mô tả tín hiệu vào/ra trên các kênh của 74HC14.
- Xử lý tín hiệu encoder:
+ Trên encoder có 252 xung/vòng, tương ứng với ~1,4o
/xung, vạch cắt trên đĩa mã
là điểm chuẩn 0o
cho việc bắt đầu đếm xung. Xem (hình 4.24). Qua bộ đếm (counter)
đếm số xung và chuyển đổi thành giá trị góc để so sánh với giá trị góc tính được bằng
cảm biến piezo.
+ Giá trị góc tính được bằng cảm biến piezo: Giả sử ta xét trên mặt ngoài của bánh,
Chiếu P2 lên trục X và Y thành hai lực F1 và F2 (trong đó góc P2 lập theo phương X
luôn bằng 0).
Ta có: với θ = Tag
-1
F
F
2
1
Khi đó góc của khối lượng mất cân bằng m sẽ là :
θm
= θ + 180 + (θ P2)
Hình 4.24: Tính góc của khối lượng mất cân bằng qua encoder.

38

+ Để xác định vị trí của khối lượng mất cân bằng, ta đem so sánh góc đo được
bằng encoder với góc tính được từ tín hiệu cảm biến piezo (gọi kết quả so sánh là α ).
Xem (hình 4.25). Xét trên một chiều quay, Nếu α > 90o
, thì đèn 1 (1’) sáng; Nếu
22.5o
< α < 90o
thì đèn 1 và 2 (1’ và 2’) cùng sáng; Nếu 0o
< α < 22.5o
thì đèn 1,2 và 3
(1’,2’ và 3’) cùng sáng; Còn khi α = 0o
thì tất cả 6 đèn báo đều sáng, đó là vị trí của
khối lượng mất cân bằng cần tìm (vị trí cao nhất trên bánh xe). Tương tự cho chiều
quay ngược lại.
Hình 4.25: Đò tìm vị trí mất cân bằng trên hai mặt bánh xe.
+ Mạch Encoder:
Hình 4.26: Mạch tích hợp đầu đọc của Encoder quang.

39

4.3.3 Cảm biến nhiệt LM75 (Digital Temperature Sensor):
- Trên mạch Encoder tích hợp thêm cảm biến nhiệt độ LM 75 với chức năng đo
nhiệt độ môi trường bên trong máy với mục đích là bảo vệ máy khi có nhiệt độ tăng
cao quá mức. Cảm biến với tính năng chuyển đổi trực tiếp tín hiệu tương tự sang tín
hiệu số mà không cần qua bộ chuyển đổi ADC, là bộ IC dò tìm nhiệt độ với chuẩn giao
tiếp I2
C. Cảm biến có cổng O.S., cổng này mở khi nhiệt độ cảm biến vượt quá nhiệt
độ lập trình. Cổng có chức năng so sánh nhiệt, hay đưa tín hiệu ngắt tới vi điều khiển.
- Sơ đồ chân LM75:
Hình 4.27: Mô tả cảm biến nhiệt LM75A.
- Đặc tính:
+ Nguồn áp: 3.0V đến 5.5V
+ Nguồn dòng làm việc:
⎩
⎨
⎧
(typ)µA4Shutdown
(max);mA1(typ);µA250Operating
+ Khoảng nhiệt hoạt động: −25˚C tới 100˚C ± 2˚C(max);
−55˚C tới 125˚C ± 3˚C(max)
- I2C 24LC32A EEPROM:
Công nghệ vi mạch 24LC32A là 32 Kbit PROM có thể xóa được bằng dòng điện.
Nó tổ chức thành một khối duy nhất 4K x 8bit bộ nhớ, với hai cổng giao tiếp nối tiếp,
có thể hoạt động ở dòng thấp 1.7V, dòng chờ và dòng làm việc là 1 μA và 1 mA. Nó
được phát tiển ứng dụng trong truyền thông công suất nhỏ, hay thu thập dữ liệu. Đặc
biệt 24LC32A thể xóa dữ liệu với chức năng hẹn giờ.

40

Hình 4.28: Mô tả IC 24LC32A.
Mô tả chức năng các chân của 24LC32A:
+ Chân A0, A1 và A2: Ngõ vào địa chỉ, mức của các ngõ vào được so sánh với các
mức tương ứng trong slave bus. Chúng được nối lên với Vcc hay Vss tùy vào tín hiệu
điều khiển.
+ Chân SDA: Dùng để chuyển địa chỉ, dữ liệu vào hoặc ra trên chíp. Nó cần điện
trở kéo lên với mức Vcc.
+ Chân SCL: Dùng để đồng bộ hóa dữ liệu chuyển tới hoặc đi.
+ Chân WP: Chân bảo vệ ngõ vào, nó được nối với Vss hoặc Vcc.
+ Chân Vcc, Vss: Chân nguồn.
- Mạch LM75:
Hình 4.29: Mạch tích hợp LM75A.

