TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI
Cơ sở khoa học và lý do chọn đề tài
Ngành công nghiệp ô tô và xe máy đang phát triển mạnh mẽ, kéo theo sự nâng cao của hệ thống an toàn và tiện nghi Hệ thống chiếu sáng trở thành yếu tố quan trọng, liên quan trực tiếp đến sự an toàn của người sử dụng Đề tài “cải tạo hệ thống đèn LED trên xe máy” sẽ nghiên cứu lý thuyết và tiến hành chế tạo, thực nghiệm mô hình nhằm nâng cao độ an toàn và tính ứng dụng thực tế, giúp việc quan sát và học tập trở nên trực quan, sinh động hơn.
Theo dữ liệu từ Cục Quản lý an toàn Giao thông Quốc gia Hoa Kỳ (NHTSA) và Ủy ban châu Âu (EC), chỉ 25% du lịch bằng xe hơi diễn ra vào ban đêm, nhưng hơn 40% vụ tai nạn nghiêm trọng xảy ra trong khoảng thời gian này Hệ thống chiếu sáng được coi là đôi mắt của người lái xe trong bóng tối, và yêu cầu ngày càng tăng về độ sáng Điều này đã thúc đẩy các nhà sản xuất ô tô nỗ lực nghiên cứu và phát triển các giải pháp mới cho cuộc cách mạng chiếu sáng trên xe.
Hệ thống chiếu sáng trên xe máy, đặc biệt là các mẫu xe giá rẻ, thường bị xem nhẹ, dẫn đến việc hầu hết sử dụng bóng đèn halogen lỗi thời với hiệu suất kém Điều này làm tăng nguy cơ tai nạn do chiếu sáng không đủ Để cải thiện tình hình, nhiều cơ sở đã xuất hiện trên thị trường, cung cấp các loại đèn với thiết kế và nguồn gốc khác nhau Tuy nhiên, việc thay thế và nâng cấp đèn cần tuân thủ tiêu chuẩn ánh sáng của Bộ Giao thông Vận tải, điều này vẫn là một thách thức Do đó, chúng tôi đã chọn đề tài “cải tạo hệ thống đèn LED trên xe máy” để nghiên cứu và thực nghiệm, nhằm đánh giá hiệu quả của việc thay thế bóng đèn halogen bằng đèn LED.
Mục tiêu của đề tài
Nghiên cứu về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống điện chiếu sáng trên xe được cải tạo bằng đèn LED nhằm phân tích và tìm hiểu ưu nhược điểm cũng như lợi ích của việc cải tạo này Đề tài cũng tập trung vào thiết kế và thi công mô hình thực tế trên xe, góp phần ứng dụng công nghệ chiếu sáng LED vào đời sống hàng ngày.
2 để giúp sinh viên hiểu rõ hơn về lợi ích việc cải tạo hệ thống đèn LED trên xe máy mang lại.
Đối tượng nghiên cứu
Nghiên cứu cấu tạo, nguyên lý hoạt động của các hệ thống trong hệ thống chiếu sáng trên xe
Lên ý tưởng thiết kế và thi công mô hình thực tế
Thực hành tính toán năng lượng và kinh phí tiết kiệm được trong thực tế
Biên soạn quyển thuyết minh về cơ sở lý thuyết và quá trình thực hiện mô hình.
Phạm vi nghiên cứu
Do hạn chế về thời gian, kinh phí và điều kiện thực tế, nghiên cứu chỉ tập trung vào hệ thống chiếu sáng trên xe máy, đặc biệt là mẫu Wave Alpha 100S Vì vậy, các hệ thống khác như đánh lửa hay còi tín hiệu sẽ không được xem xét trong đề tài này.
Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp lý thuyết được áp dụng để nghiên cứu tài liệu liên quan đến nguyên lý hoạt động và cấu tạo của hệ thống chiếu sáng trên xe máy Đồng thời, việc tìm kiếm và phân tích sơ đồ mạch điện của hệ thống chiếu sáng cũng là một phần quan trọng trong quá trình nghiên cứu này.
Phương pháp thực nghiệm: thiết kế và thi công Cải tạo hệ thống đèn LED trên xe máy
Phạm vi ứng dụng
Mô hình cải tạo hệ thống đèn LED trên xe máy giúp nghiên cứu ưu nhược điểm của các loại đèn chiếu sáng hiện tại Qua việc so sánh các thông số như cường độ ánh sáng và năng lượng tiêu thụ, chúng ta có thể đánh giá hiệu quả và tính năng của đèn LED so với các loại đèn khác đang được sử dụng trên xe máy.
CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG TRÊN XE
Tổng quan các thành phần trong hệ thống chiếu sáng trên xe
2.1.1 Máy phát điện được sử dụng trên xe trên xe
Máy phát điện là một trong ba bộ phận chính cung cấp năng lượng điện cho xe hơi, cùng với pin và bộ điều chỉnh điện áp Hệ thống cung cấp điện trên xe hơi bao gồm máy phát điện, pin và bộ phận điều chỉnh điện áp, tạo ra, cung cấp và điều chỉnh nguồn năng lượng điện cần thiết cho quá trình vận hành của xe.
Máy phát điện chuyển đổi cơ năng thành điện năng, với nguồn cơ năng thường là động cơ đốt trong Thiết bị này thường được lắp đặt gần động cơ xe và được dẫn động bởi trục khuỷu.
2.1.1.1 Chức năng máy phát điện Động cơ chỉ cung cấp năng lượng cơ học, không tạo ra điện Vì vậy, cần phải có một nguồn điện để cung cấp năng lượng cho tất cả các thiết bị điện trên xe Máy phát có khả năng tạo ra năng lượng liên tục, đảm bảo mọi hoạt động cho các thiết bị điện trên xe, có thể kể đến như: tạo ra nguồn điện cắm sạc cho các thiết bị khác, duy trì hoạt động của hệ thống điều khiển, cho phép sạc pin trong suốt quá trình xe chuyển động
2.1.1.2 Cấu tạo máy phát điện
Cấu tạo chi tiết của máy phát điện cơ bản gồm các bộ phận sau:
stator và Rotor: Tạo ra dòng điện xoay chiều để chuyển đổi cơ năng thành điện năng
Chổi than và cổ góp đóng vai trò quan trọng trong việc giảm điện trở và điện trở tiếp xúc, giúp duy trì độ ổn định của nguồn điện Ngoài ra, bộ phận này còn có khả năng hạn chế sự bào mòn, đặc biệt là trong máy phát điện trên ô tô.
Đi-ốt: Chuyển đổi dòng điện xoay chiều thành một chiều, cho phép dòng điện đi theo một hướng từ máy phát điện sang pin
Bộ điều chỉnh điện áp: Có tác dụng giúp duy trì điện áp ở mức ổn định, ngăn chặn sự gia tăng đột ngột của dòng điện tạo ra
Quạt làm mát là một bộ phận quan trọng nằm trong hoặc bên ngoài máy phát điện, giúp bảo vệ các linh kiện bên trong Chức năng chính của quạt là tản nhiệt, ngăn ngừa tình trạng quá nhiệt có thể dẫn đến hư hỏng hoặc nguy cơ cháy nổ.
Hình 2 1 Máy phát điện sử dụng trên ô tô
Hình 2 2 Máy phát điện sử dụng trên xe máy
2.1.1.3 Nguyên lý làm việc của máy phát điện
Máy phát điện hoạt động bằng cách quay rotor, trong đó có các nam châm tạo ra từ trường Từ trường này sinh ra điện áp, được lưu trữ bởi stator và sau đó chuyển đến bộ điều chỉnh điện áp Bộ điều chỉnh này sẽ xác định mức điện áp mà pin nhận được và phân phối nguồn điện cho các thiết bị điện trong ô tô.
Hình 2 3 Sơ đồ mạch điện của một máy phát điện
2.1.2 Các loại ác quy trên xe
Ắc quy là nguồn điện thứ cấp, chuyển hóa năng lượng thành điện năng để cung cấp cho các thiết bị trên xe Khi máy phát điện không sạc đầy đủ hoặc không đáp ứng đủ năng lượng cho thiết bị điện, ắc quy sẽ cung cấp dòng điện cần thiết trong thời gian đó.
Có 2 loại ác quy cơ bản:
Ác quy nước là loại ắc quy sử dụng dung dịch H2SO4 có nồng độ phù hợp, kết hợp với các lá chì và kim loại xen kẽ nhau.
Ắc quy khô là loại ắc quy có thiết kế kín, không yêu cầu bổ sung nước định kỳ Bên trong ắc quy khô, axit H2SO4 được giữ ở dạng gel, cho phép hoạt động hiệu quả mà không cần bảo trì thường xuyên.
2.1.2.1 Chức năng ác quy trong hệ thống điện
Bộ phận ắc quy trên ô tô thực hiện những chức năng chính sau:
Ắc quy ô tô không chỉ lưu trữ và cung cấp nguồn điện cho quá trình khởi động xe mà còn hỗ trợ năng lượng cho các thiết bị khác như cửa sổ điện, hệ thống điều hòa, khóa điện, và cung cấp điện cho bộ nhớ và ECU.
Bên cạnh cầu chì, ắc quy giúp bảo vệ các linh kiện khỏi dòng điện tăng đột ngột trong trường hợp hệ thống phát điện xảy ra sự cố
2.1.2.2 Cấu tạo ác quy Ắc quy thường được chia thành cấu tạo bên trong và cấu tạo bên ngoài Các thiết bị kết hợp với nhau để có thể hoạt động một cách tốt nhất
Cấu tạo bên trong ắc quy có thể được mô tả như sau:
Gồm nhiều ngăn nhỏ, mỗi ngăn chứa dung dịch H2SO4
Bản cực âm và cực dương có tấm chắn ngăn cách, nối với nhau bằng thanh nối
Cấu tạo của ắc quy ô tô ở bên trong gồm nhiều ngăn chứa axit (Nguồn: Sưu tầm) Cấu tạo bên ngoài ắc quy bao gồm:
Vỏ được chế tạo từ cao su cứng hoặc vật liệu bitum, nổi bật với khả năng cách nhiệt và chống axit vượt trội, cùng với độ bền cơ học cao.
Có 2 cực lồi phía trên: cực âm và cực dương của bình, có màu sắc phân biệt: (-) đỏ; (+) màu xanh
2.1.2.3 nguyên lý hoạt động của ác quy
Nguyên lý nạp và phóng điện Một ắc quy nạp và phóng năng lượng điện qua phản ứng hóa học với dung dịch điện phân
Lúc phóng điện, bình ắc quy cung cấp dòng điện cho thiết bị tiêu thụ Năng lượng điện được sinh ra khi axit sulfuric trong dung dịch điện phân phản ứng với chì, tạo thành nước Axit sulfuric kết hợp với các bản cực âm và dương, chuyển đổi thành sunfat chì Tại cực dương, phản ứng diễn ra như sau:
PbO2 + 3H+ + HSO4- + 2e–> PbSO4 + 2H2O Ở cực âm phản ứng xảy ra như sau:
Quá trình phóng điện dẫn đến sự gia tăng lượng nước và giảm nồng độ axít sulfuric, từ đó làm giảm nồng độ điện dịch Sự thay đổi này khiến các bản cực tiến dần đến trạng thái giống nhau là PbSO4, dẫn đến hiệu điện thế giữa chúng giảm dần.
Phản ứng hóa học diễn ra với cường độ khác nhau tùy thuộc vào khả năng phân ly và khuyếch tán của ion SO4(2-) và H(+) Nồng độ điện dịch, độ xốp của các bản cực (với hạt PbSO4 lớn làm giảm độ xốp) cùng với điện thế và cường độ cũng ảnh hưởng đến mức độ phản ứng.
8 dòng điện nạp… là nhân tố ảnh hưởng đến khả năng phản ứng mạnh, yếu, sâu, nông ở các bản cực
Các loại bóng đèn được sử dụng trên hệ thống chiếu sáng
2.2.1.1 Giới thiệu về đèn halogen Đèn pha Halogen là đèn sợi đốt được đặt tên theo một nhóm các nguyên tố khí Halogen (Iot hoặc Brôm) bên trong bóng đèn Loại đèn sợi đốt này sử dụng dây tóc làm từ Vonfram, hỗn hợp khí trơ và lượng Halogen nhất định Sự kết hợp của khí Halogen và dây tóc Vonfram tạo ra các phản ứng hóa học giúp tăng tuổi thọ và giữ cho vỏ bóng đèn không bị đen sau một thời gian sử dụng So sánh với bóng đèn sợi đốt thông thường, bóng đèn pha Halogen có cùng công suất và tuổi thọ như nhau nhưng có mức độ chịu nhiệt cao hơn hẳn Ngoài ra, nhờ kích thước nhỏ, đèn Halogen thường được sử dụng trong hệ thống đèn ô tô
Hình 2 4 Hình ảnh đèn halogen
Cấu tạo đèn pha Halogen gồm 3 phần chính là vỏ, dây tóc và khí Halogen
Vỏ bóng đèn Halogen được chế tạo từ thủy tinh thạch anh, trong khi phần dây đốt bao gồm dây tóc tim pha, dây tóc tim cốt, giá đỡ và các điểm nối điện.
Khí Halogen, chủ yếu là Iot và Brom, được sử dụng trong bóng đèn Khi tác dụng với Vonfram, chúng tạo ra một quá trình hóa học khép kín Cụ thể, Iot kết hợp với Vonfram tạo thành Iodua Vonfram, hợp chất này không bám vào vỏ thủy tinh mà sẽ tách ra thành Vonfram và Iot khi di chuyển đến vùng nhiệt độ cao của sợi đốt.
Đèn pha Halogen vượt trội hơn so với đèn sợi đốt thông thường nhờ vào khí bên trong, giúp ngăn chặn hiện tượng đen vỏ và giảm cường độ sáng khi Vonfram bay hơi, từ đó duy trì độ bền và sự trong suốt của thủy tinh.
Hình 2 5 Cấu tạo đèn halogen
2.2.1.3 Nguyên lý hoạt động đèn halogen
Khi dòng điện đi qua dây tóc bóng đèn, nhiệt độ tăng cao khiến một số phân tử kim loại trong dây tóc bay hơi vào khí trong bóng đèn thủy tinh Do khí trong bóng đèn là khí trơ, các phân tử kim loại không thể kết hợp với khí nên chúng bám vào thành thủy tinh.
Khi các phân tử kim loại va chạm với phân tử khí Halogen, chúng sẽ bật ngược lại và bám vào dây tóc Sự thiếu hụt của các phân tử kim loại này dẫn đến việc dây tóc bóng đèn bị nhỏ lại và cuối cùng đứt gãy.
Với nguyên lý hoạt động đèn pha Halogen như trên, tuổi thọ trung bình của loại đèn sợi đốt này nằm trong khoảng 500 – 1000 giờ hoạt động liên tục
2.2.1.4 Ưu điểm của đèn halogen Đèn pha Halogen thường được sử dụng để chế tạo đèn ô tô vì loại đèn sợi đốt này sở hữu rất nhiều ưu điểm:
Đèn Halogen có cường độ ánh sáng mạnh và khả năng chiếu sáng xa, đáp ứng tốt yêu cầu chiếu sáng cho ô tô So với đèn sợi đốt thông thường, đèn Halogen giúp tài xế quan sát tầm xa hơn 20m Hơn nữa, ánh sáng từ đèn Halogen không gây chói mắt, đảm bảo an toàn khi tham gia giao thông.
