Sau khi hoàn thành khoảng thời gian học tập tại trường ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP. HỒ CHÍ MINH dưới sự giảng dạy và chỉ bảo tận tình của các thầy cô giúp chúng em được tiếp thu thêm nhiều kiến thức cũng như nhiều kinh nghiệm bổ ích cho bản thân. Những bài học của thầy cô hôm nay sẽ là hành trang quý báu cho em sau này khi bước qua ngưỡng cửa đại học. Xin gửi đến quý thầy cô lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc của em vì đã tạo mọi điều kiện trong quá trình học tập, rèn luyện, tích luỹ kinh nghiệm, kiến thức cũng như kỹ năng để em thực hiện khoá luận này.
LỊ CH S Ử PHÁT TRIỂN ĐÈN XE
H ệ th ống đèn chiếu sáng trên ô tô
Phận loại các loại đèn sử dụng trên các xe gồm có các loại đèn chiếu sáng và đèn tín hiệu, thông báo
Hệ thống đèn chiếu sáng tín hiệu bao gồm các đèn xi nhan sử dụng khi báo rẽ hoặc báo nguy, đèn kích thước để báo kích thước xe, đèn phanh báo khi đạp phanh…
Hệ thống đèn chiếu sáng: bao gồm các đèn đầu gồm đèn chiếu gần và đèn chiếu xa được sử dụng để chiếu sáng vào ban đêm đáp ứng được khả năng quan sát cho người lái xe Các yêu cầu về đèn chiếu sáng của đèn đầu như: Cường độ chiếu sáng, vùng chiếu sáng, góc chiếu sáng, giới hạn chiếu sáng sẽ được nói rõ ở phần sau Ngoài ra chế độ flash của đèn đầu được dùng như đèn báo hiệu cho người lái xe ngược chiều Bên cạnh đó còn có đèn sương mù để chiếu sáng khi thời tiết có nhiều sương mù,
Hệ thống đèn chiếu sáng và đèn tín hiệu có các bộ phận sau đây:
1 Đèn đầu, đèn sương mù phía trước
2 Cụm đèn phía sau, đèn sương mù phía sau
3 Công tắc điều khiển đèn và độ sáng: Công tắc đèn xi nhan, công tắc đèn sương mù phía trước và phía sau
4 Đèn xi nhan và đèn báo nguy
5 Công tắc đèn báo nguy hiểm
6 Bộ nhấp nháy đèn xi nhan
7 Cảm biến báo hư hỏng đèn
9 Cảm biến điều khiển tự động
10 Công tắc điều khiển đèn tự động
11 Bộ chấp hành điều khiển góc chiếu đèn đầu
14 Đèn chiếu sáng khóa điện
Hình 1 1: V ị trí của các bộ ph ậ n trong h ệ th ố ng chi ếu sáng và tín hiệ u
HỆ TH Ố NG CHI ẾU SÁNG THÔNG MINH
Nghiên cứu về hệ thống chiếu sáng chủ động theo góc cua, tìm hiểu cấu tạo, nguyên lý hoạt động của hệ thống đèn liếc tĩnh và hệ thống đèn liếc động, xu hướng phát triển của hệ thống chiếu sáng chủ động
Chương 3: Các hệ thống chiếu sáng thông minh hiện nay
Nghiên cứu cấu tạo, nguyên lý hoạt động, công dụng của các công nghệ chiếu sáng thông minh hiện nay gồm hệ thống đèn chiếu sáng kiểu LED Multibeam của Mercedes, hệ thống đèn LED Matrix trên xe Audi A8 và công nghệ chiếu sáng đỉnh cao Digital Light của Mercedes
Chương 4: Xây dựng mô hình hệ thống chiếu sáng trên ô tô
Tìm hiểu, chuẩn bị đủ dụng cụ, các chi tiết cấu thành nên mô hình, nghiên cứu nghiên lý hoạt động của hệ thống chiếu sáng trên ô tô
CHƯƠNG I: LỊCH SỬPHÁT TRIỂN ĐÈN XE 1
1.1 Hệ thống đèn chiếu sáng trên ô tô 1
1.2 Khái quát vềcác loại đèn 2
1.2.1 Đèn xe trước thời kỳ sử dụng đèn điện 3
1.2.2 Đèn sợi đốt được sử dụng và phổ biến trên xe hơi (thời kỳ 1910- 1960) 4
1.2.3 Đèn halogen ra đời và được sử dụng phổ biến trên xe hơi (thời kỳ
1.2.4 Đèn xenon ra đời và được sử dụng phổ biến trên xe hơi (thời kỳ
1.2.6 Đèn pha công nghệ laser 20
CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG THÔNG MINH 21
2.1 Hệ thống chiếu sáng chủđộng theo góc cua 21
2.1.1 Hệ thống đèn liếc tĩnh 21
2.1.2 Hệ thống đèn liếc động 26
