Hệ thống đèn chiếu sáng và tín hiệu trên xe ô tô hiện nay là một trong những hệ thống rất quan trọng và không thể thiếu, giúp hỗ trợ người lái khi di chuyển trên đường cũng như đảm bảo an toàn cho xe. Luận văn này tập trung nghiên cứu về công nghệ đèn pha LED trên xe Mazda 6 2018. Thiết kế bộ điều khiển điện tử cho đèn pha thông minh và đèn tín hiệu trên ô tô. Bố cục luận văn gồm 4 chương như sau: Chương 1: Tổng quan về hệ thống chiếu sáng tín hiệu trên xe Tiếp thu kiến thức tổng quan về hệ thống chiếu sáng và tín hiệu trên xe về các chi tiết, các bộ phận cấu thành, nguyên lý hoạt động, tầm quan trọng về hiệu quả mà nó mang lại cho cuộc sống. Chương 2: Giới thiệu công nghệ đèn pha LED trên xe Mazda 6 2018 Định nghĩa các công nghệ đèn pha LED trên xe Mazda 6 2018 và biết cách thức hoạt động của chúng và từ đó áp dụng làm cơ sở tiền đề để tiến hành thiết kế bộ điều khiển điện tử thông minh cho hệ thống chiếu sáng và đèn tín hiệu trên ô tô. Chương 3: Các hư hỏng thường gặp và cách khắc phục Nhận biết được các dạng hư hỏng và từ đó biết cách khắc phục chúng. Chương 4: Thiết kế chế tạo mô hình chiếu sáng thông minh Sử dụng các linh kiện điện tử kết hợp với phần mềm proteus mô phỏng quá trình hoạt động của hệ thống chiếu sáng và đèn tín hiệu trên ô tô từ đó nắm rõ các nguyên lý hoạt động của chúng và đưa ra nhưng giải pháp cần thiết để chế tạo bộ điều khiển điện tử thông minh có hiệu quả.
Khái quát về hệ thống đèn chiếu sáng và hệ thống đèn tín hiệu trên xe
Phân loại các loại đèn sử dụng trên xe gồm có các loại đèn chiếu sáng và đèn tín hiệu, thông báo
Hệ thống đèn chiếu sáng tín hiệu trên xe bao gồm đèn xi nhan để báo rẽ và cảnh báo nguy hiểm, đèn kích thước giúp nhận diện kích thước xe, cùng với đèn phanh để thông báo khi người lái thực hiện thao tác phanh.
Hệ thống đèn chiếu sáng bao gồm đèn chiếu gần và đèn chiếu xa, giúp cải thiện khả năng quan sát cho người lái xe vào ban đêm Các yêu cầu về cường độ, vùng, góc và giới hạn chiếu sáng sẽ được trình bày chi tiết sau Đèn đầu cũng có chế độ flash để báo hiệu cho xe ngược chiều, trong khi đèn sương mù hỗ trợ chiếu sáng trong điều kiện thời tiết sương mù.
Hệ thống chiếu sáng và tín hiệu có các bộ phận sau đây:
- Đèn đầu, đèn sương mù phía trước
- Cụm đèn phía sau, đèn sương mù phía sau
- Công tắc điều khiển đèn và độ sáng: Công tắc đèn xi nhan, công tắc đèn sương mù phía trước và phía sau
- Đèn xi nhan và đèn báo nguy
- Công tắc đèn báo nguy hiểm
- Bộ nhấp nháy đèn xi nhan
- Cảm biến báo hư hỏng đèn
- Cảm biến điều khiển đèn tự động
- Công tắc điều khiển góc chiếu sáng đèn đầu
- Bộ chấp hành điều khiển góc chiếu sáng đèn đầu
- Đèn chiếu sáng khoá điện
Hình 1 1 Vị trí của các bộ phận trong hệ thống chiếu sáng và tín hiệu
Tổng quan về hệ thống chiếu sáng
Hệ thống đèn đầu
Hệ thống đèn đầu là một phần thiết yếu trong hệ thống chiếu sáng của xe, đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo an toàn giao thông và điều kiện lái xe ban đêm Đèn đầu cần tuân thủ các tiêu chuẩn kỹ thuật nhất định, với cường độ sáng cao nhưng không gây chói mắt cho người đi ngược chiều Công suất chiếu sáng cho chế độ chiếu gần dao động từ 35 – 40W, trong khi chế độ chiếu xa từ 45 – 70W Vùng chiếu sáng ở chế độ gần đạt từ 50 – 75m, và ở chế độ xa từ 180 – 250m.
Hình 1 2 Bóng đèn loại dây tóc
Bóng đèn dây tóc được cấu tạo từ vỏ thủy tinh và dây điện trở volfram bên trong Khi dây volfram được nung nóng đến 2300°C với một mức điện áp nhất định, nó sẽ phát ra ánh sáng trắng Ánh sáng sẽ yếu hơn ở nhiệt độ thấp hơn, và nếu điện áp quá cao, dây volfram sẽ bốc hơi nhanh, gây hiện tượng đen bóng đèn và đứt dây Để hạn chế oxy hóa và tăng tuổi thọ cho dây volfram, người ta hút hết không khí ra để tạo môi trường chân không Ngoài ra, việc bơm khí Argon vào bóng đèn với áp suất thấp giúp dây tóc phát sáng ở nhiệt độ cao hơn, từ đó tăng cường độ chiếu sáng lên khoảng 40%.
Bóng đèn halogen hoạt động bằng cách nung nóng dây tóc volfram lên đến 2300°C để phát sáng Tuy nhiên, quá trình này dẫn đến việc dây tóc bay hơi và bị đốt cháy, làm cho vỏ thủy tinh trở nên đen và giảm cường độ chiếu sáng Hơn nữa, sự hư hại của dây điện trở cũng làm giảm tuổi thọ của bóng đèn.
Bóng đèn halogen ra đời giúp khắc phục hiện tượng bay hơi của dây volfram, ngăn chặn việc làm đen bóng thủy tinh và nâng cao tuổi thọ nhờ vào dây volfram không bị bay hơi Đèn halogen chứa khí halogen như iode hoặc brôm, hoạt động như chất xúc tác cho quá trình thăng hoa của dây volfram Khi dây volfram bay hơi, khí halogen kết hợp với nó tạo thành iodur volfram, một hỗn hợp khí không bám vào thủy tinh như các loại đèn dây tóc thông thường Khi bị nung nóng đến nhiệt độ cao trên 1450 °C, hỗn hợp iodur volfram sẽ được mang trở lại vùng khí nhiệt độ cao xung quanh tim đèn, giúp duy trì hiệu suất chiếu sáng.
