Bái tập lớn đề tài nghiên cứu,ứng dụng arduino mô phỏng hệ thống chiếu sáng tự động trên ô tô

Quan trọng hơn, em và các bạn trong nhóm đã dần hình thành cho mình phương pháp học tập, nghiên cứu mới và có ý thức hơn cho nghề nghiệp của mình trong tương lai.Trong quá trình hoàn thà

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

KHOA CÔNG NGHỆ Ô TÔ

BÁI TẬP LỚN

Tên Môn học

Đề tài: Nghiên cứu,ứng dụng arduino mô phỏng hệ

thống chiếu sáng tự động trên ô tô

Mục lục

DANH MỤC HÌNH ẢNH 4

LỜI MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG TRÊN Ô TÔ 2

1.1 Nhiệm vụ yêu cầu phân loại 2

1.1.1Nhiệm vụ 2

1.1.2Yêu cầu 3

1.1.3Phân loại 4

1.2Các hệ thống đền tên ô tô 6

1.2.1hệ thống đèn dầu 6

1.2.2Hệ thống đèn hậu 18

1.3 Tổng quan về hệ thóng chiếu sáng thông minh 18

CHƯƠNG 2 NGUYÊN LÝ , CẤU TẠO CỦA MẠCH ĐIỀU KHIỂN HỆ

THỐNG CHIẾU SÁNG TỰ ĐỘNG TRÊN Ô TÔ 21

2.1Hệ thống tự bật đèn đầu 21

2.2Hệ thống chuyển pha cốt tự động 22

CHƯƠNG 3 ỨNG DỤNG PHẦN MỀM MÔ PHỎNG HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG TRÊN Ô TÔ 24

3.1Giới thiệu phần mềm 24

3.1.1Phần mềm vẽ và mô phỏng proteus 24

3.1.2Phần mền viết code arduno 25

3.2Cấu tạo mạch mô phỏng hệ thống chiếu sáng tự động trên Proteus 26

3.2.1 Vi điều khiển arduno 26

3.2.2 Màn hình lcd 27

3.2.3 Quang trở 28

3.2.4 Rơ le 29

3.2.5 Biến trở 29

3.2.6 Điện trở 30

3.2.7 Nút bấm 31

3.2.8 Đèn led hiển thị 31

3.3Mạch mô phỏng và nguyên lý hoạt động của hệ thống 32

3.4Lập trình điều khiển vi điều khiển arduno bằng phần mềm arduno 34

3.5Tính thực tế của mô hình 36 KẾT LUẬN 37 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình ảnh 1: Hệ thống chiếu sáng 2

Hình ảnh 2 Đồ thị cường độ sáng trên mặt đường 3

Hình ảnh 3:Đèn pha 7

Hình ảnh 4 Cấu tạo đèn pha ô tô 8

Hình ảnh 5: Hai chế độ chiếu sáng 9

Hình ảnh 6: Cấu tạo bóng đèn loại dây tóc 10

Hình ảnh 7: Cấu tạo bóng đèn halogen 12

Hình ảnh 8: Đèn halogen của Philips 13

Hình ảnh 9: Đèn pha xenon 13

Hình ảnh 10 Cường độ sáng của đèn halogen (trái) so với đèn xenon (phải) 14 Hình ảnh 11: Cấu trúc đèn xenon trên xe Audi A6 14

Hình ảnh 12:Đèn pha LED 15

Hình ảnh 13: Đèn LED trên xe Audi 15

Hình ảnh 14: Cụm đèn đầu 17

Hình ảnh 15: Đèn sương mù 18

Hình ảnh 16: Cụm đèn hậu 18

Hình ảnh 17: Hệ thống chiếu sáng thông minh 19

Hình ảnh 18 Bố trí cảm biến ánh sáng trên xe 21

Hình ảnh 19: Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển hệ thống tự động bật đèn đầu22 Hình ảnh 20: Nguyên lí của cảm biến ánh sáng 22

