ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ Ô TÔ THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÔ HÌNH HỆ THỐNG ĐÈN THÔNG MINH

ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ Ô TÔTHIẾT KẾ, CHẾ TẠO MÔ HÌNH HỆ THỐNG ĐÈN THÔNG MINHThiết 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.

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 MƠ HÌNH HỆ THỐNG ĐÈN THƠNG MINH 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 MƠN ĐIỆN TỬ Ô TÔ SV thực : Vũ Hồng Thái Đinh Xuân Phương Nguyễn Văn Tường Lương Trần Quảng Đà Lớp : 041052 Khoa : Cơ Khí Động Lực Tên đề tài : Mssv : 04105111 Mssv : 04105090 Mssv : 04105153 Mssv : 04105027 THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MƠ HÌNH HỆ THỐNG ĐÈN THÔNG MINH Các số liệu ban đầu: Nội dung đồ án: a ) Thiết kế, chế tạo mơ hình hệ thống đèn thơng minh b ) Viết thuyết minh: - Tóm tắt lý thuyết hệ thống đèn chiếu sáng, tín hiệu xe - Trình bày cấu tạo, nguyên lý điều khiển hoạt động hệ thống chiếu sáng chủ động xe - Trình bày ý tưởng thiết kế, phương án thiết kế bước tiên hành thiết kế Trình bày cấu tạo, nguyên lý điều khiển hoạt động hệ thống đèn thông minh mô hình Giáo viên hướng dẫn: Ngày giao nhiệm vụ: 10 – 10 – 2008 Ngày hoàn thành nhiệm vụ 10 – 02 – 2009 Giáo viên hướng dẫn ký tên Th.S LÊ THANH PHÚC Ngày tháng năm 2009 Thông qua môn LỜI MỞ ĐẦU Khoá học 2004-2009 giai đoạn cuối chương trình đào tạo thực đồ án tốt nghiệp Sau năm học tập trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp Hồ Chí Minh, chúng em lĩnh hội nhiều kiến thức quý báu rèn luyện kỹ chuyên ngành Công nghệ Ơ tơ khoa Cơ khí Động lực Trong trình tìm kiếm đề tài tốt nghiệp chúng em chọn đề tài mong muốn, phù hợp với khả lĩnh vực u thích Từ chúng em mạnh dạn tự đề xuất đề tài “Thiết kế, chế tạo mơ hình hệ thống đèn thông minh”, nhận đồng ý Bộ mơn Điện Tử Ơ tơ Ban chủ nhiệm Khoa cho phép đăng ký thực đề tài Thiết nghĩ, việc thiết kế mơ hình hệ thống chiếu sáng thông minh phục vụ việc giảng dạy nhà trường cần thiết có ích cho sinh viên thực tập Mơ hình thiết kế với đầy đủ phận, cầu, chức hệ thống chiếu sáng đại giúp ích cho sinh viên có thêm mơ hình để thực tập tiếp cận với công nghệ chiếu sáng chủ động xe, mẻ Việt Nam Đối với thân, hội cho chúng em để hệ thống lại kiến thức, hội nghiên cứu, thực nghiệm rèn luyện kỹ làm việc trước bước vào môi trường làm việc thực Sau thời gian thực đề tài, chúng em gặp nhiều khó khăn với giúp đỡ thầy GVHD ThS.Lê Thanh Phúc thầy cô môn Điện Tử Ơ tơ thầy Khoa Cơ khí Động lực cố gắng nỗ lực thân, đề tài “Thiết kế, chế tạo mơ hình hệ thống đèn thơng minh” hồn thành tiến độ Dù cố gắng nỗ lực để thực đề tài này, kiến thức thời gian có hạn nên khơng tránh khỏi thiếu sót hạn chế, chúng em mong nhận ý kiến đóng góp quý thầy cô bạn MỤC LỤC PHẦN A: DẪN NHẬP I Lý chọn đề tài I Giới hạn phạm vi nghiên cứu II Mục đích nghiên cứu Trang III 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 1.2 Đèn xe trước thời kỳ sử dụng đèn điện 1.3 Đèn sợi đốt đời phổ biến xe 1.4 Đèn Halogen đời phổ biến xe 1.5 Đèn Xenon đời phổ biến xe 1.6 Đèn pha công nghệ đi-ốt phát quang LED CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG – TÍN HIỆU TRÊN XE 11 2.1 Khái quát hệ thống đèn chiếu sáng hệ thống đèn tín hiệu xe 11 2.2 Tổng quan hệ thống chiếu sáng 2.2.1 Hệ thống đèn đầu 13 13 2.2.1.1 Tổng quan loại bóng đèn đầu 13 2.2.1.2 Cấu tạo chóa đèn 24 2.2.1.3 Sơ đồ hoạt động số loại mạch điện hệ thống đèn 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 cơng 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 ĐÈN THÔNG MINH 37 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 tốn góc điều chỉnh vùng chiếu sáng 49 3.3 Xu hướng phát triển hệ thống chiếu sáng chủ động 52 CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ CHẾ TẠO MƠ HÌNH CHIẾU SÁNG THÔNG MINH 56 4.1 Ý tưởng thiết kế 56 4.1.1 Ý tưởng hệ thống chiếu sáng đại 56 4.1.2 Ý tưởng 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 hệ thống tự động chuyển Pha – Cốt 59 4.2 Các bước thiết kế 61 4.2.1 Thiết kế mơ hình 61 4.2.1.1 Khung mơ 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 công tắc điều khiển 65 4.2.2 Thiết kế hệ thống chiếu sáng - tín hiệu mơ hình 66 4.2.2.1 Sơ đồ hoạt động mạch điện hệ thống chiếu sáng mơ hình 67 4.2.2.2 Sơ đồ mạch điện hoạt động đèn báo rẽ, báo phanh mơ 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 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 4.3 Hướng dẫn sử dụng mơ hình 89 92 4.3.1 Khởi động 92 4.3.2 Điều khiển hoạt động hệ thống chiếu sáng góc cua 92 4.3.2.1 Điều khiển hoạt động hệ thống đèn liếc tĩnh 92 4.3.2.2 Điều khiển hoạt động hệ thống đèn liếc động 93 4.3.2.3 Điều khiển hoạt động hệ thống tự động mở đèn đầu 94 4.3.2.4 Điều khiển hoạt động hệ thống chuyển đổi pha – cốt 94 PHẦN B: NỘI DUNG ĐỀ TÀI CHƯƠNG 1: LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN ĐÈN CHIẾU SÁNG TRÊN Ô TÔ 1.1 KHÁI QUÁT: Theo số liệu thống kê ngày nay, công nghệ chiếu sáng xe phát triển nhiều, hầu hết tuyến đường trang bị đèn đường chiếu sáng, tăng độ an toàn cho xe lưu thông vào ban đêm tỉ lệ số vụ tai nạn xe vào ban đêm lên đến 40 % mật độ xe lưu thông vào ban đêm 1/5 mật độ xe lưu thông vào ban ngày, địi hỏi phải tăng tính an toàn cho người điều khiển xe vào ban đêm mà công nghệ chiếu sáng xe quan tâm trọng nghiên cứu, phát triển Ai thấy tầm quan trọng đèn chiếu sáng xe vận hành bóng tối Ra đời đồng thời với xe hơi, đèn pha trải qua 120 năm lịch sử từ khổng lồ cổ lỗ tới Bi-Xenon hay LED ngày Bắt đầu từ đèn thuở sơ khai có cấu tạo khổng lồ đến Bilux (hai bóng) hình parabol thập niên 1950-1960, đèn pha cải thiện đến 85% hiệu chiếu sáng Sau xuất đèn cốt (low-beam) chiếu sáng khoảng 100 m đèn Bi-Xenon với khoảng cách quan sát an toàn 180 m Lịch sử đèn pha bắt đầu thời với xe Gottlieb Daimler Karl Benz giới thiệu xe năm 1886 Qua giai đoạn, yêu cầu đòi hỏi khác thực tế lái xe vào ban đêm, thời tiết xấu, đèn pha liên tục cải tiến phát triển với nhiều loại khác 1.2 ĐÈN XE TRƯỚC THỜI KỲ SỬ DỤNG ĐÈN ĐIỆN: Chiếc xe đời vào năm 1886, thời Thomas Edinson phát minh bóng đèn sợi đốt, nhiên bóng đèn sợi đốt lúc khơng sử dụng để chiếu sáng xe nguồn điện để thắp sáng bóng đèn