Dây tóc tim c ốt Thạch anh
Dây tóc tim pha Phần che
Trang 4 sẽ tách lại thành 2 chất: Volfram bám trở lại tim đèn và các phần tử khí halogen được giải phóng trở về dạng khí, tiếp tục khi nhiệt độ dây volfram lại được nung nóng đến nhiệt độ bay hơi nó sẽ tiếp tục kết hợp với halogen thăng hoa và sau đó volfram lại trở lại tim đèn, quá trình này lặp lại liên tục Điều này không chỉ ngăn chặn sự đổi màu bóng đèn mà còn giữ cho tim đèn luôn hoạt động ở điều kiện tốt trong một thời gian dài
Vỏ bóng đèn halogen được chế tạo từ thạch anh, cho phép chịu được nhiệt độ và áp suất cao từ 5 – 7 bar, với nhiệt độ hoạt động trên 250°C, khi khí halogen bắt đầu bốc hơi Đèn halogen không chỉ có cường độ sáng mạnh mẽ mà còn có tuổi thọ cao hơn so với bóng đèn dây tóc thông thường Đặc biệt, dây tóc của bóng đèn halogen có thể được làm mỏng hơn, giúp điều chỉnh tiêu cự bóng đèn một cách chính xác và dễ dàng hơn.
Hình 1 4 Bóng đèn Xenon Nguyên lý hoạt động:
Nguyên lý hoạt động của đèn Xenon tương tự như hiện tượng sét phóng điện tự nhiên, xảy ra khi trời mưa, khi các tia sét giữa đám mây và bề mặt trái đất tạo ra ánh sáng cường độ cao Ý tưởng này đã khơi nguồn cho các nhà chế tạo phát triển đèn Xenon, nhằm cung cấp nguồn sáng mạnh mẽ, thay thế cho các loại đèn dây tóc và halogen đang dần lỗi thời.
Năm 1992, nhà sản xuất bóng đèn xe hơi hàng đầu thế giới Hella giới thiệu bóng
Trang 5 đèn Xenon đầu tiên, sản xuất theo công nghệ phóng điện cường độ cao - High Intensity Discharge (HID) Đèn xenon lúc này chủ yếu chỉ dùng cho chế độ đèn cốt, vì bóng đèn Xenon chỉ có một chế độ không giống như đèn sợi tóc có thể có hai tim, chóa đèn dùng cho đèn xenon phải có chóa đèn pha và chóa đèn cốt riêng biệt
Năm 1999, đèn Bi – Xenon ra đời, khắc phục nhược điểm của đèn Xenon truyền thống Đèn này có khả năng tạo ra ánh sáng pha và cốt từ một nguồn sáng duy nhất, mang lại ánh sáng đồng nhất cho cả hai chế độ Đồng thời, đèn Bi – Xenon cũng tiết kiệm năng lượng hơn.
Đèn Xenon hoạt động dựa trên nguyên lý phóng điện cường độ cao giữa hai bản cực trong ống huỳnh quang chứa khí Xenon tinh khiết, thủy ngân và muối kim loại halogen Khi điện áp lớn hơn 25000 V được áp dụng, hiện tượng phóng điện xảy ra, giải phóng năng lượng từ sự va chạm của electron với nguyên tử kim loại, tạo ra ánh sáng Ánh sáng phát ra có màu sắc phụ thuộc vào chênh lệch năng lượng của electron và tính chất hóa học của muối kim loại trong bầu khí Xenon Vỏ đèn được làm từ thủy tinh thạch anh, có khả năng chịu nhiệt độ và áp suất cao.
Hình 1 5 Sơ đồ cấu tạo của đèn Xenon
Đèn Xenon phát sáng nhờ vào sự phóng điện giữa các bản cực khi được cấp điện áp cao trên 25.000 V, yêu cầu một bộ đánh lửa (ignitor) để tạo ra điện thế này Để duy trì tia hồ quang trong quá trình hoạt động, chấn lưu (ballast) cung cấp điện áp khoảng 85 V, vừa giúp xử lý cho đèn Xenon vừa tăng áp cho bóng đèn.
Đèn Xenon phát ra ánh sáng với màu sắc và độ sáng khác nhau tùy thuộc vào loại muối kim loại bên trong, được đo bằng độ Kelvin và Lumens Ở 4300 K, đèn sản sinh khoảng 3100 Lm, gấp 3 lần ánh sáng của đèn Halogen, với màu trắng hoàn toàn, chuyển sang vàng nhạt khi phản xạ trên đường, thích hợp cho xe đi đêm và đường đồi núi Ở 6000 K, đèn tạo ra khoảng 2900 Lm, ánh sáng trắng hơn nhưng ít hơn so với 4300 K 8000 K sản sinh khoảng 2500 Lm, ánh sáng xanh hơn, và 10000 K tạo ra khoảng 2300 Lm với dãy ánh sáng từ xanh thẩm đến tím, gấp 2 lần đèn Halogen.
Trang 7 Ở 12000 K đèn tạo ra khoảng 2000 Lm, nó tạo ra lượng ánh sáng nhiều hơn gấp 2 lần của loại đèn Halogen Đây là nhiệt độ màu có màu xanh thẩm tím và màu đậm hơn so với 10000 K Sản phẩm này được được khách hàng sử dụng vì phát ra ánh sáng tối ưu và lạ mắt nhất
Các loại chân đế bóng đèn Xenon:
Chân đế tiêu chuẩn của loại đèn này có dạng tròn là D2S, D2R hoặc dạng chân đế vuông là D1S, D1R Trong đó:
D2S là loại bóng đèn thiết kế đặc biệt cho các chóa đèn có màng chắn lóa, với ký tự "S" đại diện cho từ "shield" (tấm chắn) Loại bóng này được trang bị thấu kính, giúp tập trung ánh sáng mà không gây chói cho các phương tiện lưu thông ngược chiều.
D2R: Là loại bóng có sẵn màng chắn dùng cho các chóa đèn chỉ có mặt phản xạ
(ký tự R lấy từ chữ reflector - vật phản xạ) Có 1 lớp màu đen, để ngăn ánh sáng trực tiếp làm chói mắt xe ngược chiều
D1S: Là loại bóng dùng cho các chóa đèn có màng chắn lóa và có thấu kính giúp gom được nhiều ánh sáng hơn (được tích hợp bộ khởi động)
D1R: Là loại bóng có sẵn màng chắn dùng cho các chóa đèn chỉ có mặt phản xạ
Có 1 lớp màu đen, để ngăn ánh sáng trực tiếp làm chói mắt xe ngược chiều (được tích hợp bộ khởi động)
Hình 1 10 Bóng đèn D1R Đối với từng loại bóng đèn thì bộ ballast sẽ được thiết kế riêng phù hợp để phù hợp với từng loại chân đế
Phương pháp lắp ráp đối với từng loại bóng đèn:
Đèn Xenon có nhiều lợi ích vượt trội so với đèn halogen và đèn sợi đốt, đặc biệt là về tuổi thọ Cụ thể, đèn Xenon có tuổi thọ gấp 10 lần so với đèn halogen và đèn sợi đốt, nhờ vào cấu trúc đơn giản với hai bản cực phóng điện được bảo vệ bởi lớp vỏ thạch anh Trong khi đèn halogen chỉ có thời gian sử dụng từ 300 đến 1000 giờ, thì đèn Xenon có thể hoạt động lên đến 3000 giờ, giúp giảm thiểu tần suất thay thế và tiết kiệm chi phí cho người sử dụng.