41

- Vị trí gắn Encoder và LM75:
Hình 4.30: Vị trí Encoder và LM75A trên máy.
4.3.4 Cảm biến nhiệt KTY81 – 220 (Temprature silicon sensor):
- Cảm biến nhiệt sử dụng là cảm biến nhiệt silicon KTY81 - 220. Là loại cảm biến
có hệ số nhiệt tích cực của kháng trở, phù hợp với đo lường và kiểm soát hệ thống.
Kháng trở thay đổi theo nhiệt độ. Nó được bọc trong lớp nhựa pha chì SOD70. Cảm
biến có dung sai 0,5%.
a) KTY 81. b) Vị trí đặt cảm biến nhiệt KTY 81 trên máy.
Hình 4.31: Cảm biến nhiệt KTY81 - 220.
Bảng 4.2: Đặc tính của KTY81 – 220.

42

Ký hiệu Tham số Điều kiện Min Max Đơn vị
Rd Kháng trở Tamb = 25 °C; Icont = 1 mA 1960 2040 Ω
Icont Dòng cảm biến
Tamb = 25 °C - 10 mA
Tamb = 25 °C - 2 mA
Tamb Nhiệt độ biên - 55 150 °C
(Nguồn: theo http://www.alldatasheet.com)
- Khi bánh xe quay với rung động mạnh, sự biến đổi của phần tử kim loại sẽ làm
nhiệt độ trên giá đỡ tăng lên.
- Tín hiệu từ cảm biến nhiệt KTY 81-220 là tín hiệu điện áp thay đổi theo nhiệt độ,
qua bộ chuyển đổi ADC sẽ cho ta tín hiệu số. Nó lấy nhiệt độ trên giá đỡ để so sánh
với nhiệt độ lập trình làm tín hiệu điều khiển ngắt hệ thống nếu nhiệt độ này vượt qua
nhiệt độ lập trình. Đồng thời giá trị nhiệt độ này còn dùng để so sánh xác định sai số
của các cảm biến Piezo.
Cảm biến KTY 81 - 220 được cấp nguồn 5 VDC, tùy vào sự thay đổi của nhiệt độ
(T), kháng trở (RKTY) của cảm biến sẽ thay đổi khi đó dòng điện chạy qua cảm biến sẽ
thay đổi theo. Mốt tương quan giữa nhiệt độ và kháng trở theo hàm số: T = f(R)
4.3.5 Công tắc hành trình (Limit switch):
- Công tắc hành trình sử dụng tiếp điểm thường đóng (NC), gắn trên trục của nắp
an toàn với tác dụng bảo vệ an toàn cho người sử dụng.
Hình 4.32: Vị trí công tắc hành trình.
Công tắc
hành trình
Trục nắp
an toàn
Nắp an toàn

43

- Công tắc hành trình là tín hiệu duy nhất tác động cho động cơ chạy khi đóng nắp
an toàn, và dừng động cơ ngay tức thì khi mở nắp an toàn. Ngoài ra công tắc hành
trình còn là tín hiệu reset kết quả so sánh góc giữa encoder và piezo, màn hình,…
4.4 HỆ THỐNG ĐIỆN - ĐIỆN TỬ TRÊN MÁY CÂN BẰNG ĐỘNG BÁNH
XE Ô TÔ JOHN BEAN - B9450.
4.4.1 Giới thiệu mạch điện - điện tử.
Khối mạch điện – điện tử bao gồm mạch nguồn (nguồn AC, DC), khối mạch
giao tiếp công suất, khối mạch xử lí – điều khiển.
Hình 4.33: Mạch điện - điện tử.
1: Khối nguồn DC (1a: Nguồn 5VDC; 1b: Bộ chuyển đổi AC – DC, nguồn 12VDC).
2: Mạch nguồn 220 VAC – DC cao áp (2a: Cáp nguồn 220 VAC).
3: Mạch bảo bảo vệ, cấp nguồn 220/240 VAC.
4: Khối công suất (4a: Rơle; 4b: Cổng động cơ; 4c: Dây tụ điện của động cơ; 4d:
Tụ điện của động cơ).
5: Khối xử lý – điều khển (5a: Vi điều khiển).
6: Cổng cáp màn hình.
4.4.2 Mạch bảo vệ, cấp nguồn 220/240 VAC:
Khối mạch cấp nguồn 220 – 240VAC~ cho máy, bảo vệ máy khi có sự cố về
chập điện, quá tải và có tác dụng ổn áp,

