do an he thong chieu sang thong minh tren oto

Mô hình được thiết kế với đầy đủ các bộ phận, cơ cầu, chức năng của một hệ thống chiếu sáng hiện đại vì vậy sẽ giúp ích cho sinh viên có thêm mô hình để thực tập và được tiếp cận với côn

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÔ HÌNH

HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG THÔNG MINH

GVHD: LÊ THANH PHÚC

TP Hồ Chí Minh, tháng 02 năm 2009

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ Ô TÔ

SV thực hiện :

1 Vũ Hồng Thái Mssv : 04105111

2 Đinh Xuân Phương Mssv : 04105090

3 Nguyễn Văn Tường Mssv : 04105153

4 Lương Trần Quảng Đà Mssv : 04105027

Lớp : 041052

Khoa : Cơ Khí Động Lực

1 Tên đề tài :

THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÔ HÌNH HỆ THỐNG ĐÈN THÔNG MINH

2 Các số liệu ban đầu:

3 Nội dung đồ án:

a ) Thiết kế, chế tạo mô hình hệ thống đèn thông minh.

b ) Viết thuyết minh:

- Tóm tắt lý thuyết về hệ thống đèn chiếu sáng, tín hiệu trên xe

- Trình bày cấu tạo, nguyên lý điều khiển và hoạt động của hệ thống chiếu sáng chủ động trên xe

- Trình bày ý tưởng thiết kế, phương án thiết kế và các bước tiên hành thiết kế Trình bày cấu tạo, nguyên lý điều khiển và hoạt động của hệ thống đèn thông minh trên mô hình

4 Giáo viên hướng dẫn: Th.S LÊ THANH PHÚC

5 Ngày giao nhiệm vụ: 10 – 10 – 2008

6 Ngày hoàn thành nhiệm vụ 10 – 02 – 2009

Giáo viên hướng dẫn ký tên Ngày tháng năm 2009

Th.S LÊ THANH PHÚC Thông qua bộ môn

LỜI MỞ ĐẦU

Khoá học 2004-2009 đang ở giai đoạn cuối của chương trình đào tạo là thực hiện đồ án tốt nghiệp Sau hơn 4 năm học tập tại trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp Hồ Chí Minh, chúng em được lĩnh hội rất nhiều kiến thức quý báu và rèn luyện kỹ năng chuyên ngành Công nghệ Ô tô tại khoa Cơ khí Động lực

Trong quá trình tìm kiếm đề tài tốt nghiệp chúng em đã chọn được đề tài mong muốn, phù hợp với khả năng và lĩnh vực yêu thích của mình Từ đó chúng em đã

mạnh dạn tự đề xuất đề tài “Thiết kế, chế tạo mô hình hệ thống đèn thông minh”,

và nhận được sự đồng ý của Bộ môn Điện Tử Ô tô Ban chủ nhiệm Khoa cũng đã cho phép đăng ký thực hiện đề tài

Thiết nghĩ, việc thiết kế mô hình hệ thống chiếu sáng thông minh phục vụ trong việc giảng dạy trong nhà trường là cần thiết và rất có ích cho sinh viên thực tập Mô hình được thiết kế với đầy đủ các bộ phận, cơ cầu, chức năng của một hệ thống chiếu sáng hiện đại vì vậy sẽ giúp ích cho sinh viên có thêm mô hình để thực tập và được tiếp cận với công nghệ chiếu sáng chủ động trên xe, hiện còn mới mẻ ở Việt Nam Đối với bản thân, đây là cơ hội cho chúng em để hệ thống lại kiến thức,

là cơ hội nghiên cứu, thực nghiệm và rèn luyện các kỹ năng làm việc trước khi bước vào môi trường làm việc thực sự

Sau một thời gian thực hiện đề tài, mặc dù chúng em đã gặp nhiều khó khăn nhưng với sự giúp đỡ của thầy GVHD ThS.Lê Thanh Phúc và các thầy cô trong bộ môn Điện Tử Ô tô cùng các thầy cô trong Khoa Cơ khí Động lực cùng sự cố gắng

nỗ lực của bản thân, đề tài “Thiết kế, chế tạo mô hình hệ thống đèn thông minh”

đã được hoàn thành đúng tiến độ

Dù đã rất cố gắng và nỗ lực để thực hiện đề tài này, nhưng do kiến thức và thời gian có hạn nên không tránh khỏi những thiếu sót và hạn chế, vì vậy chúng em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của quý thầy cô cùng các bạn

