Đồ án này sử dụng mạng LIN để kếtnối các bộ điều khiển chiếu sáng, nhằm cải thiện hệ thống chiếu sáng và tăng tính an toàn và hiệu suất.. Do vậy, khi đủ điềukiện để làm đồ án ô tô, em đã
TỔNG QUAN
Giới thiệu mạng LIN
Mạng giao tiếp trên xe ô tô là hệ thống cho phép các bộ điều khiển như ABS, ECM, BCM, TCM trao đổi thông tin một cách hiệu quả mà không cần dây dẫn phức tạp Công nghệ này được phát minh nhằm tối ưu hóa việc điều khiển phương tiện và giảm thiểu số lượng dây dẫn Hiện nay, mạng giao tiếp ô tô đã được trang bị trên nhiều loại phương tiện, bao gồm xe con, xe tải, xe quân sự và máy bay.
LIN, viết tắt của Local Interconnect Network, là một mạng giao tiếp phổ biến sau mạng CAN, thường được sử dụng nội bộ trong hệ thống body Mạng này không yêu cầu tốc độ truyền cao và hỗ trợ giao tiếp hai chiều.
Mạng LIN thường được áp dụng trong các hệ thống phụ (sub system) không yêu cầu tốc độ truyền dữ liệu cao và khối lượng dữ liệu lớn Một số ứng dụng tiêu biểu của mạng LIN bao gồm điều khiển ghế, gương, cửa sổ trời, khóa cửa và nâng hạ kính.
1.1.1 Thành phần của mạng LIN
LIN Master là thiết bị chính trong mạng LIN, thường được sử dụng như một module điều khiển chung trong ô tô hoặc thiết bị điều khiển cao cấp khác Nó có vai trò quan trọng trong việc quản lý quá trình truyền và nhận dữ liệu giữa các thiết bị trong mạng LIN.
LIN Slave thực hiện các chức năng cụ thể và phản hồi yêu cầu từ Master Node Nó có thể bao gồm các cảm biến, bộ điều khiển phụ hoặc các linh kiện điện tử khác Các nút phụ chỉ hoạt động khi nhận được yêu cầu từ Master Node.
LIN Transceiver là thành phần quan trọng trong việc chuyển đổi tín hiệu giữa mức logic của LIN Master và LIN Slave, đảm bảo tín hiệu điện áp phù hợp để truyền tải qua mạng dây.
LIN Bus là một hệ thống truyền dẫn dữ liệu giữa các thiết bị trong mạng LIN, thường được thiết kế dưới dạng dây đơn, không chắn đoạn Điều này không chỉ giúp giảm chi phí mà còn đơn giản hóa quá trình lắp đặt trong ô tô.
Giao thức LIN là bộ quy tắc quy định cách thức truyền và nhận dữ liệu trên mạng LIN, bao gồm các quy định về mã hóa, định dạng gói tin và giao tiếp giữa các thiết bị.
Mạng LIN cung cấp nhiều lợi ích quan trọng, bao gồm:
Mạng LIN giúp giảm chi phí vật liệu và lắp đặt, trở thành lựa chọn lý tưởng cho các thiết bị điện tử giá rẻ trong ô tô.
Mạng LIN tiết kiệm năng lượng hiệu quả nhờ hoạt động ở tốc độ thấp và tiêu thụ ít năng lượng hơn so với các giao thức mạng khác như CAN (Controller Area Network) Việc này giúp giảm tải cho hệ thống điện của ô tô, đồng thời nâng cao hiệu quả tiết kiệm năng lượng.
Mạng LIN là lựa chọn lý tưởng cho các ứng dụng điện tử đơn giản, không yêu cầu tốc độ truyền dữ liệu cao Nó phù hợp cho các thiết bị như cảm biến, công tắc và đèn chiếu sáng trong ô tô.
Mạng LIN có kích thước nhỏ gọn và cấu trúc đơn giản, không đòi hỏi nhiều phần cứng, từ đó giúp giảm kích thước và trọng lượng của hệ thống điện tử trong ô tô.
Mạng LIN có khả năng tích hợp một cách dễ dàng với các hệ thống điều khiển tự động hiện có trong ô tô, đồng thời cho phép mở rộng để hỗ trợ thêm các thiết bị điện tử mới khi cần thiết.
1.1.2 Ứng dụng của mạng LIN trên ô tô
Hệ thống chiếu sáng trong ô tô sử dụng mạng LIN để điều khiển các loại đèn như đèn pha, đèn hậu, đèn định vị và đèn nội thất Mạng LIN cho phép truyền tải tín hiệu điều khiển từ các bộ điều khiển đến đèn chiếu sáng một cách hiệu quả và đồng bộ.
Mạng LIN là hệ thống kết nối và điều khiển các cảm biến trong ô tô, bao gồm cảm biến nhiệt độ, áp suất lốp, và cảm biến đo khoảng cách Dữ liệu từ các cảm biến này được truyền về các bộ điều khiển chính thông qua mạng LIN để xử lý hiệu quả.
Cơ sở lý thuyết
1.2.1 Lịch sử phát triển LIN
Ngành công nghiệp ô tô đang thúc đẩy sự phát triển của mạng giao tiếp LIN (Local Interconnect Network) và các giao thức giao tiếp khác nhằm tìm kiếm giải pháp mới cho vấn đề mạng giao tiếp, đồng thời giảm thiểu sự phức tạp của hệ thống dây điện trên xe Hệ thống dây điện trong ô tô có thể kéo dài đến vài dặm và nặng hơn 100 kg, gây cản trở trong quá trình sản xuất, lắp đặt, chi phí và bảo dưỡng.
Kể từ đầu những năm 1980, các nhà sản xuất ô tô đã tích cực phát triển các giao thức truyền thông cho từng hệ thống điều khiển trên xe Các hệ thống như quản lý động cơ và phanh yêu cầu xử lý thời gian thực và tốc độ truyền nhanh, trong khi các hệ thống điều khiển điện như gương, cửa sổ và khóa cửa cần tốc độ truyền thấp hơn và băng thông thấp hơn Điều này dẫn đến việc phát triển nhiều giao thức khác nhau để đáp ứng nhu cầu của các ứng dụng đa dạng trong ô tô.
3 hiện, như CAN, Mạng kết nối cục bộ (LIN), Truyền tải truyền thông (MOST) và FlexRay.
Vào cuối những năm 1990, LIN Consortium được thành lập bởi năm nhà sản xuất ô tô hàng đầu như BMW, Tập đoàn Volkswagen, Tập đoàn Audi, Volvo Cars và Mercedes-Benz, với sự hỗ trợ công nghệ từ Tập đoàn ô tô Volcano và Motorola Phiên bản đầy đủ đầu tiên của đặc tả LIN (LIN 1.3) được phát hành vào tháng 11 năm 2002, tiếp theo là phiên bản 2.0 vào tháng 9 năm 2003, nhằm mở rộng khả năng và cung cấp các tính năng chẩn đoán bổ sung LIN còn có khả năng hoạt động trên đường dây ắc quy của xe thông qua bộ thu phát LIN qua đường dây điện DC (DC-LIN) đặc biệt.
LIN là một mạng nối tiếp phát sóng bao gồm 16 nút (một chủ và thường lên đến
Tất cả các tin nhắn trong hệ thống được khởi xướng bởi nút Master, với tối đa một nút Slave phản hồi cho mỗi định danh tin nhắn Nút Master cũng có khả năng hoạt động như một Slave bằng cách trả lời các thông điệp mà nó đã gửi Do đó, với việc Master khởi xướng toàn bộ thông tin liên lạc, việc phát hiện va chạm không cần thiết phải được thực hiện.
Master và slave thường được sử dụng trong vi điều khiển, nhưng cũng có thể được triển khai trên phần cứng hoặc ASIC chuyên dụng nhằm tiết kiệm chi phí, không gian và năng lượng.