Đèn sương mù
a Đèn sương mù phía trước (Fog lamps):
Trong điều kiện sương mù, việc sử dụng đèn đầu chính có thể tạo ra ánh sáng chói, gây khó khăn cho các phương tiện và người đi bộ Thay vào đó, sử dụng đèn sương mù sẽ giúp giảm tình trạng này hiệu quả Dòng điện cung cấp cho đèn sương mù thường được lấy từ relay đèn kích thước.
Đèn sương mù phía trước hoạt động khi công tắc điều khiển ở vị trí TAIL hoặc HEAD Khi bật công tắc đèn sương mù, dòng điện sẽ đi qua cuộn dây relay, đóng tiếp điểm relay và cho phép dòng điện chạy qua bóng đèn sương mù, khiến đèn sương mù phía trước sáng lên.
Đèn sương mù phía sau (Rear fog guard) được thiết kế để cảnh báo cho các phương tiện phía sau trong điều kiện tầm nhìn hạn chế, với nguồn cung cấp điện lấy từ đèn cốt (Dipped beam) Đèn báo trên bảng điều khiển giúp tài xế nhận biết khi đèn sương mù phía sau đang hoạt động Nguyên lý hoạt động của đèn này tương tự như đèn sương mù phía trước, nó sẽ hoạt động khi công tắc điều khiển đèn ở vị trí TAIL hoặc HEAD.
Hình 1 25 Hoạt động của hệ thống sương mù sau
Tổng quan hệ thống tín hiệu
Hệ thống đèn xinhan có công tắc hazard rời
Mạch điện hệ thống đèn xinhan bao gồm bộ nháy Flasher, bộ công tắc xinhan và công tắc báo nguy Hazard
Khi bật công tắc xi nhan, công tắc Hazard cần phải tắt Lúc này, dòng điện sẽ được truyền từ công tắc máy đến bộ Flasher thông qua sự kết nối giữa chân B1 và chân F trong công tắc Hazard.
L của bộ nháy Flasher được kết nối với công tắc xinhan, và tùy thuộc vào trạng thái của công tắc (Off, turn left, turn right), dòng điện sẽ được cung cấp cho các bóng đèn xinhan trái hoặc phải.
Khi công tắc xi nhan được bật, dòng điện từ ắc quy sẽ truyền đến bộ Flasher thông qua chân F kết nối với chân B2 Đồng thời, trong công tắc Hazard, các chân TB, TL, TR và R1 cũng kết nối với nhau, giúp truyền tín hiệu Hazard từ chân L đến các bóng đèn xinhan và bóng đèn kích thước.
Hình 1 26 Mạch điện hệ thống đèn xi nhan có công tắc hazard rời
Hệ thống đèn xi nhan có công tắc hazard tổ hợp
Khi công tắc xi nhan bật Off, dòng điện từ công tắc máy qua chân G1, G3 đến bộ Flasher phát tín hiệu Flash chờ ở đó
Khi công tắc xin nhan được bật (Righ hoặc Left), tín hiệu flash sẽ được truyền từ chân L của Flasher đến chân G4, sau đó đến chân G6 để kích hoạt các bóng đèn xin nhan bên phải (nếu chọn Righ) hoặc qua chân G5 để kích hoạt các bóng đèn xin nhan bên trái (nếu chọn Left).
Hình 1 27 Mạch điện hệ thống đèn xi nhan có công tắc hazard tổ hợp
Hệ thống đèn xi nhan điều khiển tích hợp
Mạch đèn xi nhan điều khiển tích hợp hoạt động mà không cần bộ nháy Flasher, thay vào đó sử dụng IC điều khiển để phát tín hiệu Flash và nhận tín hiệu từ công tắc xinhan và công tắc Hazard nhằm điều khiển các relay và bóng đèn xinhan Để giảm thiểu tình trạng phát tín hiệu báo rẽ sai do người lái quên tắt công tắc, hệ thống bố trí đèn LED báo rẽ trái và phải trên táp-lô, sáng lên tương ứng khi bật công tắc Một số xe còn được trang bị IC phát âm thanh khi bật công tắc xinhan.
Hệ thống cảnh báo đèn xinhan hoạt động thông qua một mạch điện bao gồm một IC điều khiển, hai transistor điều khiển và hai relay đèn xinhan.
Hình 1 28 Mạch điện hệ thống đèn xinhan điều khiển bằng bộ tích hợp b Rẽ sang trái:
Khi bật công tắc đèn xi nhan bên trái, cực EL của IC xử lý tín hiệu sẽ tiếp đất, khiến IC điều khiển phát tín hiệu cho transistor điều khiển relay rẽ trái Điều này đóng tiếp điểm relay và cấp dòng điện từ +B qua tiếp điểm relay trái đến các bóng đèn xinhan trái và đèn báo rẽ trên táp-lô, làm cho các bóng đèn xinhan trái và đèn báo rẽ trái sáng lên.
Khi công tắc đèn xinhan bật Turn Right, cực ER của IC xử lý tín hiệu báo rẽ được tiếp đất, dẫn đến việc IC điều khiển phát tín hiệu cho transistor điều khiển relay rẽ phải Relay đóng, cấp dòng điện từ +B qua tiếp điểm relay đến các bóng đèn xinhan bên phải và đèn báo rẽ trên táp-lô, khiến các bóng đèn xinhan bên phải và đèn báo rẽ trên táp-lô đều sáng.
Khi một bóng đèn xinhan bị cháy, IC điều khiển sẽ phát ra tần số nhấp nháy tăng lên để thông báo cho người lái xe Để đảm bảo an toàn, hãy bật công tắc Hazard.
Khi bật công tắc Hazard, cực EHW của IC điều khiển được tiếp mát, kích hoạt tín hiệu cho cả hai transistor điều khiển relay bên trái và bên phải Dòng điện từ +B qua các tiếp điểm relay dẫn đến cả hai cực LL và LR, làm cho tất cả các đèn xinhan và đèn báo rẽ đều sáng.
GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ ĐÈN PHA LED TRÊN XE MAZDA 6
Adaptive Front-lighting System
2.1.1 Định nghĩa công nghệ Adaptive Front-lighting System ở xe Mazda:
Công nghệ Adaptive Front-light System (AFS) là hệ thống chiếu sáng thông minh, tự động điều chỉnh góc chiếu của đèn pha theo hướng lái của người điều khiển Nhờ vào AFS, người lái có thể tận hưởng tầm nhìn rõ ràng và an toàn hơn khi xe vào cua hoặc rẽ trái, phải.
Hệ thống đèn chiếu sáng thích ứng (Adaptive Front-light System) có khả năng điều chỉnh ánh sáng của xe theo điều kiện đường xá phía trước, dựa trên tốc độ và góc quay của bánh xe Các đèn chiếu đặc biệt giúp phản chiếu hình ảnh mặt đường trong các điều kiện thời tiết như mưa, tuyết hoặc khi di chuyển trên địa hình gồ ghề, mở rộng tầm chiếu sáng xa và rộng hơn Điều này cải thiện tầm nhìn, góp phần nâng cao an toàn trong quá trình lái xe.