Đèn Halogen có khả năng chống tia cực tím, tuy nhiên, vỏ ngoài bằng thủy tinh thạch anh không thể ngăn chặn hoàn toàn tia cực tím Để khắc phục điều này, các nhà sản xuất đã tích hợp bộ lọc tia cực tím vào bên trong bóng đèn.
2.2.1.5 Nhược điểm của đèn halogen
Đèn pha Halogen có tuổi thọ trung bình từ 1,5 – 2 năm, tương đương với 500 – 1000 giờ chiếu liên tục với công suất khoảng 55W
Bóng đèn Halogen có chi phí thay thế thấp, nhưng lại tiêu tốn nhiều năng lượng do phần lớn năng lượng được chuyển hóa thành nhiệt thay vì ánh sáng.
2.2.2.1 Giới thiệu của đèn pha xenon Đèn xenon (còn gọi là một loại đèn HID - High Intensity Discharge) là hệ thống chiếu sáng phóng điện cường độ cao, được thiết kế với bầu thủy tinh cao cấp có chứa xenon Khi quan sát bằng mắt thường, ánh sáng mà đèn xenon phát ra có màu hơi xanh
Hình 2 6 Hình ảnh đèn pha xenon
2.2.2.2 Cấu tạo của đèn pha xenon Đèn xenon có cấu tạo gồm 2 bộ phận chính: điện cực (các đầu tiếp xúc làm bằng kim loại vonfram) và bóng thuỷ tinh thạch tím chứa khí xenon Vì thế, nguyên lý hoạt động của loại đèn này khá đơn giản và gần giống với đèn tuýp
Hình 2 7 Cấu tạo đèn pha xenon
2.2.2.3 Nguyên lý hoạt động của đèn pha xenon
Khi nguồn điện được cung cấp, hiện tượng phóng điện xảy ra giữa hai điện cực khi hiệu điện thế vượt qua ngưỡng nhất định Các tia lửa điện sinh ra sẽ kích thích các phân tử khí xenon, dẫn đến việc giải phóng năng lượng Kết quả là ánh sáng được phát ra theo quy luật bức xạ điện tử.
Hiện nay, lắp đặt đèn xenon trên ô tô, đặc biệt là các dòng xe sang trọng và hiện đại, ngày càng trở nên phổ biến Hệ thống đèn xenon không chỉ chiếu xa mà còn chiếu gần, nhờ vào việc sử dụng bóng cơ học trong gương phản xạ ô tô để điều chỉnh hướng chiếu sáng.
2.2.2.4 Ưu điểm của đèn pha xenon
Đèn xenon nổi bật với khả năng chiếu sáng vượt trội, cường độ ánh sáng cao gấp 3 lần so với các loại đèn thông thường, giúp người dùng dễ dàng quan sát đường đi, đặc biệt là trong điều kiện ánh sáng yếu vào ban đêm.
Độ bền và tuổi thọ cao: Bóng đèn xenon có thể có hoạt động lên đến 2000 giờ, đáp ứng tối đa nhu cầu của người dùng
Đèn xenon tiêu thụ rất ít điện năng (khoảng 35W), giúp tiết kiệm nhiên liệu tối đa cho xe Việc lắp đặt bóng đèn này không chỉ giảm mức tiêu thụ năng lượng mà còn nâng cao hiệu quả hoạt động của phương tiện.
2.2.2.5 Nhược điểm của đèn pha xenon
Bên cạnh ưu điểm, loại đèn này tồn tại một vài hạn chế như:
Thời gian chiếu sáng chậm hơn so với các loại đèn khác
Giới thiệu hệ thống điện chiếu sáng trên xe Honda Wave 100s
Hệ thống điện đèn xe máy đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ánh sáng, âm thanh và tín hiệu, đảm bảo điều kiện hoạt động an toàn trong các tình huống như ban đêm, sương mù và nơi đông người Đồng thời, hệ thống này cũng tuân thủ các quy định an toàn giao thông.
Hệ thống cung cấp điện
Các thiết bị, phương tiện tiêu thụ điện
2.3.1 Hệ thống cung cấp điện trên xe Honda Wave 100s
2.3.1.1 Giới thiệu chung về hệ thống cung cấp điện trên xe Honda Wave 100s
Hệ thống cung cấp điện trên xe có vai trò quan trọng trong việc cung cấp điện cho các thiết bị và phương tiện tiêu thụ điện, đảm bảo hiệu điện thế và điện áp ổn định trong mọi điều kiện hoạt động Hệ thống điện này bao gồm nhiều thành phần thiết yếu để duy trì hiệu suất và an toàn cho xe.
2.3.1.2 Sơ đồ mạch điện hệ thống sạc cung cấp điện trên xe Honda Wave 100s
Hình 2 10 Sơ đồ mạch điện hệ thống sạc
Hình 2 11 Sơ đồ mạch điện hệ thống sạc khi công tắc đèn mở
Hình 2 12 Sơ đồ mạch điện hệ thống sạc khi công tắc đèn tắt
2.3.1.3 Nguyên lý hoạt động hệ thống sạc cung cấp điện trên xe Honda Wave 100s
Trường hợp 1: Công tắc đèn mở
Khi động cơ xe hoạt động, điện từ máy phát điện được truyền trực tiếp đến hệ thống chiếu sáng Nếu công suất dòng điện đủ đáp ứng nhu cầu chiếu sáng, dòng điện thừa sẽ được chỉnh lưu thành dòng điện một chiều để nạp lại cho ắc quy Khi xe chạy với tốc độ cao, hiệu điện thế trong máy phát điện tăng, nếu vượt quá 8V, diot ổn áp sẽ mở ra, cho phép dòng điện chạy về mát, bảo vệ hệ thống chiếu sáng và ắc quy Trường hợp công tắc đèn tắt, hệ thống sẽ không hoạt động.
Khi động cơ xe hoạt động, máy phát điện tạo ra dòng điện, sau đó được chuyển đổi thành điện một chiều qua bộ chỉnh lưu để sạc lại ắc quy Khi xe chạy với tốc độ cao, hiệu điện thế trong máy phát điện tăng lên; nếu vượt quá 8V, diot ổn áp sẽ mở ra, cho phép dòng điện chạy về mát, giúp ắc quy được sạc với mức điện áp an toàn, từ đó bảo vệ tuổi thọ của ắc quy.
2.3.2 Hệ thống chiếu sáng trên xe Honda Wave 100s
2.3.2.1 Giới thiệu hệ thống chiếu sáng trên xe Honda Wave 100s
Hệ thống chiếu sáng nhận điện từ nguồn cung cấp và phân phối điện áp đến các thiết bị tiêu thụ như đèn chiếu sáng và đèn tín hiệu Nó có vai trò quan trọng trong việc chiếu sáng và phát tín hiệu rẽ Hệ thống chiếu sáng tối thiểu bao gồm các thành phần cần thiết để thực hiện chức năng này.
Hệ thống đèn chiếu sáng chính bao gồm đèn chiếu gần (cos) và đèn chiếu xa (pha)
Các đèn tín hiệu bao gồm đèn xi nhan trái phải ở phía trước và sau, đèn phanh (đèn sau)
2.3.2.2 Sơ đồ mạch điện hệ thống chiếu sáng trên xe Honda Wave 100
Hình 2 13 Sơ đồ mạch điện hệ thống chiếu sáng chính
Hình 2 14 Nguyên lý hoạt động hệ thống chiếu sáng chính
2.3.2.3 Nguyên lý hoạt động hệ thống chiếu sáng trên xe Honda Wave 100
Trường hợp 1: Khi công tắc đèn ở vị trí P
Khi công tắc đèn được bật ở vị trí P, dòng điện từ máy phát điện của động cơ xe sẽ đi qua diot ổn áp, sau đó được chỉnh lưu thành dòng điện một chiều đến công tắc đèn Dòng điện này tiếp tục đi qua chân P của công tắc đến đèn sương mù, giúp bóng đèn sương mù phát sáng, từ đó định vị xe trong điều kiện thời tiết sương mù và mưa lớn.