Việc áp dụng LIN kết hợp với các cảm biến đơn giản giúp tạo ra các mạng nhỏ hiệu quả và tiết kiệm chi phí Những hệ thống phụ này có khả năng kết nối qua mạng xương sống, ví dụ như trong ô tô.
Hình 1 1 Cấu trúc nút trong mạng LIN
1.2.3 Mã hoá tín hiệu truyền di
Mạng LIN (Local Interconnect Network) trên ô tô sử dụng giao thức truyền thông LIN, được thiết kế để tạo ra một môi trường giao tiếp đơn giản, đáng tin cậy và tiết kiệm chi phí giữa các thiết bị điện tử trong xe.
Giao thức LIN sử dụng một dây bus duy nhất để kết nối các thiết bị trong hệ thống ô tô, cho phép chúng giao tiếp trực tiếp mà không cần trình điều khiển phức tạp như trong mạng CAN.
Giao thức LIN hoạt động với tốc độ truyền thông thấp hơn nhiều so với các giao thức khác như CAN, thường chỉ từ 2400 bit/s đến 20 kbit/s Mục đích chính của mạng LIN là phục vụ cho các ứng dụng không yêu cầu tốc độ cao, chẳng hạn như các hệ thống điều khiển nội thất, cảm biến và các chức năng khác trong ô tô.
Mạng LIN trên ô tô sử dụng giao thức LIN qua dây bus, được thiết kế đặc biệt để đáp ứng các yêu cầu của ngành ô tô, bao gồm độ tin cậy, tiết kiệm chi phí và đơn giản hóa giao tiếp.
1.2.4 Bộ phận truyền tín hiệu và dây dẫn
Bộ chuyển đổi LIN (LIN Transceiver) là thiết bị chuyển đổi tín hiệu điện từ dạng logic của các thiết bị LIN sang tín hiệu tương thích với dây bus LIN và ngược lại Ngoài ra, nó còn tích hợp các chức năng bảo vệ quá tải và quá áp, giúp bảo vệ mạng LIN và các thiết bị kết nối một cách hiệu quả.
1.2.5.1 Các tính năng chính của giao thức
- Master duy nhất, tối đa 16 slave Đây là giá trị được đề xuất bởi Liên minh LIN để đạt được đáp ứng thời gian xác định.
- Phát hiện vị trí nút Slave (SNPD) cho phép gán địa chỉ nút sau khi bật nguồn
- Truyền thông dây đơn lên đến 19,2 kbit/s 40 mét chiều dài bus Trong đặc tả LIN 2.2, tốc độ lên tới 20kbit/s.
- Đảm bảo thời gian trễ.
- Độ dài thay đổi của khung dữ liệu (2,4 và 8 byte).
- Multi-cast reception với đồng bộ hóa thời gian, không cần thạch anh tinh thể hoặc gốm.
- Kiểm tra dữ liệu và phát hiện lỗi.
- Phát hiện các nút bị lỗi.
- Chi phí thấp dựa trên phần cứng UART/SCI tiêu chuẩn.
- Enabler cho các mạng phân cấp.
Dữ liệu được truyền qua bus dưới dạng tin nhắn cố định với độ dài tùy chọn Tác vụ chính bao gồm việc truyền một header có chứa tín hiệu ngắt, tiếp theo là các trường đồng bộ hóa và định danh Các thiết bị slave sẽ phản hồi bằng một khung dữ liệu, bao gồm từ 2 đến 8 byte dữ liệu cùng với 3 byte thông tin điều khiển.
1.2.5.2 Nguyên tắc gửi tin trong giao thức
LIN-Master sử dụng một hoặc nhiều bảng lập lịch đã được xác định trước để thực hiện việc gửi và nhận dữ liệu qua bus LIN Những bảng lập lịch này chứa ít nhất thông tin về thời gian tương đối.
Gửi tin nhắn trong giao thức LIN bao gồm hai phần chính: header và response Header được gửi bởi LIN Master, trong khi phản hồi được cung cấp bởi một LIN-Slave chuyên dụng hoặc chính chủ LIN.
Dữ liệu trong LIN được truyền theo dạng tuần tự 8 bit, bao gồm một bit start, một bit stop và không có bit chẵn lẻ Tốc độ truyền dữ liệu dao động từ 1 kbit/s đến 20 kbit/s Trên xe buýt, dữ liệu được phân loại thành recessive (logic CAO) và chiếm ưu thế (logic THẤP) Thời gian chuẩn được xác định bởi nguồn đồng hồ ổn định của LIN Masters, với thời gian tối thiểu là một bit, tương ứng với 52 lời nói ở tốc độ 19,2 kbit/s.
1.2.5.3 Trạng thái bus được sử dụng trong giao thức
Các loại giao thức LIN
1.3.1 Giao thức LIN Standard Đây là phiên bản giao thức LIN ban đầu được phát triển và được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống ô tô Giao thức này chủ yếu dành cho các ứng dụng đơn giản và không đòi hỏi tốc độ truyền thông cao.
Giao thức LIN 2.x mang đến nhiều tính năng mở rộng so với phiên bản gốc, bao gồm hỗ trợ tốc độ truyền thông cao hơn và khả năng quản lý mạng LIN phức tạp hơn.
Giao thức LIN Flexible, một biến thể của LIN 2.x, cho phép các thiết bị LIN tham gia hoặc rời khỏi mạng một cách linh hoạt trong quá trình vận hành.
1.3.4 Giao thức LIN Time-Triggered
LIN TT là một phiên bản nâng cao của giao thức LIN, tích hợp tính năng hỗ trợ thời gian cố định cho việc truyền dữ liệu Tính năng này giúp đồng bộ hóa thời gian truyền thông giữa các thiết bị trong mạng LIN, nâng cao hiệu quả và độ chính xác trong quá trình truyền tải thông tin.
1.3.5 Giao thức LIN Software-Defined (LIN SD)
Giao thức LIN SD là một tiêu chuẩn mới đang trong quá trình phát triển, cho phép tùy chỉnh và định nghĩa linh hoạt các tính năng phần mềm phù hợp với nhu cầu cụ thể của từng ứng dụng.
Cấu trúc liên kết và hành vi của LIN
Bus LIN kết nối một thiết bị Master với nhiều thiết bị Slave trong một cụm, với hành vi của mỗi node được mô tả qua file khả năng Các file này là đầu vào cho công cụ xác định nghĩa hệ thống, từ đó tạo ra file mô tả LIN (LDF) cho toàn bộ cụm LDF được phân tích bởi bộ tạo hệ thống để tự động thiết lập hành vi cho các node Khi Master node bắt đầu truyền các Header trên bus, tất cả các Slave task trong cụm, bao gồm cả Slave task của Master node, sẽ phản hồi theo quy định trong LDF.
LDF được sử dụng để cấu hình và xác định hành vi lập trình của cụm LIN, bao gồm tốc độ truyền, độ trễ và thời gian truyền Header của Master task cũng như hành vi của từng Slave task trong Response Tuy nhiên, phần cứng NI - LIN và Ni - CAN Frame API cho LIN không hỗ trợ đầy đủ cho LDF, điều này có nghĩa là người dùng không thể tải hành vi lập lịch xuống phần cứng Thay vào đó, hỗ trợ cấp thấp cho việc truy cập bus, như viết Header và xuất bản hoặc đăng ký đến Response, được cung cấp để người dùng có thể tạo ra hành vi lập lịch ở cấp ứng dụng.
Khung mục nhập Response của NI - LIN bao gồm phần cứng có Response Queue, nơi lưu trữ các phản hồi từ Slave task Response Queue này có khả năng chứa 64 phản hồi, tương ứng với tối đa 64 ID được chỉ định cho LIN Điều này đảm bảo rằng Slave task có thể phản hồi các Header trong thời gian quy định theo thông số kỹ thuật LIN.
