7.3.1. Cấu trúc cơ bản
Cấu trúc cơ bản: Màn hình hiển thị số trong mỗi đồng hồ thƣờng dùng một VFD - Vacuum Fluorescent Display (màn hình huỳnh quang chân không), một vài đi ốt đèn LED phát sáng hoặc một LCD - Liquid Crystal Display (màn hình tinh thể lỏng). Kiểu VFD đƣợc sử dụng phổ biến trong các đồng hồ hiển thị số trong các xe đời mới.
Đồng hồ hiển thị số có các đặc điểm sau: - Dễ xem.
- Chính xác cao.
- Độ tin cậy cao nhờ hiển thị số, không có chi tiết chuyển động quay. - Hiển thị tốt nhất cho mỗi đồng hồ.
7.3.2. Một số sơ đồ tiêu biểu.
* Màn hình huỳnh quang chân không VFD.
Bao gồm 20 đoạn huỳnh quang nhỏ đƣợc sử dụng trong đồng hồ tốc độ xe để hiển thị tốc độ xe dƣới dạng số.
Cấu tạo. Màn hình huỳnh quang chân không hoạt động giống nhƣ ống triod và bao gồm 3 phần:
- Một bộ dây tóc (cathod).
- 20 đoạn (anod) đƣợc phủ chất huỳnh quang .
- Một lƣới đƣợc đặt giữa anod và cathod để điều khiển dòng điện.
Tất cả các chi tiết này đƣợc đặt trong một buồng kính phẳng đã hút hết khí. Anod gắn trên tấm kính, các dây điện nối với các đoạn anod nằm trực tiếp trên mặt tấm kính, một lớp cách điện phủ lênh tấm kính và các đoạn huỳnh quang nằm ở phía trên lớp cách điện. Các đoạn đƣợc phủ chất huỳnh quang sẽ phát sáng khi bị các điện tử đập vào. Phía trên anod là một lƣới điều khiển đƣợc làm bằng kim loại đặc biệt và phía trên lƣới là cathod một bộ dây tóc làm bằng dây tungsten mỏng đƣợc phủ vật liệu phát ra điện tử khi bị nung nóng.
Hình 7.10: Màn hình huỳnh quang chân không.
Tấm kích thƣớc
Đoạn (anot) Dây tóc
(katot) Lƣới
Khi dòng điện chạy qua các dây tóc, dây tóc bị nung tới khoảng 600o
C và vì vậy nó phát ra các điện tử.
Nếu sau đó điện áp dƣơng đƣợc cấp cho các đoạn huỳnh quang nó sẽ hút các điện tử từ dây tóc. Các điện tử này sau đó sẽ chạy vào các đoạn huỳnh quang rồi xuống mát, sau đó quay lại các dây tóc kết thúc một chu kỳ.
Khi điện tử từ dây tóc đập vào đoạn huỳnh quang, chất huỳnh quang sẽ phát sáng (phải cấp điện áp dƣơng cho các đoạn huỳnh quang). Nếu không cấp điện áp cho chúng, chúng sẽ không phát sáng.
Chức năng của lƣới là để đảm bảo các điện tử đập đều lên tất cả các đoạn huỳnh quang. Do lƣới luôn có điện áp dƣơng tại mọi thời điểm, nên tất cả các phần tử của nó đều hút các điện tử đƣợc phát ra từ dây tóc. Do đó khi điện tử xuyên qua lƣới và đập vào anốt chúng sẽ đƣợc chia đều.
* Màn hình tinh thể lỏng (LCD).
Dùng LED làm linh kiện hiển thị có nhƣợc điểm là tiêu thụ dòng lớn. Do đó ngày nay ngƣời ta dùng các bộ hiển thị tinh thể lỏng. Chúng thuộc loại linh kiện quang điện bán dẫn.
Ở các chất lỏng thông thƣờng, các phân tử sắp xếp một cách ngẫu nhiên. Còn ở tinh thể lỏng, các phần tử đƣợc sắp xếp có định hƣớng. Khi đặt tinh thể lỏng vào trong một điện trƣờng, thì các phần tử của chúng (hình elip) sẽ sắp xếp theo trật tự nhất định. Vì vậy, nếu chiếu ánh sáng vào tinh thể lỏng thì ánh sáng xuyên qua không bị phản xạ và mắt ta không phát hiện đƣợc gì. Khi có dòng điện chạy qua tinh thể lỏng, các hạt dẫn sẽ va chạm với các phần tử làm cho các phần tử bị sắp xếp hỗn loạn, mất trật tự và do đó nếu có ánh sáng chiếu vào thì ánh sáng sẽ bị tán xạ, làm cho tinh thể lỏng sáng chói nên mắt ta nhìn thấy đƣợc.