Trường hợp 2: Khi công tắc đèn ở vị trí L
Khi bật công tắt đèn và công tắt pha/cos ở vị trí L, dòng điện từ máy phát điện trong động cơ xe sẽ đi qua diode ổn áp, sau đó được chỉnh lưu thành dòng điện một chiều Dòng điện này sau đó đi qua cổng L trên công tắt đèn đến chân cos của đèn chiếu sáng chính, tạo ra ánh sáng cho bóng đèn chiếu sáng chính ở chế độ cos.
Trường hợp 3: Công tắc đèn ở vị trí H
Khi bật công tắt đèn và công tắt pha/cos ở vị trí H, dòng điện từ máy phát điện của động cơ xe sẽ đi qua diot ổn áp và được chỉnh lưu thành dòng điện một chiều Dòng điện này tiếp tục đi qua cổng H trên công tắt đèn đến chân pha của đèn chiếu sáng chính, tạo ra ánh sáng cho bóng đèn ở chế độ pha.
2.3.3 Hệ thống đèn tín hiệu trên xe Honda Wave 100
2.3.3.1 Giới thiệu hệ thống đèn tín hiệu trên xe Honda Wave 100
Đèn tín hiệu là một phần quan trọng trong hệ thống giao thông, giúp đảm bảo an toàn cho người điều khiển phương tiện và người tham gia giao thông Hệ thống này bao gồm đèn báo rẽ và đèn báo phanh, có nhiệm vụ truyền tín hiệu và điện áp từ accu qua công tác đèn để thông báo hướng đi của phương tiện Việc sử dụng đèn tín hiệu đúng cách giúp giảm thiểu tai nạn và nâng cao an toàn giao thông.
2.3.3.2 Sơ đồ mạch điện hệ thống đèn tín hiệu trên xe Honda Wave 100
Hình 2 15 Sơ đồ mạch điện hệ thống đèn tín hiệu
Hình 2 16 Sơ đồ mạch điện hệ thống đèn tín hiệu khi công tắc máy off
Hình 2 17 Sơ đồ mạch điện hệ thống đèn tín hiệu khi công tắc máy ON
Hình 2 18 Sơ đồ mạch điện đèn báo phanh
3.1.3.3 Nguyên lý hoạt động hệ thống đèn tín hiệu trên xe Honda Wave 100
Trường hợp 1: Công tắc máy OFF
Hệ thống đèn xi nhan không hoạt động vì dòng điện một chiều từ ắc quy đi qua công tắc máy và vào cổng OFF trên công tắc máy, sau đó quay trở lại mát.
Trường hợp 2: Công tắc máy ON
Khi chọn rẽ trái, dòng điện một chiều từ ắc quy sẽ đi qua công tắc máy tại cổng ON, đến hộp nháy và công tắc đèn tín hiệu ở cổng L Dòng điện này sẽ cấp năng lượng cho đèn báo rẽ trái ở phía trước và sau xe, làm cho đèn nhấp nháy, thông báo cho người đi phía trước và người đi phía sau về tín hiệu rẽ trái.
Khi chọn rẽ phải, dòng điện một chiều từ ắc quy sẽ đi qua công tắc máy ở cổng ON, sau đó đến hộp nháy và công tắc đèn tín hiệu tại cổng R Dòng điện này sẽ cấp nguồn cho đèn báo rẽ phải ở phía trước và sau xe, làm cho đèn báo rẽ phải nhấp nháy, thông báo cho các phương tiện đi ngược chiều và những xe cùng chiều về tín hiệu rẽ phải.
Trường hợp 3: Khi chân đạp phanh
Khi đạp phanh chân hoặc bóp phanh tay, dòng điện từ ắc quy sẽ đi qua công tắc máy và công tắc phanh, đến đèn báo phanh và trở về mát, làm cho đèn báo phanh sáng lên Điều này cung cấp tín hiệu phanh cho người di chuyển phía sau.
Một số nghiên cứu cải tiến hệ thống chiếu sáng trong và ngoài nước
2.4.1 Công nghệ đèn LED thông minh
Nhóm nghiên cứu do Tiến sĩ Nguyễn Đoàn Quốc Anh tại Khoa Điện - Điện tử, Trường Đại học Tôn Đức Thắng (TPHCM) đã thành công trong việc phát triển công nghệ TIR lens cho đèn LED, nhằm nâng cao hiệu suất chiếu sáng.
Sản phẩm đèn LED sử dụng công nghệ TIR lens cho chất lượng ánh sáng cao, giá thành rẻ
Hình 2 19 LED sử dụng công nghệ TIR lens
2.4.1.1 Tăng chất lượng chiếu sáng
TS Nguyễn Đoàn Quốc Anh cho biết, đèn LED (light-emitting diode) là công nghệ chiếu sáng tiết kiệm năng lượng, nhưng vẫn gặp phải nhược điểm về chất lượng ánh sáng và giá thành cao so với các loại đèn khác Để khắc phục những nhược điểm này, giải pháp TIR lens (thấu kính phản xạ trong toàn phần) đã được áp dụng Giải pháp này có thuật toán đơn giản và hiệu suất cao, nên được sử dụng rộng rãi trong nhiều ứng dụng đèn LED.
TIR lens có khả năng điều chỉnh tia sáng với góc rộng hơn so với các gương phản xạ truyền thống và các loại lens khác Nhằm nâng cao chất lượng ánh sáng cho đèn LED, nhóm nghiên cứu đã phát triển TIR lens với hiệu suất cao Đối với đèn LED thông thường, một vòng giữ sẽ bao quanh TIR lens để đảm bảo ánh sáng thoát ra hiệu quả.
Nghiên cứu toàn cầu về ống kính TIR cho thấy hiệu suất phát quang đạt từ 81% đến 94%, trong khi độ đồng đều chiếu sáng tăng từ 60% đến 80% Sản phẩm của nhóm nghiên cứu có hiệu suất phát sáng E ≥ 95% và độ đồng đều chiếu sáng cao hơn đèn LED thương mại thấp nhất là 97% Đèn LED thông thường tách ánh sáng trắng thành các màu khác nhau như đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm, tím, và để đạt được ánh sáng trắng đồng nhất, các dải màu cần được trộn lẫn đều Tuy nhiên, các tia màu vàng và xanh khi đi qua ống kính này bị khúc xạ theo hướng khác nhau, gây ra cấu trúc không tối ưu, có thể dẫn đến hiện tượng khó chịu cho người nhìn và gây hại cho mắt theo thời gian.
Công nghệ ống kính TIR do nhóm nghiên cứu phát triển không cần vòng giữ, giúp giảm giá thành sản phẩm lên đến 30% Hiệu suất ánh sáng đạt trên 95%, đáp ứng đầy đủ các yêu cầu kỹ thuật, trong khi độ đồng đều phát sáng lớn hơn 0,3, cũng đạt tiêu chuẩn kỹ thuật.