Accu lại khơng đáp ứng dung lượng máy phát điện chiều cồng kềnh chưa ứng dụng xe Vì vào năm cuối kỷ 19 người ta muốn lái xe đường vào ban đêm phải mang theo đèn lồng, đèn măng sông, … đèn sử dụng để thắp sáng nhà Tuy nhiên đèn với ánh sáng leo lét đáp ứng chiếu sáng cho xe Vì nhà sản xuất xe nhà khoa học bắt tay nghiên cứu loại đèn có khả chiếu xa vùng chiếu rộng để lắp đặt xe Ban đầu người ta nghĩ cách hướng chùm ánh sáng phía trước mặt đường cách sử dụng gương cầu mà ngày phát triển thành chóa đèn, tạo chùm ánh sáng song song, cải thiện đáng kể khả chiếu xa Ngồi loại đèn nến thơng thường, tài xế cịn sử dụng đèn xăng acetylene để chiếu sáng đường phía trước xa Đèn pha sử dụng acetylene biết đến nhiều so với các đèn dùng khí carbua (đất đèn) chúng tốn Với đèn sử dụng khí carbua, người ta phải đốt 35 lít gas để thắp sáng đèn Các nhà sản xuất thường lắp bình chứa khí gas bên ngồi xe để người khơng phải ngửi mùi khó chịu carbua Ngay từ năm lịch sử đèn pha, vấn đề ám ảnh nhà chế tạo xe đến tận ngày nay, họ cố gắng tạo loại đèn pha có khả chiếu sáng xa tốt gây lóa mắt cho tài xế xe ngược chiều Để tránh tượng này, năm 1908 nhà thiết kế đưa ý tưởng hạ thấp lửa acetylene khỏi tiêu điểm ống kính gặp xe ngược chiều cách sử dụng sợi dây điều khiển Mặc dù cách làm ứng dụng nhanh chóng tương lai cho đèn pha acetylene khơng cịn Xe ngày nhanh khiến đèn gas trở nên lỗi thời Hình 1.1: Đèn carbua gắn xe đạp 1.3 ĐÈN SỢI ĐỐT ĐƯỢC SỬ DỤNG VÀ PHỔ BIẾN TRÊN XE HƠI: (thời kỳ 1910 – 1960) Với phát triển bóng đèn sợi tóc đời loại máy phát điện gọn nhẹ nắp đặt xe vào năm 1910 loại bóng đèn sợi tóc sử dụng để chiếu sáng xe Năm 1913, công ty điện Bosch, Đức, có cách tiếp cận hợp lý vấn đề đưa sản phẩm "Bosch Light" Đây hệ thống tích hợp đèn pha, máy phát điện chiều điều chỉnh để tránh gây phiền phức cho khách hàng mua phần tử rời rạc Tuy nhiên, xuất tranh cãi xung quanh đèn pha sử dụng điện đại đèn pha hệ cũ sử dụng gas Một giải pháp kết hợp đèn pha chạy nhiên liệu với đèn pha điện Các loại đèn pha tồn sau chiến tranh giới lần thứ Năm 1920, điện chiếm ưu khơng đèn pha mà cịn cơng nghệ chế tạo xe • Đèn cốt (low - beam) đời thời kỳ này: Lái xe đêm bị ảnh hưởng vấn đề cũ gây chói mắt xe ngược chiều Các kỹ sư cố gắng nhiều nhằm giải vấn đề cách sử dụng thiết bị chống lóa mắt tìm phương pháp lắp đặt đèn pha Hai đèn chiếu riêng biệt với hai chùm ánh sáng mang lại hiệu cao (pha cốt) • Bóng đèn bilux - giải pháp tất một: Năm 1924, chuyên gia đèn Osram đưa giải pháp kỹ thuật nhằm giảm chói mắt cho xe ngược chiều dùng bóng đèn có hai sợi đốt, kết hợp chùm pha cốt gương phản xạ Thay phải dùng nguồn sáng với hai chóa đèn riêng biệt cho chế độ chiếu xa chiếu gần • Đèn cốt khơng đối xứng - sáng phía bên phải: Năm 1957, đèn cốt khơng đối xứng xuất Loại đèn có cường độ sáng cao phía bên tay phải, nơi hay có người xe đạp mà lái xe thường khó phát đêm Và quyền Đức thức cơng nhận việc sử dụng đèn cốt khơng đối xứng xe ôtô 1.4 ĐÈN HALOGEN RA ĐỜI VÀ ĐƯỢC SỬ DỤNG PHỔ BIẾN TRÊN XE HƠI (thời kỳ 1960 – 1990): Hình 1.2: Đèn Hallogen Chỉ vài năm sau, ngành công nghiệp