CHƯƠNG I: HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG VÀ TÍN HIỆU TRÊN XE
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÔ HÌNH CHIẾU SÁNG THÔNG MINH
3.2. Các bước thiết kế
3.2.3. Thiết kế hệ thống chiếu sáng góc cua
3.2.3.2. Thiết kế hệ thống chiếu sáng góc cua động
a. Thiết kế cơ cấu chấp hành:
- Choá đèn cốt được cắt rời ra khỏi bộ đèn đầu, và được xoay bởi một đông cơ servo, bố trí động cơ Servo xoay chóa đèn trên mô hình:
A
B
C
Chóa đèn cơ cấu dẫn động động cơ Servo Hình 3.25. bố trí trên mô hình
b. Nguyên lý điều khiển.
Tính toán góc xoay choá đèn theo góc xoay vô lăng:
Hệ thống chiếu sáng góc cua động trên mô hình được thiết kế hoạt động khi có tín hiệu đèn cốt đang bật và có góc quay vô lăng lớn hơn 1/6 vòng. Vô lăng trên mô hình được thiết kế đánh lái hết cỡ mỗi bên được 1 vòng ứng với bánh xe quay vòng bên trong quay được một góc β = 320 (gần với góc quay vòng lớn nhất thực tế của các xe du lịch).
Hệ thống đèn liếc động được kích hoạt khi vô lăng quay được hơn 1/6 vòng tức là ứng với góc β lớn hơn 50 (góc β0), tương đương với xe du lịch chạy trên cung đường có bán kính cong nhỏ hơn 40 m. Góc điều chỉnh vùng chiếu sáng được tính toán từ sự thay đổi của góc β, khi góc β lớn hơn 200 thì góc xoay choá đèn là lớn nhất (góc điều chỉnh vùng chiếu sáng = β - β0). Với mỗi góc β có thể tính được tương ứng với mỗi góc quay của vô lăng (vô lăng đánh lái hết cỡ tương đương với βmax )
Điều khiển choá đèn cũng tức là điều khiển động cơ Servo. Ta xét cấu tạo và nguyên lý điều khiển của một motor Servo:
Trên mô hình sử dụng Servo loại RC Servo là loại sử dụng vôn kế để xác định vị trí góc quay. Về cấu tạo, động cơ RC Servo chỉ có 3 dây, bao gồm: một dây dương, một dây nối mass, một dây điều khiển.RC Servo cũng là loại điều khiển hồi tiếp vòng kín nhưng nó không sử dụng encoder để xác định vị trí vòng quay như động cơ Servo thường gặp, động cơ RC Servo có cấu tạo cơ bản như sau
Bao gồm:
+ 1. Động cơ DC.
+ 2. Mạch điều khiển.
+ 3. Biến trở.
+ 4. Bánh răng hộp số.
Hình 3.26. Cấu tạo động cơ RC Servo
Vai trò của biển trở trong động cơ RC Servo có vai trò như một cầu phân áp, khi trục động cơ RC Servo quay làm xoay biển trở, qua đó làm thay đổi giá trị tín hiệu điện áp mà biến trở đưa ra.
Hình 3.27. Khi biến trở xoay làm cho tín hiệu điện áp thay đổi thừ 0v- 5v Về nguyên lý điều khiển, động cơ RC Servo xác định vị trí cần quay tới nhờ độ rộng xung mà ta đưa tới dây điều khiển của động cơ..
Mạch điều khiển của RC Servo có chức năng so sánh độ rộng xung điều khiển với tín hiệu điện áp mà biến trở đưa về, Nếu có sự khác biệt (có sai số), nó sẽ tự động điều chỉnh vị trí của động cơ lại cho đúng, quá trình tự động điều chỉnh này được diễn ra khép kín đến khi vị trí của động cơ được xác định chính xác (khi sai số giữa độ rộng xung mà vi điều khiển đưa tới với tín hiệu điện áp của biến trở đưa về bằng 0). Vì vậy được gọi là điều khiển hồi tiếp khép kín.
Hình 3.28. Điều xung động cơ RC Servo
c. Thiết kế mạch điện nguyên lý điều khiển hệ thống đèn liếc động.
Dựa trên nguyên lý này ta thiết kế mạch điều khiển động cơ RC Servo xoay choá đèn trên mô hình:
H
Hình 3.29. Sơ đồ nguyên lý điều khiển motor RC Servo xoay choá đèn thiết kế trên mô hình
Về hệ thống điều khiển của hệ thống đèn liếc động tương tự như hệ thống đèn liếc tĩnh, bộ điều khiển trung tâm nhận các tín hiệu từ cảm biến góc cua và cảm biến tốc độ, phân tích các giá trị góc cua và gia tốc đánh lái để xác định góc cua gấp hay không, phân tích tốc độ xe đang chạy để từ đó xác định góc điều chỉnh vùng chiếu sáng, đưa tín hiệu điều chỉnh motor servo theo các góc xác định về các bên trái hoặc phải tuỳ theo góc cua.
Nguyên lý hoạt động của mạch điện điều khiển xoay choá đèn như sau:
- Hệ thống xoay choá đèn chỉ được kích hoạt khi có tín hiệu đèn cốt được bật.
Khi tín hiệu điện áp từ biến trở đưa về mạch điều khiển cho thấy vô lăng được xoay với góc quay lớn hơn 1/6 vòng, thì motor servo xoay choá đèn cốt được kích hoạt. Từ tín hiệu điện áp đưa về mạch điều khiển sẽ biết được góc xoay của vô lăng tương ứng với góc quay vòng β của xe, từ đó đưa ra tín hiệu xung để điều khiển motor RC Servo xoay choá đèn với giá trị góc xoay thay đổi tương ứng với góc β.
- Việc điều khiển motor RC Servo với tốc độ quay bao nhiêu là tuỳ thuộc vào tín hiệu từ cảm biến góc lái đưa về mạch điều khiển.
Sơ đồ bố trí đèn liếc động trên mô hình.
Đèn liếc động Hình 3.30. Bố trí đèn liếc động trên mô hình.