Hình ảnh 21: hệ thống chuyển pha tự động 23

Hình ảnh 22: giao diện arduno 25

Hình ảnh 23 Cấu tạo của arduno uno r3 26

Hình ảnh 24 Màn hình lcd 16 x2 27

Hình ảnh 25: Quang trở 28

Hình ảnh 26 Rơ le 29

Hình ảnh 27 Biến trở 30

Hình ảnh 28 Điện trở 30

Hình ảnh 29 Nút bấm 31

Hình ảnh 30 Dèn led 32

Hình ảnh 31 mạch mô phỏng trên proteus ( khi trời sáng ) 32

Hình ảnh 32 mạch mô phỏng trên proteus ( khi trời tối ) 33

LỜI MỞ ĐẦU

Ô tô là một phương tiện vận tải quan trọng của hệ thống giao thông đường

bộ Trong hoạt động của cộng đồng, ô tô được sử dụng hết sức đa dạng và linhhoạt để chuyên chở người và hàng hóa với các khoảng cách khác nhau, trênnhiều loại địa hình Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của nền kinh tế thế giới, ô

tô cũng được phát triển không ngừng để đáp ứng nhu cầu sử dụng ngày càng caocủa con người

Trong thời đại 4.0 , những hệ thống trên ô tô ngày càng được cải tiến vàphát triển theo hướng giúp người sử dụng dụng dễ dàng và thuận tiện hơn Quaquá trình học tập môn Cơ điện tử ô tô, em và các bạn trong nhóm đã trang bị chomình các kiến thức về cấu tạo, nguyên lí, kết cấu của ô tô và hoàn thành Bài tập

lớn với đề tài “Nghien cứu , mô phỏng hệ thống chiếu sáng tự động trên ô tô

” Trong quá trình hoàn thành Bài tập lớn này, mặc dù gặp rất nhiều khó khănnhưng nhóm em đã nhận được sự giúp đỡ của các bạn trong lớp cùng sự hướng

dẫn tận tình của thầy giáo bộ môn Phạm Thành Bắc Qua đó rút ra cho mình

nhiều kinh nghiệm hơn, giúp chúng em củng cố kiến thức đã học và tích lũythêm kiến thức mới, nâng cao được trình độ chuyên môn Quan trọng hơn, em

và các bạn trong nhóm đã dần hình thành cho mình phương pháp học tập, nghiêncứu mới và có ý thức hơn cho nghề nghiệp của mình trong tương lai

Trong quá trình hoàn thành Bài tập lớn , không tránh khỏi những sai sót,

vì vậy nhóm em rất mong sự xem xét, giúp đỡ chỉ bảo của thầy để bài làm của chúng

em được tốt hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

Bài tập lớn được tổng hợp từ nhiều nguồn được chia làm 3

chương Chương 1 : Tông quan về hệ thông

Chương 2: Nguyên lý , cấu tạo của mạch điều khiển hệ thống chiếu sáng tự độngtrên ô tô

Chương 3 : Úng dụng phần mềm mô phỏng hệ thống chiếu sáng tự động trên ôtô

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG TRÊN Ô TÔ

loại theo các mục đích: chiếu sáng, tín hiệu và thông báo Ví dụ các đèn đầuđược dùng để chiếu sáng khi đi vào ban đêm, các đèn xi nhan để báo cho các xekhác cũng như người đi bộ và các đèn hậu ở đuôi xe để thông báo vị trí của xe.Ngoài hệ thống chiếu sáng nói chung, xe còn được trang bị các hệ thống có cácchức năng khác nhau tuỳ theo từng thị trường và loại xe

1.1 Nhiệm vụ yêu cầu phân loại

1.1.1 Nhiệm vụ:

Hình ảnh 1: Hệ thống chiếu sáng

Hệ thống chiếu sáng tín hiệu làm các nhiệm vụ chiếu sáng phần đườngkhi xe chuyển động trong đêm tối, báo hiệu bằng ánh sáng Khi ô tô chạy trênđường được chiếu sáng tốt (đường có hàng đèn ven đường) hoặc khi ô tô đỗ trênđường thì không cần chiếu sáng đằng trước nữa Trong những trường hợp đó cácphương tiện vận tải khác cũng phải biết rõ xe khác đang chạy hoặc đang dỗ trênđường.[1] Vì vậy ngoài các đèn pha với 2 nấc ánh sáng thì trên ô tô còn có cácđèn nhỏ có công suất (3-6) cd(candelas) Các đèn này thường được bố trí ở haibên tai xe, dôi khi được bố trí luôn ở trong các đèn pha và được gọi là đen kíchthước (đèn dừng)

các đèn này còn có nhiệm vụ báo cho các phương tiện vận tải chạy ngược chiềubiết tọa độ của xe đang chạy hay đang đỗ ở phía trước.

Thông báo hưỡng chuyển động của xe khi đến điểm giao nhau, muốnquay đầu xe hay xe xin vượt, hoặc muốn quan sát hía sau xe khi lùi xe

Đèn phanh để báo hiệu cho các xe khác là xe này đang phanh Đèn có cường

độ sáng lớn và dễ nhận thấy kể cả vào ban ngày

Sử dụng đèn sương mù để có thể quan sát được phần đường khi tham giagiao thông trong điều kiện sương mù dày đặc mà đèn pha cốt không phát huyđược tác dụng cà có thể gây ra sự phản xạ ánh sáng trở lại xe gây lóa mắt ngườilái

1.1.2 Yêu cầu

Đối với đèn pha để soi sáng mặt đường người ta dùng đèn pha Các đènpha phải chiếu xa ít hất là 100m khoảng các đường phía trước xe Vậy đểchiếu sáng khoảng đường xa đó thì chùm tia sáng của đèn pha phải có cường

độ chiếu sáng hàng chục nghìn cd Do đó trong các đèn pha cũng như cácloại đèn chiếu sáng khác đều phải cso chóa phản chiếu để hướng chùm tiasáng vào những khoảng mặt đường cần thiết nhất Với công suất của đèn(50-60)

W khi tính toán hệ thống quang học của đèn đúng cà chất lượng chế tọa đèntốt có thể đảm báo chiếu xa (200-300)m Yêu cầu đối với đèn chiếu sángphía trước: khi bật công tắc chiếu đèn gần thì đèn chiếu xa phải tắt Ngượclại, khi sử dụng đèn chiếu xa thì đèn phải thể hiện báo hiệu có làm việc

Hình ảnh 2 Đồ thị cường độ sáng trên mặt đường

Ở đèn sương mù cần phải giải quyết được vấn đề là không gây phản chiếulại lái xe và gây lóa đối với lái xe đi ngược chiều, khoảng sáng phải trên 25 métmới

phát huy được tác dụng Quầng sáng cũng được trải rộng 2 lề đường giúp lái xetránh được các ổ gà cột tiêu….

Các đèn sau đây phải được lắp thành cặp: Đèn chiếu sáng phía trước, đènbáo rẽ, đèn vị trí, đèn phanh (có ít nhất 2 đèn phanh lắp thành cặp) Các đèn tạothành cặp phải thỏa mãn các yêu cầu sau: Cùng màu, có đặc tính quang học nhưnhau, được lắp đối xứng qua mặt phẳng trung tuyến dọc xe

Yêu cầu đối với đèn phanh phải bật sáng khi người lái xe tác động vào hệthống phanh chính, trong trường hợp dùng kết hợp với đèn hậu thì đèn phanhphải có cường độ sáng rõ rệt hơn với đèn hậu

Yêu cầu đối với đèn lùi: đèn lùi phải bật sáng khi cần số ở vị trí số lùi vàcông tắc khởi động động cơ đang ở vị trí mà động cơ có thể hoạt động được.Đèn lùi phải tắt khi một trong hai điều kiện kia không thỏa mãn Và đủ độ sáng

để tài xế có thể quan sát được phía sau [2]

1.1.3 Phân loại

Có thể phân loại hệ thống chiếu sáng theo nhiều tiêu chí như: theo chức năngcủa từng bộ phận chiếu sáng, theo quốc gia và khu vực quy định, theo vị trí lắpđặt của chi tiết chiếu sáng (trước và sau xe, trong và ngoài xe) theo hệ thống đèntín hiệu

Tuy vậy sau đây chúng ta chỉ xét các tiêu chí cơ bản và thông dụng trong thực tế

- Theo chức năng của các loại đèn chiếu sáng:

Hệ thống chiếu sáng là một tổ hợp gồm nhiều loại đèn có chức năng bao gồm:+ Đèn kích thước trước và sau xe (side & rear lamps)

Được sử dụng thường xuyên, đặc biệt là vào ban đêm giuos cho tài xế phía sau biết được kích thước và khoảng cách của xe đi trước

+ Đèn đầu (Head lamps – Main driving lamps)

Dùng để chiếu sáng không gian phía trước xe giúp tài xe có thể nhìn thấy trong đêm tối hay trong điều kiện tầm nhìn hạn chế

+ Đèn sương mù (Fog lamps

Trong điều kiện sương mù, nếu sự dụng đèn pha chính có thể tạo vùng ánh

sáng chói phía trước gây trở ngại cho các xe đối diện và người đi đường Nếu sửdụng đèn sương mù sẽ giảm được tình trạng này Dòng cấp cho đèn sương mùthường được lấy sau relay đèn kích thước.