ôtô chứng kiến xâm nhập chiếm ưu đèn sử dụng khí halogen (gồm khí Flo, Clo) Một ưu điểm lớn công nghệ hiệu chiếu sáng tuổi thọ làm việc cao Trong đó, đèn sợi đốt thơng thường, kim loại bốc từ sợi đốt tập trung bề mặt kính làm xám đen Khí Halogen có tác dụng làm hạn chế bốc kim loại từ sợi đốt làm cho bóng đèn trở nên sáng Ngồi giúp đốt nóng sợi đốt cách mạnh mẽ cho nguồn ánh sáng tốt • Đèn pha chiếu ánh sáng từ thấu kính: Cơng nghệ chiếu sáng tiếp tục phát triển xa giải pháp thay đổi hình dạng đèn pha gương phản xạ Đầu năm 1960, đèn pha hình chữ nhật bắt đầu xuất đường phố Năm 1983, đèn pha đánh dấu phát triển mang tính định nhờ cách thức chiếu ánh sáng lên mặt đường theo nguyên lý đèn slide Sự khác mang tính định nằm gương phản xạ Nó khơng phải gương parabol mà gương ellipsoid với ba trục chuyển động nên tạo nhiều ánh sáng Đèn pha chiếu tạo chùm sáng dạng nón với điểm hội tụ xác định gần với bề mặt phản xạ Các thấu kính thơng thường thay thấu kính hội tụ với vùng vài cm2 tập trung chùm sáng Các nhà thiết kế xe ngạc nhiên với công nghệ đèn pha Ngay họ thiết kế đèn pha gọn nhẹ cực mỏng với kính hội tụ đặt nghiêng Động Servo xoay chố đèn cấu dẫn động Hình 4.34: Bố trí Servo xoay chố đèn mơ hình b Ngun lý điều khiển: • Tính tốn góc xoay chố đèn theo góc xoay vơ lăng: Hệ thống chiếu sáng góc cua động mơ hình thiết kế hoạt động có tín hiệu đèn cốt bật có góc quay vơ lăng lớn 1/3 vịng Như trình bày phần “cơ sở tính tốn góc điều chỉnh vùng chiếu sáng góc cua động” chương 3, khơng khó để nhận biết bán kính cong cung đường xe chạy tính tốn góc điều chỉnh vùng chiếu sáng Trên mơ hình khơng trang bị cảm biến lực ly tâm thực tế để xác định bán kính cong cung đường mà sử dụng biến trở đưa tín hiệu điện áp chuyển đổi tín hiệu xung số ADC vi điều khiển AVR, nhờ biến trở ta dễ dàng xác định góc quay vơ lăng Vơ lăng mơ hình thiết kế đánh lái hết cỡ bên vòng ứng với bánh xe quay vịng bên quay góc β = 32 (gần với góc quay vịng lớn thực tế xe du lịch) Hệ thống đèn liếc động kích hoạt vơ lăng quay 1/3 vịng tức ứng với góc β lớn 50 (góc β0), tương đương với xe du lịch chạy cung đường có bán kính cong nhỏ 40 m Góc điều chỉnh vùng chiếu sáng tính tốn từ thay đổi góc β, góc β lớn 200 góc xoay chố đèn lớn (góc điều chỉnh vùng chiếu sáng = β - β 0) Với góc β tính tương ứng với góc quay vơ lăng (vơ lăng đánh lái hết cỡ tương đương với βmax), thơng qua tín hiệu điện áp từ biến trở đưa chuyển đổi ADC ta tính tốn biết cần xoay chố đèn góc độ • Điều khiển chố đèn tức điều khiển động Servo Ta xét cấu tạo nguyên lý điều khiển motor Servo: Trên mơ hình sử dụng Servo loại RC Servo loại sử dụng vơn kế để xác định vị trí góc quay Về cấu tạo, động RC Servo có dây, bao gồm: dây dương, dây nối mass, dây điều khiển.RC Servo loại điều khiển hồi tiếp vịng kín khơng sử dụng encoder để xác định vị trí vịng quay động Servo thường gặp, động RC Servo có cấu tạo sau Bao gồm: + Động DC + Mạch điều khiển + Biến trở + Bánh hộp số Hình 4.35: Cấu tạo động RC Servo Vai trò biển trở động RC Servo có vai trị cầu phân áp, trục động RC Servo quay làm xoay biển trở, qua làm