Thiết kế mới của ống kính TIR bao gồm hai công nghệ chính: thiết kế ống chuẩn trực đa phân khúc (MSOC) và thiết kế bề mặt quang học đa cấu trúc (MSOS) MSOS sử dụng nhiều cấu trúc micro-lens để điều chỉnh góc phát ra của tia sáng, trong khi MSOC bao gồm nhiều phân khúc giúp phản xạ toàn bộ ánh sáng tới, tạo điều kiện dễ dàng cho việc điều chỉnh hướng ánh sáng Sau khi ánh sáng được điều chỉnh lần đầu tiên nhờ MSOC, nó tiếp tục được tối ưu hóa lần thứ hai thông qua MSOS, nhằm tăng cường độ đồng dạng phát sáng.
2.4.1.2 Phù hợp với chiếu sáng công cộng
Theo nghiên cứu, việc sử dụng đèn LED trong chiếu sáng dân dụng và công nghiệp gặp khó khăn do giá đầu tư cao, quang hiệu thấp và đồng dạng phát sáng chưa đạt yêu cầu Công nghệ TIR lens mới hứa hẹn giảm giá thành, nâng cao hiệu suất và cải thiện đồng dạng phát sáng, góp phần nâng cao chất lượng ứng dụng đèn LED Tại Việt Nam, nhiều trường đại học và công ty đã nghiên cứu ứng dụng đèn LED nhằm giảm chi phí vận hành và tăng hiệu quả chiếu sáng thông qua việc thay đổi phân bố đèn, khảo sát màu sắc và độ rọi Tuy nhiên, vẫn chưa có nghiên cứu nào về công nghệ TIR lens để cải thiện quang hiệu và tiết kiệm chi phí.
Giá thành cao của đèn LED thương mại chủ yếu do vòng giữ và LED ánh sáng trắng Vòng giữ lens I làm tăng chi phí sản xuất, nhưng nhóm nghiên cứu đã thiết kế lens TIR mới không cần vòng giữ, giúp giảm giá thành sản phẩm và đồng thời cải thiện chất lượng ánh sáng.
Kết quả đo lường thực nghiệm cho thấy sự khác biệt rõ rệt về độ chiếu sáng đồng đều và hiệu suất giữa lens I và lens II Cụ thể, đối với bề mặt đích 500 mm2, lens I đạt độ chiếu sáng đồng đều là 0,259 và hiệu suất 95,85%, trong khi lens II chỉ đạt 0,06 và 90,32%.
So sánh sự đồng đều phân bố ánh sáng và chỉ số đồng dạng phát sáng cho thấy rằng TIR lens mới có hiệu suất vượt trội, với chỉ số cao hơn lens I là 122,4% và lens II là 495,3% trên bề mặt chiếu sáng 500 mm2 Sự không đồng đều trong phân bố bức xạ ánh sáng xanh và vàng gây ra hiện tượng ánh sáng màu vàng, làm giảm độ đồng dạng màu của ánh sáng trắng.
Công nghệ TIR lens mới cải thiện đồng dạng màu ánh sáng trắng bằng cách phân bố lại bức xạ ánh sáng xanh và vàng, từ đó nâng cao chất lượng màu sắc của ánh sáng trắng.
TS Quốc Anh cho biết, ngoài việc sử dụng cho chiếu sáng công cộng, ống kính TIR mới còn có thể áp dụng trong đèn ô tô và xe máy, mang lại ánh sáng chất lượng cao với giá thành phải chăng.
2.4.2 Đèn pha laser hồng ngoại, công nghệ chiếu sáng cho tương lai
Công nghệ đèn pha Laser hồng ngoại của Kyocera, được giới thiệu tại CES 2023, hứa hẹn cung cấp ánh sáng cường độ cao mà không gây chói mắt, mở ra triển vọng cho tương lai của công nghệ chiếu sáng trên xe hơi.
Hình 2 20 Đèn pha laser hồng ngoại
Tại CES 2023, Kyocera, một "ông lớn" trong ngành công nghiệp Nhật Bản, đã giới thiệu công nghệ chiếu sáng ô tô tiên tiến nhằm nâng cao các chức năng hỗ trợ người lái cho các mẫu xe tương lai.
Công ty con KYOCERA SLD Laser của Kyocera vừa ra mắt thiết kế đèn pha đa chức năng, cung cấp ánh sáng laser với các chùm sáng cao, thấp và ánh sáng hồng ngoại từ một thiết bị duy nhất Điều này cho phép đèn pha không chỉ chiếu sáng cho người lái xe mà còn hỗ trợ các camera hồng ngoại trên xe, nâng cao khả năng quan sát và an toàn.
Quy định mới về đăng kiểm đèn xe
Theo Khoản 2 Điều 7 Thông tư 16/2021/BGTVT quy định về thực hiện kiểm tra, đánh giá xe cơ giới như sau: “
1 Các khiếm khuyết, hư hỏng của xe cơ giới trong kiểm định được phân thành 3 mức như sau: a) Khiếm khuyết, hư hỏng không quan trọng (MINOR DEFECTS - MiD) là hư hỏng không gây mất an toàn kỹ thuật, ô nhiễm môi trường khi xe cơ giới tham gia giao thông Xe cơ giới vẫn được cấp Giấy chứng nhận kiểm định; b) Khiếm khuyết, hư hỏng quan trọng (NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô
TÔ DEFECTS (MaD) là những hư hỏng có thể gây mất an toàn kỹ thuật và ô nhiễm môi trường khi xe cơ giới tham gia giao thông Để được cấp Giấy chứng nhận kiểm định, xe cơ giới cần phải sửa chữa các hư hỏng này Trong khi đó, khiếm khuyết, hư hỏng nguy hiểm (DANGEROUS DEFECTS - DD) gây ra nguy hiểm trực tiếp và tức thời khi xe tham gia giao thông Các xe có DD không được cấp Giấy chứng nhận kiểm định, không được phép tham gia giao thông và phải được sửa chữa để kiểm định lại.
Việc thay thế hoặc sửa chữa đèn chiếu sáng phụ thuộc vào loại khiếm khuyết và hư hỏng, với các quy định khác nhau Để đảm bảo an toàn kỹ thuật, thiết bị thay thế cần phải được kiểm định và có chứng nhận đạt tiêu chuẩn từ nhà sản xuất hoặc cơ quan chuyên môn Hệ thống đăng kiểm yêu cầu phải tuân thủ các quy định về chùm sáng, cường độ sáng và độ lệch Những trường hợp nâng cấp hoặc "độ đèn" không đáp ứng các tiêu chí này sẽ phải được thay thế để đảm bảo an toàn khi tham gia giao thông.
2 Kiểm tra khiếm khuyết, hư hỏng đèn xe
Dưới đây là bảng quy định về ánh sáng đèn cho từng loại đèn, được quy định tại Mục 4, Phụ lục II, Bảng 1 của Thông tư 2/2023/TT-BGTVT, sửa đổi, bổ sung Thông tư 16/2021/BGTVT.
Bảng 2 2 Bảng quy định về kiểm tra kiếm khuyết và hư hỏng xe
Loại đèn Khiếm khuyết, hư hỏng MiD MaD DD Đèn chiếu sáng phía trước
Mầu ánh sáng không phải là mầu trắng hoặc vàng x Đèn kích thước phía trước, phía sau và thành bên
Mầu ánh sáng không phải mầu trắng hoặc vàng nhạt đối với đèn phía trước và không phải mầu đỏ đối với đèn phía sau x Đèn báo rẽ
(xin đường) và đèn báo nguy hiểm
Mầu ánh sáng của đèn phía trước xe không được phép là màu vàng, trong khi đèn phía sau cũng không được sử dụng màu vàng hoặc màu đỏ Đèn phanh không được có màu đỏ, đèn lùi không được có màu trắng, và đèn soi biển số cũng phải tuân thủ quy định về màu sắc.