2.1.3 Xu hướng phát triển của hệ thống chiếu sáng chủđộng 33
CHƯƠNG 3 CÁC CÔNG NGHỆ CHIẾU SÁNG THÔNG MINH HIỆN NAY 37
3.1 Đèn chiếu sáng kiểu Led Multibeam của Mercedes 37
3.1.1 Giới thiệu về hệ thống 37
3.2 Hệ thống đèn LED Matrix trên xe Audi A8 42
3.3 Công nghệ chiếu sáng Mercedes Digital Light trên S-Class Maybach 46
3.3.1 Giới thiệu về công nghệ 46
CHƯƠNG 4 XÂY DỰNG MÔ HÌNH HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG TRÊN Ô TÔ 53
4.1 Xác định yêu cầu và ý tưởng xây dựng mô hình 53
4.2 Khái quát các loại linh kiện dùng cho xây dựng mô hình 53
4.2.2 Bảng trắng gắn các thiết bị hệ thống chiếu sáng 53
4.2.5 Cụm công tắc điều khiển đèn 56
4.3 Tiến hành xây dựng mô hình 59
4.3.1 Sơ đồ mạch điện sử dụng trên mô hình 59
4.3.2 Các bước xây dựng mô hình 62
Hình 1 1: Vị trí của các bộ phận trong hệ thống chiếu sáng và tín hiệu 2
Hình 1 3: Bộ đèn xenon và bộ tăng áp 7
Hình 1 4: Bóng đèn Bi- Xenon 8
Hình 1 5: Vị trí tim đèn Xenon thay đổi ở chế độ pha- cốt khác nhau 9
Hình 1 6: Sơ đồ cấu tạo của đèn Xenon 10
Hình 1 7: Cường độ chiếu sáng của bóng Halogen và bóng Xenon 10
Hình 1 8: Cấu tạo chóa và bóng đèn D2S 12
Hình 1 9: Cấu tạo chóa và bóng đèn D2R 12
Hình 1 10: Cấu tạo bóng đèn D1S 12
Hình 1 11: Cấu tạo bóng đèn D1R 13
Hình 1 12: Ballast đèn D (trái ), Ballast đèn D2 (phải) 13
Hình 1 13: Sơ đồ kết nối 2 loại đèn D2 và D1với Ballast 14
Hình 1 14: Mạch điện điều khiển đèn đầu Xenon 14
Hình 1 15: Chóa đèn hình chữ nhật 15
Hình 1 16: Cách bố trí tim đèn 16
Hình 1 17: Đèn hệ châu Âu 16
Hình 1 19: Cấu tạo bóng LED 18
Hình 1 20: Độ chiếu sáng của đèn Halogen và đèn LED 19
Chương 2 Hình 2 1: Hiệu quả chiếu sáng đối với hệ thống đèn liếc tĩnh 21
Hình 2 2: Đèn chiếu sáng góc cua tắt khi đi thẳng 22
Hình 2 4: Đèn chiếu sáng góc cua tự động bật lên khi ôm cua 23
Hình 2 5: Cả hai đèn chiếu sáng sẽ bật lên khi góc cua với tốc độ dưới 40 Km/h 23
Hình 2 6: Hệ thống đèn chiếu sáng góc cua tĩnh của Hella 24
Hình 2 7: Công nghệ đèn LED thông minh trên chiếc Volkswagen Folf V 25
Hình 2 8: Sơ đồ hệ thống đèn liếc tĩnh 25
Hình 2 9: Sự khác biệt của xe có trang bị đèn liếc động khi đi trên cung đường cua 27
Hình 2 10: Vùng chiếu sáng đèn cốt thay đổi khi xe chạy trên cung đường cong 27
Hình 2 11: Góc điều chỉnh của đèn liếc động đủcho các cung đường có độ cong gắt 28
Hình 2 12: Hệ thống đèn liêc động được trang bị trên xe của Mercedes 29
Hình 2 13: Cấu tạo hệ thống đèn liếc động 29
Hình 2 14: Các Modul cơ cấu đèn liếc động lắp thêm 30
Hình 2 15: Điều chỉnh góc chiếu sáng theo cung đường 31
Hình 2 16: Tính toán góc cua vòng a,B 32
Hình 2 17: Xe bố trí cả hệ thống chiếu sáng góc cua tĩnh và động 34
Hình 2 18: Xe không sử dụng hệ thống AFS( trái) và sử dụng AFS( phải) ở đường nông thôn 35
Hình 2 19: Chiếu sáng theo các ngõ rẽ trong thành phố 35
Hình 2 20: Vùng chiếu sáng mở rộng vềhai bên và hạ thấp 36
Hình 2 21: Vùng chiếu sáng khi đi trên xa lộ 36
Hình 3 1: Bộ đèn pha Multibeam LED 37
Hình 3 2: Mô- đun lưới LED 38
Hình 3 3: Công nghệ Multibeam LED giúp phương tiện phía trước không bị chói 39
Hình 3 4: Công nghệ Multibeam LED giảm độ chói khi nhận dạng biển báo giao thông 39
Hình 3 5: Công nghệ Multibeam LED khi di chuyển trời mưa 40
Hình 3 6: Công nghệ Multibeam LED cảnh báo sớm nguy hiểm 41
Hình 3 7: Công nghệ Multibeam LED khi duy chuyển trên đường quanh co 41