thay đổi giá trị tín hiệu điện áp mà biến trở đưa Hình 4.36: Khi biến trở xoay làm cho tín hiệu điện áp thay đổi thừ 0v- 5v Về nguyên lý điều khiển, động RC Servo xác định vị trí cần quay tới nhờ độ rộng xung mà ta đưa tới dây điều khiển động Mạch điều khiển RC Servo có chức so sánh độ rộng xung điều khiển với tín hiệu điện áp mà biến trở đưa về, Nếu có khác biệt (có sai số), tự động điều chỉnh vị trí động lại cho đúng, trình tự động điều chỉnh diễn khép kín đến vị trí động xác định xác (khi sai số độ rộng xung mà vi điều khiển đưa tới với tín hiệu điện áp biến trở đưa 0) Vì gọi điều khiển hồi tiếp khép kín Hình 4.37: Điều xung động RC Servo c Thiết kế mạch điện nguyên lý điều khiển hệ thống đèn liếc động: Dựa nguyên lý ta thiết kế mạch điều khiển động RC Servo xoay chố đèn mơ hình: relay ĐÈ N ĐẦ U relay ĐÈ N PHA - CỐ T HI relay ĐÈ N ĐUÔ I LOW A2 T OFF TAIL HEAD A13 H EL A14 Ballast LOW A12 SERVO XOAY ĐÈN HF HU HL FLASH LOW HI SERVO XOAY ĐÈN tín hiệ u đè n đầ u m biế n tố c độ m biế n gó c i CONTROL UNIT + Hình 4.38: Sơ đồ nguyên lý điều khiển motor RC Servo xoay choá đèn thiết kế mơ hình Về hệ thống điều khiển hệ thống đèn liếc động tương tự hệ thống đèn liếc tĩnh, điều khiển trung tâm nhận tín hiệu từ cảm biến góc cua cảm biến tốc độ, phân tích giá trị góc cua gia tốc đánh lái để xác định góc cua gấp hay khơng, phân tích tốc độ xe chạy để từ xác định góc điều chỉnh vùng chiếu sáng, đưa tín hiệu điều chỉnh motor servo theo góc xác định bên trái phải tuỳ theo góc cua Nguyên lý hoạt động mạch điện điều khiển xoay choá đèn sau: - Hệ thống xoay chố đèn kích hoạt có tín hiệu đèn cốt bật Khi tín hiệu điện áp từ biến trở đưa mạch điều khiển cho thấy vơ lăng xoay với góc quay lớn 1/3 vịng, motor servo xoay chố đèn cốt kích hoạt Từ tín hiệu điện áp đưa mạch điều khiển biết góc xoay vơ lăng tương ứng với góc quay vịng β xe, từ đưa tín hiệu xung để điều khiển motor RC Servo xoay chố đèn với giá trị góc xoay thay đổi tương ứng với góc β - Việc điều khiển motor RC Servo với tốc độ quay tuỳ thuộc vào tín hiệu tốc độ lúc đưa mạch điều khiển, tín hiệu từ cảm biến tốc độ cho thấy, mạch điều khiển điều xung có độ rộng tuỳ thuộc vào tín hiệu tốc độ quay động 4.2.4 Thiết kế hệ thống tự động bật đèn đầu tự động chuyển pha cốt: 4.2.4.1 Thiết kế hệ thống tự động bật đèn đầu: Hình 4.39: Mạch điện nguyên lý cảm biến bật đèn đầu Trên mơ hình bố trí cảm biến ánh sáng bật đèn đầu, thực tế mạch nguyên lý cảm biến hình trên, gồm quang trở mắc vào IC 555 Khi quang trở dẫn lúc ánh sáng môi trường xung quanh không đáp ứng đủ điều kiện cho người điều khiển xe quan sát, IC 555 nhận tín hiệu điện áp từ quang trở điều xung dẫn transistor T, thay đổi giá trị mức tín hiệu điện áp đưa mạch điều khiển mở đèn đầu Nhờ mà mạch điều khiển đèn đầu nhận biết điều kiện ánh sáng xung quanh Hình 4.40: Mạch điện cảm biến ánh sáng bật đèn đầu xe Hình 4.41: Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển hệ thống tự động bật đèn đầu Hoạt động hệ thống: Hệ thống đèn đầu bật ta nối mass cho chân cuộn dây relay đèn đầu Bình thường bật cơng tắc đèn đầu vị trí