Nghiên cứu hệ thống chiếu sáng thông minh trên xe ToyotaCamry

BỘ CÔNG THƢƠNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI -NGUYỄN HỮU LẬP ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ Đề tài Nghiên cứu hệ thống chiếu sáng thông minh xe ToyotaCamry KHOA CÔNG NGHỆ Ô TÔ CBHD: T.S Vũ Hải Quân Sinh viên: Nguyễn Hữu Lập Mã số sinh viên: 2018605694 Hà nội- năm 2022 Mục lục Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt Danh mục hình ảnh Danh mục bảng ChƣơngI Tổng quan hệ thống chiếu sáng ô 1.1Nhiệm vụ 1.2 Cấu tạo 1.3 Nguyên lý hoạt động số loại đèn ô tô 1.3.1 Đèn pha cốt (chiếu xa-chiếu gần) 1.3.2 Đèn sƣơng mù 1.3.3 Đèn chiếu sáng ban ngày - DRL (Daytime Running Light) 3.4 Đèn xi nhan 10 3.5 Đèn báo nguy hiểm 11 3.6 Một số đèn chiếu sáng khác 11 1.3.7 Hệ thống chiếu sáng bên xe 12 1.4 Các loại bóng đèn thơng dụng tơ 12 1.4.1 Bóng đèn dây tóc: 12 1.4.2 Bóng đèn halogen: 13 1.4.3 Đèn Xenon: 14 1.4.4 Cấu tạo chóa đèn: 17 Chƣơng II: Hệ thống chiếu sáng tự động xe Toyota Camry 19 2.1 Các trang bị đại hệ thống chiếu sáng xe ô tô 19 2.1.1 Công nghệ AFS(Adaptive front-lighting system) 19 2.1.2 Hệ thống tắt đèn tự động 25 2.1.3 Hệ thống điều khiển chùm sáng đèn pha 26 2.2 Hệ thống chiếu sáng tự động (Automatic Light Control) 27 2.2.1 Nguyên lý hoạt động 27 2.2.2 Cảm biến điều khiển đèn tự động 30 CHƢƠNG III: GIỚI THIỆU PHẦN MỀM MÔ PHỎNG 35 3.1 Tổng quan phần mềm proteus 35 3.1.1 Lịch sử 35 3.1.2 Mô-đun sản phẩm 35 3.1.3 Chụp giản đồ 36 3.1.4 Mô vi điều khiển 36 3.1.5 Thiết kế PCB 36 3.1.6 Xác minh 3D 37 3.2 Hƣớng dẫn sử dụng Proteus để vẽ sơ đồ nguyên lý (Schematic) 37 3.3 Giới thiệu phần mềm CodeVision AVR 43 3.3.2 Làm việc với files 46 3.3.3 Làm việc với Project 46 3.3.4 Hồn thành q trình tạo project 52 Chƣơng IV Chƣơng trình mơ 55 4.1 Cƣờng độ sáng 56 4.1.1 Khái niện 56 4.1.2 Đơn vị cƣờng độ sáng 56 4.1.3 Phân biệt lux lumen 56 4.2 Mô mạch Proteus 57 4.2.1 Vi điều khiển ATmega32 57 4.2.2Màn hình LCD (Liquid Crystal Display) 59 4.2.3Cảm biến ánh sáng DR ight Dependent Resistor 59 4.2.4Khối điều khiển đèn pha, cốt 60 4.2.5Khối công suất điều khiển đèn cốt pha 61 4.2.6 Thuật toán điều khiển 62 4.3 Xây dựng mạch điều khiển dựa phần mềm mô 63 4.3.1 Khai báo tên biến sử dụng để mô 64 4.3.2 Các câu lệnh điều khiển sử dụng 64 4.3.3 Thực lệnh 66 Kết luận 68 Danh mục tài liệu tham khảo 69 Phụ lục 71 Lời mở đầu Nền công nghiệp ô tơ cơng nghiệp có lịch sử lâu đời Bắt đầu từ nửa cuối kỷ 18 với