Hình 3 8: Công nghệ Multibeam LED giúp tầm nhìn rộng hơn 42
Hình 3 9: Xe không có hệ thống ma trận LED (trái) và xe có hệ thống ma trận
Hình 3 10: Vị trí camera hệ thống ma trận LED 43
Hình 3 11: Vi trí bộđiều khiển hệ thống ma trận LED 44
Hình 3 12: Hai cụm đèn Matrix LED được trang bị trên xe 44
Hình 3 13: Cấu tạo Matrrix LED light modules 45
Hình 3 14: Cấu tạo Matrix LED light 45
Hình 3 15: Xe không Matrix LED (trái), xe có Matrix LED (phải) 45
Hình 3 16: Cấu tạo chip LED và vi gương 46
Hình 3 17: Nguyên lý hoạt động của Digital Light 47
Hình 3 18: Digital Light cảnh báo đoạn đường đang thi công 48
Hình 3 19: Digital Light hiển thị 2 vạch song song 48
Hình 3 20: Digital Light hiển thị hình mũi tên hướng về người đi trên đường 49
Hình 3 21: Digital Light hiển thị hình bông tuyết 49
Hình 3 22: Digital Light hiển thị cảnh báo điểm mù 50
Hình 3 24: Digital Light hiển thị khoảng cách an toàn 51
Hình 3 25: Digital Light hiển thị cảnh báo va chạm 51
Hình 3 26: Digital Light hiển thị cảnh báo quá tốc độ 51
Hình 3 27: Digital Light hiển thị vạch kẻ dành cho người đi bộ 52
Hình 3 28: Digital Light hiển thị chỉ đường 52
CHƯƠNG I: LỊCH SỬPHÁT TRIỂN ĐÈN XE
1.1 Hệ thống đèn chiếu sáng trên ô tô
Phận loại các loại đèn sử dụng trên các xe gồm có các loại đèn chiếu sáng và đèn tín hiệu, thông báo
Hệ thống đèn chiếu sáng tín hiệu bao gồm các đèn xi nhan sử dụng khi báo rẽ hoặc báo nguy, đèn kích thước để báo kích thước xe, đèn phanh báo khi đạp phanh…
Hệ thống đèn chiếu sáng: bao gồm các đèn đầu gồm đèn chiếu gần và đèn chiếu xa được sử dụng để chiếu sáng vào ban đêm đáp ứng được khả năng quan sát cho người lái xe Các yêu cầu về đèn chiếu sáng của đèn đầu như: Cường độ chiếu sáng, vùng chiếu sáng, góc chiếu sáng, giới hạn chiếu sáng sẽ được nói rõ ở phần sau Ngoài ra chế độ flash của đèn đầu được dùng như đèn báo hiệu cho người lái xe ngược chiều Bên cạnh đó còn có đèn sương mù để chiếu sáng khi thời tiết có nhiều sương mù,
Hệ thống đèn chiếu sáng và đèn tín hiệu có các bộ phận sau đây:
1 Đèn đầu, đèn sương mù phía trước
2 Cụm đèn phía sau, đèn sương mù phía sau
3 Công tắc điều khiển đèn và độ sáng: Công tắc đèn xi nhan, công tắc đèn sương mù phía trước và phía sau
4 Đèn xi nhan và đèn báo nguy
5 Công tắc đèn báo nguy hiểm
6 Bộ nhấp nháy đèn xi nhan
7 Cảm biến báo hư hỏng đèn
9 Cảm biến điều khiển tự động
10 Công tắc điều khiển đèn tự động
11 Bộ chấp hành điều khiển góc chiếu đèn đầu
14 Đèn chiếu sáng khóa điện
Hình 1 1: V ị trí của các bộ ph ậ n trong h ệ th ố ng chi ếu sáng và tín hiệ u
1.2 Khái quát về các loại đèn
Theo các số liệu thống kê ngày nay, mặc dù công nghệ chiếu sáng trên xe hơi đã phát triển rất nhiều, và hầu hết các tuyến đường đều đã được trang bị đèn đường chiếu sáng, tăng độ an toàn cho xe lưu thông vào ban đêm nhưng tỉ lệ số vụ tai nạn xe vào ban đêm lên đến 40% trong khi mật độ xe lưu thông vào ban đêm chỉ bằng 1/4 mật độ xe lưu thông vào ban ngày, chính vì những đòi hỏi phải tăng tính an toàn cho người điều khiển xe vào ban đêm mà công nghệ chiếu sáng trên xe đã rất được quan tâm và chú trọng nghiên cứu, phát triển.
Ai cũng thấy được tầm quan trọng của đèn chiếu sáng trên xe hơi khi vận hành trong bóng tối Ra đời đồng thời với xe hơi, đèn pha đã trải qua 120 năm lịch sử từ những chiếc khổng lồ cổ lỗ tới Bi-Xenon hay LED, LASER ngày nay.