Head nối tắt chân cuộn dây relay đèn đầu qua chân A13 công tắc mass Ở hệ thống tự động bật đèn đầu, relay (relay bật đèn tự động) mắc nối tiếp với cuộn dây relay đèn đầu mass, mạch điều khiển nhận tín hiệu từ cảm biến cho thấy cần bổ sung ánh sáng để tăng khả quan sát cho người lái xe, mạch điều khiển đóng relay bật đèn tự động, relay nối tắt cuộn dây relay đèn đầu mass, tiếp điểm relay đèn đầu đóng, đèn đầu bật cho dù ta không bật công tắc đèn đầu Khi cảm biến ánh sáng thấy ánh sáng môi trường đảm bảo điều kiện lái xe, relay bật đèn tự động ngắt, cơng tắc đèn đầu ngắt đèn đầu tự động tắt 4.2.4.1 Thiết kế hệ thống tự động chuyển pha – cốt: Như trình bày phần Ý tưởng thiết kế, mơ hình bố trí cảm biến ánh sáng phía trước, thực chất quang trở, quang trở mắc nối tiếp với điện trở tạo thành cầu phân áp đưa tín hiệu điện áp mạch điều khiển, hình vẽ phía + Tín hiệ u điệ n p đưa Quang trở Hình 4.42: Cảm biến ánh sáng Quang trở dẫn ánh sáng dọi vào lúc dịng điện qua điện trở qua quang trở mass tín hiệu điện áp đưa mức thấp Quang trở có điện trở vơ có ánh sáng dọi vào (khi có ánh sáng xe ngược chiều rọi vào), điện áp đưa mạch điều khiển mức cao dòng điện qua điện trở đưa tín hiệu điện áp mạch điều khiển Nhờ mà vi điều khiển nhận biết có xe ngược chiều để điều khiển realy chuyển pha cốt Hình 4.43: Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển hệ thống tự động chuyển pha – cốt Hoạt động hệ thống: Hệ thống hoạt động đèn đầu xe chế độ đèn pha mà có xe ngược chiều rọi ánh sáng vào cảm biến ánh sáng Relay tự động chuyển pha cốt thực chất relay thường đóng Khi điều khiển control unit nhận tín hiệu từ cảm biến ánh sáng cho thấy có ánh sáng ngược chiều dọi vào, mạch điều khiển cấp mass cho cuộn dây relay tự động chuyển pha – cốt, hút tiếp điểm relay mở Làm cho dòng điện qua cuộn dây relay đèn pha – cốt xuống chân A12 bị ngắt, đèn đầu chế độ pha chuyển sang chế độ cốt Khi khơng có ánh sáng ngược chiều dọi vào cảm biến hệ thống lại tự động chuyển chế độ chiếu sáng trở lại chế độ đèn pha 4.2.5 Thiết kế mạch điện điều khiển trung tâm: Ở phần 4.2.3, 4.2.4 trước trình bày sơ đồ nguyên lý mạch điện điều khiển hệ thống đèn liếc tĩnh, đèn liếc động, hệ thống tự động bật đèn đầu, hệ thống tự động chuyển pha – cốt, Trên thực tế mạch điện điều khiển mơ hình thiết kế chung board mạch, gọi mạch điện điều khiển trung tâm, mạch điện điều khiển tích hợp tất hệ thống trình bày phần trước Các chế độ hoạt động mạch điện điều khiển trung tâm thể rõ ràng dạng mạch nguyên lý đây: - Sơ đồ nguyên lý mạch điện điều khiển trung tâm tổng hợp tất sơ đồ mạch điện nguyên lý hệ thống đèn liếc tĩnh, đèn liếc động, hệ thống tự động mở đèn, hệ thống tự động chuyển pha – cốt Các chế độ hoạt động trình bày kỹ mục trước Hình 4.44: Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển - Mạch điện thiết kế thực tế: Hình 4.45: Mạch điện điều khiển trung tâm Chú thích ngõ vào ngõ mạch điều khiển: từ trái qua phải: Ngõ vào Chân số - dây dương Chân số – dây tín hiệu xi nhan phải Chân số - dây âm Chân số – tín hiệu góc lái Chân số - dây v Chân số – tín hiệu encoder