xe có động chạy nƣớc Tiếp sau đó, vào cuối kỷ 19, động đốt đời Hiện tại, ngành công nghệ ô tô số ngành công nghệ phát triển nhanh mạnh Chịu ảnh hƣởng lớn cách mạng công nghệ cộng thêm quan tâm, đầu tƣ phát triển nhiều ông lớn công nghệ nhƣ Tesla, Volvo hay Google,… Chiếc xe ngày trở nên đại thông minh với tích hợp nhiều cơng nghệ Rất nhiều hệ thống xe ngày đƣợc nâng cấp để nâng cao hiệu nhƣ giảm bớt thao tác cho ngƣời lái Và hệ thống chiếu sáng khơng nằm ngồi Hệ thống chiếu sáng tự động tiến vơ quan trọng Nó giúp ngƣời lái giảm đƣợc số thao tác cần thực tránh tình trạng quên bật đèn xe tài xế, qua nâng cao trải nghiệm sử dụng xe Trong đồ án em tìm hiểu hệ thống chiếu sáng tự động xe Toyota để hiểu rõ cấu tạo, nguyên lý hoạt động từ đƣa cách sử dụng tốt nhất, cách bảo dƣỡng sửa chữa hƣ hỏng Trong trình thực đồ án, em chƣa đƣợc tiếp xúc nhƣ so sánh đối chiếu hệ thống chiếu sáng tự động xe khác nên có thiếu sót, nhƣng với hỗ trợ nhiệt tình thầy VŨ HẢI QUÂN thầy khoa Ơ tơ em hồn thành đồ án “Nghiên cứu hệ thống chiếu sáng thông minh xe Toyota” Em mong nhận đƣợc góp ý thầy khoa Cơng nghệ Ơ tơ để em hoàn thành đƣợc đề tài lần Hà Nội, ngày10/05/2022 Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt ệu ết tắt N RISC Reduced Instruction Set Computer Giảm tập lệnh máy t nh HLL High Level Language Ngôn ngữ cấp cao ALU Arithmeetic Logic Unit Đơn vị logic số học LCD Liquid Crystal Display àn hình tinh thể lỏng HI High Chế độ pha đèn LO Low Chế độ cốt đèn Chuyển đổi tín hiệu ADC Analog Digital Converter tƣơng tự sang tín hiệu số LDR Light Dependent Resistor Cảm biến ánh sáng Danh mục hình ảnh HÌNH 1 HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG (A) HÌNH HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG(B) HÌNH TỔNG QUAN HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG TRÊN Ô TÔ HÌNH SƠ ĐỒ KHỐI HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG TRÊN Ô TÔ HÌNH MẠCH ĐÈN PHA CỐT (LOẠI CÓ CẢ RƠ E ĐÈN PHA VÀ ĐIỀU CHỈNH ĐỘ SÁNG) HÌNH SƠ ĐỒ MẠCH ĐÈN SƢƠNG Ù (PHÍA TRƢỚC) HÌNH SƠ ĐỒ MẠCH ĐÈN CHIẾU SÁNG BAN NGÀY HÌNH SƠ ĐỒ MẠCH ĐÈN XI NHAN 10 HÌNH SƠ ĐỒ MẠCH ĐEN BÁO NGUY 11 HÌNH 10 CẤU TẠO BĨNG ĐÈN DÂY TÓC 13 HÌNH 11 CẤU TẠO BĨNG ĐÈN HALOGEN 13 HÌNH 12 ĐÈN XENON 14 HÌNH 13 SƠ ĐỒ KHỐI HỆ THỐNG ĐÈN XENON 16 HÌNH 15 CẤU TẠO CHỐ ĐÈN 17 HÌNH HỆ THỐNG AFS 19 HÌNH 2 CẤU TẠO ĐÈN IẾC ĐỘNG 20 HÌNH VÙNG SÁNG CỦA Ơ TƠ VỚI HỆ THỐNG ĐÈN HÌNH CẤU TẠO ĐÈN IẾC ĐỘNG 22 IẾC ĐỘNG 23 HÌNH CÁC CƠ CẤU ĐÈN