NI - CAN Frame API cho LIN là công cụ mạnh mẽ giúp tương tác sâu với LIN bus Nó cung cấp cho người dùng chức năng cơ bản để phát triển ứng dụng phức tạp, phục vụ cho việc phân tích và tạo mẫu dạng LIN Mặc dù NI-CAN Frame API không hỗ trợ chẩn đoán, cấu hình LIN, LDF hay bảng lập trình, người dùng vẫn có thể thực hiện các tác vụ này trong các ứng dụng sử dụng API này.
1.4.1 Nguyên lý hoạt động mạng LIN
Bộ điều khiển LIN Master trong hệ thống phát tín hiệu LIN để các bóng đèn và mô-đun điều khiển đèn có thể lắng nghe trên dây bus LIN Khi nhận được tín hiệu LIN chính xác, các thiết bị LIN sẽ thực hiện các chức năng tương ứng.
Khung thông báo bus LIN bao gồm một tiêu đề và một phản hồi.
Thông thường, chủ LIN truyền một tiêu đề đến bus LIN Điều này kích hoạt một slave, gửi tới 8 byte dữ liệu trong phản hồi.
Khung LIN tổng thể này có thể được minh họa như dưới đây:
Hình 1 4 Khung LIN tổng thể
Trường Break, hay còn gọi là Break dài tối thiểu 13 + 1 bit (thực tế thường là 18 + 2 bit), là một thông báo quan trọng để bắt đầu một khung truyền cho tất cả các nút LIN trên bus.
Trường Đồng bộ hóa 8 bit có giá trị cố định là 0x55 (dạng nhị phân: 01010101), giúp các nút LIN xác định thời gian giữa các cạnh tăng và giảm Nhờ đó, tốc độ truyền thông được sử dụng bởi nút Master được xác định, cho phép tất cả các Slave đồng bộ với nhau.
Mã định danh trong giao thức LIN gồm 6 bit, kèm theo 2 bit chẵn lẻ, đóng vai trò là định danh cho mỗi thông báo được gửi Các nút Slave sẽ kiểm tra tính hợp lệ của trường ID dựa trên các bit chẵn lẻ và thực hiện hành động tương ứng.
- Bỏ qua việc truyền dữ liệu tiếp theo.Nghe dữ liệu được truyền từ một nút khác
- Xuất bản dữ liệu để đáp ứng với tiêu đề
Thông thường, một slave chỉ được thăm dò thông tin tại một thời điểm, điều này có nghĩa là rủi ro va chạm là bằng không, vì vậy không cần phải phân xử Cần lưu ý rằng 6 bit cho phép tối đa 64 ID, trong đó ID 60-61 được sử dụng cho chẩn đoán và ID 62-63 được bảo lưu.
Khi một slave LIN được thăm dò bởi chủ, nó có khả năng phản hồi với 2, 4 hoặc 8 byte dữ liệu Từ phiên bản LIN 2.0, độ dài dữ liệu phụ thuộc vào phạm vi ID: ID từ 0 đến 31 sẽ truyền 2 byte, từ 32 đến 47 sẽ truyền 4 byte, và từ 48 đến 63 sẽ truyền 8 byte.
Hình 1 5 Khung đầy đủ LIN
Tổng kiểm tra trong giao thức LIN đảm bảo tính hợp lệ của khung dữ liệu Trong phiên bản LIN 1.3, tổng kiểm tra 8 bit cổ điển chỉ dựa vào tổng các byte dữ liệu, trong khi phiên bản LIN 2.0 áp dụng thuật toán tổng kiểm tra nâng cao, bao gồm cả trường định danh.
Các slave LIN chi phí thấp thường có hiệu suất không cao, dẫn đến khả năng xảy ra chậm trễ Để khắc phục vấn đề này, có thể thêm không gian liên byte Ngoài ra, giữa tiêu đề và phản hồi cần có một "không gian phản hồi" để đảm bảo các nút slave có đủ thời gian để phản ứng với tiêu đề từ chủ.
Hình 1 6 Không gian phản hồi LIN
Nhiều loại khung LIN tồn tại, mặc dù trong thực tế, phần lớn giao tiếp được thực hiện thông qua các khung vô điều kiện ".
Mỗi bên đều tuân theo cấu trúc khung LIN cơ bản, nhưng có sự khác biệt về thời gian và nội dung của các byte dữ liệu.
Hình 1 7 Các loại Frame LIN
Khung vô điều kiện là hình thức giao tiếp mặc định, trong đó chủ thể chỉ cần gửi tiêu đề và yêu cầu thông tin từ một slave cụ thể Các slave liên quan sẽ phản ứng một cách tương ứng với yêu cầu đó.
Khung kích hoạt sự kiện cho phép chủ nhân thăm dò nhiều slave cùng lúc, giúp tiết kiệm băng thông Mỗi slave chỉ có thể phản hồi khi dữ liệu của nó đã được cập nhật và bao gồm ID bảo vệ trong byte dữ liệu đầu tiên Nếu nhiều slave phản ứng đồng thời, sẽ xảy ra va chạm và Master sẽ chuyển sang sử dụng các khung vô điều kiện.
Hình 1 8 Khung kích hoạt sự kiện
Tệp cấu hình nút LIN ( NCF) và tệp mô tả LIN( LDF)
Để thiết lập mạng bus LIN nhanh chóng, các nút LIN ngoài luồng đi kèm với Tệp cấu hình nút (NCF) mô tả khả năng của chúng Một OEM sẽ kết hợp các NCF này thành Tệp mô tả LIN (LDF), từ đó chủ sẽ quản lý cụm LIN dựa trên LDF Lịch trình thời gian cho các tiêu đề cũng được thiết lập trong quá trình này Đặc biệt, các nút bus LIN có thể được cấu hình lại qua các khung chẩn đoán, cho phép thay đổi ID thông báo nút trong suốt quá trình sản xuất và hoạt động của mạng.
Nếu bạn đã quen thuộc với CANopen, bạn sẽ nhận thấy sự tương đồng với Tệp cấu hình thiết bị, được sử dụng để định cấu hình các nút CANopen trước Đối tượng dữ liệu dịch vụ đóng vai trò quan trọng trong việc cập nhật các cấu hình này.
Hình 1 10 Mô tả cấu hình LIN NCF LDF
Chế độ ngủ và đánh thức LIN
Một yếu tố quan trọng của LIN là khả năng tiết kiệm chi phí và năng lượng Để thực hiện điều này, mỗi slave LIN có thể được đưa vào chế độ ngủ khi chủ gửi yêu cầu chẩn đoán (ID 60) với byte đầu tiên là 0 Ngoài ra, mỗi slave cũng tự động chuyển sang trạng thái ngủ sau một khoảng thời gian nhất định.
4 giây không hoạt động của bus.
Các slave có thể được đánh thức thông qua các nút chủ hoặc khi chúng gửi yêu cầu đánh thức Quá trình này bao gồm việc chiếm ưu thế bus trong khoảng thời gian từ 250-5000 micro giây, sau đó tạm dừng trong 150-250 ms Nếu không nhận được tiêu đề từ nút chủ, quá trình này sẽ được lặp lại tối đa 3 lần Sau khi lặp lại 3 lần, cần có một khoảng tạm dừng 1,5 giây trước khi thực hiện yêu cầu đánh thức lần thứ 4 Thông thường, các nút sẽ thức dậy sau 1-2 xung.
Hình 1 11 Trạng thái ngủ, thức của LIN
HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG, TÍN HIỆU TRÊN Ô TÔ
Giới thiệu về hệ thống chiếu sáng và tín hiệu
2.1.1 Nhiệm vụ của hệ thống chiếu sáng
Hệ thống chiếu sáng nhằm cung cấp ánh sáng cho tài xế và những người trong xe trong những trường hợp không đủ ánh sáng cụ thể như:
- Chiếu sáng phần đường khi xe chuển động trong đêm tối.