44

J12
Nguon220VAC
L1
N1
Noi_dat
C14
2,2nF
C15
2,2nF
N2
L2
SW1
F3 Cau chi1
F4 Cau chi2
Mach Cap Nguon AC
C13
47nF
L3
1,6mH
1 2
L4 1,6mH
1 2
Noi dat
Hình 4.34: Mạch Bảo vê, cấp nguồn 220 VAC.
4.4.3 Mạch nguồn vi điều khiển, Cảm biến, nguồn cấp cho các IC:
Nguồn 3 – 5 VDC cấp cho khối vi điều khiển, các cảm biến. Nguồn 9 – 12 VDC
cấp cho các IC giao tiếp công suất, các opto. Để tránh hiện tượng nhiễu thì người ta
dùng mỗi thành phần được cấp một nguồn riêng.
4.4.4 Mạch nguồn 220 VAC - DC CAO ÁP:
- Là khối mạch cấp nguồn 220 VAC cho động cơ.
- Mạch chuyển đổi AC thành DC cao áp ổn định để cấp cho các khối nguồn DC
của mạch xử lý – điều khiển, cản biến và các IC công suất.
- Hạn chế nhiễu, chống sét,…
+ Cấu trúc bo mạch:
Hình 4.35: Khối nguồn 220VAC - DC CAO ÁP, khối công suất.

45

+ Sơ đồ mạch nguyên lý:
Hình 4.36: Mạch cấp nguồn 220 VAC - DC cao áp và mạch công suất.
- Cổng Triac: Nó giống như một Cầu dao đóng mở nguồn cho khối rơ – le, nguồn
cấp cho khối cầu diode tạo dòng DC cao áp. Nó có tác dụng bảo vệ động cơ khi quá
tải, hay có sự cố xảy ra.

46

+ Đóng mở Cổng triac thông qua optocoupler HCPL - 314J:
Hình 4.37: Kết nối HCPL - 314J.
4.4.5 Khối công suất:
- Là khối mạch điều khiển đóng/mở - đảo chiều động cơ, nhận tín hiệu điều khiển
từ mạch xử lí - điều khiển.
- Để đóng mở vào đảo chiều động cơ, ta dùng khối giao tiếp 3 rơle công suất có
dòng: 16A/225VAC.
+ Rơ – le 3: Cấp nguồn cho động cơ chạy.
+ Rơ – le 2: Với tác dụng chuyển mạch.
+ Rơ – le 1: Đảo chiều động cơ.
- Đóng mở rơle thông qua cổng TPIC 2701N:
Pin 1/74XX
U2
TPIC2701
SOURCE
8
CLAMP
9
GATE1
1
GATE2
2
GATE3
3
GATE4
4
GATE5
5
GATE6
6
GATE7
7
DRAIN1
16
DRAIN2
15
DRAIN3
14
DRAIN4
13
DRAIN5
12
DRAIN6
11
DRAIN7
10R14 10K
R11 10K
R12 10K
R13 10K 14/TPIC2701
15/TPIC2701
13/TPIC2701
Hình 4.38: Kết nối TPIC 2791N.

47

- Nguyên lý hoạt động:
Khi có tín hiệu từ công tắc hành trình (đóng nắp an toàn), vi điều khiển xuất tín
hiệu đóng rơle 3 động cơ chạy cân quay bánh xe (cặp cuộn dây động cơ chạy 1-3).
Động cơ chạy trong một khoảng thời gian được lập trình (khoảng 7-10 giây) thì
rơle 3 ngắt. Sử dụng thời gian trễ (tính mili-giây lập trình) thì rơle 1 và rơle 2 đóng,
động cơ quay theo chiều ngược lại (cặp cuộn dây động cơ chạy 1-2). Trong khoảng
thời gian (tính mili-giây) thì ngắt rơle 1 và rơle 2. Đảo chiều động cơ như thế có tác
khử quán tính của bánh xe, dừng bánh xe một cách tức thời (phanh).
4.4.6 Mạch xử lý – điều khiển:
Khối mạch xử lý – điều khiển là bộ não của máy, với chức năng xử lý thông tin
từ các tín hiệu ngõ vào, truy xuất tín hiệu điều khiển cho cơ cấu chấp hành.
Mạch sử dụng vi điều khiển SAF – C167CR – LM, là một dòng mới của họ vi
điều khiển C166 do Infineon sản xuất, chứa đầy đủ tính năng của một vi điều khiển
single-chip (Chip đơn) CMOS. Với CPU hiệu suất cao (lên đến 16.5 million
lệnh/giây), có khả năng giao tiếp ngoại vi cao và tăng cường IO. Vi điều khiển
C167CR được chế tạo ứng dụng trong các lĩnh vực điều khiển ô tô, công nghiệp, các
module CAN tương thích với phiên bản 2.0 B giao tiếp truyền thông.
+ Cấu trúc mạch xử lý – điều khiển:
Hình 4.39: Cấu trúc mạch xử lý – điều khiển.

