2.4.6.2. Bộ tạ nhá iểu cơ - án ẫn
Một rơle nhỏ để làm các đèn áo rẽ nháy và một mạch transitor để đóng ngắt rơle theo một tần số định trƣớc đƣợc kết hợp thành bộ tạo nháy kiểu bán transitor.
Hình 2. 16 Bộ tạo nhá kiểu cơ - bán dẫn
2.4.6.3. Bộ tạ nhá iểu án ẫn
Bộ tạo nháy kiểu bán dẫn thƣờng là một mạch ao động đa hài ùng 2 transisitor. Hoạt động: Trên hình 2.74 trình bày hoạt động bộ tạo nháy.
Khi gạt công tắc đèn áo rẽ gạt hoặc áo nguy, điện thế ƣơng đƣợc cung cấp cho mạch, nhờ sự phóng nạp của các tụ điện, các transistor T1 và T2 sẽ lần lƣợt đóng mở theo chu kỳ. Khi T2 dẫn làm T3 dẫn theo cho phép dòng
điện đi qua cuộn dây relay hút tiếp điểm K đóng làm đèn sáng. Nếu bất kỳ một óng đèn áo rẽ nào bị cháy tải tác dụng lên bộ nháy giảm xuống ƣới giá trị tiêu chuẩn làm cho thời gian phóng nạp tụ nhanh hơn ình thƣờng.
Hình 2. 17 Bộ tạo nhá kiểu bán dẫn
Vì vậy, tần số nháy của đèn áo rẽ cũng nhƣ đèn trên ta leau trở nên nhanh hơn áo cho tài xế biết một hay nhiều óng đèn đã ị cháy.
2.4.6.4. Một số mạch báo rẽ khác
Mạch báo rẽ dùng IC 555 :
Mạch định thời 555 có thể đƣợc sử dụng làm mạch tạo xung vuông theo cấu hình cơ ản cho trong hình 1.18. Trong mạch này ngõ vào kích khởi chân 2 (Trigger) đƣợc ngắn mạch với chân 6 (chân điện áp ngƣỡng Theshol ) và điện trở định thời R2 đƣợc nối giữa chân 6 với chân 7 (chân phóng điện Discharge).
Để tìm hiểu hoạt động của mạch này, ta cần liên hệ với sơ đồ khối chức năng của 555 ở hình 1.15.
Ngay khi cung cấp điện lần đầu cho mạch này, điện áp trên tụ C bằng 0 V nên mạch ở trạng thái an đầu nhƣ sau: R = 0, S = 1, Q bù của R-S Flipflop ở logic 0, transistor ngƣng ẫn và ngõ ra chân 3 của IC 555 có mức điện áp cao. TỤ C bắt đầu nạp điện theo hàm mũ qua điện trở qua io e D cho đến khi điện áp trên C tăng đến giá trị 2/3 ( lúc điện áp trên tụ tăng quá 1/3 , mạch so sánh ƣới đổi trạng thái và ta có R = S = 0 nên R-S flipflop vẫn giữ nguyên trạng thái cũ và ngõ ra chân 3 cũng vậy). Ở thời điểm này mạch so sánh trên đổi trạng thái nên R = 1 (S = 0), R-S flipflop đổi trạng thái nghĩa là Q ù ở logic chân 1 phân cực transistor
dẫn bão hòa và ngõ ra chân 3 chuyển trạng thái mức điện áp thấp. Tụ C phóng điện qua rồi qua chân 7 (chân Dícharge) và transistor cho đến khi điện áp trên tụ giảm xuống còn 1/3 . Ở thời điểm này ngõ ra mạch so sánh ƣới chuyển trạng thái xuống logic 0, ngõ ra chân 3 chuyển trạng thái lên mức cao và transistor ngƣng ẫn. Tụ C bắt đầu nạp điện trở lại chi đến 2/3 qua . Quá trình sẽ tiếp tục nhƣ đã mô tả, tụ C liên tục nạp điện qua và phóng điện qua nên chân ngõ ra 3 có dạng sóng vuông.
