BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ Ô TÔ Đồ án VI ĐIỀU KHIỂN VÀ ỨNG DỤNG TRÊN Ô TÔ BẢN THUYẾT MINH ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG THÔNG MINH BẰNG PHẦN MỀM PROTEUS VÀ.
BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ Ô TÔ Đồ án : VI ĐIỀU KHIỂN VÀ ỨNG DỤNG TRÊN Ô TÔ BẢN THUYẾT MINH ĐỀ TÀI : NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG THÔNG MINH BẰNG PHẦN MỀM PROTEUS VÀ CODEVISONAVR GVHD : Ts Phạm Minh Hiếu NHĨM THỰC HIỆN: khóa: 15 THÀNH VIÊN NHÓM : Lê Văn Huy 2020608002 Lương Ngọc Huyên 2020604361 Vương Văn Khải 2020604197 Đào Khắc Khánh 2022600133 Nguyễn Duy Long 2020604111 Hà Nội 2022 LỜI NÓI ĐẦU Ngày với phát triển xã hội phương tiện giao thông phát triển không ngừng ơtơ phương tiện phổ biến Do nhu cầu cấp thiết người tiêu dùng, ngành công nghiệp ôtô cho đời nhiều loại ô tô với tính cơng dụng khác Và ứng dụng kỹ thuật điện tử, kỹ thuật lập trình có vai trị lớn phát triển phương tiện giao thông đại Với phát triển vũ bão kỹ thuật điện tử, kỹ thuật lập trình, kỹ thuật điều khiển với tiện ích, khả lập trình ngày cao mang lại nhiều biến đổi sâu sắc ngành ô tô Và việc ứng dụng kỹ thuật vào thực tế giúp ích cho người nhiều Để góp phần nhỏ vào việc nhóm em thực đề tài: Nghiên cứu hệ thống chiếu sáng thông minh phần mềm proteus codevison AVR Sau thời gian thực hiện, với cố gắng thân với giúp đỡ dẫn thầy, đến đề tài nhóm hồn thành Mặc dù cố gắng kiến thức thời gian cịn hạn chế nên khó tránh khỏi thiếu sót, mong đóng góp ý kiến quý thầy bạn để thuyết minh nhóm hồn thiện Nhóm em xin chân thành cảm ơn thầy Ts Phạm Minh Hiếu người trực tiếp hướng dẫn thầy bôn môn ôtô, Khoa, Trường giúp đỡ em trình thực đề tài Nhóm thực Mục lục LỜI NĨI ĐẦU Chương : Tổng quan hệ thống chiếu sáng thông minh 1.1 Hệ thống chiếu sáng thích ứng( AFS) 1.2 Lịch sử hình thành 1.3 Giới thiệu vi điều khiển ứng dụng 1.3.1 Giới thiệu vi điều khiển 1.3.2 Vi điều khiển atmega 16 ứng dụng nghiên cứu hệ thống chiếu sáng .10 Chương : Hệ thống chiếu sáng tín hiệu sở lý thuyết .16 2.1 2.2 Hệ thống chiêu sáng hệ thống tín hiệu xe .16 Tổng quan 17 2.2.1 Hệ thống đèn đầu .17 2.2.1.1 Tổng quan loại hệ thống đèn đầu .18 2.2.1.2 Cấu tạo chóa đèn: 24 2.2.1.3 Sơ đồ hoạt động số loại mạch điện hệ thống đèn xe 25 2.3 Hệ thống đèn liếc thông minh 28 2.3.1 Hệ thống đèn liếc tĩnh 28 2.3.1.1 Giới thiệu hệ thống 28 2.3.1.2 Nguyên lý điều khiển hệ thống đèn liếc tĩnh 30 2.3.2 Hệ thống đèn chiếu sáng góc cua rộng 32 2.3.2.1 Giới thiệu hệ thống 32 2.3.2.2 Nguyên lý điều khiển đèn chiếu sáng góc cua động 34 2.4 Cơ sở tính tốn góc vùng chiếu sáng .37 2.5 Giới thiệu phần mềm mô 40 2.5.1 Giới thiệu proteus .40 2.5.2 Giới thiệu phần mềm codevison AVR 44 2.6 Thiết kế mạch mô 46 2.7 Code Avr sử dụng để mô mạch .49 Chương : Phân tích mạch mô mỏng 57 3.1 Thông số đầu vào 57 3.2 Mô phân tích kết 62 3.3 Kết luận 63 Chương : Tổng quan hệ thống chiếu sáng thông minh 1.1Hệ thống chiếu sáng thích ứng( AFS) Hệ thống chiếu sáng phía trước thích ứng (AFS- Adaptive Front-lighting System) phần hệ thống an toàn chủ động xe tơ tầm trung, mang đến tầm nhìn tối ưu cho người lái đêm điều kiện có tầm nhìn khác tham gia giao thơng, cách điều chỉnh góc đèn pha cường độ đánh giá tốc độ tơ, góc vơ lăng, thời tiết tình trạng, tỷ lệ lệch nghiêng ô tô Một thiết bị chiếu sáng, cung cấp chùm tia với đặc điểm khác để tự động thích ứng với điều kiện sử dụng khác chùm nhúng (chùm qua) và, có, chùm (chùm dẫn động) với mức tối thiểu nội dung chức năng; hệ thống bao gồm "kiểm soát hệ thống", nhiều "nguồn cung cấp thiết bị vận hành ", có, và" đơn vị cài đặt "ở bên phải bên trái xe Hình1.1 Đèn pha tự động thay đổi góc lái Hệ thống chiếu sáng phía trước thích ứng (AFS- Adaptive Front-lighting System) phần hệ thống an toàn chủ động xe ô tô tầm trung, mang đến tầm nhìn tối ưu cho người lái đêm điều kiện có tầm nhìn khác tham gia giao thơng, cách điều chỉnh góc đèn pha cường độ đánh giá tốc độ tơ, góc vơ lăng, thời tiết tình trạng, tỷ lệ lệch nghiêng ô tô Một thiết bị chiếu sáng, cung cấp chùm tia với đặc điểm khác để tự động thích ứng với điều kiện sử dụng khác chùm nhúng (chùm qua) và, có, chùm (chùm dẫn động) với mức tối thiểu nội dung chức năng; hệ thống bao gồm "kiểm soát hệ thống", nhiều "nguồn cung cấp thiết bị vận hành ", có, và" đơn vị cài đặt "ở bên phải bên trái xe 1.2 Lịch sử hình thành Chiếc xe đời vào năm 1886, thời Thomas Edinson phát minh bóng đèn sợi đốt, nhiên bóng đèn sợi đốt lúc khơng sử dụng để chiếu sáng xe nguồn điện để thắp sáng bóng đèn Accu lại khơng đáp ứng dung lượng máy phát điện chiều cồng kềnh chưa ứng dụng xe Vì vào năm cuối kỷ 19 người ta muốn lái xe đường vào ban đêm phải mang theo đèn lồng, đèn măng sông, … đèn sử dụng để thắp sáng nhà Tuy nhiên đèn với ánh sáng leo lét đáp ứng chiếu sáng cho xe Vì nhà sản xuất xe nhà khoa học bắt tay nghiên cứu loại đèn có khả chiếu xa vùng chiếu rộng để lắp đặt xe Những loại đèn sợi đốt sử dụng phổ biến xe hơi: (thời kỳ 1910 – 1960) Đèn cốt (low - beam) Bóng đèn bilux- giảm chói mắt Đèn cốt không đối xứng- sáng bên phải Đèn halogen đời sử dụng phổ biến xe (thời kỳ 1960 – 1990) Hình 1.2.đèn dây tóc - Đèn pha chiếu ánh sáng từ thấu kính đèn xenon đời sử dụng phổ biến xe (thời kỳ 1990 – nay) Hình 1.3 Đèn haologen Trong năm gần công nghệ đèn pha ôtô đời loại đèn pha sử dụng công nghệ đi-ốt phát quang LED Tuổi thọ lên tới 100 nghìn giờ, sử dụng với nguồn điện công suất nhỏ, hoạt động tốt điều kiện thời tiết, tiết kiệm điện ưu điểm đèn LED Đèn LED an toàn sử dụng có điện thấp (đèn LED volt), hiệu tiết kiệm lượng cao theo tính tốn thời gian sử dụng mức tiêu thụ điện gần 10 lần so với đèn thường, thân thiện môi trường trình phát sáng lượng nhiệt tỏa thấp Đèn LED (Light emitting diodes - đèn đi-ốt phát quang) trở nên phổ biến vai trò đèn pha đèn hậu Hình 1.4 Đèn led 1.3 Giới thiệu vi điều khiển ứng dụng 1.3.1 Giới thiệu vi điều khiển Vi điều khiển máy tính tích hợp chip, thường sử dụng để điều khiển thiết bị điện tử Vi điều khiển, thực chất, hệ thống bao gồm vi xử lý có hiệu suất đủ dùng giá thành thấp (khác với vi xử lý đa dùng máy tính) kết hợp với khối ngoại vi nhớ, module vào/ra, module biến đổi số sang tương tự tương tự sang số, Ở máy tính module thường xây dựng chip mạch Vi điều khiển thường sử dụng để xây dựng hệ thống nhúng Nó sử dụng thiết bị điện, điện tử máy giặt, lò vi sóng, điện thoại, đầu đọc DVD, thiết bị đa phương tiện hay dây chuyền sản xuất tự động, Hầu hết vi điều khiển