IẾC ĐỘNG 24 HÌNH HỆ THỐNG TẮT ĐÈN TỰ ĐỘNG (CÔNG TẮC MỞ) 25 HÌNH HỆ THỐNG TẮT ĐÈN TỰ ĐỘNG (CƠNG TẮC ĐĨNG) 26 HÌNH CẤU TẠO HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHÙ SÁNG ĐÈN PHA 26 HÌNH CƠNG TẮC ĐIỀU CHỈNH CHÙM SÁNG PHA Ô TÔ 27 HÌNH 10 CHẾ ĐỘ CHIẾU SÁNG TỰ ĐỘNG (AUTO) TRÊN CẦN GẠT 28 HÌNH 11 SƠ ĐỒ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG TỰ ĐỘNG TRÊN Ơ TƠ 29 HÌNH 12 HỆ THỐNG HOẠT ĐỘNG 29 HÌNH 13 MƠ TẢ HOẠT ĐỘNG HỆ THỐNG 30 HÌNH 14 CẢM BIẾN ĐIỀU KHIỂN ĐÈN TỰ ĐỘNG 30 HÌNH 15 KẾT QUẢ Ý TƢỞNG THU ĐC 33 HÌNH MỞ CHƢƠNG TRÌNH 37 HÌNH CỬA SỔ LÀM VIẸC 38 HÌNH 3 CHỌN LINH KIỆN VÀ MỞ THƢ VIỆN 38 HÌNH CỬA SỐ THƢ VIỆN 39 HÌNH CÁC LINH KIỆN TRONG CỬA SỔ LÀM VIỆC 40 HÌNH CÁC THAO TÁC VỚI LINH KIỆN 41 HÌNH THƠNG SỐ LINH KIỆN 41 HÌNH KIẺM TRA LỖI SƠ ĐỒ MẠCH 42 HÌNH VÍ DỤ VỀ MẠCH MÔ PHỎNG 43 HÌNH 10 MƠI TRƢỜNG PHÁT TRIỂN TÍCH HỢP CODEVISIONAVR(IDE) 45 HÌNH 11 CÁC THANH CƠ BẢN TRONG CODEVISIONAVR 45 HÌNH 12 TẠO FILE 46 HÌNH 13 CỬA SỔ FILE MỚI 46 HÌNH 14 TẠO PROJECT 47 HÌNH 15 CỬA SỐ CODEWIZARDAVR 47 HÌNH 16 CÁC THẺ CỦA ATMEGA 47 HÌNH 17 THẺ TIMERS 48 HÌNH 18 THẺ ADC 49 HÌNH 19 THẺ USART 50 HÌNH 20 XE TRƢỚC PROJECT 52 HÌNH 21 CỬA SỔ SOẠN THẢO 53 HÌNH 22 CÁC THƠNG TIN CƠ BẢN CỦA VI ĐIỀU KHIỂN 54 Danh mục bảng BẢNG THÔNG SỐ CÁC CHÂN CỦA ECU ĐIỀU KHIỂN ĐÈN TỰ ĐỘNG 31 BẢNG 2 ĐIỀU KIỆN THÔNG MẠCH 32 BẢNG THÔNG SỐ ĐIỆN ÁP VÀ ĐIỆN TRỞ CÁC CHÂN CẢM BIẾN 32 BẢNG BẢNG KIỂM TRA HOẠT ĐỘNG CẢM BIẾN ĐIỀU KHIỂN ĐÈN TỰ ĐỘNG 33 BẢNG CÁC THÔNG SỐ BẢNG THÔNG SỐ CỦA À VIỆC CỦA VI ĐIỀU HIỂN ATMEGA32 58 ÀN HÌNH HIỂN THỊ LCD 59 BẢNG THƠNG SỐ CHÍNH CỦA CẢ BIẾN ÁNH SÁNG 60 BẢNG 4 THÔNG SỐ CỦA TRANSISTOR BD711, BD539 62 C ƣơn I Tổng quan hệ thống chiếu sáng ô 1.1Nhiệm vụ Hệ thống chiếu sáng tín hiệu ô tô thực nhiệm vụ sau: - Chiếu sáng phần đƣờng xe chuyển động đêm tối điều kiện thời tiết thiếu tầm nhìn - Báo hiệu có mặt xe đƣờng với phƣơng tiện tham gia giao thông khác tín hiệu sáng đèn t n hiệu - Báo k ch thƣớc, khuôn khổ xe biển số xe - Đƣa t n hiệu cảnh báo lùi xe chuẩn bị dừng đỗ xe - Báo hiệu xe quay vòng, rẽ trái phải phanh - Chiếu sáng khu vực xe (Buồng lái, khoang hành khách, khoang hành lí ) Hình 1 Hệ thống chiếu sáng (a) Hình Hệ thống chiếu sáng(b) 1.2 Cấu tạo Hình Tổng quan hệ thống chiếu sáng ô tô Đèn pha Rơle tổ hợp Cụm đèn ph a sau Cảm biến điều khiển đèn tự động Công tắc điều khiển đèn chế 10 Cơng tắc điều khiển góc chiếu độ sáng sáng đèn pha Đèn báo xi nhan đèn báo nguy 11 Bộ chấp hành điều