Ngồi ra cịn có thêm tính năng liếc dọc, hệ thống sẽ tự động điều chỉnh góc chiếu dọc sao cho phù hợp với tốc độ của xe, tăng tầm nhìn cho người điều khiển.
29
3.2 Ý tưởng hệ thớng đèn chiếu sáng góc cua tĩnh
Để thực hiện mơ hình một cách thiết thực nhóm sẽ thiết kế với đầy đủ các chế độ hoạt động của một hệ thống đèn chiếu sáng góc cua tĩnh.
Hệ thống đèn liếc tĩnh có nhiệm vụ chiếu sáng góc cua khi xe vào cua mà vùng sáng của đèn cốt không chiếu tới.
Ưu điểm:
- Khi xe di chuyển trên cung đường cong, đoạn rẽ:
Hệ thống chiếu sáng góc cua tĩnh tạo vùng chiếu sáng có góc chiếu rộng hơn giúp tài xế có tầm nhìn rõ ràng, tạo cảm giác an tâm, dự báo trước được tình huống khi vào cua hoặc đoạn rẽ.
- Khi xe di chuyển trong thời tiết xấu, tầm nhìn hạ chế:
Hệ thống chiếu sáng góc cua tĩnh có tính năng tự động bật cả 2 đèn liếc để tăng khoảng sáng cho ô tô nhờ các cảm biến và bộ điều khiển xử lý tín hiệu, giúp người lái ln quan sát rõ phía trước khi điều khiển xe trong thời tiết xấu.
- Nhược điểm:
Khi di chuyển với tốc độ cao và chuyển làn xe, đèn liếc chưa được linh hoạt, dù người lái có bật xi nhan theo hướng mong muốn. Chỉ khi góc đánh tay lái đủ lớn, tốc độ xe vừa phải cộng với việc đèn xi nhan được bật thì hệ thống mới được kích hoạt.
Hình 3.3: Các chế độ hoạt động của đèn chiếu sáng góc cua tĩnh [9]
a) Cấu tạo:
- Hai đèn chiếu sáng góc cua được bố trí cạnh đèn cốt; - Bộ điều khiển trung tâm;
30 - Các cảm biến.
b) Nguyên lý của hệ thống đèn chiếu sáng góc cua tĩnh:
Hệ thống đèn chiếu sáng góc cua tĩnh được điều khiển bởi bộ điều khiển Arduino Uno R3 và nhận tín hiệu từ các cảm biến góc đánh lái, tín hiệu đèn xi nhan, tự động nhận dạng các điều kiện vận hành của xe và sẽ bật đèn chiếu sáng góc cua tĩnh để hỗ trợ cho đèn cốt.
Cụ thể khi xe bật xi nhan và tốc độ xe dưới 40km/h, bộ điều khiển Arduino Uno R3 sẽ điều khiển hoạt động của đèn liếc tĩnh. Bộ điều khiển liên tục nhận tín hiệu từ cảm biến để điều chỉnh cường độ và vùng chiếu sáng phù hợp với điều kiện đường xá.
3.3 Ý tưởng hệ thống đèn chiếu sáng góc cua động
Đèn liếc động chỉ sử dụng nguồn sáng từ đèn cốt mà không sử dụng đèn phụ trợ như hệ thống đèn liếc tĩnh, vẫn đảm bảo mở rộng góc chiếu sáng về hai bên khi xe vào cua.
Ưu điểm:
- Khi xe di chuyển trên cung đường cong hoặc chuyển làn:
Hệ thống đèn chiếu sáng góc cua động sẽ giúp tài xế quan sát rõ mặt đường khi vào cua bằng cách phân tích tốc độ của xe và đưa ra góc chiếu phù hợp, tốc độ thấp tức góc chiếu gần, tốc độ cao tức góc chiếu xa đảm bảo ln đủ khoảng sáng.
Nhược điểm:
- Hệ thống sẽ hoạt động hiểu quả khi xe chạy trên những cung đường trường, góc cua, cịn khi xe rẽ trái hoặc rẽ phải thì vùng chiếu sáng của hệ thống đèn liếc động chưa đáp ứng được.
31 a) Cấu tạo:
- Hệ thống đèn chiếu sáng góc cua động loại này gồm phần dẫn động của cơ cấu
đảo tròn hoạt động nhờ một động cơ servo, động cơ servo này điều khiển vùng chiếu sáng của đèn pha dao động 15º chuyển góc sang mỗi bên, tùy theo góc thay đởi vơ lăng.