+ Đèn sương mù phía sau (Rear fog guard)

Đèn này dùng để báo hiệu cho các xe phía sau nhận biết trong diều kiệnnhìn hạn chế Dòng cung cấp cho đèn này được lấy sau đèn cốt (Dipped beam).Một đèn báo được gắn vào tableau để báo hiệu cho tài xế khi đèn sương mù phíasau hoạt động

+ Đèn lái phụ trợ (Auxiliary driving lamps)

Đèn này được nối với nhánh đèn pha chính, dùng để tăng cường độ chiếusáng khi bật đèn pha Nhưng khi có xe đối diện đến gần, đèn này phải được tắtthông qua 1 công tắc riêng để tránh gây lóa mắt tài xế xe chạy ngược chiều.+ Đèn chớp pha (Headlamp flash switch)

Đèn này được sử dụng vào ban ngày để ra tín hiệu cho các xe khác màkhông phải sự dụng đền công tắc đèn chính

+ Đèn lùi (Reversing lamps)

Đèn này được chiếu sáng khi xe gài số lùi, hoặc có công tắc đèn lùi riêngnhằm báo hiệu cho các xe khác và người đi đường

+ Đèn phanh (Brake lights)

Dùng để báo cho tài xế xe sau biết để giữ khoảng các an toàn khi đạp phanh.+ Đèn báo trên tableau

Dùng để hiển thị các thông số, tình trạng hoạt động của các hệ thống, bộphận trên xe và báo lỗi (hay báo nguy) khi các hệ thống trên xe hoạt động khôngbình thường

+ Đèn báo đứt bóng (Lamp failure indicator)

Trên một số xe người ta lắp mạch báo cho tìa xế biết khi có một bóng đènphía đuôi bị đứt hay sụt áp trên mạch điện làm đèn mờ Đèn báo này được dặttrên tableau và sáng lên khi có sự cố về mạch hay đèn

Theo quốc qia và khu vực quy định Hoặc theo đặc điểm phân bố chùm sáng Người ta phân thành 2 loại hệ thống chiếu sáng:

+ Hệ thống chiếu sáng theo Châu Âu

+ Hệ thống chiếu sáng theo Châu Mỹ

từ 50 – 75m Đèn đầu là một trong những thiết bị tiêu thụ công suất lớn trên ô tô,

 Chiếu sáng xa: khi xe chuyển động với tốc độ cao, trên đườngkhông có xe đi ngược chiều, khoảng cách phía trước xe cần đượcchiếu sáng

ở chế độ này là 180÷250m.

 Chiếu sáng gần: khi xe gặp xe đi ngược chiều, khoảng đường cầnchiếu sáng ở chế độ này là 50÷75m

a, Cấu tạo của đèn pha

Lính chất chiếu sáng của đèn pha phụ thuộc vào kết cấu của bộ phận quang học(kết cấu của kính khuếch tán và chóa phản chiếu) và kết cấu của bóng đèn pha.Các bộ phận chính của bóng đèn pha bao gồm: bóng đèn, bộ phận phản xạ ánhsáng (chóa phản chiếu) và bộ phận khuếch tán ánh sáng (kính khuếch tán) [3]

Hình ảnh 3:Đèn pha

Bóng đèn pha có 2 dây điện trở (dây tóc) có công suất khác nhau, dây tóc dùng

để chiếu sáng xa có cường độ sáng khoảng 50000÷60000 cd (cadela đơn vị đocường độ ánh sáng) và có độ rọi tới 2 lần Dây tóc ở chế độ chiếu sáng xa được

bố trí ở tiêu điểm của bộ phận phản chiếu ánh sáng, khi đó chùm tia sáng sau khiphản xạ sẽ song song với trục quang học của bóng đèn Dây tóc ở chế độ chiếusáng gần có cường độ sáng khoảng 21000÷40000 cd, và được bố trí trên tiêuđiểm của bộ phận phản chiếu ánh sáng nên chùm tia sáng của nó sau khi phản xa