Hình 2. 18 Sơ đồ chức năng IC 555
Mạch trên thì tƣơng đối lớn so với , tần số hoạt động của mạch chủ yếu xác định bởi và tụ C. Cho nên khi tính toán ta chọn tụ C cố định, sau đó ựa vào công thức:
T = Trong đó:
T : Chu kỳ
: Thời gian nạp của tụ
: Thời gian xả của tụ
Để thuận tiện hơn khi tính toán ta thay bằng cách thay vào một biến trở, nhƣ thể tần số ở ngõ ra chân 3 sẽ thay đổ tùy theo giá trị đó lớn hay nhỏ.
Hình 2. 19 Sơ đồ mạch chớp dùng IC
Sơ đồ mạch thực tế của bộ chớp dùng IC 555 trên hình 1.19, ta thấy mạch này khác so với sơ đồ nguyên lý tạo ao động của IC 555 ở chỗ là chân tụ điện đƣợc nối mas qua óng đèn. Cho nên ộ chớp hoạt động tùy thuộc vào vị trí của công tắc điều khiển.
Mạch báo rẽ kiểu vi mạch.
Hình 2. 20 Sơ đồ bộ chớp của
Khi bật công tắc rẽ (signal), chân L đƣợc nối mass, có dòng nạp qua tụ nhƣ sau: (+) accu → W→ C → → → →L →Đèn → mass, òng này phân cực thuận cho làm dẫn, khóa. Khi tụ đã đƣợc nạp no, lúc này dòng qua , , mất. , dẫn. Cho dòng lớn qua cuộn dây W làm mặt vít K đóng lại, đèn sáng lên đồng thời mở và tụ C bắt đầu phóng từ ƣơng tụ → →mass →âm tụ làm đóng, mở nhanh. Khi tụ C phóng xong, dòng bắt đầu nạp lại, dẩn khóa, vít mở, đèn tắt (tần số chớp đèn 120 lần/phút).
: Dập xung sức điện độn tự cảm của cuộn dậy W, bảo vệ : Dập xung ấm
: Ngăn òng ngƣợc : Giảm dòng rò Mạch tín hiệu kiểu điện từ:
Khi bật công tắc rẽ (rẽ sang trái hoặc phải, có dòng từ: (+) accu→ SW→ ây điện trở →K→ W→ L →đèn →mass. Lúc này òng qua óng đèn phải qua ây điện trở và điện trở nên đèn không sáng, nhƣng nó làm ây điện trở nóng lên, chùng ra, làm mặt vít K đóng lại cho dòng lớn qua đèn, làm đèn sáng lên. Lúc này ây điện trở và điện trở phụ bị ngắn mạch nên nó nguội đi co lại, mặt vít K mở, đèn tắt. Tần số đóng ngắt này đƣợc giới hạn trong khoảng 60-120 lần/phút.
Hình 2. 21 Sơ đồ rơle báo rẽ kiểu điện từ
2.4.7.Bóng đèn xi nhan
Việc chọn màu đèn cũng có những yếu tố lịch sử lẫn khoa học khách quan về mức độ ảnh hƣởng của màu sắc tới cách con ngƣời nhận diện nó.
Vào năm 1938, ằng sáng chế về đèn áo rẽ chính thức đƣợc cấp, ngay lập tức các nhà sản xuất ôtô, xe máy liền trang bị hệ thống này lên phƣơng tiện của mình. Lúc an đầu, đèn áo rẽ có màu trắng ở phía trƣớc và màu đỏ ở phía sau. Mãi cho đến năm 1963, ô tô tại Mỹ bắt buộc ùng màu cam làm đèn báo rẽ tƣơng tự ngày nay và dần dần các nƣớc khác trên toàn cầu cũng làm giống nƣớc Mỹ. Nếu nói 1 cách chính xác, thì màu thực tế của đèn xi nhan là màu hổ phách, một màu đƣợc pha trộn giữa màu cam và vàng.
Hình 2. 22 Các bước sóng ánh sáng mà mắt nhìn thấ được
Màu hổ phách có ƣớc sóng 592Nm, với ƣớc sóng trên, màu này sẽ giúp mắt phát hiện ra nhanh hơn màu đỏ.