48

+ Mạch xử lý – điều khiển:
Hình 4.40: Mạch xử lý – điều khiển.
1: Vi điều khiển SAF C167CR – LM.
2: Ngõ vào biến trở thước đo.
3: Ngõ vào các cảm biến.
4: Ngõ cáp màn hình.
5: Thạch anh giao động ngoài.
6: Bộ nhớ flash ROM ngoài.
7: Ngõ vào mạch nạp chương trình.
8: Giao tiếp RS202.
9: Bộ nhớ 128Kx8 bit SRAM ngoài
(2xK6X1008C2D).
10: Cáp mở rộng của mạch xử lý –
điều khiển.
11: Ngõ vào công tắc hành trình.
4.4.7 Màn hình giao tiếp – hiển thị.
4.4.7.1 Mô tả chung:
- Màn hình giao tiếp - hiển thị là nơi thực hiện các thao tác, điều khiển hoạt động
của máy, hiển thị thông tin cân bằng.
- Màn hình bao gồm khối hiển thị thông tin xuất nhập, các nút nhấn nhập thông số
và các đèn báo trạng thái hoạt động. Xem (hình 4.41):

49

+ Kết cấu màn hình giao tiếp:
Hình 4.41: Màn hình giao tiếp – hiển thị
1a: Khối LED 7 đoạn hiển thị giá trị mất cân bằng mặt trong bánh xe, hiển thị giá
trị kích thước nhập.
1b: Khối LED 7 đoạn Hiển thị giá trị mất cân bằng mặt ngoài bánh xe.
2: Báo nguồn.
3a: Báo dò tìm vị trí điểm mất cân bằng mặt trong bánh xe.
3b: Báo dò tìm vị trí điểm mất cân bằng mặt ngoài bánh xe.
4a: Báo tìm đúng vị trí điểm mất cân bằng mặt trong.
4b: Báo tìm đúng vị trí điểm mất cân bằng mặt ngoài.
5a, 5b: Báo chọn mặt phẳng cân bằng trên mâm
6: Khối nút nhấn.
7: Báo lựa chọn đơn vị đo độ dài.

50

+ Cơ cấu trên bo mạch màn hình:
Hình 4.42: Cấu trúc màn hình.
4.4.7.2 Khối hiển thị - báo trạng thái:
- Là khối hiển thị giá trị xuất nhập từ vi điều khiển(hiển thị giá trị kích thước
nhập, giá trị khối lượng mất cân bằng). Khối đèn báo trạng thái hoạt động của các
thành phần (báo vị trí mất cân bằng, báo trạng thái hoạt động,…).
- Khối đèn báo sử dụng các đi-ốt phát quang.
- Khối hiển thị giá trị sử dụng 6 LED 7 đoạn loại anod chung, giao tiếp với vi điều
khiển thông qua IC SAA1064.
- Để dễ dàng cho việc sử dụng máy, ta sử dụng còi báo cho những thao tác trên
máy. Sử dụng IC dao động âm thanh LM4862 với công suất 675 (mW) và loa công
suất nhỏ khoảng 8 (Ω).

51

4.4.7.3 Nút nhấn nhập giữ liệu:
- Sử dụng các nút nhấn để nhập các thông số ban đầu: Nhập các kích thước, chọn
đơn vị đo, nút dừng khẩn cấp,…
- Giao tiếp nút nhấn với vi điều khiển thông qua mạch tích hợp CMOS silicon PCF
8574P.
4.4.8 Thước đo khoảng cách trục tới bánh xe:
Là phần dùng để xác định khoảng cách từ thân máy (điểm 0) tới đường Rim của
bánh xe khi cân bằng.
Hình 4.43: Thước đo khoảng cách từ máy tới bánh xe.
4.4.8.1 Cấu tạo:
- Cấu trúc phần cứng:
Hình 4.44: Cấu tạo nguyên lý thước đo.

52

- Cấu tạo cơ khí:
Hình 4.45: Cấu tạo thước đo.
1: Cần kéo thước.
2: Thước có độ chia nhỏ nhất là 1mm.
3: Tang quay.
4: Biến trở.
5: Đĩa quấn dây.
6: Dây kéo.
7: Lò xo.
8: Vít giữ dây kéo.
9: Đa ốc giữ biến trở xoay.
10: Vít giữ tang quay.
4.4.8.2 Biến trở:
- Biến trở là linh kiện chứa điện trở thuần có thể biến đổi được giá trị theo ý muốn.
Chúng có thể được sử dụng trong các mạch điện để điều chỉnh hoạt động của mạch
điện, sử dụng trong đo lường…
Hình 4.46: Biến trở xoay.
- Biến trở gồm có 3 chân trong đó A, B là hai chân dây điện trở (cấp điện áp), W
là chân giá trị biến trở khi kim dịch chuyển (chân tín hiệu).