sẽ tạo thành một góc với truc quang học của bóng đèn và hướng xuống phíadưới nên chỉ chiếu sáng được một phần đường gần Dây tóc của đèn là vật cókích thước rất nhỏ so với kích thước của đèn nên có thể coi nó như là một điểmsáng Điểm sáng được đặt ở tiêu cự của choá phản chiếu Parabôn Các chùm tiasáng của điểm

sáng sau khi phản chiếu qua choá đèn sẽ đi song song với trục quang học để cóthể chiếu sáng đều khắp mặt đường các chùm tia sáng phải đi hơi lệch sang haibên đường, vấn đề này do kính khuếch tán của đèn đảm nhiệm Hình dáng dâytóc trong đèn pha có ý nghĩa quan trọng nó thường được uốn cong để chiếm mộtthể tích nhỏ Bóng đèn pha được bắt cố định ôtô sao cho mặt phẳng qua chân cácdây tóc ở vị trí nằm ngang Còn dây tóc ở các bóng đèn bản đồng hồ, đèn hiệu(đèn hậu, đèn phanh, đèn báo rẽ) được bố trí theo đường thẳng nên không thểdùng được cho đèn pha.

Hình ảnh 4 Cấu tạo đèn pha ô tô

9.Kính khuyếch tán10.Vòng n

Bóng đèn pha phải có đầu chuẩn và dấu để lắp vào đèn đúng vị trí tức làdây tóc sáng xa phải nằm ở tiêu cự của choá với độ chính xác 0,25mm, điềukiện này được đảm bảo nhờ tai đèn Tai đèn được hàn trực tiếp vào đầu chuẩncủa đuôi bóng đèn và có chỗ khuyết (dấu) để đảm bảo khi lắp không sai vị trí.Trên đèn pha có vít điều chỉnh để hướng phần tử quang học của đèn pha theomặt phẳng

thẳng đứng và mặt phẳng ngang nhằm chỉnh đúng hướng của chùm tia sáng.Hiện nay việc chế tạo các bóng đèn pha là không tháo, lắp được (một khối),choá đèn có tráng nhôm và kính khuếch tán của đèn được hàn liền với nhau tạothành buồng đèn và được hút hết khí ra Các dây tóc được đặt trong buồng đèn vàcũng hàn kín với choá, chỉ còn đầu dây là được đưa ra ngoài Như vậy toàn bộ

hệ thống quang học của pha cả bóng đèn được hàn thành một khối kín Ưu điểmchủ yếu của kết cấu này là bộ phận quang học được bảo vệ tốt khỏi bụi bẩn vàcác ảnh hưởng của môi trường, các chất hoá học Vì vậy tuổi thọ của các dây tócđèn này tăng và mặc dù giá thành của các phần tử quang học khá cao Nhưngchúng không phải chăm sóc kỹ thuật và giữ nguyên các đặc tính quang học trongsuốt thời gian sử dụng Sau khi có loại đèn này người ta tiến hành sản suất cácloại đèn pha dưới dạng tháo, lắp cụm các phần tử quang học thay thế cho loạikhông tháo Trong các kết cấu tháo lắp cụm phần tử quang học, choá kim loạiđược tráng nhôm và được lắp chặt với kính khuếch tán bằng cách miết gập đầuhoặc bóp gập các răng cưa ở miệng choá Bóng đèn được lắp vào phía sau Kếtcấu tháo, lắp cụm khá thuận lợi trong sử dụng và dễ thay thế kính khuếch tán khivỡ

Bộ phận phản xạ ánh sáng (còn được gọi là chóa phản chiếu) được chế tạonhư một chiếc bát hình parabol làm bằng vật liệu có hệ số phản xạ cao (0,6÷0,9),mặt trong được mạ phủ một lớp nhôm mỏng và đánh bóng Ngoài ra, người tacòn sử dụng chóa đèn hình elíp và choá đèn bốn khoang

Bộ phận khuếch tán có tác dụng phân bố lại chùm tia sáng sau khi phản xạcho phù hợp với yêu cầu chiếu sáng Bộ phận này bao gồm các thấu kính và

lăng

Hình ảnh 5: Hai chế độ chiếu sáng

kính làm bằng thủy tinh silicat hoặc thủy tinh hữu cơ Hệ số xuyên thông của bộphận khuếch tán vào khoảng 0,74÷0,83, còn hệ số phản xạ của mặt trong của nóvào khoảng 0,14÷0,09 Chùm tia sáng từ bộ phận phản xạ tới, sau khi qua bộphận này sẽ được khuếch tán ra góc lớn hơn Qua các thấu kính và lăng kính của

bộ phận này, chùm tia sáng được phân bố trong mặt phẳng với góc nghiêng18÷20o, nhờ vậy người lái xe nhìn rõ mặt đường hơn