Các màu sắc khác từ xanh đến tím có ƣớc sóng ngắn, thƣờng hội tụ ngay ở võng mạc, gây cảm giác bị nhòe khi tập trung nhìn. Khi điều kiện tầm nhìn bị giảm, các màu lạnh này sẽ gây lóa, và làm giảm khả năng quan sát.
Màu hổ phách ít chói hơn màu đỏ, vì thế cũng làm ịu mắt hơn khi nhìn vào.
Hổ phách là màu sắc giúp khuếch tán tốt và nhìn rõ mục tiêu, giúp ngƣời ở xe sau dễ dàng xử lý tình huống hơn.
2.4.7.1. Các loại óng thường được sử dụng là :
Đèn dây tóc
Vỏ đèn làm ằng thủy tinh, bền trong chứa 1 ây điện trở làm bằng volfram. Dây volfram đƣợc nối với hai dầu dây dẫn để cung cấp òng điện đến. Hai dây dẫn này đƣợc gắn chặt vào nắp đậy bằng đồng hay nhôm. Bên trong óng đèn là môi trƣờng chân không với mục đích loại bỏ không khí để tránh oxy hóa và làm bốc hơi ây tóc ( oxy trong không khí tác ụng vơi volfram ở nhiệt độ cao gây ra hiện tƣợng đen óng đèn và sau một thời gian rất ngắn, dây tóc sẽ bị đứt ).
Hình 2. 23 Bóng đèn loại dây tóc
Khi hoạt động ở một điện áp định mức, nhiệt độ ây tóc lên đến 2.300C và tạo ánh sáng trắng. Nếu cung cấp cho đèn một điện áp thấp hơn điện áp định mức, nhiệt độ dây tóc và ánh sáng phát ra sẽ giảm xuống. Ngƣợc lại nếu cung cấp cho đèn một hiệu điện thế cao hơn, chẳng bao lâu sẽ làm bốc hơi dây volfram, gây ra hiện tƣợng đen óng đèn và đốt cháy câ dây tóc.
Dây tóc của óng đèn công suất lớn (nhƣ đèn đầu) đƣợc chế tạo để hoạt động ở nhiệt độ cao hơn. Cƣờng độ ánh sáng tăng thêm khoảng 40% so với đèn ây tóc thƣờng bằng cách điền đầy vòa óng đèn một lƣợng khí trơ (argon) với áp suất tƣơng đối nhỏ.
Đèn halogen
Đèn halogen là một loại óng đèn sợi đốt (đèn có sử dụng dây tóc, cho khả năng phát sáng khi nhiệt độ tăng cao). Loại đèn này ao gồm một dây tóc đƣợc làm từ vonfram đƣợc bao bọc kín trong một óng đèn. Trong óng đèn này đã đƣợc hút hết không khí chỉ còn lại một hỗn hợp của khí trơ và một lƣợng nhỏ chất halogen nhƣ i ốt hoặc brôm.
Sự kết hợp nhữ sợi vonfram và halogen tạo ra phản ứng hóa học chu trình halogen từ đó ổ sung vonfram cho ây tóc, tăng độ bền, tuổi thọ, duy trì độ trong suốt của óng đèn.
Ưu điểm:
Đèn halogen cho khả năng chiếu sáng cao hơn những óng đèn sợi đốt thông thƣờng nhờ lƣợng nhiệt tỏa ra từ dây tóc
Tuổi thọ đèn cao, chi phí thay thế thấp. Một óng đèn halogen có thể chiếu sáng 1000h với công suất 55W. Bóng có cấu tạo đơn giản và dễ dàng tháo lắp.