* Màn hình ba chiều (HUD _ head up display).
Màn hình ba chiều cho phép hiển thị những dữ liệu tầm nhìn phía trƣớc đầu của ngƣời lái. Màn hình này đƣợc sử dụng trong ngành công nghiệp máy bay quân sự đƣợc hơn 20 năm và gần đây đã sử dụng cho ngành ô tô. Điểm thuận lợi chính của màn hình ba chiều là ngƣời lái không cần quan sát thƣờng xuyên bảng tableau. Nó đƣợc sử dụng đầu tiên trong ngành ô tô vào năm 1988 ở kiểu xe Nissan Silvia và nổi bật nhất là kiểu xe Oldsmobile Cutlass Supreme 1988.
Hình 7.11: Màn hình ba chiều.
Hình ảnh ba chiều
Kính quang học Kính quang học
Hệ thống làm việc nhƣ sau: tốc độ và nguồn cảm biến khác đƣợc kích hoạt bởi các electron, sau đó tín hiệu đƣợc truyền vào ống huỳnh quang để kích hoạt những phần trong 7 phần số hay kí hiệu đồng hồ trong ống. Sau đó các phần tử quang học sẽ xuất ra ánh sáng từ những phần này đến kính chắn gió của xe. Ngƣời lái có thể nhìn thấy hình ảnh thực giống nhƣ đang nổi gần phía trƣớc xe.
* Ống tia cực đèn hình (CRT- cathode-ray tube).
Những thiết bị màn hình đƣợc mô tả trong phần trên đều có những giới hạn của nó. Những ký tự trên màn hình chỉ giới hạn trong số các phần tử phát sáng. Do đó, những cảnh báo nhƣ "kiểm tra động cơ " hoặc " áp lực nhớt" là những thông báo cố định dù có đƣợc hiển thị hay không, tùy thuộc vào điều kiện động cơ. Chính vì vậy, màn hình sử dụng CRT đang đƣợc áp dụng trên các ô tô đời mới.
Nó là một ống thuỷ tinh đƣợc hút chân không, có một bề mặt phẳng đƣợc phủ bằng vật liệu phát quang phosphorescent. Bề mặt này là bề mặt hoặc mặt trên đó hiển thị thông báo. Phần đuôi là một cấu trúc phức tạp gọi là súng phóng electron. Thiết bị này tạo một chùm electron đƣợc tăng tốc đến màn hình và hội tụ tại một điểm trên màn hình. Một hệ thống các cuộn dây dƣới dạng nam châm điện tạo nên hiện tƣợng hội tụ electron. Dòng electron đƣợc hội tụ gọi là "chùm". Chùm electron tạo nên một điểm sáng trên màn hình. Cƣờng độ ánh sáng tƣơng ứng với dòng hạt của chùm electron. Dòng này đƣợc kiểm soát bởi một điện áp (Ve), đƣợc gọi là tín hiệu Video, trên một điện cực đƣợc đặt gần súng phóng electron.
Trong một đèn hình điển hình, điện áp Video và xung đồng bộ đƣợc tạo trong một mạch đặc biệt gọi là bộ kiểm soát CRT. Sơ đồ khối cho hoạt động hệ thống màn hình CRT với bộ kiểm soát đƣợc trình bày trên hình.
Máy tính của tableau với bộ kiểm soát đèn hình thông qua các bus địa chỉ và dữ liệu (DB và AB), và thông qua một kết nối liên tục dọc một đƣờng dây đánh dấu UART (bộ nhận/truyền bất đồng bộ) dữ liệu đƣợc gởi trên DB đƣợc lƣu trong một bộ nhớ đặc biệt gọi là Video RAM. Bộ nhớ này lƣu trữ dữ liệu digital đƣợc hiển thị theo kiểu chữ - số hoặc hình ảnh trên màn hình CRT. Bộ điều khiển CRT chứa dữ liệu từ Video RAM và chuyển đổi nó thành tín hiệu video tƣơng ứng (Vc). Cùng lúc, bộ điều khiển CRT tạo đồng bộ dọc và ngang cần thiết để vận hành bộ phận raster đồng bộ với tín hiệu video.
Chương 8
HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG VÀ TÍN HIỆU
Đây là hệ thống có nhiệm vụ đảm bảo điều kiện hoạt động bình thƣờng của ô tô khi trời tối (có khi cả trong điều kiện sƣơng mù) và đảm bảo điều kiện an toàn giao thông. Hệ thống này bao gồm các mạch đèn chiếu sáng, các công tắc, cầu bảo hiểm và mạnh các đèn tín hiệu, còi …