Ở chế độ chiếu sáng gần, sự phân bố chùm tia sáng chiếu xuống mặtđường có thể là đối xứng hoặc không đối xứng Phân bố chùm tia sáng khôngđối xứng khi chiếu sáng gần sẽ làm cho người lái xe nhìn rõ được phần đườngbên phải của mình hơn và giảm bớt được khả năng làm lóa mắt người lái của xe

đi ngược chiều b, Các loại đèn pha được sử dụng trong hệ thống chiếu sáng

và tín hiệu trên ô tô

Đèn sợi đốt

Ban đầu, người ta sử dụng loại đèn sợi đốt (dây tóc) có vỏ đèn làm bằngthủy tinh, bên trong chứa một dây điện trở làm bằng volfram Dây volfram đượcnối với hai dây dẫn để cung cấp dòng điện đến Hai dây dẫn này được gắn chặtvào nắp đậy bằng đồng hay nhôm Bên trong bóng đèn sẽ được hút hết khí tạomôi trường chân không nhằm tránh oxy hóa và bốc hơi dây tóc

Hình ảnh 6: Cấu tạo bóng đèn loại dây tóc

1- Vỏ đèn

2- Dây tóc

3- Dây đỡ

4- Chốt định vị; 5- Mass;

6- Tiếp điểm

Khi hoạt động ở một điện áp định mức, nhiệt độ dây tóc lên đến 2300oC và tạo

ra vùng sáng trắng Nếu cung cấp cho đèn một điện áp thấp hơn định mức, nhiệt

độ dây tóc và cường độ sáng sẽ giảm xuống Ngược lại nếu cung cấp cho đènmột điện áp cao hơn thì trong một thời gian ngắn sẽ làm bốc hơi volfram, gây rahiện tượng đen bóng đèn và có thể đốt cháy cả dây tóc Đây là loại bóng đèndây tóc thường, môi trường làm việc của dây tóc là chân không nên dây tóc dễ

bị bốc hơi sau một thời gian làm việc Đó là nguyên nhân làm cho vỏ thủy tinh

bị đen Để khắc phục điều này, người ta có thể làm cho vỏ thủy tinh lớn hơn, tuynhiên cường độ ánh sáng sẽ giảm sau một thời gian sử dụng

Đèn sợi đốt truyền thống từng được sử dụng trên ô tô ở đầu thập kỉ 40 vàrổi chúng dần bị thay thế bởi đèn halogen vào cuối những năm 70 Vẫn đặt trongbầu kín nhưng ánh sáng được cải thiện rõ nét So với bóng sợi đốt truyền thống,đèn ha-lo-gen có tuổi thọ vượt trội Năm 1962, đèn pha Halogen lần đầu tiên đượcchính thức ra mắt ở Châu Âu và trở thành trang bị bắt buộc tại một số quốc gia,ngoại trừ Mỹ Mãi đến năm 1978, Mỹ mới bắt đầu sử dụng đèn Halogen Tuynhiên, nhờ khả năng tạo ra lượng ánh sáng nhiều hơn đèn truyền thống mà vẫntiêu thụ lượng điện tương đương, đèn Halogen đã dần trở thành loại phổ biếnnhất trên thế giới Hầu hết các hãng ôtô thời điểm đó đều sử dụng đèn phaHalogen trên những mẫu xe mới nhất

Sự ra đời của bóng đèn halogen đã khắc phục được các nhược điểm củabóng đèn dây tóc thường Người ta sử dụng phần lớn thủy tinh thạch anh để làmbóng vì loại vật liệu này chịu được nhiệt độ và áp suất rất cao (khoảng 5 đến 7bar) cao hơn thủy tinh bình thường làm cho dây tóc đèn sáng hơn và tuổi thọcao hơn bóng đèn thường Thêm vào đó, một ưu điểmcủa bóng halogen là chỉcần

một tim đèn nhỏ hơn so với bóng thường Điều này cho phép điều chỉnh tiêu điểm chính xác hơn so với bóng bình thường