2.1.2 Sự tự động của công nghệ AFS:
Công nghệ Adaptive Front-light System trên xe Mazda tự động bật khi khởi động, giúp người dùng dễ dàng điều khiển trong điều kiện thời tiết kém hoặc ban đêm mà không cần thao tác thêm Tuy nhiên, người dùng có thể tắt chế độ này bằng nút AFS OFF nằm bên trái, dưới vô lăng Nếu đèn báo AFS OFF sáng mà người dùng chưa tắt chế độ, có thể là do ắc quy xe đang gặp vấn đề.
Trang 25 dùng cần lưu ý dấu hiệu này để có kế hoạch sửa chữa xe và có những lộ trình di chuyển an toàn Khi xe được khởi động, hệ thống sẽ dùng 2 mô tơ liệu AFS để điều khiển đèn pha liếc sang hai bên Nếu như ác quy yếu điện, 2 mô tơ liếc này sẽ không đủ năng lượng để thực hiện nhiệm vụ Do đó, nó sẽ báo đèn cảnh báo AFS Đây chính là nguyên nhân của việc ác quy kém khiến cho chế độ AFS rơi vào tình trạng cảnh báo
2.1.3 Đèn liếc tĩnh: a Giới thiệu hệ thống:
Hình 2 1 Hiệu quả chiếu sáng đối với hệ thống đèn liếc tĩnh
Hệ thống đèn liếc tĩnh là một giải pháp chiếu sáng thông minh, với nguồn sáng phụ được lắp đặt bên cạnh đèn cốt thông thường Nguồn sáng này có nhiệm vụ chiếu sáng góc cua khi xe vào cua, đảm bảo rằng vùng sáng của đèn cốt không bị hạn chế Vùng sáng Abblendlicht là phần ánh sáng phụ hỗ trợ cho việc chiếu sáng góc cua, giúp tăng cường an toàn khi lái xe vào ban đêm.
Đèn chiếu sáng góc cua chỉ được kích hoạt khi xe vào cua gấp hoặc rẽ phải, rẽ trái, dựa trên ba yếu tố quan trọng.
- Tình trạng của đèn Signal (bật hoặc tắt)
Giới thiệu các chế độ hoạt động của đèn chiếu sáng góc cua chủ động tĩnh.
Vùng sáng đèn cốt thông thường
Hình 2 2 Đèn chiếu sáng góc cua tắt khi đi thẳng
Hình 2 3 Đèn chiếu sáng góc cua sẽ bật lên cùng với đèn xi nhan
Hệ thống chiếu sáng góc cua tĩnh có ưu điểm nổi bật là vùng chiếu sáng rộng hơn so với hệ thống chiếu sáng góc cua động Ngoài ra, chi phí lắp đặt thấp hơn và dễ dàng lắp đặt cho các xe cũ hoặc xe không có hệ thống chiếu sáng góc cua Việc thay thế đèn sương mù bằng hai đèn chiếu sáng góc cua cùng với bộ điều khiển và các cảm biến, giắc cắm là rất đơn giản Tuy nhiên, nhược điểm của hệ thống này là khả năng chiếu sáng không linh hoạt bằng hệ thống chiếu sáng góc cua động.
Hiện trên thị trường có nhiều loại xe cao cấp được trang bị bộ đèn chiếu sáng góc cua tĩnh của Hella
Hình 2 2 Đèn liếc tĩnh bố trí trên xe và các chế độ hoạt động
Hình 2 4 Đèn chiếu sáng góc cua tự động bật lên khi ôm cua với tốc độ dưới 40 Km/h
Hình 2 5 Cả hai đèn chiếu sáng góc cua sẽ bật lên khi gặp sương mù hay lui xe
Trên thị trường Việt Nam, sản phẩm đèn liếc tĩnh Hella Dyna View EVO 2 của Hella đang được phân phối rộng rãi với giá bán lẻ 760$ Bộ đèn này được thiết kế để lắp đặt cho những xe không có hệ thống đèn chiếu sáng góc cua, mang lại sự an toàn và tiện lợi cho người lái.
Hình 2 3 Hệ thống đèn chiếu sáng góc cua tĩnh của Hella – Hella Dyna view EVO2
Hệ thống DynaView Evo2 bao gồm hai bộ đèn chiếu sáng, Bộ điều khiển trung tâm IntelliBeam, các cảm biến, hệ thống dây nối, phụ kiện lắp đặt
Với sự tiến bộ trong công nghệ bán dẫn, các nhà sản xuất ô tô ngày càng ưa chuộng việc sử dụng đèn LED siêu sáng Những đèn này không chỉ là nguồn sáng chính mà còn đóng vai trò là đèn chiếu phụ, cung cấp ánh sáng bổ sung khi xe vào cua.
Hình 2 4 Công nghệ đèn LED thông minh b Nguyên lý điều khiển hệ thống đèn liếc tĩnh:
Hình 2 5 Hệ thống đèn liếc tĩnh của hãng Hella Cấu tạo chung của một hệ thống đèn liếc tĩnh bao gồm:
- 2 đèn chiếu sáng góc cua được bố trí cạnh đèn cốt
- Bộ điều khiển trung tâm
Hệ thống đèn chiếu sáng góc cua tĩnh được điều khiển bởi bộ điều khiển trung tâm, nhận tín hiệu từ cảm biến góc bẻ lái, cảm biến tốc độ và tín hiệu đèn xi nhan Bộ điều khiển này tự động nhận diện các điều kiện vận hành của xe, bật đèn chiếu sáng góc cua để hỗ trợ đèn cốt Cụ thể, khi bật công tắc đèn xi nhan bên trái hoặc bên phải, đèn chiếu sáng góc cua tương ứng sẽ được kích hoạt Ngoài ra, khi xe di chuyển dưới 40km/h và vào cua gấp, hệ thống cũng tự động kích hoạt đèn chiếu sáng góc cua bên trong.
Trang 29 chiếu sáng góc cua bên đó được kích hoạt) Bộ điều khiển trung tâm sẽ liên tục nhận các tín hiệu cảm biến đưa về và xử lý để điều khiển đáp ứng về điều kiện chiếu sáng, vùng chiếu sáng của xe sẽ luôn chủ động theo góc cua của điều kiện đường xá
Khi sử dụng hệ thống đèn chiếu sáng góc cua, việc bật tắt đột ngột có thể gây loá mắt và làm giật mình người điều khiển xe đối diện Để tránh hiện tượng này, hệ thống chiếu sáng góc cua được trang bị công nghệ dimme, cho phép điều khiển độ sáng một cách từ từ Ánh sáng của đèn chiếu sáng góc cua sẽ tăng và giảm dần trong vài giây, giúp cải thiện an toàn và giảm thiểu sự bất ngờ cho các phương tiện xung quanh.