Màu ánh sáng không phải lúc nào cũng là màu trắng Trong trường hợp khiếm khuyết, hư hỏng không quan trọng (MiD), có thể thay thế bằng loại đèn có ánh sáng màu khác, nhưng phải đảm bảo điều kiện an toàn kỹ thuật để được cấp giấy chứng nhận xe đã qua kiểm định Tuy nhiên, đối với các trường hợp khiếm khuyết, hư hỏng nghiêm trọng (MaD) và nguy hiểm (DD), xe không được phép lưu thông và bắt buộc phải thay thế, sửa chữa theo tiêu chuẩn an toàn kỹ thuật và phải kiểm định lại.
3 Chỉ tiêu kiểm định ánh sáng đèn xe
Dưới đây là bảng chỉ tiêu về ánh sáng đèn xe tại Mục 4, Phụ lục II, Bảng 1 của Thông tư 2/2023/TT-BGTVT:
Bảng 2 3 Bảng tiêu chí kiểm định đèn xe
Chỉ tiêu ánh sáng Khiếm khuyết, hư hỏng MiD MaD DD Đèn chiếu sáng phía trước chiếu xa
- Hình dạng của chùm sáng không đúng
- Tâm vùng cường độ sáng lớn nhất nằm bên trên đường nằm ngang 0%
Tâm vùng cường độ sáng lớn nhất nằm dưới đường nằm ngang, với tỷ lệ -2% cho các đèn lắp đặt không cao hơn 850mm so với mặt đất Đối với các đèn có chiều cao lắp đặt lớn hơn 850mm, tỷ lệ này là -2,75%.
- Tâm vùng cường độ sáng lớn nhất lệch trái đường nằm dọc 0%
- Tâm vùng cường độ sáng lớn nhất lệch phải đường nằm dọc 2%
- Cường độ sáng nhỏ hơn 10.000cd x Đèn chiếu sáng phía trước đèn gần
- Hình dạng của chùm sáng không đúng
- Giao điểm của đường ranh giới tối sáng và phần hình nêm nhô lên của chùm sáng lệch sang trái của đường nằm dọc 0%
- Giao điểm của đường ranh giới tối sáng và phần hình nêm nhô x
31 lên của chùm sáng lệch sang phải của đường nằm dọc 2%
Đường ranh giới tối sáng được xác định trên đường nằm ngang, với tỷ lệ -0,5% cho đèn có chiều cao lắp đặt không vượt quá 850mm từ mặt đất, và tỷ lệ -1,25% cho đèn có chiều cao lắp đặt lớn hơn 850mm từ mặt đất.
Đường ranh giới tối sáng được xác định dưới đường nằm ngang -2% cho đèn có chiều cao lắp đặt không vượt quá 850mm từ mặt đất, và dưới đường nằm ngang -2,75% cho đèn có chiều cao lắp đặt lớn hơn 850mm Các kích thước của đèn cần được chú ý bao gồm phía trước, phía sau và các thành bên.
Cường độ sáng và diện tích phát sáng của đèn báo rẽ và đèn báo nguy hiểm không đủ để nhận biết ở khoảng cách 10m trong điều kiện ánh sáng ban ngày.
Cường độ sáng và diện tích phát sáng của đèn phanh không đủ để nhận biết ở khoảng cách 20m trong điều kiện ánh sáng ban ngày.
Đèn lùi và đèn soi biển số không đảm bảo cường độ sáng và diện tích phát sáng cần thiết để nhận biết ở khoảng cách 20m và 10m trong điều kiện ánh sáng ban ngày.
THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH CẢI TẠO HỆ THỐNG ĐÈN LED TRÊN XE MÁY
Lên phương án thi công mô hình Cải tạo hệ thống đèn LED trên xe máy
Sau khi nghiên cứu một số mẫu sẵn có, nhóm đã quyết định thi công trên xe Wave Alpha 100s, phương tiện di chuyển hiện tại của các thành viên, nhằm tiết kiệm chi phí.
Dựa theo cấu trúc thiết kế, bố trí trên xe nguyên bản và nhóm đã quyết định thi công theo cấu tạo sẵn có trên xe:
1 đèn chiếu sáng LED chính anh sáng xanh có 2 chức năng pha và cos
4 đèn chi nhan LED ánh sáng vàng
1 đèn phanh LED ánh đỏ
1 bảng LED điện tử thay đổi nội dung bằng smartphone
Dựa trên phân tích và đánh giá từ các mẫu hiện có, nhóm quyết định không lắp đèn trợ sáng rời như 4 và giữ lại toàn bộ cụm điều khiển, bao gồm công tắc on/off cho đèn chiếu sáng và công tắc pha/cos, nhằm tuân thủ quy định của luật an toàn giao thông đường bộ Việt Nam.
Sau đây là bảng các cụm, chi tiết mà nhóm sẽ thi công:
Bảng 3 1 Bảng các chi tiết, cụm chi tiết thi công cải tạo
STT Tên cụm/chi tiết Số lượng
2 Đèn LED chiếu sáng chính 1
7 Công tắt đèn chiếu sáng 1
3.1.2 Lựa chọn các linh kiện thay thế
3.1.2.1 Đèn chiếu sáng Đèn chiếu sáng chính được lựa chọn có thông số 12v, 6W có dộ sáng 460 lm để phù hợp với luật giao thông đường bộ Việt Nam
So với bóng đèn dây tóc đang sử dụng có thông số 12v, 35W tiết kiệm được 29W so với mức tiêu thụ ban đầu
Hình 3 1 Đèn chiếu sáng chính LED
3.1.2.2 Đèn tín hiệu Đèn xi nhan được lựa chọn có thông số 12v, 1Wh như vậy với 4 bóng xi nhan tiêu thụ 4Wh
So với bóng đèn xi nhan hiện đang sử dụng có thông số 12v, 10Wh với 4 bóng tiêu thụ 40Wh
Như vậy sẽ tiết kiệm được 35Wh so với ban đầu
Hình 3 2 Đèn tín hiệu xi nhan LED
Bảng LED hiển thị biển số xe được điều khiển bằng smartphone có thể tùy chỉnh nội dung thông qua ứng dụng di động
Thông số kích thước 276x90mm có thể uốn cong theo bề mặt xe tạo cảm giác dễ chịu và tăng tính thẩm mĩ cho xe
Bảng điện tử sử dụng nguồn điện 5v DC có công suất tiêu thụ 10w
Hình 3 3 Bảng LED điện tử thể hiện biển số xe
Thiết kế mạch điện mô hình cải tạo hệ thống đèn LED trên xe máy
3.2.1 Thiết kế sơ đồ cho mô hình cải tạo hệ thống đèn LED trên xe máy
3.2.1.1 Thiết kế sơ đồ khối cho mạch điện
Hình 3 4 sơ đồ khối mạch điện cải tạo hệ thống đèn LED trên xe máy
3.2.2 Thiết kế mạch điện mô hình cải tạo hệ thống đèn LED trên xe máy
3.2.2.1 Sơ đồ mạch điện mô hình cải tạo hệ thống đèn LED trên xe máy
Hình 3 5 sơ đồ mạch điện cải tạo hệ thống đèn LED trên xe máy
Trường hợp 1: khi bật đèn chiếu sáng chế độ chiếu gần
Khi công tắc máy ở chế độ ON, điện từ ắc quy xe được cấp đến công tắc máy và tiếp tục đến công tắc đèn chiếu sáng Tại đây, dòng điện đi qua cổng Lo trong công tắc chiếu sáng, đến chân chế độ chiếu gần trên bóng đèn LED chính của xe, rồi trở về mát qua chân mát chung.
