Ý tưởng thiết kế hệ thống đèn thông minh:
- Hệ thống chóa đèn xoay chóa đèn nhờ cơ cấu gắn trên nó và servo SG90, hoạt động xoay của nó được giới hạn bởi 1 cung cố định và code được lập trình trên arduino
- Hoạt động nâng nên hạ xuống của chóa đèn nhờ 2 mô tơ bước được điều khiển bời modul, arduino và cơ cấu của nó.
Hình 3.14 Servo xoay chóa đèn (màu xanh bên dưới )
- Hệ thống mô phỏng sử dụng 3 con cảm biến chính đó là Motor Rotary encorder đảm nhiệm vụ gửi tín hiệu góc lái về Arduino, cảm biến tốc độ
encorder, cảm biến góc nghiêng MPU 6050, số liệu này được gửi về màn hình LCD 16x02 L.
- Chế độ chùm tia sáng cao được mô phỏng trên mô hình bởi hệ thống gồm cảm biến hồng ngoại và modul relay điều khiển hoạt động bật tắt của đèn pha.
Kết quả mô phỏng thực tế:
• Hệ thống đèn mô phỏng liếc 0 – 15 độ qua trái phải theo góc đánh lái và tốc độ và tự động cân bằng đèn khi xe bị nghiêng.
• Tự động bật tắt đèn pha khi phát hiện vật phía trước nhờ cảm biến hồng ngoại gắn ở đầu mô hình.
• Hệ thống đèn mô phỏng tự động điều chỉnh cân bằng vùng chiếu sáng khi xe mô hình nghiêng lên xuống theo trục Oy.
Trên thực tế xe mô phỏng đã hoạt động gần giống với lý thuyết tuy nhiên do sự sai lệch của một số linh kiện, dòng điện không ổn định và có sự thiếu hụt nhỏ là do sai số trên các linh kiện và việc cấu tạo của linh kiện làm nó hoạt động chưa đạt độ chính xác cao.
Hình 3.16 Biều đồ thể hiện mối liên hệ của góc xoay vô lăng, góc xoay đèn và tốc độ xe mô phỏng 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0 50 100 150 200 250 300 350
KẾT LUẬN
Sau một thời gian nghiên cứu, tìm hiểu tài liệu, tìm hướng thiết kế khả thi, lập kế hoạch và tiến hành thiết kế mô hình mô phỏng. Cuối cùng đề tài “Nghiên cứu hệ thống chiếu sáng thông minh trên xe Mazda hiện đại” đã được hoàn thành đúng thời hạn được giao.
Cơ bản đề tài đã đạt được những kết quả sau:
• Nắm được kiến thức hệ thống chiếu sáng thông minh: nguyên lý, cấu tạo và cách hoạt động.
• Thiết kế mô phỏng mô hình:
Mô hình chiếu sáng – tín hiệu cơ bản: hệ thống chiếu sáng thông minh trước hết là một hệ thống chiếu sáng hiện đại, vì vậy mô hình được thiết kế với đầy đủ cơ cấu, bộ phận, chức năng của một hệ thống chiếu sáng – tín hiệu hiện đại.
Mô phỏng hệ thống chiếu sáng chủ động theo góc đánh lái: Thực tế, hệ thống chiếu sáng chủ động người ta chia làm hai loại: hệ thống đèn liếc tĩnh và hệ thống đèn liếc động, mỗi loại có những ưu, nhược điểm khác nhau. Trên mô hình được thiết kế với cả 2 hệ thống này hoạt động đồng thời và bổ khuyết cho nhau:
+ Hệ thống đèn liếc động: ưu điểm lớn nhất là thay đổi góc chiếu sáng linh hoạt khi xe đi chuyển trên các cung đường cong, nhưng nhược điểm là góc chiếu sáng thay đổi tương đối ít, chỉ 15 độ cho mỗi bên đèn.
+ Hệ thống cân bằng đèn pha tự động: có ưu điểm khi xe di chuyển trên đường dốc, mặt đường không bằng phẳng, nhất là tinh trạng đi sốc mạnh với đèn pha thông thường sẽ chiếu lên quá cao gây chói mắt, tầm nhìn giảm còn đèn pha tự động lại giúp chùm sáng của đèn bám đường
+ Hệ thống kiểm soát chùm tia sáng cao: có chức năng nhận diện phương tiện và người di chuyển để điều khiển hoạt động tắt chùm sáng cao để không gây chói mắt cho phương tiện, người di chuyển ngược chiều.
• Biên soạn Đề tài lý thuyết:
Đề tài lý thuyết hệ thống giới thiệu hệ thống chiếu sáng chủ động theo góc lái và nguyên lý điều khiển. Trình nguyên lý và cấu tạo hệ thống chiếu sáng thông minh trên xe Mazda hiện đại, thực hiện mô phỏng bằng mô hình, trình bày giải thuật điều khiển, và hoạt động của hệ thống chiếu sáng thông minh trên mô hình.
Trong quá trình thực hiện đề tài em làm đề tài đã gặp phải những khó khăn và thuận lợi sau:
- Thuận lợi:
+ Được sự quan tâm giúp đỡ và góp ý của thầy GVHD Ts. Vũ Hải Quân và các thầy cô khác trong khoa cũng như các bộ môn khác của Khoa Công nghệ ô tô.