ngày xây dựng dựa kiến trúc Harvard, kiến trúc định nghĩa bốn thành phần cần thiết hệ thống nhúng Những thành phần lõi CPU, nhớ chương trình (thơng thường ROM nhớ flash), nhớ liệu (RAM), vài định thời cổng vào/ra để giao tiếp với thiết bị ngoại vi mơi trường bên ngồi - tất khối thiết kế vi mạch tích hợp Vi điều khiển khác với vi xử lý đa chỗ hoạt động với vài vi mạch hỗ trợ bên ngồi Một số vi điều khiển thơng dụng như: - Họ vi điều khiển AMCC (do tập đoàn "Applied Micro Circuits Corporation" sản xuất) Từ tháng năm 2004, họ vi điều khiển phát triển tung thị trường IBM Vd : 403 PowerPC CPU, PPC 403GCX, 405 PowerPC CPU, PPC 405EP,… - Họ vi điều khiển Atmel Vd: Dòng 8051 (8031, 8051, 8751, 8951, 8032, 8052, 8752, 8952), Dòng Atmel AT91 (Kiến trúc ARM THUMB), Dòng AT90, Tiny & Mega – AVR (Atmel Norway design), - Họ vi điều khiển Cypress MicroSystems - Họ vi điều khiển Freescale Semiconductor Từ năm 2004, vi điều khiển phát triển tung thị trường Motorola - Họ vi điều khiển Fujitsu - Họ vi điều khiển Intel - Họ vi điều khiển Microchip - Họ vi điều khiển National Semiconductor - Họ vi điều khiển STMicroelectronics - Họ vi điều khiển Philips Semiconductors 1.3.2 Vi điều khiển atmega 16 ứng dụng nghiên cứu hệ thống chiếu sáng Với đề tài nhóm sử dụng vi điều khiển Atmega 16 để thực nghiên cứu Lý chọn Atmega 16: Đây loại vi điều điều khiển có tần số làm việc tối đa 16MHz, có tích hợp cổng ADC dùng để đọc tín hiệu từ cảm biến ánh sáng LDR gửi về, đồng thời vi điều khiển có sẵn thị trường Việt Nam, giá thành phù hợp cho bước nghiên cứu thiết kế chế tạo điều khiển đèn pha cốt thơng minh với chi phí nhỏ mà đảm báo tính xác q trình điều khiển Atmega16 vi điều khiển công suất thấp 40 chân phát triển công nghệ CMOS CMOS công nghệ tiên tiến sử dụng chủ yếu để phát triển mạch tích hợp Nó có mức tiêu thụ điện thấp khả chống nhiễu cao Atmega16 điều khiển 8-bit dựa kiến trúc RISC (Reduced Instruction Set Computing) tiên tiến AVR AVR dòng vi điều khiển Atmel phát triển vào năm 1996 Nó máy tính chip đơn kèm với CPU, ROM, RAM, EEPROM, định thời, đếm, ADC bốn cổng 8-bit gọi PORTA, PORTB, PORTC, PORTD cổng bao gồm chân I / O Atmega16 có ghi tích hợp sử dụng để tạo kết nối CPU thiết bị ngoại vi bên CPU khơng có kết nối trực tiếp với thiết bị bên ngồi Nó nhận đầu vào cách đọc ghi đưa đầu cách ghi ghi Atmega16 kèm với hai định thời bit định thời 16 bit Tất định thời sử dụng làm đếm chúng tối ưu hóa để đếm tín hiệu bên ngồi Hầu hết thiết bị ngoại vi cần thiết để chạy chức tự động tích hợp thiết bị ADC (bộ chuyển đổi analog sang kỹ thuật số), so sánh tương tự, USART, SPI, giúp tiết kiệm so với vi xử lý yêu cầu thiết bị ngoại vi bên thực chức khác Atmega16 kèm với 1KB RAM tĩnh nhớ dễ bay hơi, tức lưu trữ thông tin thời gian ngắn phụ thuộc nhiều vào nguồn điện liên tục Trong 16KB nhớ flash, gọi ROM, tích hợp thiết bị với chất khơng bay lưu trữ thơng tin thời gian dài không bị thông tin nguồn điện bị ngắt Data Stack size : 512 *******************************************************/ #include #include #include // Declare your global variables here #include // Alphanumeric LCD functions #include // Declare your global variables here // Voltage Reference: AREF pin #define ADC_VREF_TYPE ((0