Bắt đầu từ chiếc đèn thuở sơ khai có cấu tạo khổng lồ đến những chiếc Bilux (hai bóng) hình parabol của thập niên 1950-1960, đèn pha đã cải thiện đến 85% hiệu quả chiếu sáng Sau đó là sự xuất hiện của đèn cốt (low- beam) chiếu sáng trong khoảng 100 m và đèn Bi-Xenon với khoảng cách quan sát an toàn 180 m hiện nay Lịch sử đèn pha bắt đầu cùng thời với xe hơi khi Gottlieb Daimler và Karl Benz giới thiệu chiếc xe hơi đầu tiên năm 1886 Qua từng giai đoạn, do yêu cầu đòi hỏi khác nhau của thực tế khi lái
Trang 3 xe vào ban đêm, trong thời tiết xấu, các đèn pha liên tục được cải tiến và phát triển với nhiều loại khác nhau
1.2.1 Đèn xe trước thời kỳ sử dụng đèn điện
Chiếc xe hơi đầu tiên được ra đời vào năm 1886, cùng thời đó thì Thomas Edinson cũng chỉ mới phát minh ra bóng đèn sợi đốt Tuy nhiên, bóng đèn sợi đốt lúc đó không được sử dụng để chiếu sáng trên xe hơi vì nguồn điện để thắp sáng bóng đèn là ắc- quy thì lại không đáp ứng được về dung lượng trong khi máy phát điện một chiều còn quá cồng kềnh và chưa được ứng dụng trên xe hơi Vì vậy vào những năm cuối thế kỷ 19 người ta muốn lái xe ra đường vào ban đêm thì phải mang theo những chiếc đèn lồng, đèn măng xông, là những chiếc đèn được sử dụng để thắp sáng trong nhà Tuy nhiên, những chiếc đèn này với ánh sáng leo lét không thể đáp ứng về chiếu sáng cho xe Vì vậy, những nhà sản xuất xe hơi và những nhà khoa học đã bắt tay nghiên cứu các loại đèn có khả năng chiếu xa và vùng chiếu rộng để lắp đặt trên xe
Ban đầu người ta đã nghĩ ra cách hướng chùm ánh sáng về phía trước mặt đường bằng cách sử dụng các gương cầu mà ngày nay phát triển thành chóa đèn, tạo ra những chùm ánh sáng song song, vì vậy cải thiện đáng kể khả năng chiếu xa
Ngoài các loại đèn nến thông thường, tài xế còn sử dụng đèn xăng và acetylene để chiếu sáng con đường phía trước được xa hơn Đèn pha sử dụng acetylene được biết đến nhiều hơn so với các các đèn dùng khí carbua (đất đèn) bởi chúng ít tốn kém hơn Với đèn sử dụng khí carbua, người ta phải đốt 35 lít gas để thắp sáng đèn trong một giờ Các nhà sản xuất thường lắp một bình chứa khí gas bên ngoài xe để mọi người không phải ngửi mùi khó chịu của carbua
Ngay từ những năm đầu tiên của lịch sử đèn pha, một vấn đề luôn ám ảnh những nhà chế tạo xe hơi đến tận ngày nay, đó là khi họ cố gắng tạo loại đèn pha có khả năng chiếu sáng càng xa càng tốt thì nó có thể gây lóa mắt cho tài xế đi trên xe ngược chiều Để tránh hiện tượng này, năm 1908 các nhà thiết kế đã đưa ra ý tưởng hạ thấp ngọn lửa acetylene ra khỏi tiêu điểm ống kính mỗi khi gặp xe ngược chiều bằng cách sử dụng sợi dây điều khiển Mặc dù cách làm này được ứng dụng nhanh chóng nhưng tương lai cho đèn pha acetylene không còn Xe hơi ngày một nhanh hơn khiến đèn gas trở nên lỗi thời
1.2.2 Đèn sợi đốt được sử dụng và phổ biến trên xe hơi (thời kỳ 1910-1960)
Cấu tạo bóng đèn dây tóc gồm vỏ bóng đèn làm bằng thủy tinh, bên trong có chứa dây điện trở volfram Dây volfram khi được đặt vào một mức điện áp nhất định và được nung nóng lên đến nhiệt độ 2300C sẽ sinh ra luồng ánh sáng trắng Ở nhiệt độ thấp hơn ánh sáng sinh ra sẽ yếu hơn, và ngược lại nhưng nếu cung cấp điện áp đặt vào hai đầu dây volfram lớn quá điện áp định mức, nhiệt độ điện trở volfram quá lớn làm cho dây volfram bốc hơi nhanh gây hiện tượng đen bóng đèn và đốt cháy dây tóc, dây tóc bị đứt Trong bóng đèn người ta hút hết không khí ra để tạo môi trường chân không hạn chế hiện tượng oxy hóa dây điện trở volfram làm dây volfram dễ bị đốt cháy. Để dây tóc bóng đèn đầu có thể phát sáng ở nhiệt độ cao hơn, có thể đặt vào bóng đèn một điện áp cao hơn, người ta bơm vào bóng đèn khí trơ Argon với áp suất thấp Với cách này cường độ chiếu sáng của bóng đèn đầu sẽ tăng thêm được khoảng 40%
Với sự phát triển của bóng đèn sợi tóc và sự ra đời các loại máy phát điện gọn nhẹ có thể nắp đặt trên xe hơi thì vào năm 1910 các loại bóng đèn sợi tóc đầu tiên được sử dụng để chiếu sáng trên xe hơi.