- Báo hiệu bằng ánh sáng về sự có mặt của xe trên đường.
- Báo kích thước, khuôn khổ của xe và biển số xe.
- Báo hiệu khi xe quay vòng, rẽ trái hoặc rẽ phải khi phanh và khi dừng.
- Chiếu sáng các bộ phận trong xe khi cần thiết (chiếu sáng động cơ, buồng lái, khoang hành khách, khoang hành lí ).
2.1.2 Yêu cầu của hệ thống chiếu sáng
Hệ thống chiếu sáng phải đáp ứng 3 yêu cầu tối thiểu cơ bản:
- Có cường độ sáng đủ lớn.
- Không gây loa mắt người đi ngược chiều.
- Khoảng sáng đủ để tài xế thấy được phần đường đi phía trước.
2.1.2 Phân loại hệ thống chiếu sáng
Các hệ thống chiếu sáng trên xe được phân loại theo vị trí chiếu sáng bao gồm: đèn pha cos, đèn hậu, đèn phanh, đèn xi nhan, đèn báo nguy hiểm, đèn lùi, đèn kích thước, đèn báo biển số và đèn sương mù Ngoài ra, bên trong xe còn có các loại đèn như đèn chiếu bảng đồng hồ táp lô, đèn trần và đèn soi ổ khóa.
Phân loại theo đặc điểm của phân bố chùm sáng người ta phân làm 2 loại:
- Hệ thống chiếu sáng theo Châu Âu.
- Hệ thống chiếu sáng theo Châu Mỹ
2.1.4 Hệ thống chiếu sáng được chia làm 2 loại cơ bản như sau
Hệ thống chiếu sáng bên ngoài gồm:
- Hệ thống đèn đầu: đèn pha cos, đèn sương mù trước, đèn chiếu sáng ban ngày…
- Hệ thống đèn hậu: đèn sương mù sau, đèn đuôi, đèn biển số…
- Hệ thống đèn cảnh báo: đèn cảnh báo nguy hiểm, đèn xi-nhan…
Hình 2 2 Hệ thống chiếu sáng bên ngoài ô tô
Hệ thống đèn chiếu sáng bên trong xe.
Đèn trần xe là thiết bị chiếu sáng lắp đặt trên trần xe, giúp người lái và hành khách nhìn rõ các vật dụng trong xe Nó không chỉ tạo ra không gian rộng rãi hơn mà còn cho phép người dùng điều chỉnh độ sáng và màu sắc theo sở thích cá nhân.
Thường được lắp ở phía dưới cửa xe, giúp người dùng dễ dàng lên xuống xe vào ban đêm, đồng thời tạo ra sự sang trọng cho xe.
Là loại đèn được lắp trên ghế xe và chiếu sáng về trên, giúp cho hành khách cảm nhận được sự thoải mái khi lên xuống xe.
Là loại đèn được lắp ở giữa trung tâm xe và chiếu sáng về bên trong, tạo ra sự sáng rộng trong xe.
17 Được lắp ở dưới chân ghế, sử dụng ánh sáng mềm tạo cảm giác ấm áp.
Nằm trong cốp xe, chỉ bật sáng khi mở cốp để giúp người dùng quan sát hết khoang hành lý.
2.1.5 Chức năng của từng đèn trong hệ thống
Hệ thống chiếu sáng là một tổ hợp gồm nhiều loại đèn, mỗi loại đều có chức năng riêng
Đèn kích thước (đèn bên và đèn sau) có chức năng thông báo kích thước của xe khi di chuyển vào ban đêm, giúp các tài xế khác nhận biết kích thước của xe, từ đó giảm thiểu rủi ro không mong muốn.
Đèn đầu (head lamps) là thiết bị chiếu sáng quan trọng giúp tài xế nhìn rõ không gian phía trước xe trong điều kiện ánh sáng yếu hoặc khi tầm nhìn hạn chế, như vào ban đêm Đèn thường có ba chế độ chiếu sáng: pha, cốt và flash, mang lại sự linh hoạt cho người lái trong các tình huống khác nhau.
Hình 2 3 Đèn đầu trên ô tô
Đèn sương mù phía trước rất hữu ích trong điều kiện sương mù, khói bụi hoặc tầm nhìn hạn chế, vì việc sử dụng đèn pha có thể gây chói mắt cho các tài xế ngược chiều Đèn này thường được cấp nguồn thông qua relay đèn kích thước, giúp cải thiện khả năng quan sát mà không làm ảnh hưởng đến những người lái xe khác.
Đèn sương mù phía sau là thiết bị quan trọng giúp các xe phía sau nhận biết phương tiện trong điều kiện sương mù hoặc tầm nhìn hạn chế do thời tiết Đèn này thường được kết nối với nguồn điện từ đèn cốt, khi bật đèn sương mù, đèn báo hiệu sẽ tự động sáng lên, tăng cường an toàn khi di chuyển.
- Đèn chớp pha: Đèn chớp pha được sử dụng vào ban ngày để báo hiệu cho các tài xế khác mà không sử dụng công tắc đèn chính.
- Đèn lùi: Đèn lùi sáng khi tài xế gài số lùi, nhằm báo hiệu cho các xe khác và người đi đường, để đảm bảo an toàn.
Đèn báo trên táp lô là thiết bị quan trọng giúp hiển thị các thông số và tình trạng hoạt động của các hệ thống như đèn pha, đèn sương mù, ắc quy và xi nhan Ngoài ra, nó còn có chức năng thông báo lỗi khi các hệ thống hoạt động không bình thường.
- Đèn phanh (brake lights): Dùng để báo hiệu cho các tài xế phía sau biết để giữ khoảng cách an tồn khi đạp phanh.
Đèn biển số cần phải phát ra ánh sáng trắng để chiếu sáng rõ ràng bảng số xe Đèn này phải được bật cùng lúc với đèn pha, đèn cốt và đèn đậu xe để đảm bảo an toàn khi di chuyển.
Đèn trần là hệ thống chiếu sáng bên trong xe, bao gồm nhiều đèn có công suất nhỏ, giúp cung cấp ánh sáng khi không đủ sáng Nó được thiết kế với chế độ tự động để cảnh báo khi cửa xe chưa được đóng kín, đồng thời tăng tính tiện nghi và thẩm mỹ cho nội thất xe hơi.
2.1.6 Lưu ý sử dụng đèn ô tô đúng cách
Hình 2 5 Lưu ý khi sử dụng đèn
Khi sử dụng đèn ô tô bạn cần lưu ý các điểm sau:
Khi lái xe vào ban đêm trên đường cao tốc, bạn có thể sử dụng đèn pha xa, đặc biệt là trên các tuyến đường hai chiều có dải phân cách Tuy nhiên, khi gặp xe ngược chiều, hãy giảm tốc độ và chuyển sang đèn cốt Sau khi xe ngược chiều đã đi qua và đảm bảo an toàn, bạn có thể trở lại sử dụng đèn pha.
Trong khu vực đô thị và khu dân cư, việc sử dụng đèn pha là không được phép Người lái xe chỉ nên sử dụng đèn cốt khi di chuyển trong những khu vực này Luật giao thông đã quy định rõ ràng về vấn đề này, vì vậy hãy chú ý để tránh vi phạm.
Giữ thói quen nháy pha khi chuyển làn, chuyển hướng hoặc cần vượt Vì còi xe khó nghe khi đóng kín cửa, đồng thời giúp giảm ô nhiễm tiếng ồn.