+ Đối tượng nghiên cứu của đề tài “Nghiên cứu hệ thống chiếu sáng thông minh trên xe Mazda hiện đại” được lấy ý tưởng từ hệ thống chiếu sáng chủ động trên xe trong thực tế nên việc định hướng, tìm phương án thiết kế dễ dàng hơn nhờ tham khảo, nghiên cứu hoạt động và cấu tạo của hệ thống này trong thực tiễn cũng như một số liệu liên quan...
- Khó khăn: bên cạnh một số thuận lợi ở trên, việc thực đề tài cũng gặp không ít khó khăn:
Đề tài thiết kế theo hướng mô phỏng hệ thống chiếu sáng chủ động theo góc cua, nhưng thiết kế mô hình tương đối khác với thực tế trên xe, do các tín hiệu điều khiển của hệ thống chiếu sáng chủ động theo góc lái ngoài thực tế dựa trên những tín hiệu từ hoạt động cua vòng thực của xe, như tín hiệu lực ly tâm xuất hiện khi xe cua vòng, tốc độ xe... Để giải quyết những khó khăn này đặt ra nhiệm vụ phải tìm ra các phương án tạo tín hiệu điều khiển từ các cảm biến loại đơn giản hơn, cơ cấu hoạt động tương tự.
+ Khó khăn về kinh phí cũng ảnh hưởng nhiều đến tiến độ thực hiện đề tài, em làm đề tài phải mất nhiều thời gian cho việc đi tìm các cơ cấu, bộ phận cần thiết, phù hợp và có giá thành vừa phải cho mô hình.
+ Khó khăn về thời gian thực hiện đề tài ảnh hưởng đến chất lượng của đề tài, do mất nhiều thời gian cho việc tìm kiếm, biên dịch và nghiên cứu tài liệu, tìm phương hướng thiết kế khả thi và tiêu tốn thời gian cho việc tìm mua phụ tùng cần thiết…
Tuy nhiên vượt lên trên hết những khó khăn em đã hoàn thành đề tài được giao đúng thời hạn và mô phỏng thành công hệ thống đèn thông minh.
Lĩnh vực Hệ thống chiếu sáng chủ động trên xe hiện không chỉ đơn thuần là chiếu sáng chủ động theo góc cua, và vẫn đang được nghiên cứu cải tiến. Trong tương lai với sự phát triển của hệ thống định vị toàn cầu, các nhà sản xuất Ô tô đang có tham vọng sẽ đưa ra một giải pháp chủ động hoàn toàn cho công nghệ chiếu sáng trên xe vì vậy em mong khoa tạo điều kiện để có thêm thật nhiều đề tài nghiên cứu sâu hơn về lĩnh vực này.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Lê Văn Anh và cộng sự (2017). Giáo trình Lý thuyết ô tô, NXB Khoa học – Kỹ thuật, ĐH Công nghiệp Hà Nội.
[2]. Đỗ Văn Dũng(2007), Hệ thống điện thân xe và điều khiển tự động
trên Ô tô, ĐH SPKT. TPHCM.
[3]. Nguyễn Văn Tam (2020), Điện thân xe trang thiết bị và tiện nghi, Trường CĐ Cơ điện Hà Nội. HN.
[4]. Nguyễn Văn Chất, Trang bị điện ô tô – Nhà xuất bản giáo dục, 2006. [5]. Phạm Hữu Nam, Trang bị điện ô tô hiện đại – Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, 2010.
[6]. Bùi Chí Thành, Hệ thống điện thân xe – Trường Đại học Công nghiệp TP.HCM, 2008.
[7]. Adaptive Front Lighting System (AFS) (nema.club)
[8]. Công nghệ Adaptive Front-light System ở xe Mazda hoạt động ra sao (mazdamiennam.com)
[9]. Adaptive Front Lighting System (AFS), Presentation to the 48th Session of GRE (9-12 April 2002) Agenda Items 1.2. and 4.2.
[10]. Tom Denton (2011), Automobile Mechanical and Electrical Systems,
Routledge. London.
PHỤ LỤC 1
PHỤ LỤC 2
Đoạn Code của mô hình:
#include <Servo.h> //thư viện servo #define outputA 6 // gán giá trị #define outputB 7
int counter ; unsigned long timer=0; volatile unsigned int counter; int rpm; Servo sv1,sv2; // khai báo servo
int aState; int aLastState; int angle; void setup()
{ sv1.attach(3); sv2.attach(5); pinMode (outputA,INPUT); pinMode (outputB,INPUT); Serial.begin (9600);
aLastState = digitalRead(outputA);
pinMode(2,INPUT); attachInterrupt(0,countpulse,RISING); } void countpulse() { counter1++; }
void loop()
{ static uint32_t previousMillis;
if (millis() - previousMillis >= 1000)
{rpm = counter1*60/20; counter1 = 0 ; previousMillis += 1000; } aState = digitalRead(outputA);
if (aState != aLastState)
{if (digitalRead(outputB) != aState) {counter ++;}
else {counter --;} angle = counter*9; Serial.print("Position: "); Serial.println(angle); Serial.print("RPM: "); Serial.println(rpm); } aLastState = aState;
if(angle>=-9 && angle <=9) sv1.write(90);
if(angle>9 && angle<48 && rpm>122) sv1.write(75);
if(angle>-48 && angle<-9 && rpm>122) sv1.write(105);
if(angle>-120 && angle<-9 && rpm>200) sv1.write(105);
if(angle>-250 && angle<-9 && rpm>316) sv1.write(105);