Trong điều kiện thời tiết xấu, việc bật đèn chiếu sáng góc cua hai bên sẽ giúp tạo ra đèn sương mù, nâng cao tầm nhìn Ngoài ra, khi chuyển sang số lùi, đèn hai bên cũng sẽ tự động sáng lên để chiếu sáng dọc theo thân xe.
2.1.4 Hệ thống đèn chiếu sáng góc cua động a Giới thiệu hệ thống:
Khác với hệ thống đèn liếc tĩnh, hệ thống đèn liếc động chỉ cần một nguồn sáng duy nhất để thay đổi vùng chiếu sáng mà không cần đèn chiếu phụ Cụ thể, khi vào cua, hệ thống này sử dụng ánh sáng từ bóng đèn cốt để điều chỉnh vùng chiếu sáng theo góc cua, mang lại hiệu quả chiếu sáng tốt hơn.
Vùng sáng của xe có đèn liếc động khác biệt rõ rệt so với xe không trang bị loại đèn này, đặc biệt khi di chuyển trên những cung đường cong Đèn liếc động giúp cải thiện khả năng chiếu sáng, đảm bảo an toàn cho người lái và tăng cường tầm nhìn trong các tình huống khó khăn.
Adaptive LED Headlamps ALH
2.2.1 Định nghĩa công nghệ Adaptive LED Headlamps ở xe Mazda: Đèn pha LED thích ứng (ALH) của Mazda cung cấp công nghệ đèn pha tối ưu, chiếu sáng con đường phía trước như ban ngày và cho phép mọi người tận hưởng cảm giác lái xe an toàn và thoải mái vào bất kỳ thời điểm nào trong ngày
Hệ thống tăng cường tầm nhìn ban đêm giúp người lái xe nâng cao cảnh giác bằng cách kết hợp ba công nghệ tiên tiến: đèn pha không chói tự động làm mờ một phần vùng chiếu sáng để tránh làm chói mắt người khác, đèn pha chiếu gần với phạm vi rộng để chiếu sáng khu vực lớn hơn khi di chuyển với tốc độ thấp, và chế độ đường cao tốc giúp người lái nhìn xa hơn khi di chuyển với tốc độ cao.
Hình 2 18 Công nghệ Adaptive LED Headlights
2.2.2 Chùm tia cao không chói:
Trang 39 Đèn pha hiện đại tạo ra chùm sáng cao, được sử dụng phổ biến nhất trên đường tối vào ban đêm và chùm sáng thấp, cần thiết khi vượt qua các phương tiện đang chạy tới Đèn pha chiếu xa của ALH bao gồm một dãy đèn LED được chia thành bốn khối, mỗi khối có thể bật và tắt độc lập Sử dụng camera gắn trên kính chắn gió để phát hiện đèn pha và đèn hậu của các phương tiện khác, hệ thống sẽ tạm thời làm mờ từng khối đèn LED riêng lẻ để kiểm soát độ chiếu sáng khu vực và tránh làm chói mắt những người lái xe khác Đèn pha không chói mang lại ánh sáng rực rỡ và khả năng hiển thị tuyệt vời của đèn pha truyền thống mọi lúc, ngay cả khi vượt qua dòng xe cộ đang chạy tới Hệ thống hoạt động ở tốc độ trên 40 km/h
Hình 2 19 Chùm tia cao không chói đang hoạt động
2.2.3 Chùm sáng thấp phạm vi rộng:
Chùm sáng cốt xa được thiết kế để lắp đặt bên cạnh mỗi đèn pha, giúp chiếu sáng một khu vực rộng hơn so với chùm sáng cốt truyền thống Với khả năng hoạt động ở tốc độ lên tới 40 km/h, đèn cốt mới này nâng cao tầm nhìn vào ban đêm, đặc biệt hữu ích khi di chuyển qua các giao lộ.
Hình 2 20 Hoạt động của chùm sáng thấp phạm vi rộng
2.2.4 Chế độ đường cao tốc: Đèn pha LED thích ứng tự động nâng trục chiếu sáng khi tốc độ xe vượt quá 95 km/h Điều này giúp tăng cường tầm nhìn ở khoảng cách xa, giúp người lái xe nhận biết biển báo giao thông và các mối nguy hiểm tiềm ẩn sớm hơn
Hình 2 21 Chế độ đường cao tốc đang hoạt động
CÁC HƯ HỎNG THƯỜNG GẶP VÀ CÁCH KHẮC PHỤC
Bóng đèn pha ô tô bị hỏng, cháy
Đây là nguyên nhân chủ yếu dẫn đến việc đèn pha ô tô không sáng Lý do này có thể được phân thành 2 trường hợp cụ thể như sau:
Nếu cả 2 bóng đèn pha ô tô không sáng, đó có thể là do gặp sự cố về điện
Nếu chỉ một bên đèn pha ô tô không sáng, có thể do bóng đèn đã cháy, vì tuổi thọ trung bình của mỗi bóng chỉ khoảng 500 – 2.000 giờ.
Để đảm bảo độ sáng tối ưu cho xe, chủ xe nên thay bóng định kỳ sau mỗi 5 năm sử dụng Đặc biệt, nếu thường xuyên di chuyển trên đường gập ghềnh, thời gian thay bóng có thể được rút ngắn.
Hình 3 1 Bóng đèn pha ô tô bị cháy, bị hỏng
Cháy cầu chì của hệ thống đèn pha ô tô
Cầu chì đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ hệ thống điện của mạch đèn pha ô tô Khi đèn pha không sáng, nguyên nhân có thể là do cầu chì bị hỏng Nếu không phải do cầu chì, có thể có những sự cố nghiêm trọng khác ảnh hưởng đến hoạt động của đèn pha.
Nguyên nhân phổ biến gây hư cầu chì bao gồm ngắn mạch và bóng đèn hoạt động với công suất không phù hợp Khi gặp phải tình huống này, chủ xe cần thay cầu chì mới với cường độ dòng điện thích hợp và kiểm tra xem đèn pha ô tô có hoạt động ổn định hay không.
Hình 3 2 Cháy cầu chì hệ thống đèn pha ô tô
Công tắc Rơ-le của đèn pha bị lỗi
Nếu công tắc Rơ-le của đèn pha bị hỏng, đèn vẫn nhận điện nhưng không thể hoạt động Để đảm bảo hiệu suất tối ưu cho cả đèn và rơ-le, người dùng nên thay mới hoàn toàn.
Dây điện bị lỗi, kết nối kém hoặc hư hỏng
Một trong những nguyên nhân phổ biến gây hỏng đèn pha ô tô là do dây điện bị ăn mòn, đứt hoặc hỏng, dẫn đến việc truyền năng lượng kém và làm cho đèn pha không sáng.
Nếu đèn pha ô tô nhấp nháy hoặc cháy bóng, nguyên nhân có thể do dây điện bên trong mạch bị lỗi Để đảm bảo an toàn, người dùng nên đưa xe đến gara để kỹ thuật viên kiểm tra một cách chi tiết.