Khi thấy xe ngược chiều nháy pha, bạn nên kiểm tra đèn trên xe mình Việc nháy pha thường được coi là cách nhắc nhở giữa các tài xế Đèn ô tô đóng vai trò quan trọng trong việc vận hành xe, vì vậy hiểu rõ thời điểm và cách sử dụng đèn sẽ giúp bảo đảm an toàn cho bạn và những người tham gia giao thông khác Chúc các tài xế lái xe an toàn và có những chuyến đi bình an với hướng dẫn sử dụng đèn ô tô đúng cách từ A-Z.
Giới thiệu về sự hình thành các loại đèn trên ô tô
Đèn Halogen, ra mắt vào năm 1962, đã đánh dấu một bước tiến quan trọng trong lịch sử đèn ô tô và được nhiều chuyên gia hàng đầu thế giới công nhận.
Đèn Halogen, được phát triển bởi một tập đoàn sản xuất bóng đèn lớn tại châu Âu vào năm 1962, đã nhanh chóng được ứng dụng trong lắp ráp và hoạt động trên ô tô Với khả năng hoạt động bền bỉ, hiệu suất chiếu sáng cao và khả năng tiết kiệm nhiên liệu vượt trội so với bóng đèn sợi đốt trước đó, đèn Halogen đã trở thành một lựa chọn phổ biến trong ngành công nghiệp ô tô.
2.2.1.2 Cấu tạo của đèn Halogen
Gồm 3 phần chính là vỏ, dây tóc và khí Halogen.
Bóng đèn Halogen có vỏ ngoài được làm từ thủy tinh thạch anh bền bỉ, trong khi phần dây đốt được cấu tạo từ dây tóc tim pha và dây tóc tim cốt, kết hợp với giá đỡ và các điểm nối điện.
Khí Halogen, chủ yếu là Iot và Brom, được sử dụng trong bóng đèn để tạo ra quá trình hóa học khép kín khi tác dụng với Vonfram Cụ thể, Iot kết hợp với Vonfram tạo thành Iodua Vonfram, một hợp chất không bám vào vỏ thủy tinh Khi nhiệt độ của sợi đốt tăng cao, hợp chất này sẽ phân tách trở lại thành Vonfram và Iot.
Đèn pha Halogen có ưu điểm vượt trội so với đèn sợi đốt thông thường, vì khí trong đèn giúp ngăn chặn hiện tượng đổi màu của thủy tinh và duy trì độ bền cho đèn Điều này cũng giúp giảm thiểu tình trạng đen vỏ và giữ cho cường độ sáng ổn định hơn khi Vonfram bay hơi.
Hình 2 7 Cấu tạo của đèn Halogen
2.2.1.3 Đặc điểm của đèn halogen
- Bóng đèn halogen được làm bằng thủy tinh với vật liệu thạch anh.
- Nhiệt độ hoạt động của bóng đèn halogen rất cao và nhiệt độ bề mặt của bóng đèn có thể đạt tới 600 độ C.
- Kích thước đèn halogen tương đối nhỏ, dễ dàng lắp đặt và vận chuyển.
- Giá thành của đèn Halogen tương đối thấp, dễ tìm mua ở nhiều cửa hàng.
- Ánh sáng phát ra chứa nhiều bức xạ hồng ngoại (IR) và tia cực tím (UV) không an toàn khi sử dụng.
- Có thể sử dụng đèn cho những nơi cần ánh sáng mạnh như ngoài trời, sân khấu, máy chiếu,…
2.2.1.4 Ưu, nhược điểm của đèn halogen Ưu điểm
- Nhờ lượng nhiệt tỏ ra lớn, đèn halogen cho khả năng chiếu sáng cao hơn những bóng đèn sợi đốt thông thường
- Một bóng đèn halogen có thể chiếu sáng 1000h với công suất 55W, tuổi thọ cao, chi phí sử dụng thấp
- Cấu tạo đơn giản, gọn nhỏ nên dễ dàng tháo lắp, di chuyển.
- Đa dạng về mẫu mã, kích cỡ cho nên phù hợp với rất nhiều các loại xe ô tô
- Tính đa dụng cao, ngoài dùng để làm đèn pha ô tô, đèn halogen còn được dùng để sưởi ấm trong gia đình như máy sưởi, quạt sưởi,…
- Do đèn sử dụng sợi đốt nên dể sinh nhiệt cao, gây ảnh hưởng đến hiệu suất chiếu sáng.
- Khó khăn trong việc bảo trì, sửa chữa vì không có nhiều màu thay thế.
- Đèn dể hư hỏng khi lẫn một lượng nhỏ hơi ẩm.
2.2.2 Đèn Xenon Đèn xenon hay còn được gọi là hệ thống chiếu sáng phóng điện cường độ cao (HID), được giới thiệu lần đầu tiên vào năm 1990 Nhờ công nghệ hiện đại được tích hợp vào đèn, cùng ưu điểm nổi bật về khả năng chiếu sáng, đèn xenon trở thành lựa chọn phổ biến của các hãng xe lớn.
Từ năm 1991, đèn xenon đã thay thế nhanh chóng cho đèn Halogen, khiến loại đèn này trở nên lỗi thời trong các phiên bản đèn pha ô tô.
Hình 2 8 Các loại đèn Xenon
Bóng đèn xenon hoạt động dựa trên nguyên lý tương tự như đèn tuýp, với hai điện cực đặt gần nhau trong ống thủy tinh thạch anh Những điện cực này được bao quanh bởi một bầu chứa muối kim loại và khí xenon, tạo ra ánh sáng mạnh mẽ và hiệu quả.
Hình 2 9 Cấu tạo đèn xenon
- Khi bật đèn, chấn lưu sẽ cung cấp điện áp cao qua igniter để tạo ra tia lửa điện trong bóng đèn chứa khí xenon.
- Tia lửa điện kích thích các phân tử xenon, tạo ra hiện tượng phóng điện qua khí xenon.
- Quá trình phóng điện này phát ra ánh sáng cường độ cao.
- Chấn lưu sau đó giảm điện áp xuống mức ổn định để duy trì ánh sáng phát ra từ đèn xenon.
- Đèn xenon có cấu tạo gồm 2 bộ phận chính: điện cực và bóng thuỷ tinh thạch tím chứa khí xenon
2.2.2.3 Ưu, nhược điểm đèn xenon Ưu điểm
Đèn xenon nổi bật với khả năng chiếu sáng vượt trội, cung cấp cường độ ánh sáng cao gấp ba lần so với các loại đèn thông thường Điều này giúp người dùng dễ dàng quan sát đường đi, đặc biệt là trong điều kiện thiếu sáng vào ban đêm.
- Độ bền và tuổi thọ cao: Bóng đèn xenon có thể có hoạt động lên đến 2000 giờ, đáp ứng tối đa nhu cầu của người dùng.
Đèn xenon tiêu thụ rất ít điện năng, chỉ khoảng 35W, giúp tiết kiệm nhiên liệu tối đa cho xe Việc lắp đặt bóng đèn này không chỉ nâng cao hiệu suất chiếu sáng mà còn góp phần giảm thiểu chi phí nhiên liệu.
- Thời gian chiếu sáng chậm hơn so với các loại đèn khác.
Chi phí cho việc sửa chữa và lắp đặt đèn cao, đặc biệt là đèn xenon, do ánh sáng mạnh mẽ của chúng Để tối ưu hóa khả năng tập trung ánh sáng, người dùng cần lắp thêm bi cầu (projector) và bộ phận tăng áp để đảm bảo đèn khởi động hiệu quả hơn.
Cường độ ánh sáng mạnh mẽ từ đèn xenon có thể gây lóa mắt cho người điều khiển phương tiện đi ngược chiều, tạo ra nguy cơ mất an toàn cho người tham gia giao thông.
- Ảnh hưởng không tốt đến sức khoẻ: Một số đèn xenon có chứa chất thuỷ ngân độc hại ảnh hưởng đến sức khoẻ con người.