53

+ Loại biến trở dùng ký hiệu Sernice 103 W06575, có giá trị 10 kΩ .
+ khi giá trị điện trở thay đổi thì điện áp giữa chân A-W và W-B thay đổi (VAW tỷ lệ
ngịch với VWB). Dựa vào sự thay đổi của điện áp ta ứng dụng đo chiều dài. Đây là
nguyên lí hoạt động của thước.
- Do thước đo sử dụng biến trở xoay, quá trình sử dụng làm chúng giảm khả năng
tiếp xúc, tín hiệu nhận được không chính xác, hoặc không nhận được tín hiệu. Nên khi
sử dụng cần đọc cả giá trị hiện thị và giá trị trên thước vạch.
4.5 AN TOÀN VẬN HÀNH VÀ BẢO TRÌ MÁY.
4.5.1 An toàn vận hành máy cân bằng động bánh xe ô tô B9450.
Trong quá trình vận hành thì vấn đề an toàn lao động cần được đặt lên hàng đầu.
Vì vậy trước khi đi vào vận hành máy cần quan tâm tới các yếu tố sau:
- Vị trí đặt máy phải bằng phẳng, khô ráo, không gian rộng rãi và khả năng tiếp
đất của máy cao.
- Kiểm tra nguồn điện cấp, tình trạng máy trước khi vận hành.
- Đọc kỹ sách hướng dẫn sử dụng đính kèm theo máy trước khi khởi động máy
(sách phải được giữ mọi thời điểm khi vận hành máy).
- Trong quá trình máy hoạt động không nên đứng gần nắp an toan (bánh xe),
không đưa tay vào bánh xe khi đang quay.
- Khi có sự cố xảy phải nhanh chóng nhấn nút “Stop” để dừng động cơ, ngắt ngay
nguồn cấp nếu cần thiết.
- Gắn đối trọng (gắn chì) lên bánh xe phải đủ chặt để nó không bị văng ra trong
quá trình cân bằng.
- Khi không dùng máy thì phải ngắt nguồn cấp, đóng nắp an toàn của máy, cất các
thiết bị đi kèm đúng chỗ, gọn gàng.
4.5.2 Bảo trì máy cân bằng động bánh xe ô tô B9450.
Với tính chất là một thiết bị kết hợp giữa điện tử và cơ khí thì vấn đề hỏng hóc
gặp phải trong quá trình sử dụng là rất nhiều. Do đó việc bảo trì máy là một vấn đề cần
được thực hiện định kỳ, nhằm kịp thời xử lý những sự cố có thể gặp phải khi vận hành
máy, giúp tăng tuổi thọ của máy và khả năng làm việc chính xác của máy cao hơn. Quá
trình bảo trì máy cân bằng động bánh xe ô tô B9450 cần thực hiện những việc sau đây:

54

- Kiểm tra và bôi trơn định kỳ cho các ổ lăn: Khi máy cân bằng, bánh xe quay với
vận tốc cao tạo nên rung động lớn tác động lên hai ổ lăn, gây ra ma sát không đều lên ổ
lăn, làm chúng dễ bị biến dạng. Do đó việc bôi trơn định kỳ cho hai ổ lăn của trục là
rất quan trọng.
- Kiểm tra khả năng nhận tín hiệu của các cảm biến, công tắc hành trình: Đây là
một yếu tố quyết định tới độ chính xác của máy trong việc xác định khối lượng và vị
trí mất cân bằng.
- Những hư hỏng của máy thường xảy ra ở hệ thống điện – điện tử: Trong quá trình
sử dụng do bụi bẩn bám vào, do môi trường ẩm ướt làm cho các bo mạch bị nhiễu,
chạm mạch,… Các liên kiện điện tử bị hỏng do nhiệt độ làm việc quá cao hay ẩm ướt.
Do đó trong quá trình sử dụng cần làm sạch định kỳ cho máy (bằng khí nén), tránh đặt
máy ở môi trường ẩm ướt hoặc có ánh sáng trực tiếp chiếu vào.
- Qua một thời gian sử dụng các đèn báo, các LED 7 đoạn dễ bị cháy, cần phải
kiểm tra để kịp thời thay thế.
- Kiểm tra khả băng sử dụng của các nút nhấn, đặc biệt là nút “Stop” (thường
chúng không tiếp xúc tốt, làm mất khả năng sử dụng của chúng).
- Do quá trành vận hành, động cợ được khởi động nhiều lần, liên tục khiến các tụ
điện của động cơ bị giảm khả năng làm việc. Do đó cần kiểm tra khả năng làm việc
của chúng, để kịp thời thay thế.
- Kiểm tra độ chặt của các dắc cắm các dây cáp (cáp nguồn, cáp màn hình, cáp
động cơ, các ngõ vào cảm biến, thước đo…).
- Do thước đo sử dụng biến trở xoay, quá trình sử dụng làm chúng giảm khả năng
tiếp xúc, tín hiệu nhận được không chính xác, hoặc không nhận được tín hiệu. Nên
trong một khoảng thời gian sử dụng nhất định cần phải điều chỉnh lại hoặc thay biến
trở của thước.
- Kiểm tra các cầu chì bảo vệ (có thể bị cháy do quá tải, chạm mạch), kiểm tra công
tắc cấp nguồn, dây cáp nguồn…
- Kiểm tra các dây nối đất của hộp điện tử, màn hình, thân máy…

55

Chương 5
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
5.1 KẾT LUẬN.
- Đề tài hoàn thành đã tìm hiểu rõ nguyên lý làm việc và cấu tạo của một máy cân
bằng động nói chung và máy cân bằng động bánh xe ô tô nói riêng.
- Đề tài đã khảo sát hoàn chỉnh máy cân bằng động bánh xe ô tô John Bean B9450
(lắp đặt ở xưởng thực hành – thí nghiệm ô tô, bộ môn Công nghệ Ô tô). Phân tích đầy
đủ cấu tạo và những ứng dụng điều khiển tự động trên máy. Đề tài hoàn thành sẽ là
một tài liệu hỗ trợ cho quá trình vận hành, sử dụng và nghiên cứu chế tạo máy cân
bằng động bánh xe ô tô.