khiển góc hiểm chiếu sáng đèn pha Công tắc đèn báoo nguy hiểm 12 Đèn xe Bộ tạo nháy đèn xi nhan 13 Công tắc cửa Cảm biến báo hƣ hỏng đèn 14 Đèn chiếu sáng khoá điện 70 8.Trƣờng Cao đẳng nghề Yên Bái(2015), Giáo trình điện xe-máy, Bộ Giáo dục Đào tạo, Yên Bái 9.Trƣờng Đại học sƣ phạm kỹ thuật Hƣng Yên 2011 , Bài giảng môn học: Trang bị tiện nghi ô tô, Bộ Giáo dục Đào tạo, Hƣng Yên 10.Trƣờng Đại học sƣ phạm kỹ thuật Hƣng Yên 2012 , Hệ thống điện thân xe điều khiển gầm ô tô, Bộ Giáo dục Đào tạo, Hƣng Yên 71 Phụ lục Các chế độ mô hệ thống Một số hình ảnh thể chế độ làm việc hệ thống, cụ thể bật tắt đèn pha cốt dựa tín hiệu cảm biến ánh sáng Chế độ cốt hệ thống(trời tối nhƣng có ánh sáng từ đèn xe ngƣời chiều) 72 Chế độ đèn pha(Trời tối khơng có ánh sáng ph a trƣớc mặt) Chế độ tắt đèn pha cốt ôi trƣờng xung quanh đủ ánh sáng) 2.Phần code mạch mơ hệ thống(Tồn phần code đƣợc sử dụng để chạy phần mềm) /***************************************************** This program was produced by the CodeWizardAVR V2.05.0 Professional Automatic Program Generator ｩ Copyright 1998-2010 Pavel Haiduc, HP InfoTech s.r.l http://www.hpinfotech.com 73 Project : Version : Date : 15/05/2021 Author : NeVaDa Company : Comments: Chip type : ATmega32 Program type : Application AVR Core Clock frequency: 16.000000 MHz Memory model : Small External RAM size :0 Data Stack size : 512 *****************************************************/ #include #include 74 // Alphanumeric LCD Module functions #include #include #include unsigned int ADC0; unsigned int ADC1; unsigned int LDR1; unsigned int LDR2; unsigned char chuoi[16]; #define ADC_VREF_TYPE 0x00 // Read the AD conversion result unsigned int read_adc(unsigned char adc_input) { ADMUX=adc_input | (ADC_VREF_TYPE & 0xff); // Delay needed for the stabilization of the ADC input voltage delay_us(10); // Start the AD conversion 75 ADCSRA|=0x40; // Wait for the AD conversion to complete while ((ADCSRA & 0x10)==0); ADCSRA|=0x10; return ADCW; } // Declare your global variables here void DocLDR1(void) { ADC0=read_adc(0); LDR1=75747.12*pow(ADC0,-1.22)-17.03; } void HienThiLDR1(void) { sprintf(chuoi,"LDR1:%3d (LUX) ",LDR1); lcd_gotoxy(0,0); lcd_puts(chuoi); } 76 void DocLDR2(void) { ADC1=read_adc(1); LDR2=75747.12*pow(ADC1,-1.22)-17.03; } void HienThiLDR2(void) { sprintf(chuoi,"LDR2:%3d (LUX) ",LDR2); lcd_gotoxy(0,1); lcd_puts(chuoi); } void dieukhienden (void) { if (PINB.0==0 && PINB.1==0 && LDR1