Chân số - dây tín hiệu tự động bật đèn Chân số – tín hiệu chuyển pha, cốt Chân số 5- dây tín hiệu xi nhan trái Chân số 10 – chân chỉnh tốc độ Ngõ Chân số 11 – chân mass động Chân số 12 – chân điều khiển chuyển pha – cốt Chân số 13 – chân điều khiển mở đèn chiếu sáng góc cua trái Chân số 14 – chân điều khiển mở đèn chiếu sáng góc cua phải Chân số 15 – chân điều khiển tự bật đèn đầu - Trên mạch điều khiển có vi điều khiển AVR Atmega 8, IC 555 điều xung động DC, LM 7805 ổn áp nguồn 5v, LM 7805 cấp nguồn 5v cho động servo linh kiện khác…Ngòai bố trí relay điều khiển đèn chiếu sáng góc cua tĩnh, relay tự động bật đèn, relay tự động chuyển pha – cốt Mạch in: Hình 4.46: Mạch in 4.3 HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG MƠ HÌNH 4.3.1 Khởi động: Bật cơng tắc máy vị trí Start, khởi động động DC Điều chỉnh biến trở điều chỉnh tốc động DC bảng điều khiển mơ hình, quan sát thay đổi tốc độ xe giả định hiển thị Led đoạn Hình 4.47: Khởi động DC Hình 4.48: Điều chỉnh tốc độ thị Led đoạn 4.3.2 Điều khiển hoạt động hệ thống chiếu sáng chủ động theo góc lái: 4.3.2.1 Điều khiển hoạt động hệ thống đèn liếc tĩnh: Đèn liếc tĩnh hoạt động rẽ trái rẽ phải xe chạy tốc độ 40 Km/h Kiểm tra hoạt động hệ thống đèn liếc tĩnh: Bật công tắc đèn đầu chế độ LOW, vặn biến trở điều chỉnh tốc độ để tốc độ hiển thị Led đoạn 40 Km/h bật công tắc xi nhan trái phải, quan sát hoạt động đèn liếc tĩnh: Hình 4.49: Đèn chiếu sáng góc cua bên trái bật đèn xi nhan trái Hình 4.50: Đèn chiếu sáng góc cua bên phải bật đèn xi nhan phải 4.3.2.2 Điều khiển hoạt động hệ thống đèn liếc động: Hệ thống đèn liếc động điều chỉnh vùng chiếu sáng theo góc quay vơ lăng, công tắc đèn đầu bật chế độ LOW Hình 4.51: Motor Servo xoay chố đèn theo góc xoay vơ lăng 4.3.2.3 Điều khiển hệ thống tự động bật đèn đầu: Hệ thống tự động mở đèn đầu kích hoạt relay mở đèn tự động trời tối mà công tắc đèn đầu bật OFF Kiểm tra hoạt động hệ thống mở đèn đầu cách che ánh sáng tới cảm biến mở đèn đầu Cảm biến mở đèn đầu Hình 4.52: Che cảm biến ánh sáng, đèn đầu tự động mở 4.3.2.4 Điều khiển hệ thống tự động chuyển Pha - Cốt: Hệ thống chuyển đổi pha cốt hoạt động Đèn đầu chế độ High có ánh sáng dọi vào quang trở đặt phía trước mơ hình, hệ thống chuyển chế độ pha chế độ cốt Kiểm tra hoạt động hệ thống cách dọi ánh sáng vào quang trở, đèn đầu bật Pha tự động chuyển Cốt Quang trở Hình 4.53: Chiếu ánh sáng vào quang trở, đèn đầu bật pha chuyển chế độ cốt ... 04105027 THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MƠ HÌNH HỆ THỐNG ĐÈN THƠNG MINH Các số liệu ban đầu: Nội dung đồ án: a ) Thiết kế, chế tạo mơ hình hệ thống đèn thơng minh b ) Viết thuyết minh: ... tốt chiếu sáng xa 1.6 ĐÈN PHA CÔNG NGHỆ ĐI-ỐT PHÁT QUANG LED Trong năm gần công nghệ đèn pha ? ?tô đời loại đèn pha sử dụng công nghệ đi-ốt phát quang LED Hình 1.7: Đèn pha sử dụng LED Tuổi thọ... trí phận hệ thống chiếu sáng tín hiệu 2.2 TỔNG QUAN HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG 2.2.1 Hệ thống đèn đầu: Hệ thống đèn đầu hệ thống đèn chiếu sáng bản, hệ thống quan trọng hệ thống đèn xe, với nhiệm vụ đảm