Hình ảnh 7: Cấu tạo bóng đèn halogen

vì vậy cho phép tập trung ánh sáng tốt hơn

Hình ảnh 8: Đèn halogen của Philips

Hình ảnh 9: Đèn pha xenon

Đến thập kỉ 80, có thể thay riêng bóng đèn mà không phải thay cả bầu đèn Nhàsản xuất xe hơi có cơ hội tạo ra nhiều kiểu dáng, phong cách đèn pha khácnhau, phối hợp cùng thiết kế toàn xe Tuy nhiên, công nghệ đúng là không cóđiểm dừng Thập kỷ trước, ngành xe hơi đạt bước tiến dài trong công nghệ đènpha bằng việc cho ra đời đèn xenon (High Intensity Discharge phóng điệncường độ cao) Loại đèn mới được cho là cung cấp một lượng ánh sáng cócường độ lớn hơn cả đèn pha Halogen Cường độ sáng tăng 60% so với đèn ha-lo-gen thông thường nhưng tiêu thụ năng lượng ít hơn trong cùng thời gian sửdụng Tuổi thọ của bóng đèn xenon gấp 10 lần so với đèn halogen, thời gian sửdụng trung bình là 3000 giờ Công nghệ HID tăng tính an toàn khi lái xe trongban đêm vì nó phát

Hình nh 10 Cả ường độ sáng c aủ đèn halogen (trái) so v iớ đèn xenon (ph i)ả

ra ánh sáng trắng xanh rất gần phổ với ánh sáng mặt trời, giúp người lái xe dễ dàng quan sát với hình ảnh rõ nét, sâu và thật hơn

Đèn xenon có 2 bản cực điện được đặt trong khí trơ xenon, được bao bọcbằng bình thủy tinh thạch anh Nguyên lí hoạt động khá đơn giản, chênh lệchđiện thế tạo ra hiện tượng phóng điện giữa 2 bản cực vợt ngưỡng đánh thủng(vào khoảng 25000V), nhiệt độ của tia lửa điện đưa các electron trong phân tửkhí lên trạng thái kích thích Tia lửa điện sinh ra kích thích các phân tử khí trơxenon lên mức năng lượng cao, sau khi bị kích thích các phân tử khí xenon sẽgiải phóng năng lượng để trở về trạng thái bình thường, bức xạ ra ánh sáng theoquy luật bxạ điện từ Ánh sáng được sinh ra khi các electron này chuyển về trạngthái bình thường

Hình ảnh 11: Cấu trúc đèn xenon trên xe Audi A6

Bản chất đèn Bi-xenon là đèn xenon được cải tiến Một động cơ điện nhỏlàm quay tấm phản xạ Kết quả làm chùm sáng đổi hướng tạo ra chế độ pha, cốt.Tiêu chuẩn khắt khe và quy trình chế tạo phức tạp khiến chúng không hề rẻ Bởi

lẽ đó, loại đèn Bi-xenon này thường được trang bị trên những chiếc xe hạngsang

Hình ảnh 12:Đèn pha LED

Cuối cùng, loại đèn pha mới nhất sử dụng công nghệ đi-ốt phát quang vớitên quen thuộc LED Khá nhiều xe hiện đại sử dụng đèn LED cho việc chiếusáng ban ngày, là một ví dụ LED dựa trên cơ sở là chất bán dẫn Si-líc có khảnăng chuyển hóa điện năng thành ánh sáng với hiệu suất cao Nhỏ bé, sản sinhnhiệt ít, bền hơn các loại bóng khác, LED sẽ mở ra một tương lai đầy màu sắccho công nghệ đèn pha ôtô Thật không may, chi phí phát triển loại đèn mới cònquá cao khiến nhiều hãng xe băn khoăn trong việc sử dụng LED làm trang bịtiêu chuẩn Đa phần đèn LED mới chỉ được sử dụng làm đèn chiếu sáng banngày, phụ trợ hoặc làm đẹp cho xe