Năm 1913, công ty điện Bosch, Đức, đã có cách tiếp cận hợp lý đối với vấn đề này và đưa ra sản phẩm "Bosch Light" Đây là hệ thống tích hợp đèn pha, máy phát điện một chiều và bộ điều chỉnh để tránh gây phiền phức cho khách hàng nếu mua các phần tử rời rạc Tuy nhiên, vẫn xuất hiện những tranh cãi xung quanh đèn pha sử dụng điện hiện đại và các đèn pha thế hệ cũ sử dụng gas Một giải pháp mới là kết hợp đèn pha chạy bằng nhiên liệu với đèn pha điện Các loại đèn pha này cùng tồn tại cho đến sau chiến tranh thế giới lần thứ nhất Năm 1920, điện chiếm ưu thế không chỉ trong đèn pha mà còn trong cả công nghệ chế tạo xe hơi Đèn cốt (low - beam) ra đời cũng trong thời kỳ này
Lái xe trong đêm vẫn bị ảnh hưởng bởi vấn đề rất cũ là gây chói mắt của những chiếc xe đi ngược chiều Các kỹ sư đã cố gắng rất nhiều nhằm giải quyết vấn đề này bằng cách sử dụng thiết bị chống lóa mắt và tìm ra phương pháp lắp đặt đèn pha Hai đèn chiếu riêng biệt với hai chùm ánh sáng mang lại hiệu quả cao hơn (pha và cốt)
Bóng đèn bilux - giải pháp tất cả trong một
CÁC CÔNG NGHỆ CHI ẾU SÁNG THÔNG MINH HIỆ N NAY
3.1.1 Giới thiệu về hệ thống Được giớithiệu lần đầu tiên năm 2014, cho đến ngày nay trải qua bao nhiêu phiên bản nhưng cái tên Multibeam LED vẫn thể hiện niềm tự hào về tính hữu dụng, hiện đại của dòng xe Đức Mercedes
Công nghệ Multibeam Led được giới thiệu lần đầu tiên trên CLS-Class 2014 Hệ thống này đã cho thấy những ưu điểm nổi bật của mình khác hẳn so với những dòng xe khác đây được coi như là bước phát triển đi đầu trong nghành chiếu sáng ô tô Phiên bản đầu hệ thống đèn pha sử dụng 24 đi-ốt LED điều khiển hệ kỹ thuật số dựa trên thông tin từ Camera đa nhiệm được gắn phía sau kính chắn gió và 4 hộp điều khiển trung tâm Thế hệ mới này đã cải thiện đáng kể về khả năng chiếu sáng cho tài xế vầ rất thân thiện với người dùng
Hình 3 1: B ộ đèn pha Multibeam LED
Bước xa với phiên bản cao cấp hơn sau này, công nghệ Multibeam LED cải tiến đột phá khi ra mắt trên mã hiệu mới W213 của dòng xe E-Class Công nghệ có nhiều đổi mới, cấu tạo gồm 3 khối khác nhau Phần trong cùng là 84 bóng LED có các CBU điều khiển riêng biệt hoàn toàn Phần giữa là lăng kính sơ cấp bằng silicone với chức năng gom ánh sáng Phần ngoài chứa bộ phận khuếch tán ánh sáng Hơn thế nữa để nhận diện thương hiệu bên ngoài còn có vòng tròn LED màu xanh với tên Melisa sang trọng
- Mô- đun lưới LED với 84 bóng LED xếp thành 3 hàng
Hình 3 2 : Mô - đun lướ i LED
- Hệ thống cảm biến quanh xe
Nguyên lý hoạt động của hệ thống đèn Multibeam LED dựa vào dữ liệu thu thập được từ camera đa nhiệm và hệ thống cảm biến quanh xe Hệ thống sẽ thu thập dữ liệu từ các nhân tố khác như phương tiện cùng đi trên đường hay biển báo, thời tiết vv để đưa ra tính năng hoạt động phù hợp
Tính Năng Pha Cốt Thông Minh Đối với những phương tiện đi phía trước (cùng chiều và ngược chiều) ,những bóng đèn LED chiếu vào phương tiện đó sẽ tự động tắt đi khi phát hiện có phương tiện phía trước, các bóng còn lại vẫn sáng Tính năng này rất văn minh giúp cho các phương tiện đi phía trước không bị chói mắt, và đảm bảo chùm sáng vấn đủ để người điều khiển quan sát đường 1 cách tốt nhất đảm bảo an toàn hơn khi di chuyển trên đường
Hình 3 3 : Công nghệ Multibeam LED giúp phương tiện phía trước không bị chói
Hình 3 4 : Công nghệ Multibeam LED gi ảm độ chói khi nhậ n d ạ ng bi ển báo giao thông
Tính năng khi di chuyển trời mưa
Cường độ ánh sáng của hệ thống đèn cũng sẽ tự động giảm, luồng sáng sẽ cụp xuống tỏa sang 2 bên khi trời mưa để tránh ảnh hưởng tới các phương tiện khác đi ngược chiều gây hiện tượng chói mắt giúp tài xế quan sát tốt hơn bề mặt đường
Hình 3 5 : Công nghệ Multibeam LED khi di chuy ể n tr ời mưa
Tính năng đường cao tốc
Hệ thống đèn Multibeam LED có khả năng điều chỉnh cường độ ánh sáng theo tốc độ di chuyển của xe Với vận tốc >90km/h hệ thống sẽ tăng cường độ ánh sáng lên 10%, với vận tốc >110km/h hệ thống sẽ tăng khoảng chiếu sáng lên 60% giúp lái xe có thể nhìn bao quát rõ nhất khi di chuyển ở vận tốc cao