Công tắc đèn pha ô tô bị hỏng
Nếu đèn pha ô tô không sáng trong khi đèn cốt vẫn hoạt động bình thường, nguyên nhân có thể là do công tắc đèn bị ảnh hưởng Việc chuyển đổi liên tục giữa đèn cốt và đèn pha có thể dẫn đến tình trạng mài mòn của công tắc.
Do hệ thống công tắc phức tạp, người dùng nên đưa xe đến trung tâm để sửa chữa và bảo dưỡng định kỳ.
Hình 3 3 Công tắc đèn pha ô tô gặp vấn đề
Một số lưu ý trong quá trình sử dụng và khắc phục hệ thống đèn pha ô tô không sáng, bị hỏng
tô không sáng, bị hỏng:
Để kéo dài tuổi thọ và nâng cao hiệu suất chiếu sáng của bóng đèn, người dùng cần lưu ý một số điểm quan trọng.
- Sử dụng loại bóng đèn phù hợp, an toàn và tương thích với hệ thống của xe
- Sử dụng đồ bảo hộ và không chạm trực tiếp vào bóng đèn
- Thường xuyên đưa xe đến gara để tiến hành bảo dưỡng định kỳ
- Nên thay mới bóng đèn sau khi đã đạt đến tuổi thọ nhất định
- Kiểm tra kỹ máy phát điện và các sự cố liên quan đến điện
- Vệ sinh sạch sẽ hệ thống đèn pha ô tô
Hình 3 4 Vệ sinh bóng đèn pha ô tô sạch sẽ
THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÔ HÌNH CHIẾU SÁNG THÔNG MINH
Phần mềm Proteus
4.1.1 Định nghĩa phần mềm proteus:
Proteus software, developed by Labcenter Electronics Ltd, is a leading Electronic Design Automation (EDA) environment that specializes in the simulation of electronic circuits and embedded systems It is widely utilized for designing and simulating electronic microcircuits, printed circuit boards (PCBs), and embedded systems.
Phần mềm Proteus được ưa chuộng trong cộng đồng kỹ sư điện tử và nhà phát triển hệ thống nhúng, giúp tiết kiệm thời gian và chi phí trong quá trình phát triển sản phẩm Nó đảm bảo tính ổn định của vi mạch và hệ thống trước khi tiến vào giai đoạn sản xuất và triển khai.
4.1.2 Ưu điểm của phần mềm Proteus:
Proteus là phần mềm mô phỏng vi mạch điện tử và hệ thống nhúng được ưa chuộng, nổi bật với nhiều ưu điểm hấp dẫn Những tính năng vượt trội của Proteus đã góp phần lớn vào sự thành công của nó trong cộng đồng kỹ sư điện tử và nhà phát triển hệ thống nhúng.
Proteus cung cấp khả năng mô phỏng chính xác các vi mạch điện tử và hệ thống nhúng, cho phép người dùng quan sát rõ ràng cách thức hoạt động của các linh kiện và mạch trong môi trường ảo Điều này giúp giảm thiểu lỗi và tiết kiệm thời gian trong việc phát hiện và sửa chữa các sai sót.
Proteus cung cấp tính năng thiết kế PCB tích hợp, cho phép người dùng dễ dàng chuyển đổi từ mô phỏng vi mạch sang bản thiết kế PCB Tính năng này giúp tối ưu hóa mạch in và giảm thiểu các vấn đề liên quan đến điều chỉnh vị trí linh kiện trên bảng mạch.
Proteus cung cấp một thư viện phong phú với nhiều linh kiện phổ biến, bao gồm vi điều khiển, cảm biến, vi mạch logic và nhiều thành phần điện tử khác, giúp người dùng tiết kiệm thời gian trong việc thiết kế và mô phỏng các mạch phức tạp.
Proteus hỗ trợ mô phỏng vi xử lý và vi điều khiển, cho phép người dùng kiểm tra tính chính xác và hiệu suất của mã chương trình trước khi triển khai lên phần cứng thực tế.
Proteus là phần mềm thiết kế và mô phỏng dễ sử dụng với giao diện thân thiện, giúp người dùng nhanh chóng tiếp cận các công cụ mạnh mẽ Các tính năng và chức năng của Proteus được sắp xếp hợp lý, mang đến trải nghiệm hiệu quả cho người dùng trong quá trình thiết kế.
Proteus hỗ trợ đa nền tảng, cho phép người dùng sử dụng trên các hệ điều hành phổ biến như Windows, mang đến nhiều lựa chọn linh hoạt khi quyết định hệ thống để cài đặt phần mềm này.
Proteus là một phần mềm thiết kế và mô phỏng vi mạch điện tử cùng hệ thống nhúng, nổi bật với tính năng mạnh mẽ và tiện lợi Nhờ vào những ưu điểm vượt trội, Proteus đã trở thành công cụ ưa chuộng trong cộng đồng kỹ sư và nhà phát triển.
4.1.3 Có nên sử dụng phần mềm proteus:
Việc lựa chọn sử dụng phần mềm Proteus phụ thuộc vào nhu cầu thiết kế và mô phỏng vi mạch điện tử cũng như hệ thống nhúng của bạn Dưới đây là một số tình huống mà bạn nên xem xét để áp dụng Proteus một cách hiệu quả.
Thiết kế mạch điện tử là một lĩnh vực quan trọng đối với kỹ sư điện tử và sinh viên tham gia vào các dự án vi mạch Proteus là một công cụ hữu ích hỗ trợ quá trình thiết kế và mô phỏng mạch điện, giúp nâng cao hiệu quả và độ chính xác trong các dự án này.
Trang 46 bạn mô phỏng, kiểm tra và cải tiến mạch trước khi chuyển sang giai đoạn sản xuất
Proteus là công cụ lý tưởng cho việc mô phỏng hệ thống nhúng, hỗ trợ các nhà phát triển trong việc mô phỏng hoạt động của vi xử lý và vi điều khiển Với Proteus, bạn có thể kiểm tra chương trình một cách hiệu quả trước khi nạp vào vi điều khiển thực tế, đảm bảo tính chính xác và hiệu suất của hệ thống.
Proteus tạo ra một môi trường giả lập thân thiện và phong phú, hỗ trợ sinh viên và người mới bắt đầu trong lĩnh vực kỹ thuật điện tử Công cụ này giúp người dùng hiểu rõ hơn về vi mạch điện tử và hệ thống nhúng, từ đó nâng cao khả năng học tập và đào tạo trong ngành.
Proteus hỗ trợ tối ưu hóa mạch in (PCB) bằng cách chuyển đổi từ mô phỏng vi mạch sang thiết kế PCB, giúp bạn cải thiện bố trí và kết nối linh kiện Điều này không chỉ tiết kiệm chi phí mà còn rút ngắn thời gian sản xuất.