Đa ạng về mẫu mã, kích cỡ cho nên phù hợp với rất nhiều các loại xe ô tô
Tính đa ụng cao, ngoài ùng để làm đèn pha ô tô, đèn halogen còn đƣợc ùng để sƣởi ấm trong gia đình nhƣ máy sƣởi, quạt sƣởi,…
Nhược điểm:
Cũng giống nhƣ những óng đèn sợi đốt thông thƣờng, đèn halogen tiêu tốn phần lớn nhiệt lƣợng, chỉ một phần nhỏ điện năng đƣợc chuyển hóa thành quang năng. Trong ảng đánh giá hiệu quả năng lƣợng của châu Âu thì đèn halogen xếp mức D – mức thấp nhất theo tiêu chuẩn châu Âu. Chính vì vậy, từ 1/9/2018, Liên minh châu Âu đã cấm sử dụng các loại đèn halogen.
Hơn nữa, đèn halogen rất nhạy cảm với không khí ẩm, o đó quá trình chăm sóc, ảo ƣỡng gặp nhiều khó khăn, cần thật kỹ càng, tỉ mỉ.
Đèn Led
Đèn LED là loại đèn io e phát quang viết tắt của cụm từ Light Emitting Dio e. Các io e này đƣợc chứa trong con chip bán dẫn, các điện tử trong con chíp sẽ vận hành khi có nguồn điện chạy qua làm lấp đầy chỗ trống và sinh ra các bức xạ ánh sáng – đèn sáng.
Hình 2. 25 Đèn Led
Loại đèn này chỉ cần một nguồn năng lƣợng rất nhỏ nhƣng có khả năng phát một lƣợng nhiệt lớn trên diode.
Ưu điểm của đèn LED:
Ƣu điểm lớn nhất của đèn LED có lẽ chính là tuổi thọ của đèn khi có thể vận hành lên tới 15 000h.
Độ sáng tối đa của đèn cực nhanh chỉ trong vài phần triệu của giây. Do đó mà chúng rất phổ biến trong đèn xi nhan, đèn hậu,… cho khả năng tăng thời gian phản ứng của những lái xe khác lên tới 30%.
Là ánh sáng định hƣớng chứ không khuếch tán nên cho khả năng soi sáng tốt.
Tiết kiệm nhiên liệu cho quá trình vận hành.
Hạn chế của đèn LED:
Đèn LED rất nhạy cảm với nhiệt độ. Nếu hoạt động trong môi trƣờng có nhiệt độ cao thì hiệu suất chiếu sáng sẽ bị giảm xuống, đèn sẽ bị hỏng.
Chi phí lắp đặt thay mới cao hơn so với các loại đèn khác.
Ánh sáng của đèn LED không liên tục mà xuất hiện tình trạng nhấp nháy.
2.5.Nguyên lý hoạt động.
2.5.1.Nguyên lý hoạt động của đèn xi nhan.
- Nguyên lý hoạt động của đèn xinhan: khi công tắc đèn xinhan hoạt động, các công tắc đèn ộ nháy đèn xinhan ật đèn xinhan ên trái và ên
phải làm cho đèn xinhan ở phía đó nhấp nháy. Để áo cho ngƣời lái biết hệ thống đèn xinhan đang hoạt động một âm thành đƣợc phát ra bởi hệ thống này.
Hình 2. 26 Sơ đồ nguyên lý hệ thống đèn xi nhan
- Khi công tắc đèn xinhan đƣợc dịch chuyển về bên trái, thì cực El của bộ nháy đèn xinhan và đất đƣợc nối thông. Dòng điện đi tới cực LL và đèn xinhan bên trái nhấp nháy.
Hình 2. 27 Sơ đồ nguyên lý xi nhan trái
Khi công tắc đèn xinhan ịch chuyển về bên phải thì cực ER của bộ nháy đèn đèn xinhan đƣợc tiếp mát. Dòng điện đi tới cực LR và đèn xinhan ên phải nhấp nháy.
Nếu một óng đèn xinhan ị cháy, thì cƣờng độ òng điện giảm xuống, thì tấn số nhấp nháy tăng lên để thông áo cho ngƣời lái biết.[3]
Hình 2. 28 Sơ đồ nguyên lý xi nhan phải
2.5.2.Nguyên lý hoạt động của đèn á ngu .