LỜI CẢM ƠN

Trong suốt quá trình thực hiện đề tài, tuy nhóm làm đề tài đã gặp không ít khó khăn nhưng với sự giúp đỡ nhiệt tình và chân thành từ quý

thầy cô, bạn bè và gia đình đề tài của chúng em đã được hoàn thành tốt Xin được chân thành cảm ơn Thầy Lê Thanh Phúc đã nhiệt tình hướng dẫn, giúp đỡ chúng em trong quá trình làm đề tài

Xin được cảm ơn bộ môn Điện Tử Ô tô – Khoa Cơ khí Động lực đã

tạo tạo điều kiện cho chúng em có được nhà xưởng và các trang thiết bị, máy móc cần thiết để có thể hoàn thành việc thiết kế mô hình của đề tài đúng tiến độ, cũng như đã giúp đỡ, quan tâm chúng em rất nhiều

Xin được cảm ơn quý thầy cô trong khoa Cơ khí Động lực, đã quan

tâm giúp đỡ, đóng góp ý kiến trong việc thực hiện đề tài

Xin cảm ơn gia đình, bạn bè đã giúp đỡ nhóm trong suốt quá trình thực hiện đề tài

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Tp Hồ Chí Minh, ngày …… tháng 02 năm 2009

Giáo viên hướng dẫn

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

Tp Hồ Chí Minh, ngày …… tháng 02 năm 2009

Giáo viên phản biện

MỤC LỤC

I Lý do chọn đề tài

II Giới hạn phạm vi nghiên cứu

III Mục đích nghiên cứu

IV Phương pháp nghiên cứu

PHẦN B: NỘI DUNG ĐỀ TÀI

CHƯƠNG 1: LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN ĐÈN CHIẾU SÁNG TRÊN Ô TÔ

1.1 Khái quát 1 1.2 Đèn xe trước thời kỳ sử dụng đèn điện 2 1.3 Đèn sợi đốt ra đời và phổ biến trên xe hơi 3 1.4 Đèn Halogen ra đời và phổ biến trên xe hơi 4 1.5 Đèn Xenon ra đời và phổ biến trên xe hơi 5 1.6 Đèn pha công nghệ đi-ốt phát quang LED 8

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG – TÍN HIỆU

2.1 Khái quát về hệ thống đèn chiếu sáng và hệ thống đèn tín hiệu trên xe 11 2.2 Tổng quan về hệ thống chiếu sáng 13 2.2.1 Hệ thống đèn đầu 13 2.2.1.1 Tổng quan các loại bóng đèn đầu 13 2.2.1.2 Cấu tạo chóa đèn 24 2.2.1.3 Sơ đồ và hoạt động của một số loại mạch điện hệ thống đèn trên xe

27

2.2.2 Hệ thống đèn hậu 31 2.2.3 Hệ thống đèn sương mù 31 2.2.3.1 Đèn sương mù phía trước 31

2.2.3.2 Đèn sương mù phía sau 32 2.3 Tổng quan hệ thống tín hiệu 33 2.3.1 Hệ thống đèn xi nhan có công tắc hazard rời 33 2.3.2 Hệ thống đèn xi nhan có công tắc hazard tổ hợp 34 2.3.3 Hệ thống đèn xi nhan điều khiển tích hợp 35

CHƯƠNG 3: GIỚI THIỆU HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG CHỦ ĐỘNG THEO

3.1 Hệ thống đèn chiếu sáng góc cua tĩnh 37 3.1.1 Giới thiệu hệ thống 37 3.1.2 Nguyên lý điều khiển hệ thống đèn chiếu sáng góc cua tĩnh 42 3.2 Hệ thống đèn chiếu sáng góc cua động 44 3.2.1 Giới thiệu hệ thống 44 3.2.2 Nguyên lý điều khiển đèn chiếu sáng góc cua động 47 3.2.3 Cơ sở tính toán góc điều chỉnh vùng chiếu sáng 49 3.3 Xu hướng phát triển của hệ thống chiếu sáng chủ động 52

CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÔ HÌNH CHIẾU SÁNG THÔNG

4.1 Ý tưởng thiết kế 56 4.1.1 Ý tưởng về hệ thống chiếu sáng hiện đại 56 4.1.2 Ý tưởng về hệ thống chiếu sáng thông minh 56 4.1.2.1 Ý tưởng thiết kế hệ thống chiếu sáng góc cua tĩnh 56