Tổng quan về các thiết bị trên mô hình
Thiết kế mô hình cơ bản:
Hình 4 2 Tổng quan mô hình
- Mô hình cơ bản của hệ thống bao gồm:
+ Bảng mạch đục lỗ 200mm x 300mm
+ Cụm vô lăng (thay thế bằng biến trở volum 20K) và công tắc điều khiển đèn Bảng mạch:
4.2.2 Hệ thống đèn chiếu sáng và tín hiệu:
Hệ thống đèn đầu của mô hình bao gồm:
- Cụm đèn xi nhan phía trước
Hình 4 4 Hệ thống đèn đầu
Hệ thống đèn đuôi của mô hình bao gồm:
- Cụm đèn xi nhan phía sau
Hình 4 5 Hệ thống đèn đuôi
4.2.3 Công tắc điều khiển đèn:
4.2.4 Các thiết bị điện tử: a Mạch Arduino UNO R3
Arduino Uno sử dụng vi điều khiển ATmega328P với chu kỳ dao động 16 MHz, cung cấp 14 pin ra/vào được đánh số từ 0 đến 13, trong đó có 6 pin PWM được đánh dấu bằng ký hiệu ~ Ngoài ra, nó còn có 6 pin nhận tín hiệu analog từ A0 đến A5, có thể hoạt động như các pin ra/vào thông thường Đặc biệt, pin 13 kết nối trực tiếp với LED trạng thái trên board.
Bảng mạch được trang bị một nút reset, một cổng kết nối USB để kết nối với máy tính, và một đầu vào nguồn sử dụng jack 2.1mm, cho phép cấp nguồn trực tiếp từ bộ chuyển đổi AC-DC hoặc qua ắc-quy.
Khi làm việc với Arduino board, một số thuật ngữ sau cần được lưu ý:
Flash Memory: bộ nhớ có thể ghi được, dữ liệu không bị mất ngay cả khi tắt điện
Về vai trò, ta có thể hình dung bộ nhớ này như ổ cứng để chứa dữ liệu trên board
Chương trình Arduino được lưu trữ trong vùng nhớ flash, với kích thước phụ thuộc vào loại vi điều khiển sử dụng, chẳng hạn như ATmega8 có 8KB bộ nhớ flash Bộ nhớ này có khả năng chịu được khoảng 10.000 lần ghi và xóa.
Mạch Arduino Uno R3 sử dụng RAM, tương tự như RAM của máy tính, với đặc điểm là mất dữ liệu khi ngắt điện nhưng có tốc độ đọc, ghi, xóa rất nhanh Kích thước của RAM nhỏ hơn nhiều so với Flash Memory.
EEPROM là một loại bộ nhớ tương tự như Flash Memory, nhưng có chu kỳ ghi/xóa cao hơn, khoảng 100,000 lần, và kích thước rất nhỏ Để thực hiện việc đọc và ghi dữ liệu, người dùng có thể sử dụng thư viện EEPROM của Arduino.
Ngoài ra, board Arduino còn cung cấp cho ta các pin khác nhau như pin cấp nguồn 3.3V, pin cấp nguồn 5V, pin GND
Hình 4 8 Tổng quan các bộ phận của mạch Arduino Uno R3
1 Cáp USB Đây là dây cáp thường được bán kèm theo bo, dây cáp dùng để cắm vào máy tính để nạp chương trình cho bo và dây đồng thời cũng lấy nguồn từ nguồn usb của máy tính để cho bo hoạt động Ngoài ra cáp USB còn được dùng để truyền dữ liệu từ bo Arduino lên máy tính Dây cáp có 2 đầu, đầu 1a được dùng để cắm vào cổng USB trên board Arduino, đầu 1b dùng để cắm vào cổng USB trên máy tính
2 IC Atmega 16U2 IC này được lập trình như một bộ chuyển đổi USB –to-Serial dùng để giao tiếp với máy tính thông qua giao thức Serial (dùng cổng COM)
3 Cổng nguồn ngoài Cổng nguồn ngoài nhằm sử dụng nguồn điện bên ngoài như pin, bình acquy hay các adapter cho board Arduino hoạt động Nguồn điện cấp vào cổng này là nguồn DC có hiệu điện thế từ 6V đến 20V, tuy nhiên hiệu điện thế tốt nhất mà nhà sản xuất khuyên dùng là từ 7 đến 12V
4 Cổng USB Cổng USB trên bo Arduino dùng để kết nối với cáp USB
5 Nút reset Nút reset được sử dụng để reset lại chương trình đang chạy Đôi khi chương trình chạy gặp lỗi, người dùng có thể reset lại chương trình…
6 ICSP của ATmega 16U2 ICSP là chữ viết tắt của In-Circuit Serial Programming Đây là các chân giao tiếp SPI của chip Atmega 16U2 Các chân này thường ít được sử trong các dự án về Arduino
7 Chân xuất tín hiệu ra Có tất cả 14 chân xuất tín hiệu ra trong Arduino Uno, những chân có dấu ~ là những chân có thể băm xung (PWM), tức có thể điều khiển tốc độ động cơ hoặc độ sáng của đèn Hình 2 thể hiện rất rõ những chân để băm xung này
8 IC ATmega 328 IC Atmega 328 là linh hồn của bo mạch Arduino Uno, IC này được sử dụng trong việc thu thập dữ liệu từ cảm biến, xử lý dữ liệu, xuất tín hiệu ra, …
9 Chân ICSP của ATmega 328 Các chân ICSP của ATmega 328 được sử dụng cho các giao tiếp SPI (Serial Peripheral Interface), một số ứng dụng của Arduino có sử dụng chân này, ví dụ như sử dụng module RFID RC522 với Arduino hay Ethernet Shield với Arduino
10 Chân lấy tín hiệu Analog Các chân này lấy tín hiệu Analog (tín hiệu tương tự) từ cảm biến để IC Atmega 328 xử lý Có tất cả 6 chân lấy tín hiệu Analog, từ A0 đến A5
11 Chân cấp nguồn cho cảm biến Các chân này dùng để cấp nguồn cho các thiết bị bên ngoài như role, cảm biến, RC servo…trên khu vực này có sẵn các chân GND (chân nối đất, chân âm), chân 5V, chân 3.3V như được thể hiện ở hình 2 Nhờ những chân này mà người sử dụng không cần thiế bị biến đổi điện khi cấp nguồn cho cảm biến, role, rc servo… Ngoài ra trên khu vực này còn có chân Vin và chân reset, chân IOREF Tuy nhiên các chân này thường ít được sử dụng nên trong tài liệu này xin không đi sâu về nó
12 Các linh kiện khác trên board Arduino Uno Ngoài các linh kiện đã liệt kê bên trên, Arduino Uno còn 1 số linh kiện đáng chú ý khác Trên bo có tất cả 4 đèn led, bao gồm 1 led nguồn (led ON nhằm cho biết boa đã được cấp nguồn), 2 led Tx và Rx, 1 led
Các bước thiết kế
4.3.1 Thiết kế hệ thống chiếu sáng tín hiệu trên mô hình:
Hệ thống chiếu sáng – tín hiệu được thiết kế với đầy đủ chức năng
- Chức năng đèn chiếu sáng với hệ thống đèn chiếu sáng và chiếu gần
- Chức năng đèn tín hiệu a Sơ đồ và hoạt động của mạch điện hệ thống chiếu sáng trên mô hình:
Hình 4 11 Mạch điện hệ thống trên mô hình Giả sử nạp nguồn cho arduino là IG Switch
Không bật công tắt nào hết là ở chế độ OFF
Khi ta bật công tắt Tail, chân mát nối trực tiếp với đèn Tail nên đèn Tail sáng
Khi công tắc Head được bật, chân mát kết nối với chân A4 và gửi tín hiệu đến Arduino qua chân A4 Arduino điều khiển chân số 7 nối với mát, khiến đèn LOW sáng khi công tắc HIGH/LOW đang tắt Nếu công tắc HIGH/LOW được bật, chân mát sẽ kết nối với chân số 5 và gửi tín hiệu đến Arduino qua chân số 5 Lúc này, Arduino điều khiển chân số 6 nối với mát, làm cho đèn HIGH sáng và đèn LOW tắt.