Hình ảnh 13: Đèn LED trên xe Audi

Lựa chọn halogen, xenon hay LED cho hệ thống chiếu sáng ô tô

Không phải cứ loại nào mới nhất là tốt nhất Trên thực tế, mỗi loại đènđều có cả ưu và nhược điểm, chủ yếu do cơ chế chiếu sáng quyết định Đènhalogen có bầu bằng thuỷ tinh chịu nhiệt, bên trong chứa khí halogen (thànhphần chính là khí argon và nitơ) và một sợi dây tóc bằng vonfram Khi sợi dâytóc được đốt nóng (bằng điện) đến khoảng 2.500 độ C sẽ đỏ lên và phát sáng

Ưu điểm lớn nhất của loại đèn này là tuổi thọ cao, còn nhược điểm lớn nhất làtốn điện – chỉ có khoảng 5% năng lượng phục vụ việc chiếu sáng Ngược lại,đèn xenon thường được gọi là đèn cường độ chiếu sáng cao (HID) có ưu điểmnổi bật là tiết kiệm điện Bầu thuỷ tinh chứa khí xenon, nên cho ánh sáng hơixanh (nhìn bằng mắt thường) Đèn xenon xuất hiện lần đầu trên xe BMW 7Series vào năm 1991, và đến nay vẫn cực kỳ được ưa chuộng tại Nhật Theokhảo sát của công ty L.E.K., 38% ô tô sản xuất tại Nhật hiện nay dùng đèn phaxenon, trong khi tỷ lệ ở châu Âu là 20% và Bắc Mỹ là 10% Đèn pha xenonkhông dễ dàng chinh phục được thị trường Mỹ vì chúng cho ánh sáng hơi xanh,

mà người Mỹ cho là không tự nhiên, theo lời ông Rainer Neumann, giám đốccông ty ánh sáng Visteon “Đèn xenon chưa bao giờ có thời cực thịnh ở Mỹ, vớiđèn LED, ánh sáng giống ánh mặt trời hơn.” Tuy nhiên, không phải đèn LEDchỉ toàn ưu điểm Mặc dù bóng LED không toả nhiệt khi chiếu sáng như bónghalogen, nhưng chúng lại sản sinh nhiệt lượng ở chân đèn Do đó, việc sử dụngbóng LED làm đèn pha đòi hỏi phải có các hệ thống làm mát để ngăn nhiệtlượng không làm hỏng các chip silicon Và việc này khiến chi phí sử dụng đènpha LED tăng cao

c Một số loại bóng đèn thường được sử dung trên ô tô

Một số loại bóng đèn halogen được sử dụng trong hầu hết các đời xe ôtôphổ biến ở Việt Nam:

vị trí đèn pha Dùng cho các loại xe như Daewoo Lacetti và Magnus; FiatDoblo; Ford Focus, Laser và Mondeo; Mazda 6; Mitsubishi Jolie (2001-2004)

và SsangYong Musso

 Bóng đèn H3 Điện thế 12V, công suất 55W Có một dây tóc, thường lắp ở

vị trí đèn gầm và đèn sương mù

chế độ đèn pha và đèn cốt Dùng cho các loại xe như Daewoo Lanos và Matiz;Daihatsu Terios; Ford Escape (2001-2004), Everest và Ranger; Isuzu Dmax, Hi-Lander và Trooper; Kia CD5 và Spectra, Mazda Premacy và 323; MitsubishiJolie (trước 2001 và sau 2004), Lancer và Pajero; SsangYong Musso; SuzukiAPV, Vitara và Wagon R+; Toyota Innova, Land Cruiser, Vios và Zace

ở vị trí đèn pha hoặc cốt Dùng cho các loại xe như BMW 3 series và 5 series;Daewoo Lacetti; Fiat Albea, Doblo và Siena; Ford Focus, Laser và Mondeo,Mazda 3 và 626; Mercedes-Benz C, E và S class; Mitsubishi Jolie (2001-2004);Toyota VIos

lắp ở vị trí đèn pha Dùng cho các loại xe như BMW 7 series; Ford Escape 2004;Mazda 3; Toyota VIos và Corolla Altis và nhiều loại xe xuất Mỹ

ở vị trí đèn cốt Dùng cho các loại xe như Ford Escape 2004; Toyota VIos vàCorola Altis…

Hình ảnh 14: Cụm đèn đầu

Hình ảnh 15: Đèn sương mù

1.2.2 Hệ thống đèn hậu

Để nhận biết kích thước trước và sau xe

Giúp cho người lái xe ra tín hiệu báo rẽ và báo tình trạng hư hỏng của xe chocác xe khác tránh, như khi động cơ chết máy giữa đường