Trường hợp 2: khi bật đèn chiếu sáng chế độ chiếu sáng xa
Khi công tắc máy ở chế độ ON, điện từ ắc quy xe được cấp đến công tắc máy và tiếp tục đến công tắc đèn chiếu sáng Tại đây, dòng điện đi qua cổng Hi trong công tắc chiếu sáng, đến chân chế độ chiếu xa trên bóng đèn LED chính của xe, và sau đó trở về mát qua chân mát chung.
Trường hợp 3: khi bật đèn tín hiệu rẽ trái
Khi công tắt máy ở chế độ ON, điện từ ắc quy xe được truyền đến công tắt máy và hộp nháy, sau đó tiếp tục đến công tắt đèn tín hiệu Dòng điện đi qua chân L trong công tắt đèn tín hiệu, cung cấp năng lượng cho bóng đèn xi nhan LED trái ở cả phía trước và sau xe, và cuối cùng trở về mát để hoàn thành mạch điện cho đèn xi nhan báo tín hiệu rẽ trái.
Trường hợp 4: khi bật đèn tín hiệu rẽ phải
Khi công tắc máy ở chế độ ON, điện từ ắc quy xe được cấp đến công tắc máy và hộp nháy, sau đó truyền đến công tắc đèn tín hiệu Dòng điện tiếp tục đi qua chân R của công tắc đèn tín hiệu đến bóng đèn xi nhan LED bên phải ở cả phía trước và sau xe, cuối cùng dòng điện trở về mát để cung cấp điện cho đèn xi nhan báo tín hiệu rẽ phải.
Trường hợp 5: khi bóp phanh trước hoặc đạp phanh sau
Khi công tắt máy ở chế độ ON, điện từ ắc quy xe được cấp đến công tắt máy và công tắt đèn phanh, làm cho đèn phanh phía sau sáng lên, giúp định vị xe Khi người điều khiển đạp phanh sau hoặc bóp thắng trước, dòng điện từ công tắt đèn phanh kết hợp với dòng điện từ công tắt máy khiến đèn phanh sáng mạnh hơn, báo hiệu cho các phương tiện di chuyển phía sau Cuối cùng, dòng điện được trả về mát, tạo thành một mạch điện kín.
Thi công mô hình Cải tạo hệ thống đèn LED trên xe máy
3.3.1 Thi công thay thế các linh kiện ở cụm đèn đầu
Đầu tiên tháo gỡ cụm đèn đầu ở phần đầu xe bao gồm tháo 2 gương chiếu hậu
Tiếp tục tháo 4 vít cố định bao gồm 2 ở sau tay lái và 2 ở dưới tay lái
Khi tháo các ngàm kết nối lưu lý, cần thực hiện một cách cẩn thận và chú ý, đặc biệt nếu không sử dụng công cụ chuyên dụng, vì các ngàm này rất yếu và dễ bị gãy.
Tiếp đến tiến hành tháo giắc điện kết nối với đầu đèn
Ta tiến hành tháo gỡ đèn chiếu sáng chính và đèn xi nhan cũ
Lắp đặt đèn mới và bố trí các lá nhôm tản nhiệt đúng cách là rất quan trọng để đảm bảo hiệu quả tản nhiệt tối ưu, từ đó giúp tăng tuổi thọ cho đèn.
Cuối cùng là thay cục chớp cơ bằng chục chớp điện tử để phù hợp với đèn xi nhan LED mới lắp
Hình 3 6 Quy trình thi công: thay thế cụm đèn đầu
Hình 3 7 Quy trình thi công: thay thế đèn chiếu sáng chính và đèn tín hiệu xi nhan bằng đèn LED
Hình 3 8 Quy trình thi công: thay thế cục chớp cơ bằng chóp điện tử cho đèn xi nhan
3.3.2 Thi công thay thế các linh kiện ở cụm đèn hậu
Do mạch điện của đèn xi nhan sau được mắc nôi tiếp với đèn xi nhan trước nên việc thay thế cũng không khó khăn
Khi tháo chụp mi ca bảo vệ đèn xi nhan phía sau, bao gồm cả bên trái và bên phải, cần lưu ý rằng mi ca được liên kết với đuôi xe qua các ngàm kết nối Do đó, việc tháo lắp phải được thực hiện một cách cẩn thận để tránh hư hỏng.
Sau đó thay thế đèn xi nhan cũ bằng đèn LED và lắp lại chụp bảo vệ
Hình 3 9 Quy trình thi công: thay thế đèn xi nhan sau và đèn báo phanh xe
3.3.2 Thi công thay đổi điện đầu vào của hệ thống đèn
Sau khi chuyển đổi từ đèn dây tóc sang đèn LED, việc chuyển từ điện cơ sang điện bình là cần thiết để đảm bảo an toàn và kéo dài tuổi thọ cho đèn LED Quy trình thực hiện này giúp tối ưu hóa hiệu suất chiếu sáng và bảo vệ thiết bị.
Đầu tiên tháo công tắt đèn trên cùm công tắt và dây dương trên công tắt đèn do dây dương lúc đầu nối trực tiếp với điện cơ
Sau đó tiến hành lắp dây dương mới từ công tắc sang giắc điện bình ở phía dưới tay lái
Đồng thời tạo nguồn cho bảng LED điện tử như vậy khi bật công tắt đèn nguồn cũng sẽ cấp điện cho bảng điện tử
Hình 3 10 Quy trình thi công: thay thế điện đầu vào của hệ thống đèn mới
Hình 3 11 Quy trình thi công: thay thế điện đầu vào của hệ thống đèn mới
VẬN HÀNH THỬ NGHIỆM VÀ TÍNH TOÁN NĂNG LƯỢNG TIẾT KIỆM
Vận hành thử nghiệm và kiểm tra độ hiệu quả sau thi công
4.1.1 Vận hành thử nghiệm và kiểm tra độ hiệu quả đèn chiếu sáng chính
Sau khi vận hành thử nghiệm nhóm đã thu được một số kết quả đạt được:
Đèn chiếu sáng hoạt động ổn định trong điều kiện động cơ không hoạt động và khi động cơ hoạt động
cường độ chiếu sáng được cải thiện rõ rệch
Hình 4 1 Kết qua sau cải tạo đèn chiếu sáng chính pha và cos
4.1.2 Vận hành thử nghiệm và kiểm tra độ hiệu quả đèn tín hiệu
Sau khi vận hành thử nghiệm nhóm đã thu được một số kết quả đạt được:
Đèn xi nhan hoạt động ổn định với nhịp chớp rõ ràng, giúp người tham gia giao thông dễ dàng nhận biết tín hiệu từ xa Sản phẩm đảm bảo hiệu quả trong các điều kiện thực tế, nâng cao an toàn khi di chuyển.
Hình 4 2 Kết quả sau khi cải tạo đèn xi nhan
4.1.3 Vận hành thử nghiệm và kiểm tra độ hiệu quả bảng LED điện tử
Sau khi vận hành thử nghiệm nhóm đã thu được một số kết quả đạt được:
Bảng LED có khả năng hiển thị rõ ràng trong ánh sáng ban ngày, cho phép người dùng tùy biến nội dung và cung cấp đầy đủ thông tin cần thiết.
Một số ứng dụng thực tế có thể đạt được khi lắp thêm bảng led điện tử:
Bản số xe và số điện thoại có thể hiển thị đồng thời cho cả tài xế xe ôm truyền thống và xe ôm công nghệ, giúp người đặt xe dễ dàng nhận biết và nâng cao hiệu quả làm việc.