4.1.2.2 Ý tưởng thiết kế hệ thống góc cua động 58 4.1.2.3 Ý tưởng thiết kế hệ thống tự động bật đèn đầu và hệ thống tự động chuyển Pha – Cốt 59 4.2 Các bước thiết kế 61 4.2.1 Thiết kế mô hình cơ bản 61 4.2.1.1 Khung mô hình 62 4.2.1.2 Hệ thống đèn đầu 62 4.2.1.3 Hệ thống đèn đuôi 64 4.2.1.4 Cụm vô lăng và công tắc điều khiển 65 4.2.2 Thiết kế hệ thống chiếu sáng - tín hiệu trên mô hình 66 4.2.2.1 Sơ đồ và hoạt động của mạch điện hệ thống chiếu sáng trên mô hình

67 4.2.2.2 Sơ đồ mạch điện và hoạt động đèn báo rẽ, báo phanh trên mô hình

69 4.2.3 Thiết kế hệ thống chiếu sáng góc cua 70 4.2.3.1 Thiết kế hệ thống chiếu sáng góc cua tĩnh 70 4.2.3.2 Thiết kế hệ thống chiếu sáng góc cua động 78 4.2.4 Thiết kế hệ thống tự động bật đèn đầu và tự động chuyển pha cốt 84 4.2.4.1 Thiết kế hệ thống tự động bật đèn đầu 84 4.2.4.2 Thiết kế hệ thống tự động chuyển pha – cốt 86 4.2.5 Thiết kế mạch điện điều khiển trung tâm 89 4.3 Hướng dẫn sử dụng mô hình 92 4.3.1 Khởi động 92 4.3.2 Điều khiển hoạt động của hệ thống chiếu sáng góc cua 92 4.3.2.1 Điều khiển hoạt động của hệ thống đèn liếc tĩnh 92

4.3.2.2 Điều khiển hoạt động của hệ thống đèn liếc động 93 4.3.2.3 Điều khiển hoạt động của hệ thống tự động mở đèn đầu 94 4.3.2.4 Điều khiển hoạt động của hệ thống chuyển đổi pha – cốt 94

PHẦN C: KẾT LUẬN – ĐỀ NGHỊ PHỤ LỤC

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHẦN A: DẪN NHẬP

I Lý do chọn đề tài:

Lịch sử phát triển của Công nghệ chiếu sáng trên xe gắn liền với lịch sử ra đời

và phát triển kéo dài hơn 120 năm của ngành công nghiệp ô tô Với vai trò như đôi mắt cho người lái xe vào ban đêm, công nghệ chiếu sáng trên xe luôn được quan tâm và chú trọng nghiên cứu

Những năm gần đây công nghệ chiếu sáng ô tô đã có những phát triển bước ngoặt Với sự xuất hiện của bóng đèn tăng áp Xenon với cường độ sáng mạnh và tầm chiếu sáng xa, cho ánh sáng như ánh sáng ban ngày, các nhà sản xuất ô tô đã giải được bài toán về nguồn chiếu sáng Không ngừng ở đó, để đáp ứng những đòi hỏi chính đáng của người sử dụng về một môi trường lái xe an toàn, thân thiện hơn vào ban đêm, gần đây các nhà sản xuất đã giới thiệu công nghệ chiếu sáng chủ động trên xe với tham vọng hoàn toàn đánh bật bóng đêm Nổi bật trong đó là giải pháp chiếu sáng chủ động theo góc bẻ lái của xe, với công nghệ này các tài xế không còn phải lo lắng việc thường xuyên phải đối mặt với những vùng tối đột ngột hoặc nguy hiểm hơn là việc bất ngờ xuất hiện các chướng ngại vật khi lái xe vào ban đêm gặp những cung đường cong hoặc các đoạn rẽ

Hệ thống chiếu sáng chủ động đã dần trở nên thông dụng đối với các nước phát triển, coi trọng vấn đề an toàn giao thông còn đối với Việt Nam ta hiện nay thì chiếu sáng chủ động vẫn còn khá mới mẻ, chỉ được trang bị trên các xe hạng sang,

vì vậy việc sinh viên ngành cơ khí ô tô được tiếp cận công nghệ mới này còn rất hạn chế, chủ yếu qua Internet và qua các tạp chí ô tô