56

5.2 ĐỀ NGHỊ.
Trong quá trình thực hiện đề tài còn gặp nhiều hạn chế về mặt thời gian và sự hỗ
trợ về kỹ thuật (máy móc), do đó có nhiều vấn đề mới chưa được nghiên cứu sâu và
chưa đưa ra được nhiều giải pháp xử lý. Qua quá trình thực hiện đề tài tôi đề nghị:
- Các khóa sau có điều kiện về thời gian và kinh phí nên đi sâu vào nghiên cứu chế
tạo máy cân bằng động, đặc biệt là máy cân bằng động bánh xe ô tô.
- Vì tính chất là ngành kỹ thuật nên đòi hỏi sinh viên cần phải tiếp cận nhiều với sự
thay đổi và phát triển của Khoa học - Công nghệ. Do đó nhà trường cần tăng cường
trang những thiết bị, máy móc hiện đại cho ngành Công Nghệ Ô tô nói riêng và khoa
Cơ Khí – Công Nghệ nói chung, phục vụ cho quá trình nghiên cứu học tập của sinh
viên được tốt hơn.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
TÀI LIỆU TRONG NƯỚC:
1. Nguyễn Tiến Tân. Giáo trình: Nguyên lý máy, Trường Đại Học Bách Khoa
Tp.HCM.
2. Nguyễn Văn Nhờ. Giáo trình: Điện tử công suất, Nhà Xuất Bản Đại Học Quốc
Gia Tp.HCM – 2005.
3. PGS.TS. Nguyễn Khắc Trai. Giáo trình: Kỹ thuật chẩn đoán ô tô, Trường Đại
Học Bách Khoa Hà Nội.
TÀI LIỆU NƯỚC NGOÀI:
1. Electronic Motorized Wheel Balancer. Of Snap – on Group.
2. Wheel Balancer Operator’s Manual Balco 9450. Of Snap – on Group.

57

3. Dr.M Ala Saadeghvaziri Professor, Dr.William R.Spillers Distinguished
Professor: Improvement of Continuity Connection over Fixed Piers. Department of
Civil and Environmental Engineering New Jersey Institute of Technology Newark, NJ
07102 .
DANH SÁCH CÁC WEBSIDE:
1. http://www.ebook.edu.vn/?page=1.17&view=12234 Bài giảng cấu tạo ô tô
2. http://www.team-bhp.com/forum/travelogues/55405-eurotrip.html
3. http://www.linhkienxehoi.com/forums/linh-kien-thiet-bi-xe-hoi/2483-tim-hieu-
ve-lop-xe-oto.html
4. http://piezo.com
5. http://www.snapon.com
6. http://www.johnbean.com
7. http://www.alldatasheet.com
8. http://www.piezocryst.com/quality_statement.php
PHỤ LỤC
MỘT SỐ LINH KIỆN SỬ DỤNG TRONG MẠCH ĐIỆN – ĐIỆN TỬ.
Vi Điều Khiển SAF – C167CR – LM:
- Giới thiệu:
SAF - C167CR - LM là một dòng mới của họ vi
điều khiển C166 do Infineon sản xuất, chứa đầy đủ tính
năng của một vi điều khiển Chip đơn (single - chip)
CMOS. Với CPU hiệu suất cao (lên đến 16.5 million
lệnh/giây), có khả năng giao tiếp ngoại vi cao và tăng
cường IO.
Vi điều khiển C167CR được chế tạo ứng dụng trong

58

các lĩnh vực điều khiển ô tô, công nghiệp, các module CAN tương thích với phiên bản
2.0 B giao tiếp truyền thông.
- Đặc Tính Kỹ Thuật:
CPU 16-bit hiệu suất cao với liên kết 4 cấp, sử dụng tần số 25 MHz:
+ Tốc độ xử lý 80/60 ns chu kỳ lệnh tại tần số 25/33 MHz.
+ 400/303 ns phép nhân (16 × 16 bits), 800/606 ns phép chia (32 / 16 bits)
+ 16 Mbytes địa chỉ tuyến tính trống cho mã và dữ liệu.
+ 1024 Bytes On - Chip cho các tính năng đặc biệt.
+ Có thể nâng lên 16 Mbytes trống địa chỉ ngoài cho dữ liệu và mã.
Bộ nhớ ( On-Chip):
+ 2 Kbytes On-Chip RAM nội (IRAM).
+ 2 Kbytes On-Chip RAM mở rộng (XRAM).
+ 128/32 Kbytes On - Chip Mask ROM.
Giao tiếp ngoại vi:
+ 16 kênh A/D 10 - bit với thời gian chuyển đổi lập trình xuống tới 7.8 µs.
+ Cặp Capture/Compare 16 kênh.
+ 4 - kênh PWM.
+ Hai kênh chức năng “General Purpose Timer”.