Cảnh báo sớm nhờ chức năng chiếu sáng chủ động
Bên cạnh thiết bị đèn pha chính chính xác, từng đèn pha MULTIBEAM LED được trang bị mô đun đặc dụng hơn dành cho đèn pha chùm tia thấp có đèn LED Các đèn này có thể xoay ra phía ngoài tối đa 12 độ, nhờ đó làm được điều mà trước đây không thể: "Máy quay phía sau kính chắn gió liên tục theo dõi đường đi và tính toán các điểm tối ưu để định vị luồng sáng", Florian Herold giải thích Các thông số từ máy quay khiến mô đun xoay thậm chí trước khi xoay tay lái để quẹo, nhờ đó chiếu sáng quãng đường phía trướcmột cách tối ưu trong khoảng thời gian phù hợp trước khi đánh lái Với cùng nguy ên lý và thích hợp với tình huống, hệ thống tự định vị lại vị trí chiếu sáng thẳng phía trước trước khi chiếc xe hoàn toàn rời khỏi khúc quanh Về mặt an toàn, chức năng chiếu sáng chủ động dự báo trước này mang lại lợi ích to lớn cho người lái: họ có thể chuẩn bị kỹ càng trước vào và sau khi ra khỏi khúc quẹo đồng thời có thể phát hiện nguy hiểm sớm hơn
Hình 3 6 : Công nghệ Multibeam LED c ảnh báo sớ m nguy hi ể m
Không còn khoảng tối trên đường quanh co
Một tiến bộ khác có trong đèn pha MULTIBEAM LED là chức năng đèn góc cua với tính năng đường quanh co Kết hợp với hệ thống điều hướng COMAND Online, mọi con đường quanh co phía trước đều được xác định và hiển thị cho người lái Sau đó, trước khi vào đường quanh co, chức năng đèn góc cua được kích hoạt tự động về bên trái và phải để cung cấp luồng ánh sáng chiếu xa, từ đó cải thiện khả năng quan sát
"Điều đặc biệt về khả năng này là luồng sáng rộng hơn đáng kể so với các đèn pha chùm tia thấp hoặc đèn pha chính, đồng thời giúp tôi, với vai trò người lái, phát hiện được những thứ, như người đi xe đạp, tốt hơn trên đường quanh co", Florian Herold lý giải
Hình 3 7 : Công nghệ Multibeam LED khi duy chuy ển trên đườ ng quanh co
Hình 3 8 : Công nghệ Multibeam LED giúp tầm nhìn rộng hơn
An toàn lái xe là ưu tiên hàng đầu
Mercedes-Benz vẫn luôn là biểu tượng của những tiến bộ thực tiễn và giá trị đối với khách hàng Cân nhắc về an toàn luôn đóng vai trò trọng tâm và vẫn luôn là động lực phía sau quá trình cải thiện liên tục cũng như cải tiến công nghệ, để giúp việc lái xe được an toàn hơn "MULTIBEAM LED đem đến mức độ linh động và chính xác cao cùng với chức năng mạnh mẽ và hệ thống chiếu sáng hàng đầu trong phân khúc Nói ngắn gọn, với công nghệ chiếu sáng này, chúng tôi đã đạt được đẳng cấp mới về an toàn", Florian Herold khẳng định với sự tự hào rõ rệt
3.2 Hệ thống đèn LED Matrix trên xe Audi A8
3.2.1 Giới thiệu về hệ thống.
Theo thống kê có tới khoảng 30% tai nạn xảy ra vào ban đêm Mặc dù bộ não con người nhận được 90% thông tin thông qua đôi mắt, nhưng mắt lại là một liên kết yếu vào ban đêm Hiểu được điều này Audi A8 đã cho ra mắt hệ thống đèn pha ma trận LED mới của công ty Một loạt các đèn LED mạnh mẽ có thể được bật, tắt hoặc mờ tùy thuộc vào điều kiện lái xe Hệ thống có thể phản ứng với sự hiện diện của xe ô tô đang chạy, và có thể sử dụng dữ liệu tuyến đường từ hệ thống vệ tinh để điều chỉnh chùm sáng theo các đường cong tiệm cận
Hệ thống phù hợp với nhiều loại điều kiện mặt đường khác nhau Nó có thể tạo ra
25 đoạn điều khiển riêng biệt trên đèn pha mà không có cơ chế điều khiển cố định nào (tức hệ thống hoạt động dựa vào điều kiện thực tế chứ không phải được lập trình sẵn)
Khoảng chiếu sáng của xe cũng được tăng lên Hơn nữa, các tài xế còn được lái xe với chùm sáng cao mà không cần tập trung nhìn
Hình 3 9 : Xe không có hệ th ố ng ma tr ậ n LED (trái) và xe có hệ th ố ng ma tr ậ n
Cấu tạo của hệ thống bao gồm 3 bộ phận chính:
Camera, Matrix LED control unit, Matrix LED light modules (mỗi bên có 5 LED)
Hình 3 10: V ị trí camera hệ th ố ng ma tr ậ n LED
Hình 3 11 : Vi trí bộ điề u khi ể n h ệ th ố ng ma tr ậ n LED
Hình 3 12: Hai c ụm đèn Matrix LED đượ c trang b ị trên xe
Trong Matrix LED light modules có 5 gương phản chiếu- mỗi cái lại có một chip chứa 5 LED Mỗi con LED trên chip được điều khiển riêng biệt và có thể tháo rời được.