2.2.3.1 Đặc điểm của đèn LED ô tô Đèn Led ô tô được cấu tạo các phần bao gồm:
- Chip đèn giúp phát ra ánh sáng
- Lõi kim loại PCB trên bề mặt đèn
- Lớp tiếp xúc là dầu mỡ hoặc keo
Hình 2 12 Đèn led trên ô tô
- Đèn Led ô tô rất tiết kiệm năng lượng do tỏa nhiệt thấp và điện năng được sử dụng cho đèn được chuyển hóa hầu hết thành quang năng.
- Tuổi thọ trung bình của đèn Led ô tô cao do công nghệ sản xuất hiện đại, tân tiến.
- An toàn với người sử dụng khi đèn Led ô tô được thiết kế không sử dụng thủy ngân như các loại bóng đèn thông thường khác.
- Đèn Led ô tô đem lại màu sắc rõ nét, hình ảnh trung thực cho mắt người nhìn.
2.2.3.2 Nguyên lý hoạt động của đèn LED ô tô
Dựa vào đặc điểm của hoạt động chuyển tiếp năng lượng p-n trong hai chất bán dẫn, các nhà thiết kế đã phát triển nguyên lý hoạt động của đèn LED ô tô bằng cách chuyển xuống trạng thái mức năng lượng thấp hơn.
Các diode điện tử trong chip hoạt động khi có dòng điện chạy qua, làm lấp đầy các khoảng trống và phát ra bức xạ ánh sáng Mức năng lượng giải phóng quyết định cường độ và màu sắc ánh sáng của đèn LED ô tô.
2.2.3.3 Những lợi ích mà đèn LED ô tô mang lại khi sử dụng để độ đèn xe
- Tối ưu hóa chi phí trong suốt quá trình sử dụng và thay thế đèn khi sử dụng để độ đèn xe ô tô
Đèn Led ô tô được thiết kế với tiêu chí bảo vệ môi trường, không chứa các chất độc hại như thủy ngân, khác biệt so với các loại đèn huỳnh quang truyền thống.
Các hình thức chiếu sáng trên ô tô từ trước đến nay
2.3.1 Hệ thống chiếu sáng dùng công tắc
Hình 2 16 Sơ đồ nguyên lý hệ thống chiếu sáng dùng công tắc
Hệ thống chiếu sáng trên ô tô hoạt động dựa trên nguyên lý đơn giản của công tắc, cho phép cung cấp nguồn điện từ hệ thống điện của xe đến các đèn tương ứng Khi người lái chuyển đổi công tắc, mạch điện sẽ được mở hoặc đóng, từ đó cung cấp hoặc ngắt nguồn điện cho các đèn chiếu sáng trên ô tô.
2.3.1.2 Ưu điểm và nhược điểm Ưu điểm
- Đơn giản và dễ sử dụng: Công tắc bật/tắt dễ sử dụng, không đòi hỏi người dùng phải có kiến thức kỹ thuật cao.
- Chi phí thấp: Công tắc cơ học có giá thành rẻ và không cần thiết bị phụ trợ phức tạp.
- Độ bền cao: Công tắc cơ học thường có tuổi thọ cao, ít bị hỏng hóc.
- Không cần kết nối mạng: Hoạt động độc lập mà không cần kết nối internet hay hệ thống mạng.
Hệ thống này hoạt động trực tiếp với nguồn điện chính, không cần phụ thuộc vào pin hay sạc, điều này giúp tăng tính ổn định và độ tin cậy trong quá trình sử dụng.
- Thiếu linh hoạt: Không thể điều khiển từ xa, phải tới tận nơi có công tắc để bật/tắt.
- Không có chức năng tự động: Không thể lập trình để tự động bật/tắt theo thời gian hay theo điều kiện ánh sáng môi trường.
- Hạn chế khả năng tích hợp: Không thể tích hợp với các thiết bị thông minh khác để tạo ra một hệ thống nhà thông minh hoàn chỉnh.
- Thẩm mỹ kém: Đôi khi công tắc gắn tường làm giảm thẩm mỹ của không gian nội thất.
- Không có chức năng điều chỉnh độ sáng: Phần lớn công tắc cơ học chỉ có chức năng bật/tắt mà không điều chỉnh được độ sáng của đèn.
Công tắc cơ học, mặc dù có độ bền cao, nhưng vẫn dễ bị hư hỏng theo thời gian do mòn hoặc hỏng hóc sau nhiều năm sử dụng.
2.3.2 Hệ thống chiếu sáng dùng hộp điều khiển
Hệ thống chiếu sáng trên ô tô dùng hộp điều khiển thường hoạt động thông qua một hộp điều khiển chuyên dụng.
Hệ thống chiếu sáng trên ô tô hoạt động dựa trên nguyên lý điều khiển nguồn điện thông qua các công tắc và bộ mạch điện Khi người lái thao tác công tắc trên hộp điều khiển, trạng thái mạch điện sẽ được thay đổi, từ đó cung cấp hoặc ngắt nguồn điện cho các đèn chiếu sáng tương ứng trên xe.
Hình 2 17 Sơ đồ hệ thống chiếu sáng dùng hộp điều khiển
2.3.2.2 Cấu tạo của hệ thống chiếu sáng dùng hộp điều khiển
Hộp điều khiển là thành phần quan trọng nhất trong hệ thống, bao gồm các mạch điện tử và vi điều khiển, có nhiệm vụ quản lý tín hiệu đầu vào và điều khiển hoạt động của đèn chiếu sáng.
Hệ thống có khả năng tích hợp nhiều loại cảm biến như cảm biến chuyển động, cảm biến ánh sáng tự nhiên và cảm biến nhiệt độ, nhằm tự động điều chỉnh ánh sáng một cách phù hợp.
Công tắc thông minh cho phép người dùng điều khiển từ xa thông qua ứng dụng di động hoặc hệ thống điều khiển trung tâm, mang lại sự tiện lợi và linh hoạt trong việc quản lý thiết bị điện trong ngôi nhà.
Bóng đèn LED (LED Lights): Thường sử dụng bóng đèn LED vì chúng tiết kiệm năng lượng và có tuổi thọ cao.
Bộ điều khiển từ xa (Remote Controller): Một số hệ thống có thể đi kèm với các thiết bị điều khiển từ xa để tăng cường sự tiện lợi.
2.3.2.3 Chức năng của hộp điều khiển trong hệ thống chiếu sáng Điều khiển tắt/mở đèn: Hộp điều khiển có thể bật hoặc tắt đèn theo lịch trình đã cài đặt hoặc theo tín hiệu từ các cảm biến. Điều chỉnh độ sáng: Có thể điều chỉnh độ sáng của đèn tùy theo nhu cầu sử dụng hoặc
Tiết kiệm năng lượng là một lợi ích nổi bật khi người dùng tắt đèn không cần thiết hoặc giảm độ sáng khi không có người, giúp giảm tiêu thụ điện Hệ thống chiếu sáng còn cho phép điều khiển từ xa thông qua điện thoại di động hoặc máy tính bảng, mang lại sự tiện lợi cho người sử dụng.
Hộp điều khiển có khả năng tích hợp với các hệ thống nhà thông minh như an ninh và điều hòa không khí, giúp tạo ra một môi trường sống tiện nghi và an toàn hơn.
2.3.3 Hệ thống chiếu sáng dùng giao tiếp CAN
2.3.3.1 Mạng giao tiếp CAN dùng trên dòng xe KIA SEDONA 2016
Gồm đèn pha (chiếu xa) và đèn cos (chiếu gần) và đèn chiếu sáng ban ngày.