Khi công tắc đèn áo nguy hiểm đƣợc bật ON, thì cực EHW của đèn xi nhan đƣợc tiếp mát. Dòng điện đi tới cả hai cực LL và LR và tất cả các đèn xi nhan (báo rẽ) đều nhấp nháy.[3]
Hình 2. 30 Sơ đồ mạch tín hiêụ trên xe MITSUBISHI
2.6.Phân tích cấu tạo của mạch tín hiệu trên xe MITSUBISHI ATTRAGE ATTRAGE
Mạch đèn tín hiệu trên xe MITSUBISHI ATTRAGE bao gồm : Battery: một ình ac quy để cấp nguồn cho hệ thống hoạt động. Fuse Box: Hộp cầu chì để bảo vệ khóa điện.
Ignition SW: Khóa điện – Khi khóa điện ở vị trí on thì hệ thống mới đƣợc cấp nguồn, còn khi khóa điện ở vị trí off thì ta sẽ không thể ùng đƣợc hệ thống đèn xi nhan áo nguy cũng nhƣ các hệ thống giải trí, hệ thống điều hòa cũng nhƣ các hệ thống khác trên xe mà cần sử dụng đến điện.
Trên mạch xuất hiện hai cầu chì một cầu chì để nối trực tiếp vào nguồn acquy là cầu chì Hazard và một cầu chì nối sau chân on của khóa điện. Nghĩa là khi khóa điện không bật ta vẫn có thể bật đƣợc hệ thống đèn áo nguy để gửi tín hiệu đên các phƣơng tiện khác rằng xe của mình đang gặp trục trặc và cần giúp đỡ.
Turn Signal Flasher : Rơ le tạo nháy – Giúp cho óng đèn xi nhan có thể nháy đƣợc , đồng thời tạo ra các tiếng kêu để báo hiệu cho ngƣời lái biết rằng mình vẫn đang ật đèn xi nhan. Tránh trƣờng hợp quyên tắt đèn xi nhan.
Chân B của rơle đƣợc nối với chân F công tắc áo nguy, chân E đƣợc nối mass và chân L đƣợc nối ra công tắc tổ hợp xi nhan và chân TB của công tắc báo nguy.
Turn Signal Switch : Công tắc tổ hợp điều khiển chiếu sáng óng đèn xi nhan.
2.7.Phân tích nguyên lý hoạt động của mạch đèn xi nhan trên xe MITSUBISHI ATTRAGE. MITSUBISHI ATTRAGE.
Khi công tắc báo nguy ở vị trí OFF òng điện từ (+) acc quy qua cầu chì và khóa điện vào chân B1 và ra chân F của công tắc áo nguy. Dòng điện đi qua rơ le nháy đẻ làm nháy óng đèn xi nhan. Dòng điện từ chân L của rơ le đến chân chung của công tắc tổ hợp rồi qua óng đèn và ra mass.
Khi bật công tắc báo nguy ở vị trí ON òng điện từ + acc quy sẽ vào chân B2 và ra chân F của công tắc áo nguy. Dòng điện từ chân L của rơ le nháy tới chân TB của công tắc áo nguy. Do các chân TB, TL, TR, R1 đƣợc nối thông với nhau khi công tắc báo nguy ở vị tí ON nên khi này óng đèn ở cả hai bên sẽ nhấp nháy.[3]
CHƯƠNG 3. MÔ PHỎNG MẠCH ĐIỀU KHIỂN 3.1.Phần mềm Proteus
Proteus là phần mềm cho phép mô phỏng hoạt động của mạch điện tử ao gồm phần thiết kế mạch và viết chƣơng trình điều khiển cho các họ vi điều khiển nhƣ MCS-51, PIC, AVR, …
Proteus là phần mềm mô phỏng mạch điện tử của Lancenter Electronics, mô phỏng cho hầu hết các linh kiện điện tử thông ụng, đặc iệt hỗ trợ cho cả các MCU nhƣ PIC, 8051, AVR, Motorola.
Phần mềm ao gồm 2 chƣơng trình: ISIS cho phép mô phỏng mạch và ARES ùng để vẽ mạch in. Proteus là công cụ mô phỏng cho các loại Vi Điều Khiển khá tốt, nó hỗ trợ các òng VĐK PIC, 8051, PIC, dsPIC, AVR, HC11,