GPT1: 3 timers/counters 16-bit, có độ phân giải lớn nhất fCPU/8.
GPT2: 2 timers/counters 16-bit, có độ phân giải nhỏ nhất fCPU/4.
+ Kênh tuần tự (Đồng bộ/không đồng bộ và đồng bộ tốc độ cao).
+ CAN giao tiếp nội trên Chip (Rev. 2.0B) với 15 đối tượng truyền thông (Full CAN
/ Basic CAN).
+ Lập trình Watchdog Timer và Oscillator Watchdog.
Với chế độ Idle và Power down.
Có tới 111 Chân I/O.
Có tổng thể 144 Chân MQFP.
- Cấu trúc C167CR:
+ Mô hình C167CR:
+ Mô tả chức năng:
Các cấu trúc của C167CR là sự kết hợp ưu điểm của cả hai bộ xử lý RISC và
CISC trong một dòng cân bằng rất tốt. Ngoài ra các khối bộ nhớ trên Chip cho phép
thiết kế của các hệ thống nhỏ gọn với hiệu suất tối đa. C167CR không chỉ tích hợp một
lõi CPU mạnh và các bộ ngoại vi vào một chip, mà còn kết nối các đơn vị trong Chip
rất tốt.
Sơ đồ khối dưới đây cho ta một cái nhìn tổng quan của các thành phần khác nhau,
cơ cấu nội bộ của C167CR. Một trong 4 bus sử dụng đồng thời trên C167CR là các
XBUS, một đại diện nội bộ của bus giao tiếp ngoại. Bus này cung cấp một phương

pháp chuẩn hóa của việc tích hợp thiết bị ngoại vi ứng dụng cụ thể để sản xuất các
dòng C167CR tiêu chuẩn.
Bộ nhớ chương trình, bộ nhớ IRAM và thiết lập các thiết bị ngoại vi chung loại
kết nối với CPU thông qua các Bus riêng biệt. Một Bus thứ tư, XBus kết nối với tài
nguyên bên ngoài cũng như bổ sung nguồn tài nguyên trên-chip, các X - Thiết bị ngoại
vi.

- Sơ đồ chân:
Vi điều khiển SAF - C167CR – LM có 144 chân, mổ tả như hình dưới.

Rơle - JQX-115F - T/TH 005 1Z S3 A:
Các thông số kỹ thuật:
- Là loại rơle dùng cho dòng: 16A/225VAC.
- Điện áp cuộn coil: 5VDC.
- Dòng chuyển mạch tối đa: 440VAC/125VDC.
- Công suất danh nghĩa: 0,4W
Đóng mở rơle thông qua cổng TPIC 2701N:
TPIC 2701 là một khối nguồn DMOS transistor, bao gồm 7 kênh - N độc lập dạng
nâng cao DMOS transistors kết nối vào một nguồn thông thường. TPIC 2701 là chức
năng chân – cho – chân tương thích với các thiết bị Texas ULN2001A qua
ULN2004A.
+ Cấu trúc TPIC 2701N:

IC SAA1064 giao tiếp LED 7 đoạn:
+ LED 7 đoạn giao tiếp với Vi điều khiển thông qua IC SAA1064. Là IC lưỡng cực
có thể giao tiếp với 4 LED 7 đoạn. Nó có đặc điểm là một I2
C - Bus giao tiếp thu phát
trung gian có tới 4 chương trình khác nhau Slave address, Cờ reset nguồn, Có 16 ngõ
ra, được điều khiển bởi nguồn lên tới 21mA, hai kênh ngõ ra cho LED 7 đoạn anod
chung. Tích hợp trên đó kênh dao động, những bit điều khiển lựa chọn tĩnh, động, chế
độ trống và một bit dùng kiểm tra LED.
+ Mô tả chân của SAA1064:
- IC SAA1064 kết nối với led 7 đoạn:
Kí hiệu Chân Chức năng
ADR 1 I2
C-Bus slave address
CEXT 2 Điều khiển ngoài
P8 - P1 3-10 Ngõ ra nối led 7 đoạn
MX1 11 Multiplex ngõ ra 2
VEE 12 Nối đất (VEE= 0)
VCC 13 Nguồn +5VDC
MX2 14 multiplex ngõ ra 2
P9 - P16 15-22 Ngõ ra nối led 7 đoạn
SDA 23 I2
– Bus dòng Data nối tiếp
SCL 24 I2
– Bus dòng xung nối tiếp