Khi công tắc Flash được bật, chân mát kết nối với chân số 4 và gửi tín hiệu lập trình đến Arduino qua chân này Arduino sau đó điều khiển chân số 6 nối với mát, làm cho đèn sáng với trạng thái HIGH.
Khi bật công tắc Auto, công tắc Head cần phải tắt Chân mát được nối với chân A5, và tín hiệu được lập trình sẽ được gửi về Arduino thông qua chân A5, đồng thời nhận tín hiệu từ môi trường.
Trang 61 tối từ cảm biến ánh sáng gửi về thông qua chân A3, lúc này arduino điều khiển chân số
Khi kết nối mát thông qua đèn LOW, đèn sẽ sáng lên và công tắc HIGH/LOW sẽ ở trạng thái tắt Nếu công tắc HIGH/LOW được bật, chân mát sẽ kết nối với chân số 5, gửi tín hiệu đã được lập trình về Arduino thông qua chân này, cho phép Arduino điều khiển chân số.
6 nối tới mát thông qua đèn HIGH nên đèn HIGH sáng đèn LOW tắt b Sơ đồ và hoạt động của mạch điện báo rẽ trên mô hình:
Khi công tắc xi nhan được đẩy về bên phải, chân mát kết nối với chân số 2 và gửi tín hiệu lập trình đến Arduino Arduino sau đó điều khiển chân số 10 nối với chân mát thông qua bóng đèn xi nhan bên phải, khiến đèn xi nhan bên phải sáng và nhấp nháy theo lập trình.
Khi đẩy công tắc xi nhan về bên trái, chân mát kết nối với chân số 3, gửi tín hiệu đến Arduino Arduino sau đó điều khiển chân số 11 nối với chân mát thông qua bóng đèn xi nhan trái, làm cho đèn xi nhan trái sáng và nhấp nháy theo lập trình.
4.3.2 Thiết kế hệ thống chiếu sáng góc cua động:
Sơ đồ mạch điện điều khiển hệ thống đèn liếc động yêu cầu bộ điều khiển trung tâm nhận tín hiệu từ cảm biến góc và tín hiệu đèn đầu Dựa trên các tín hiệu này, bộ điều khiển sẽ xác định góc điều chỉnh của motor servo để điều chỉnh đèn theo hướng bên trái hoặc bên phải, phù hợp với góc cua.
Hình 4 13 Sơ đồ nguyên lý điều khiển motor servo xoay chóa đèn trên mô hình
Nguyên lý hoạt động của mạch điển điều khiển xoay chóa đèn
Hệ thống chiếu sáng góc của động được thiết kế để hoạt động khi có tín hiệu đèn cốt và góc quay vô lăng lớn hơn 1/3 vòng, nhằm cải thiện khả năng chiếu sáng và an toàn khi lái xe.
Trong chương 2, việc tính toán góc điều chỉnh vùng chiếu sáng cho động cơ không quá phức tạp, khi có thể nhận biết bán kính cong của cung đường xe đang di chuyển Mô hình không sử dụng cảm biến lực ly tâm như trong thực tế, mà thay vào đó, áp dụng một biến trở để gửi tín hiệu điện áp về bộ chuyển đổi tín hiệu số ADC của hệ thống điều khiển Arduino Nhờ vào biến trở này, việc xác định góc quay của vô lăng trở nên dễ dàng hơn.
Vô lăng của mô hình giả định được thiết kế với khả năng đánh lái tối đa 2 vòng mỗi bên, tương ứng với góc quay B2" cho bánh xe, gần với góc quay lớn nhất của xe du lịch Hệ thống đèn liễu động sẽ được kích hoạt khi vô lăng quay hơn 1/3 vòng, tương đương với góc lớn hơn 5" (góc Bà), phù hợp với xe du lịch di chuyển trên đường cong nhỏ hơn 40 m Góc điều chỉnh vùng chiếu sáng được tính toán dựa trên sự thay đổi của góc B; khi góc B lớn hơn 20", góc xoay của chóa đèn đạt mức tối đa (góc điều chỉnh vùng chiếu sáng = B - Bo) Mỗi góc tì có thể được tính toán tương ứng với góc quay của vô lăng, và thông qua tín hiệu điện áp từ biển trở về bộ chuyển đổi ADC, ta có thể xác định chính xác góc xoay cần thiết cho chóa đèn.
4.3.3 Thiết kế hệ thống tự bật đèn đầu và tự động chuyển đổi pha – cốt: a Thiết kế hệ thống tự đông bật đèn đầu:
Hình 4 14 Mạch điện nguyên lý cảm biến bật đèn đầu trên mô hình
Chế độ hoạt động của hệ thống chỉ khi công tắt Auto được bật, khi đó chân mát nối với chân A5 để gửi tín hiệu lập trình tới Arduino Nếu không có tín hiệu trời tối từ cảm biến ánh sáng, đèn pha – cốt sẽ không sáng Ngược lại, khi cảm biến ánh sáng phát hiện trời tối, chân mát sẽ nối với chân A3, tín hiệu lập trình sẽ được gửi tới Arduino, khiến đèn LOW sáng và công tắc HIGH/LOW hoạt động bình thường Hệ thống được thiết kế để tự động chuyển đổi giữa chế độ pha và cốt.
Việc điều khiển hoạt động của chế độ này cũng phụ thuộc vào cảm biến ánh sáng
Hệ thống hoạt động khi đèn pha của xe được bật Khi có xe đối diện, ánh sáng chiếu vào cảm biến, tạo ra tín hiệu điện áp gửi về Arduino qua chân A2 Theo tín hiệu đã được lập trình, đèn HIGH sẽ tắt và đèn LOW sẽ sáng Khi không còn tín hiệu điện áp từ cảm biến, đèn HIGH sẽ sáng và đèn LOW sẽ tắt.
Trang 64 Hình 4 15 Mạch điện nguyên lý cảm biến tự chuyển đổi pha – cốt trên mô hình