Hình 3.5: Cấu tạo hệ thống đèn liếc động [9]
- Bản chất cơ cấu của hệ thống đèn chiếu sáng góc cua động đều sử dụng động cơ servo để dẫn động và nhận các tín hiệu cảm biến góc cua, cảm biến tốc độ.
- Các cơ cấu đèn chiếu sáng góc cua động độc lập nên có thể sử dụng với đèn Xenon, Bi-Xenon hay Halogen vì vậy ta có thể trang bị trên hệ thống đèn đầu thông thường, cơ cấu đèn này được cung cấp rời khi trang bị không làm thay đổi kết cấu xe.
32 b) Nguyên lý của hệ thống đèn góc cua động:
Hệ thống được điều khiển bởi bộ xử lý trung tâm Arduino Uno R3 nhờ các tín hiệu từ cảm biến góc đánh lái, cảm biến tốc độ, phân tích và điều chỉnh vùng chiếu sáng. Đèn liếc động có tốc độ liếc nhanh hay chậm phụ thuộc vào tốc độ xe chạy. Khi ôm cua nhanh đèn liếc nhanh, khi chạy chậm đèn liếc chậm. Nhờ đó đối với người lái, nguồn sáng ln gắn chặt với chiếc xe, cố định và hài hòa.
Hệ thống đèn liếc động có thể thay đởi góc chiếu sáng 15º qua mỗi bên. Vì vậy hiệu quả lớn nhất của hệ thống là khi xe di chuyển trên những cung đường có bán kính quay vịng lớn.
3.4 Ý tưởng hệ thống tự động chuyển pha - cốt
Hệ thống tự động chuyển từ pha sang cốt nhằm tăng khả năng quan sát cho tài xế đối diện, tăng độ an toàn khi điều khiển phương tiện tham gia giao thông.
Ưu điểm:
- Khi di chuyển xe vào ban đêm:
Hệ thống có chức năng tự động chuyển đèn pha sang cốt khi có xe di chuyển ngược chiều nhờ vào cảm biến, giúp khơng làm lóa mắt các tài xế đối diện, ln an tâm khi điều khiển phương tiện.
Khơng cịn phải thực hiện thao tác tay hạ từ pha sang cốt khi tài xế phát hiện có xe đi ngược chiều.
Nhược điểm:
- Hệ thống chưa linh hoạt trong việc chuyển pha sang cốt một cách từ từ để vẫn đảm bảo vùng ánh sáng cho xe.
a) Cấu tạo:
- Bộ điều khiển trung tâm; - 2 cảm biến ánh sáng; - Bộ đèn chiếu sáng.
b) Nguyên lý hoạt động của hệ thống tự động chuyển pha - cốt:
Hệ thống sử dụng 2 cảm biến ánh sáng được đặt 2 bên phía trước đầu xe để nhận biết có xe đi ngược chiều, khi có đèn rọi thẳng ánh sáng vào cảm biển sau đó tín hiệu điện áp từ cảm biến ánh sáng sẽ đưa về mạch điều khiển, mạch điều khiển sẽ đóng relay tự động chuyển từ pha sang cốt.
33
Hình 3.7: Bật chế độ đèn pha có thể gây chóa mắt cho tài xế đi ngược chiều [10] 3.5 Ý tưởng tự động bật/tắt hệ thớng đèn chiếu sáng
Với mục đích giảm các thao tác cho người điều khiển thì nhóm có ý tưởng sử dụng cảm biến ánh sáng điều khiển tự động bật đèn đầu.
Ưu điểm:
- Khi xe di chuyển vào ban đêm:
Hệ thống có tính năng tự động bật/tắt đèn chiếu sáng theo điều kiện ánh sáng mơi trường bên ngồi nhờ cảm biến ánh sáng, giúp tài xế khắc phục tình trạng quên bật đèn xe vào ban đêm hoặc điều khiển phương tiện xuống đường hầm.
Nhược điểm:
- Tín hiệu của cảm biến ánh sáng có thể bị nhiễu từ ánh sáng của đèn đường hoặc các tác động khác bên ngoài.