Hình 2 18 Vị trí đèn chiếu gần, xa trên xe KIA SEDONA 2016
Bảng 2 2 Bảng thông số cơ bản của hệ thống chiếu sáng Chế độ chiếu sáng Khoảng cách chiếu sáng Công suất tiêu thụ mỗi bóng đèn
Sử dụng đèn pha (đèn chiếu xa) giúp người lái tăng cường tầm nhìn xa, cho phép chiếu sáng ở độ cao nhất định để dễ dàng nhận diện biển báo giao thông, từ đó giúp lái xe chủ động hơn trong việc xử lý các tình huống trên đường.
33 Đèn PhaCos Đèn PhaCos
Khi bật đèn cốt, ánh sáng chiếu gần giúp lái xe quan sát rõ mặt đường, từ đó dễ dàng nhận biết và tránh được các vật cản phía trước.
Hình 2 19 Khả năng chiếu sáng của đèn Pha và đèn Cos
2.3.3.2 Nguyên lý hoạt động Đèn đội đầu :
Để vận hành đèn pha, cần đảm bảo công tắc đánh lửa ở vị trí IG2 hoặc cao hơn Tiến hành xoay công tắc đèn của công tắc đa chức năng sang vị trí ĐẦU và điều chỉnh mức sáng bằng công tắc điều chỉnh độ sáng/chuyển tiếp, thường thì công tắc này được đặt ở vị trí THẤP.
Khi công tắc điều chỉnh độ sáng/chuyển tiếp được đặt ở mức THẤP, BCM nhận tín hiệu và truyền đến mô-đun điều khiển IPS qua giao tiếp CAN MICOM trong cụm thiết bị sẽ bật đèn báo cốt, trong khi mô-đun điều khiển IPS điều khiển IPS 1, 3(4CH) để bật đèn pha ở chế độ THẤP Tất cả kết quả điều khiển và chẩn đoán sẽ được gửi về BCM qua giao tiếp CAN.
Công tắc đèn điều chỉnh độ sáng/chuyển tiếp ở vị trí CAO cho phép BCM nhận tín hiệu và truyền đến mô-đun điều khiển IPS và thiết bị cụm qua giao tiếp CAN MICOM trong cụm đồng hồ sẽ bật đèn báo pha cao, trong khi mô-đun điều khiển IPS điều khiển IPS 1 và 3 để kích hoạt đèn pha CAO Kết quả của quá trình điều khiển và chẩn đoán sẽ được gửi lại BCM qua giao tiếp CAN.
- Công tắc điều chỉnh độ sáng/chuyển tiếp: PASS
Ngôn ngữ lập trình LIN điều khiển hệ thống chiếu sáng, tín hiệu trên ô tô
Các vi điều khiển sử dụng giao thức LIN thường được lập trình bằng C hoặc C++ vì tính hiệu quả và kiểm soát cấp thấp.
Các nhà sản xuất vi điều khiển như Microchip, NXP và Infineon cung cấp các công cụ phát triển cùng thư viện hỗ trợ LIN, giúp lập trình viên dễ dàng triển khai ứng dụng LIN.
Ngôn ngữ C/C++ là lựa chọn hàng đầu trong phát triển phần mềm nhúng cho hệ thống ô tô nhờ vào hiệu suất cao, độ tin cậy và khả năng tương thích tốt với các vi điều khiển và vi xử lý.
Lập trình viên có thể sử dụng ngôn ngữ Assembly để tối ưu hóa hiệu suất và tương tác trực tiếp với phần cứng của hộp BCM Tuy nhiên, việc này thường phức tạp và yêu cầu kiến thức chuyên sâu về kiến trúc phần cứng.
2.4.2.1 IDE và Trình biên dịch
MPLAB X IDE của Microchip là một môi trường phát triển mạnh mẽ cho các ứng dụng LIN trên vi điều khiển của hãng Khi kết hợp với trình biên dịch MPLAB XC8/16/32, IDE này hỗ trợ tối ưu quá trình phát triển các ứng dụng nhúng.
NXP S32 Design Studio: Một IDE miễn phí từ NXP dành cho vi điều khiển và vi xử lý của NXP, hỗ trợ các ứng dụng LIN.
Keil àVision IDE là một công cụ phổ biến cho vi điều khiển ARM, cung cấp hỗ trợ mạnh mẽ cho giao thức LIN thông qua các thư viện và bộ công cụ chuyên dụng.
2.4.2.2 Thư viện và Stack LIN
LIN Stack từ Microchip: Microchip cung cấp thư viện LIN miễn phí, giúp các lập trình viên dễ dàng tích hợp LIN vào các ứng dụng của họ.
NXP LIN Drivers: NXP cung cấp các bộ driver LIN và phần mềm middleware hỗ trợ phát triển các ứng dụng LIN trên các vi điều khiển của NXP.
2.4.2.3 Bộ công cụ và bộ mô phỏng
Vector cung cấp nhiều công cụ phát triển LIN, bao gồm CANoe.LIN và CANalyzer.LIN, hỗ trợ mô phỏng, phân tích và kiểm tra các hệ thống LIN một cách hiệu quả.
Kvaser LIN Interfaces cung cấp giải pháp kết nối mạng LIN qua USB, cho phép người dùng dễ dàng kết nối máy tính với mạng LIN để thực hiện kiểm tra và phân tích hiệu quả.
2.4.2.4 Các bộ phát triển phần cứng (Development Kits)
Bộ phát triển Microchip LIN cung cấp đầy đủ các thành phần cần thiết để khởi đầu với giao thức LIN, bao gồm vi điều khiển, phần mềm và các module LIN.
NXP Development Boards: NXP cung cấp các bo mạch phát triển như FRDM (Freedom Development Board) hỗ trợ LIN và các giao thức khác.
2.4.2.5 Phần mềm và công cụ kiểm tra
Công cụ phân tích LIN bus giúp theo dõi và phân tích lưu lượng dữ liệu trên mạng LIN, cung cấp cái nhìn sâu sắc về hiệu suất hệ thống và hỗ trợ trong việc phát hiện các vấn đề tiềm ẩn.
Các oscilloscope hiện đại thường được trang bị tính năng giải mã LIN, giúp người dùng kiểm tra và phân tích chi tiết các tín hiệu LIN trên đường truyền.
Trình nạp chương trình là thiết bị dùng để nạp chương trình đã biên dịch vào bộ nhớ của hộp điều khiển LIN Có nhiều loại trình nạp chương trình khác nhau, tùy thuộc vào kiến trúc phần cứng và giao tiếp hỗ trợ của hộp điều khiển, chẳng hạn như trình nạp PICkit 4, MPLAB ICD 4, và ST-LINK/V2.
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÔ HÌNH
Giới thiệu mô hình
Mạng giao tiếp LIN Bus thường được áp dụng cho các hệ thống đơn giản trên ô tô như điều chỉnh ghế và nâng hạ kính Mặc dù chưa phổ biến trong hệ thống chiếu sáng và tín hiệu, một số hãng xe vẫn tích cực sử dụng LIN cho hệ thống chiếu sáng trên các mẫu xe của họ, tiêu biểu như…
LIN (Local Interconnect Network) là một tiêu chuẩn mạng nhúng giá rẻ, chủ yếu được áp dụng trong ngành công nghiệp ô tô để kết nối các thiết bị Phương pháp truyền thông của LIN dựa trên chuỗi dữ liệu giữa các thiết bị, giúp tối ưu hóa khả năng giao tiếp trong ô tô.
Trong hệ thống chiếu sáng sử dụng mạng LIN, các thành phần như bóng đèn, bộ xử lý LIN và bộ điều khiển được kết nối qua mạng này Điều này cho phép các thiết bị truyền và nhận thông tin qua bus dữ liệu chung, từ đó hỗ trợ việc điều khiển và giám sát tín hiệu chiếu sáng hiệu quả.