Trong mạch ta sử dụng 3 IC SAA1064 giao tiếp cho 6 led 7 đoạn.
+ Sơ đồ kết nối:
PCF8574P giao tiếp nút nhấn với vi điều khiển:
PCF8574P là một mạch tích hợp CMOS silicon, là bộ mở rộng điều khiển 8 - bit
I/O. PCF8574P tiêu thụ dòng mức thấp và chốt ngõ ra ở mức cao. Với dòng đó nó có
khả năng điều khiển trực tiếp LED. Ngoài ra nó còn chứa dòng ngắt (INT) kết nối tín
hiệu ngắt logic của vi điều khiển, bằng cách gửi tín hiệu ngắt trên dòng này. I/O từ xa
có thể thông báo cho vi điều khiển nếu có dữ liệu đến trên các cổng của nó mà không
cần phải giao tiếp thông qua I2
C-bus.
+ Sơ đồ chân:
A0, A1, A2: Là địa chỉ ngõ vào.
P0, P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7: Ngõ I/O.
INT: ngõ ra ngắt (tích hợp mức thấp).
SCL: đường dữ liệu xung.
SDA: đường dữ liệu nối tiếp.
VDD: Nguồn +5 VDC.
VSS: nối đất.
Kết nối vi
điều khiển

+ SDA- Serial Data: là đường dữ liệu nối tiếp, tất cả các thông tin về địa chỉ hay dữ
liệu đều được truyền trên đường này theo thứ tự từng bit một. Chú ý là trong chuẩn
I2C, bit có trọng số lớn nhất (MSB) được truyền trước nhất, đặc điểm này ngược lại với
chuẩn UART.
+ SCL –Serial Clock: là đường giữ nhịp nối tiếp. (I2
C) là chuần truyền thông nối tiếp
đồng bộ, cần có 1 đường tạo xung giữ nhịp cho quá trình truyền/nhận, cứ mỗi xung
trên đường giữ nhịp SCL, một bit dữ liệu trên đường SDA sẽ được lấy mẫu (sample).
Dữ liệu nối tiếp trên đường SDA được lấy mẫu khi đường SCL ở mức cao trong một
chu kỳ giữ nhịp, vì thế đường SDA không được đổi trạng thái khi SCL ở mức cao (trừ
START và STOP condition). Chân SDA có thể được đổi trạng thái khi SCL ở mức
thấp.
+ Thanh ghi địa chỉ:
Giả sử rằng các chân A2, A1 và A0 là mặt đất cùng với nhau, địa chỉ:
| 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | R/ W |
Đây là địa chỉ 0x38 trong hex, là giá trị của R / W, điều này được hiểu là 0, bit
này là 1, địa chỉ là 0x39 ghi và đọc.

| 0 | 1 | 1 | 1 |A2 |A1 |A0 | R/W |
| 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | <= ghi (38h)
| 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | <= đọc (39h)
LM 4862:
+ LM 4862 là một cầu kết nối nguồn giao động âm thanh, với công suất 675 mW
cung cấp cho tải lên tới 8 từ nguồn điện 5 VD.
+ Đặc tính của LM 4862:

Đèn báo trạng thái:
Sử loại led đi-ốt chiếu sáng (light emitting diode):
LED 7 đoạn:
Để hiện thị các giá trị ta dùng 6 LED 7 đoạn anod chung.
PHẦN MỀM VIẾT CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN:
Với vi điều khiển SAF C167CR ta sử dụng phần mềm lập trình
Keil uVision3.

PHẦN MỀM VẼ MẠCH :
Sử dụng phần mềm OrCAD để vẽ mạch nguyên lý.
CÁC DỤNG CỤ ĐI KÈM THEO MÁY:
Kìm gắn:
Là thiết bị dùng để gắn, gỡ đối trọng cho khối lượng mất cân bằng lên bánh xe.

Thước đo kích thước bánh:
Là dụng cụ dùng để do chiều rộng của vành bánh xe trong trường hợp ko đọc
được chỉ số đó trên vành.
Côn:
Là chi tiết dùng cho việc lắp bánh xe lên trục quay của máy, côn có nhiều loại
tiêu chuẩn phù hợp với đường kính của vòng lắn bánh xe.
Đối trọng cho khối lượng mất cân bằng:
Nó được dùng để gắn lên vị trí mất cân bằng trên bánh, có các giá trị phù hợp.
Chúng thường làm bằng chì, kẽm… Chế tạo có khối lượng nhỏ nhất là 5g, 10g, 15g,
20g, 25g…

Ứng dụng điều khiển tự động trên máy cân bằng động bánh xe ô tô

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Similar to Ứng dụng điều khiển tự động trên máy cân bằng động bánh xe ô tô

Similar to Ứng dụng điều khiển tự động trên máy cân bằng động bánh xe ô tô (20)

More from Dịch Vụ Viết Bài Trọn Gói ZALO 0917193864

More from Dịch Vụ Viết Bài Trọn Gói ZALO 0917193864 (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (20)

Ứng dụng điều khiển tự động trên máy cân bằng động bánh xe ô tô