34 a) Cấu tạo:
- Bộ điều khiển trung tâm; - 1 cảm biến ánh sáng; - Bộ đèn chiếu sáng.
b) Nguyên lý hoạt động của hệ thống tự động bật/tắt đèn chiếu sáng:
Hệ thống được trang bị cảm biến ánh sáng và được đặt ngay trên nắp ca pô và đưa tín hiệu về một mạch điều khiển. Khi nhận tín hiệu từ cảm biến ánh sáng đưa tới mạch điều khiển, nếu môi trường xung quanh không đủ điều kiện ánh sáng cho phép để lái xe, mạch sẽ điều khiển đóng relay tự động mở đèn đầu;
Hệ thống tự động bật/tắt đèn chiếu sáng trên mơ hình cũng được trang bị một cảm biến ánh sáng, điều khiển relay tự động mở đèn đầu như trong thực tế.
3.6 Ý tưởng tự động bật/tắt hệ thống đèn sương mù theo thời tiết
Việc kết hợp thêm bộ điều khiển tự động bật/tắt hệ thống đèn sương mù và hệ thống đèn thông minh là thực sự cần thiết.
Ưu điểm:
- Khi xe di chuyển trong thời tiết xấu hoặc sương mù:
Hệ thống có tính năng tự được bật chỉ khi thời tiết xấu hay sương mù nhờ cảm biến mưa, giúp tài xế tăng tầm nhìn đồng thời thơng báo sự có mặt của ơ tơ.
Nhược điểm:
- Vẫn còn thao tác tay của con người tác động bật/tắt đèn sương mù.
35 a) Cấu tạo:
- Bộ điều khiển trung tâm; - 1 cảm biến mưa;
- Bộ đèn chiếu sáng.
b) Nguyên lý hoạt động của hệ thống tự động bật/tắt hệ thống đèn sương mù: Hệ thống sử dụng cảm biến mưa nhận biết điều kiện nhiệt độ xuống thấp và độ ẩm trong khơng khí tăng cao gửi tín hiệu về bộ điều khiển xử lý để điều khiển đèn sương mù bật. Tuy nhiên phải đáp ứng đủ hai yếu tố này để điều khiển bật hệ thống đèn sương mù tự động.
Hệ thống đã giải quyết được những vấn đề mà tài xế thường xuyên mắc phải khi điều khiển phương tiện di chuyển trong thời tiết xấu hoặc sương mù, tạo cảm giác an toàn và hạn chế được các rủi ro.
3.7 Phương pháp giải quyết ći cùng của nhóm
Sau khi tìm hiểu và đưa ra các giải pháp nhóm quyết định chọn phương pháp cuối cùng là tích hợp hệ thống đèn liếc động kết hợp với đèn liếc tĩnh để thực hiện đề tài.
Hệ thống chiếu sáng thơng minh sẽ gồm 5 các chức năng chính:
Hệ thống tự động bật/tắt đèn chiếu sáng dựa theo tín hiệu của cảm biến ánh sáng đặt ở nắp ca pô nhận biết ánh sáng từ môi trường xung quanh gửi về bộ điều khiển trung tâm xử lý để kích hoạt đèn đầu;
Hệ thống tự động chuyển đèn pha sang cốt sử dụng 2 cảm biến đặt hai bên trước đầu xe để nhận biết có ánh sáng từ xe đi chiều ngược lại rọi thẳng vào đồng thời gửi tín hiệu về bộ điều khiển xử lý, điều khiển đèn chuyển từ pha sang cốt;
Hệ thống tự động bật/tắt đèn sương mù dùng cảm biến mưa để nhận biết điều kiện thời tiết sau đó gửi tín hiệu về bộ điều khiển xử lý, điều khiển bật đèn sương mù;
Hệ thống liếc ngang sử dụng rotary encoder được gắn vào vô lăng khi xe chuyển hướng sẽ gửi tín hiệu về cho bộ điều khiển xử lý để điều khiển cơ cấu sevor quay ngang làm thay đởi góc chiếu của các bóng đèn theo góc xoay vơ lăng;
Hệ thống liếc dọc sử dụng cảm biến hồng ngoại đo xung gửi tín hiệu về cho bộ điều khiển xử lý để điều khiển cơ cấu sevor quay dọc làm thay đởi góc chiếu của các bóng đèn theo tốc độ của bánh xe giả lập.
36
CHƯƠNG 4: QUY TRÌNH THIẾT KẾ 4.1 Thiết kế, mơ phỏng mơ hình tổng thể hệ thớng 4.1 Thiết kế, mơ phỏng mơ hình tổng thể hệ thống