Tăng thu nhập cho các đối tượng kinh doanh cần quảng cáo cho doanh nghiệp, cửa hàng hay cá nhân
Hình 4 3 Kết quả sau khi thi công lắp đặt thêm bảng LED điện tử
Tính toán năng lượng tiết kiệm
4.2.1 Các số liệu dùng trong tính toán
4.2.1.1 Năng lượng tiêu thụ và giá thành các bóng đèn thay thế
Bảng 4 1 Bảng so sánh năng lượng tiêu thụ trước và sau khi cải tạo
(VNĐ) năng lượng tiêu thụ Số lượng Tổng năng lượng tiêu thụ Đèn đầu halogen 139.000 35W 1 Đèn xi nhan 85W halogen 35.000 10W 4 Đèn hậu halogen 35.000 10W 1 Đèn đầu LED 300.000 6W 1 Đèn xi nhan 11W
Hệ thống đèn halogen trên xe Wave 100S bản thương mại tiêu chuẩn bao gồm đèn chiếu sáng chính 35W, bốn bóng đèn xi nhan mỗi bóng 10W và một đèn hậu 10W, tổng năng lượng tiêu thụ cho hệ thống chiếu sáng là 85W.
Hệ chiếu sáng được cải tạo bằng đèn LED bao gồm đèn chiếu sáng chính tiêu thụ 6W, đèn xi nhan 1W và đèn hậu 1W, tổng năng lượng tiêu thụ khi sử dụng hệ thống này là 11W.
4.2.1.2 Thông số động cơ thực tế khi thực hiện chạy trên sàn DYNO
Hình 4 4 Kết quả chạy DYNO
Sau khi chạy thực nghiệm xe wave 100s trên sàn chạy DYNO, ta có một số kết quả như sau:
Công suất tối đa của động cơ đạt 5,92 mã lực (4353,76 W) với mô men xoắn cực đại 5,97 N.m tại tốc độ 6,73 Rpm Xe có khả năng đạt tốc độ tối đa 89,97 Km/h trong khoảng thời gian từ 0 đến 18,15 giây.
Khi xe chạy với tốc độ 25 Km/h công suất động cơ đạt khoảng 3,9 hp tương đương 2901,23 W
4.2.2 Tính toán năng lượng và chi phí tiết kiệm
Giả sử xe chạy trung bình mỗi ngày 1h vào buổi tối (từ 19 giờ ngày hôm trước đến
Vào lúc 5 giờ sáng, với tốc độ trung bình 25km/h, xe Wave di chuyển được 25Km mỗi đêm Theo trang carsifu.my của tờ The Star, xe Wave Alpha 100S tiêu hao nhiên liệu khoảng 52,5Km/L, tương đương 1.9L/100Km, dẫn đến việc xe tiêu tốn khoảng 0.475L xăng cho quãng đường 25Km Trong một năm, người này di chuyển tổng cộng 9125Km và tiêu thụ khoảng 173.375L xăng cho việc di chuyển ban đêm, tương ứng với chi phí khoảng 3.861.850VNĐ, dựa trên giá xăng A95 là 22.015 VNĐ/lít vào ngày 1 tháng 7 năm 2023.
Theo kết quả thử nghiệm trên sàn dyno, xe Wave 100S đạt công suất tối đa là 4353,76 W Theo thông tin từ Honda trong tài liệu “Honda Wave NF100M03, NF100MSH3, NF100MB5, NF100MN5, NF100MS”, công suất sạc tối đa của bộ sạc một pha bán kỳ trên xe được công bố là 100 W.
Công suất sạc tối đa của động cơ: Psạc max = 100W
Công suất tối đa của động cơ: Pmax = 4.353,76 W hiệu suất sạc của động cơ: η = (Psạc max ÷ Pmax) *100= 2,28%
Kết quả thử nghiệm động cơ xe Wave trên sàn dyno cho thấy, khi đạt tốc độ 25 Km/h, xe sản sinh công suất khoảng 2901,23 W Từ đó, có thể suy ra rằng công suất sinh ra trong việc chạy xe 1 giờ mỗi năm ở tốc độ trung bình 25 Km/h là 1.058.974,5 W.
Công suất sinh ra trong việc chạy xe 1h/năm ở tốc độ trung bình 25 Km/h:
Ta có số tiền phải chi trả cho 1 W công suất tiêu thụ là: ô ề ℎả ả [1] = ố ề ă ả ă ô ấ ê ụ ă = 3,6 %&Đ/)
Ta có công suất sạc của xe trong việc chạy xe 1h/năm ở tốc độ trung bình 25 Km/h:
Số tiền phải chi trả cho việc sạc điện cho việc chạy xe 1h/năm ở tốc độ trung bình
Số tiền phải trả [2] = P2 * Số tiền trả [1] = 86.920,62 VNĐ
Giả sử xe chạy trung bình 1 giờ vào buổi tối với tốc độ 25km/h trong vòng 1 năm Trong trường hợp này, đèn chiếu sáng chính được sử dụng 100% thời gian, đèn tín hiệu 10% thời gian, và đèn báo phanh 30% thời gian.
Công suất tiêu thụ hệ thông chiếu sáng bằng đèn halogen trong 1 năm là:
Số tiền nhiên liệu phải trả cho việc sử dụng đèn halogen là:
Số tiền phải trả [3] = P3 * số tiền phải trả [1] = 55.188 VNĐ
Công suất tiêu thụ hệ thống chiếu sáng bằng đèn LED:
Số tiền nhiên liệu phải trả cho việc sử dụng đèn halogen là:
Số tiền phải trả [4] = P4 * số tiền phải trả [1] = 8.803,8 VNĐ
Suy ra số tiền nhiên liệu tiết kiệm được sau khi cải tạo hệ thống đèn LED trên xe máy là:
Số tiền tiết kiệm [1] = số tiền phải trả [3] – số tiền phải trả [4] = 46.384,2 VNĐ
Vậy ta có số tiền nhiên liệu tiết kiệm được trong vòng 1 năm sử dụng là 46.384,2VNĐ tương đương với 2,11 L xăng thời điểm 1/7/2023
Bóng đèn halogen có giá 314.000 VNĐ và tuổi thọ lên tới 500 giờ chiếu sáng Nếu xe chạy trung bình 1 giờ mỗi đêm trong 1 năm, số tiền phải trả cho việc sử dụng đèn halogen sẽ được tính toán dựa trên thời gian sử dụng này.
Số tiền phải trả [5] = (314.000 ÷ 500) * 365 = 229.220 VNĐ
Đèn LED có giá 430.000 VNĐ và tuổi thọ lên đến 50.000 giờ, tương đương với chi phí chỉ 3.139 VNĐ mỗi năm Việc sử dụng đèn LED giúp tiết kiệm chi phí thay thế lên tới 226.081 VNĐ.
Số tiền phải trả [6] = (430.000 ÷ 50.000) * 365 = 3.139VNĐ
Số tiền thay thế tiết kiệm được khi sử dụng đèn LED
Số tiền tiết kiệm [2] = số tiền phải trả [5] + số tiền phải trả [6] = 226.081 VNĐ
Cải tạo hệ thống đèn LED trên xe Wave 100s có thể tiết kiệm 2,11L xăng mỗi năm khi xe chạy 1 giờ mỗi đêm với tốc độ trung bình 25 Km/h Điều này không chỉ giúp giảm chi phí nhiên liệu mà còn giảm lượng khí thải CO2 ra môi trường, góp phần bảo vệ môi trường.
Sử dụng đèn LED không chỉ giúp tăng tuổi thọ cho hệ thống chiếu sáng mà còn giảm chi phí thay thế lên đến 226.081 VNĐ Hơn nữa, việc chuyển sang đèn LED còn góp phần giảm thiểu lượng rác thải ra môi trường, đặc biệt là rác thải từ bóng đèn halogen, vốn rất có hại cho môi trường.
Cải tạo hệ thống đèn LED trên xe máy không chỉ giúp tiết kiệm chi phí vận hành và sửa chữa mà còn đóng góp vào việc bảo vệ môi trường xung quanh.