Vì vậy, nhóm làm đề tài mạnh dạn lựa chọn đề tài “Thiết kế, chế tạo mô hình

đèn đèn thông minh” sau khi xét đến tính khả thi của đề tài, với mục đích thiết kế

mô hình phục vụ việc giảng dạy và thực tập cho sinh viên khoa Cơ Khí Động Lực trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM

II Giới hạn phạm vi nghiên cứu:

Khái niệm chiếu sáng chủ động trên xe hiện nay rất rộng và vẫn còn tiếp tục được các nhà nghiên cứu cải tiến và phát triển Trong phạm vi nghiên cứu của đề tài

vì giới hạn về thời gian, kinh phí và khả năng nên đề tài tập trung thiết kế hệ thống chiếu sáng chủ động theo góc cua đang dần trở nên phổ biến và được trang bị trên các xe hạng sang ngày nay

Ngoài ra trên mô hình còn được thiết kế thêm các hệ thống tự động bật đèn đầu khi trời tối và hệ thống tự động chuyển pha – cốt, hệ thống này tự nhận biết có xe đi ngược chiều và tự động chuyển chế độ đèn đầu về cốt

III Mục đích nghiên cứu:

Từ nhiệm vụ chính của đề tài đặt ra là nghiên cứu thiết kế - chế tạo mô hình hệ thống chiếu sáng đèn thông minh, nội dung nghiên cứu của đề tài được thực hiện với các mục đích sau:

- Thực hiện việc nghiên cứu tổng quan về hệ thống chiếu sáng – tín hiệu trên

xe, nghiên cứu từ thực tế của hệ thống chiếu sáng chủ động trên xe

- Tìm ra phương án thiết kế khả thi để chế tạo mô hình hệ thống chiếu sáng thông minh và thiết lập các bước thiết kế một cách khoa học

- Thực hiện việc thiết kế, chế tạo mô hình hệ thống chiếu sáng thông minh theo phương án thiết kế đã chọn

- Với mục đích thiết kế mô hình phục vụ cho việc giảng dạy, nghiên cứu nên

mô hình ngoài việc phải thể hiện được tính thực tế của hệ thống chiếu sáng thông minh còn phải có tính sư phạm và tính thẩm mỹ

- Biên soạn đề tài lý thuyết trình bày một cách có hệ thống, khoa học về cơ sở

lý thuyết, nguyên tắc điều khiển, cấu tạo, và hoạt động của mô hình hệ thống chiếu sáng đèn thông minh Ngoài ra nội dung đề tài còn hệ thống lại quá trình phát triển của đèn xe, tổng quan về hệ thống chiếu sáng - tín hiệu

IV Phương pháp nghiên cứu:

Với mục tiêu thiết kế chế tạo mô hình hệ thống chiếu sáng đáp ứng góc bẻ lái

và điều khiển tự động đèn chiếu sáng để phục vụ công tác giảng dạy nên phương pháp nghiên cứu chính là phương pháp thực nghiệm, kết hợp với nghiên cứu tài liệu

và tham khảo các hệ thống chiếu sáng chủ động đã được áp dụng trong thực tế, kết hợp với phương pháp thực nghiệm, chọn ra phương án khả thi nhất để có thể hoàn thành sản phẩm đáp ứng được mục tiêu đề ra ban đầu và phù hợp với nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài

V Kết cấu thuyết minh Đồ án Tốt nghiệp:

Nội dung biên soạn gồm các phần chính như sau:

Phần A: Dẫn Nhập:

- Lý do chọn đề tài

- Giới hạn phạm vi nghiên cứu

- Mục đích nghiên cứu

- Phương pháp nghiên cứu Phần B: Nội Dung Đề Tài:

Chương I: Lịch sử phát triển đèn xe

Chương II: Tổng quan hệ thống Chiếu sáng – Tín hiệu

Chương III: Giới Thiệu hệ thống chiếu sáng chủ động trên xe và nguyên lý điều khiển

Chương IV: Thiết kế - Chế tạo mô hình đèn thông minh

Phần C: Kết luận – Đề nghị

Phụ lục

Tài liệu tham khảo

Chương 1: Lịch sử phát triển đèn xe Trang 1

PHẦN B: NỘI DUNG ĐỀ TÀI CHƯƠNG 1: LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN ĐÈN XE

1.1 KHÁI QUÁT:

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 1/5 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 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 xe vào ban đêm, trong thời tiết xấu, các đèn pha liên tục được cải tiến và phát triển với nhiều loại khác nhau

Chương 1: Lịch sử phát triển đèn xe Trang 2

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 Accu 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 sông, … 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