Hình 3 13: C ấ u t ạ o Matrrix LED light modules
Khi xe lưu thông trên mặt đường vào ban đêm Khi đó đèn đầu được bật Xe chuyển động phía trước sẽ được phát hiện ra trong khoảng cách 300- 400m nhờ camera của hệ thống
Hình 3 15: Xe không Matrix LED (trái), xe có Matrix LED (phả i)
XÂY DỰNG MÔ HÌNH HỆ TH Ố NG CHI ẾU SÁNG TRÊN Ô TÔ
TÔ 4.1 Xác định yêu cầu và ý tưởng xây dựng mô hình
Yêu cầu: Xây dựng một mô hình chiếu sáng với những chức năng chiếu sáng cơ bản trên ô tô bao gồm đầy đủ các công dụng như chiếu sáng, cảnh báo, Ý tưởng: xây dựng mô phỏng một hệ thống chiếu sáng ngắn gọn với đầy đủ các chức năng pha, cốt, xi nhan
4.2 Khái quát các loại linh kiện dùng cho xây dựng mô hình
- Khung sắt là bộ phận được thiết kế đầu tiên, với thiết kế đơn giản, chắc chắn với mục đích đỡ mô hình chiếu sáng
Khung được cấu tạo bằng sắt ống vuông loại 2x2 với:
Hình 4 1: Khung s ắt đỡ mô hình
4.2.2 Bảng trắng gắn các thiết bị hệ thống chiếu sáng
- Bảng trắng với chất liệu bằng xốp để tiện cho việc cắt gọt thiết kế, nhưng vẫn đủ chắc chắn để cốđịnh các thiết bị như:đèn đầu, đèn hậu, đèn sương mù, Bảng được cố định vào khung sắt bằng các loại ốc, vít để tạo độ cứng cáp cho mô mình
Hình 4 2: B ả ng c ố định các chi tiế t chi ếu sáng
Hệ thống đèn đầu của mô hình bao gồm:
Hệ thống đèn pha-cốt
Hệ thống đèn xi nhan
Hình 4 4: H ệ th ống đèn xi nhan
Hệ thống đèn đờ mi
Hình 4 5: H ệ th ống đèn đờ mi
Cụm đèn hậu được chia làm 4 chế độ làm việc chiếu sáng khác nhau:
Hình 4 6: H ệ th ống đèn hậ u
4.2.5 Cụm công tắc điều khiển đèn Điều khiển các chức năng của xe về hỗ trợ người lái như hệ thống chiếu sáng, hệ thống cảnh báo, hệ thống gạt mưa
Hình 4 7: C ụm công tắc điề u khi ển đèn
Công tắc phanh, công tắc lùi
Mô phỏng xe đang trong quá trình lùi, hay phanh đỗ với mục đích chỉ ra công dụng của từng hệ thống chiếu sáng riêng biệt trên xe
Hình 4 8 : Công tắc đèn lùi, đèn phanh
Rơ-le được ứng dụng như một thiết bị bảo vệ mạch điện, đóng cắt khi xuất hiện tình trạng quá tải áp hoặc dưới dòng Từ đó, bảo vệ các thiết bị điện khỏi hiện tượng chập cháy nguy hiểm
Rơ-le ứng dụng chia tín hiệu đến các thiết bị khác trong sơ đồ mạch điện điều khiển
Rơ-le thực hiện chuyển mạch sang các tải khác nhau, thông qua tín hiệu điều khiển
Cầu chì: sử dụng để bảo vệ các linh kiện điện trên xe khỏi các mức điện áp quá cao và làm cho hệ thống an toàn hơn
Hình 4 12 : Hình công tắc máy sử d ụng trên mô hình
4.3 Tiến hành xây dựng mô hình
4.3.1 Sơ đồ mạch điện sử dụng trên mô hình
4.3.1.1 Sơ đồ mạch điện hệ thống xi nhan, hazard sử dụng trên mô hình
Nguyên lý hoạt động của mạch điện:
Công tắc OFF, bật hazard sẽ có dòng điện đi từ (+) accu cầu chì chân (2) của cụm công tắc điều khiển chân (3) của cụm công tắc điều khiển chân B của cục nháy chân E cục nháy mass Dòng điện nháy từ chân L chân (4) của cụm công tắc điều khiển nối chân (5), chân (6) dòng điện từ chân (5), (6) đèn xi nhan trái, phải mass Đèn xi nhan trái phải trước, sau đều cùng sáng nhấp nháy.
Khi công tắc máy ON, hazard OFF, công tắc xi nhan bật phải (gạt cần xi nhan xuống dưới) sẽ có dòng điện đi từ chân (+) accu công tắc máy cầu chì chân (1) của cụm công tắc điều khiển chân (3) của cụm công tắc chân B của cục nháy chân E về mass, dòng điện nháy đi từ chân L chân (4) của cụm công tắc chân (6) của cụm công tắc đèn xi nhan phải trước, sau mass Đèn xi nhan phải trước sau sẽ sáng nhấp nháy Còn nếu người lái chuyển sang xi nhan trái (gạt công tắc xi nhan xuống dưới) thì dòng điện nhấp nháy từ chân L của cục nháy qua chân (4) sẽ đến chân (5) của cụm công tắc đèn xi nhan trái mass và đèn xi nhan trái sẽ sáng nhấp nháy
Hình 4 13 : Sơ đồ m ạch điệ n h ệ th ống báo rẽ , hazard
4.3.1.2 Sơ đồ mạch điện hệ thống đèn lùi sử dụng trên môhình
Hình 4 14 : Sơ đồ m ạch điệ n h ệ th ống đèn lùi sử d ụng trên mô hình
Nguyên lý hoạt động của mạch điện: công tắc máy chuyển qua ON, khi xe cài số lùi R (đối với mô hình là khi bật công tắc) sẽ có dòng điện đi từ chân (+) accu công tắc máy cầu chì công tắc đèn lùi đèn lùi sau phải, trái mass Đèn lùi sáng
4.3.1.3 Sơ đồ mạch điện hệ thống đèn phanh sử dụng trên mô hình
Nguyên lý hoạt động của mạch điện: công tắc máy chuyển qua ON, khi đạp phanh (đối với mô hình là khi bật công tắc) sẽ có dòng điện đi từ chân (+) accu công tắc máy cầu chì công tắc đèn phanh đèn phanh sau phải, trái mass Đèn phanh sáng
Hìn h 4 15 : Sơ đồ m ạch điệ n h ệ th ống đèn phanh sử d ụng trên mô hình
4.3.1.4 Sơ đồ mạch điện hệ thống chiếu sáng sử dụng trên mô hình
Hình 4 16 : Sơ đồ m ạch điệ n h ệ th ố ng chi ếu sáng sử d ụng trên mô hình
Nguyên lý hoạt động của mạch điện:
Khi công tắc máy ON, bật ON đèn kích thước bằng cách xoay núm vặn 1 nấc, khi này dòng điện (+) đi từ accu công tắc máy chân (3) relay đèn kích thước chân
(4) relay chân (2) cụm công tắc điều khiển chân (3) cụm công tắc mass Dòng điện qua chân (3), (4) relay kích thước làm đóng tiếp điểm chân (1),(2) relay dòng điện đi qua chân (1),(2) bóng đèn kích thước mass Đèn kích thước 2 bên trước và sau đều sáng
Khi công tắc chuyển qua HIGH LOW( đèn cốt )bằng cách vặn thêm 1 nấc, khi này dòng điện (+) đi từ accu công tắc máy chân (3) relay đèn cốt chân (4) relay chân (5) cụm công tắc điều khiển chân (1) cụm công tắc mass Dòng điện qua
Trang 62 chân (3), (4) relay đèn cốt làm đóng tiếp điểm chân (1),(2) relay đèn cốt dòng điện đi qua chân (1),(2) relay đèn cốt bóng đèn cốt mass Đèn cốt 2 bên đều sáng, đèn kích thước 2 bên trước, sau vẫn sáng do vẫn có dòng đi qua chân (2), (3) của đèn kích thước
Khi công tắc chuyển qua FLASH (đèn pha) bằng cách đẩy cần công tắc điều khiển đèn về sau, khi này có dòng điện (+) đi từ accu công tắc máy chân (3) relay đèn pha chân (4) relay chân (4) cụm công tắc điều khiển chân (1) cụm công tắc mass Dòng điện qua chân (3), (4) relay đèn pha làm đóng tiếp điểm chân (1),(2) relay đèn pha dòng điện đi qua chân (1),(2) relay đèn phađèn pha mass Đèn pha 2 bên đều sáng, đèn kích thước 2 bên trước, sau vẫn sáng do vẫn có dòng đi qua chân (2),
4.3.2 Các bước xây dựng mô hình
Hình 4 17 : Quá trình hàn chế t ạ o khung s ắt giá đỡ mô hình
2 Cố định bảng xốp trắng lên khung và tiến hành cắt gọt bảng và cố định các chi tiết chiếu sáng như đèn đầu, đèn hậu, rơ le, cầu chì, lên khung giá đỡ bằng keo
Hình 4 18 : Quá trình cắ t g ọ t c ố định các chi tiết lên khung
3 Đo xác định các chân của cụm công tắc điều khiển, các chân rơ le, chân
Hình 4 19 : Quá trình xác định chân Rờ le, c ụm công tắc điề u khi ể n
4 Đấu dây điện của các chi tiết chiếu sáng như đèn cốt, pha, đèn hậu, xi nhan với các chân của cụm công tắc, rơ le, cầu chì, cục nháy đã xác định thông qua đo đạc
Hình 4 20 : Quá trình đi dây điệ n n ối các chận công tắ c
5 Sau khi tiến hành đấu dây thì thử lại các chếđộ chiếu sáng trước khi tiến hành gia cố các mối nối dây điện bằng băng keo đen
Hình 4 21: Ti ến hành thử trướ c khi gia c ố các mối hàn điệ n
6 Sắp xếp dây điện và cố định gọn gàng sau khung giá đỡ
Hình 4 22: M ặt sau mô hình khi đã đi lại dây gọn gàng
7 Thử lại lần cuối các chếđộ chiếu sáng.
Hình 4 23: Th ử l ạ i m ộ t l ần các chế độ chi ếu sáng
8 Kết thúc quá trình xây dựng mô hình.
Hình 4 24 : Mô hình hệ th ố ng chi ếu sáng