Mô hình hệ thống chiếu sáng sử dụng mạng LIN thường bao gồm các phần sau:
- Đèn: Các đèn được kết nối với mạng LIN thông qua giao diện LIN. Chúng có thể là đèn LED, đèn huỳnh quang hoặc đèn halogen.
Bộ điều khiển chiếu sáng là thiết bị quan trọng giúp điều chỉnh đèn dựa trên thông tin từ mạng LIN Nó có khả năng lập trình để thực hiện nhiều chức năng như bật/tắt đèn, điều chỉnh độ sáng, thay đổi màu sắc và các tác vụ điều khiển khác, mang lại sự linh hoạt và tiện lợi cho người sử dụng.
- Bộ sử lý LIN: để giám sát môi trường xung quanh và cung cấp thông tin về mức ánh sáng hiện tại, chuyển động hoặc các điều kiện khác.
LIN Bus là một hệ thống truyền dữ liệu chung kết nối các thành phần trong mạng Nó có thể được thiết lập dưới dạng bus vật lý với các dây cáp kết nối hoặc dưới dạng bus ảo thông qua mạng Ethernet.
Chế tạo mô hình
Các tiết bị và linh kiện của mô hình
Hình 3 1 Công tắc tổ hợp
Công tắc tổ hợp trên ô tô là một thiết bị quan trọng, cho phép người lái thực hiện nhiều chức năng trong hệ thống điện của xe Qua công tắc này, người dùng có thể dễ dàng kích hoạt các tính năng như đèn xi nhan, đèn pha, còi báo hiệu, đèn hậu và đèn phanh, nâng cao tính tiện lợi và an toàn khi lái xe.
Công tắc tổ hợp được thiết kế với ký hiệu và biểu tượng đơn giản, giúp người lái dễ dàng nhận biết và sử dụng Một số công tắc còn tích hợp vị trí khóa và chế độ khóa, nhằm ngăn chặn việc kích hoạt không mong muốn.
Công tắc tổ hợp trên ô tô có thể được lắp đặt ở nhiều vị trí khác nhau, bao gồm vô-lăng, bảng điều khiển trung tâm và cột lái Vị trí cụ thể của công tắc này thường thay đổi tùy thuộc vào từng mẫu xe và thiết kế của nhà sản xuất.
Dưới đây là một số mô tả chi tiết về chức năng và cấu tạo của công tắc điều khiển ô tô.
Công tắc chiếu sáng chính, hay còn gọi là công tắc đèn pha, là thiết bị quan trọng giúp bật và tắt đèn chiếu sáng trên ô tô Vị trí của công tắc này thường được bố trí thuận tiện trên bảng điều khiển hoặc tay lái, cho phép người lái dễ dàng thao tác Công tắc có thể tích hợp nhiều chế độ khác nhau, phục vụ cho nhu cầu sử dụng ánh sáng trong các điều kiện lái xe khác nhau.
Khi chọn chế độ "Tắt (Tất cả)", tất cả các đèn chiếu sáng trên ô tô sẽ được tắt Ngược lại, chế độ "Đèn pha" sẽ kích hoạt đèn pha trước, cung cấp ánh sáng mạnh mẽ giúp lái xe an toàn trong điều kiện tối.
+ Taillight : chế độ đèn hậu.
+ Cos( đèn cos): chế độ đèn cos ô tô.
Công tắc đèn xi-nhan trên ô tô là thiết bị quan trọng giúp người lái thông báo ý định rẽ trái hoặc phải Thông thường, công tắc này được đặt ở phía bên trái hoặc bên phải của tay lái, với các vị trí dễ dàng thao tác Việc sử dụng đúng công tắc đèn xi-nhan không chỉ đảm bảo an toàn giao thông mà còn giúp các phương tiện khác hiểu rõ ý định di chuyển của xe.
+ Off (Tất cả): Đặt ở vị trí này, đèn xi-nhan sẽ không được kích hoạt.
+ Left (Rẽ trái): Khi đặt ở vị trí này, đèn xi-nhan trái sẽ nhấp nháy, cho biết ý định sinh trái.
+ Right (Rẽ phải): Đặt ở vị trí này, đèn xi-nhan phải nhấp nháy, cho biết ý nghĩa phải.
Chức năng Flash-to-Pass (Bẩm nhảy) là một tính năng bổ sung trên công tắc đèn xi-nhan, cho phép người lái tạm thời bật đèn chiếu sáng cao hơn Tính năng này giúp cung cấp ánh sáng mạnh hơn khi muốn vượt qua xe khác hoặc cảnh báo nguy hiểm.
Công tắc gạt nước là bộ phận quan trọng trong hệ thống gạt mưa và phun nước trên kính trước của xe Công tắc này có các vị trí hoạt động như sau: ở chế độ Off (Tắt), hệ thống gạt nước sẽ không hoạt động, trong khi chế độ Intermittent (Gạt nước không đều) cho phép hệ thống hoạt động với khoảng thời gian ngắn giữa các chu kỳ gạt.
+ Thấp (Gạt nước chậm): Đặt ở vị trí này, hệ thống gạt nước sẽ hoạt động với tốc độ chậm và liên tục.
+ Cao (Gạt nước nhanh): Đặt ở vị trí này, hệ thống gạt nước sẽ hoạt động với tốc độ nhanh và liên tục
+ Washer (Phun nước): Khi nhấn công tắc, hệ thống sẽ phun nước lên kính trước để làm sạch kính trước khi hoạt động gạt nước.
Công tắc điều khiển đèn ô tô đóng vai trò quan trọng trong việc giúp người lái điều chỉnh ánh sáng và cung cấp thông tin về các hành động như bật đèn hoặc phun nước.
Công tắc báo hazard trên ô tô là thiết bị quan trọng giúp kích hoạt đèn báo nguy hiểm, cho phép các đèn nhấp nháy đồng thời ở cả hai bên xe Khi được bật, công tắc này thông báo rằng xe đang gặp tình huống nguy hiểm hoặc dừng lại một cách bất thường, góp phần tăng cường an toàn giao thông.
Công tắc báo nguy hiểm, thường có màu đỏ hoặc cam, được đặt ở vị trí trung tâm trên bảng điều khiển xe, giúp dễ dàng nhận biết Khi công tắc này được bật, đèn báo nguy hiểm ở cả hai bên xe sẽ sáng đồng thời, ngay cả khi hệ thống đèn tín hiệu rẽ không hoạt động.
Công tắc báo hazard được sử dụng trong các tình huống như:
Khi xe gặp tai nạn hoặc sự cố, hãy ngay lập tức bật đèn cảnh báo hazard để thông báo cho các phương tiện khác về tình huống khẩn cấp Điều này giúp họ nhận biết có sự cố và cần chú ý khi tiếp cận.
Khi đỗ xe tạm thời trên vỉa hè, trong hầm đỗ xe hoặc trong các tình huống khẩn cấp, hãy nhớ bật công tắc báo hazard để thông báo cho các tài xế khác rằng xe của bạn đang dừng lại tạm thời.
Khi gặp phải các tình huống nguy hiểm như mưa dông mạnh, sương mù dày đặc hoặc chướng ngại vật lớn trên đường, việc bật đèn cảnh báo nguy hiểm là rất cần thiết Điều này giúp thông báo cho các tài xế khác về tình trạng nguy hiểm đang diễn ra, đảm bảo an toàn cho tất cả mọi người tham gia giao thông.
Công tắc báo hazard trên ô tô rất quan trọng để cung cấp tín hiệu cảnh báo rõ ràng cho những người tham gia giao thông Tuy nhiên, người lái xe chỉ nên sử dụng công tắc này khi thật sự cần thiết và không thay thế cho đèn tín hiệu rẽ khi thực hiện các hành động rẽ.
Hình 3 3 Module LIN và hộp relay
Cấu tạo hộp điều khiển: