Nghiên cứu mô phỏng hệ thống chiếu sáng tự động trên ô tô bằng Proteus, Arduino

1.Lý do lựa chọn đề tàiTrong những năm gần đây, công nghiệp ô tô đã có những thay đổi lớn. Đặc biệt là hệ thống điện và điện tử trên ô tô đã có bước phát triển vượt bậc nhằm đáp ứng các yêu cầu: tăng công suất động cơ, giảm tiêu hao nhiên liệu, giảm độc hại của khí thải, tăng tính an toàn và tiện nghi của ô tôSau khi học xong học phần lý thuyết ô tô để hiểu rõ hơn về môn học, cũng như củng cố kiến thức nhóm bắt tay vào làm bài tập lớn môn hệ thống điện – điện tử ô tô. Để hiểu rõ hơn về nguyên lý hoạt động cũng như mô phỏng lại hệ thống chiếu sáng tự động trên ô tô. Nhóm thực hiện bài tập lớn “Thiết kế mô hình mô phỏng hệ thống chiếu sáng tự động trên xe ô tô” theo sự hướng dẫn của thầy Trịnh Đắc Phong. Hi vọng qua sự nghiên cứu, tìm hiểu có thể giới thiệu đến quý thầy cô và các bạn một tài liệu thuyết minh với những kiến thức tích lũy cơ bản thực tế nhất về hệ thống này.Do thời gian, điều kiện nghiên cứu, và trình độ còn nhiều hạn chế cho nên nhóm đồ án chúng chúng em không thể tránh khỏi những thiếu sót. Kính mong nhập được sự giúp đỡ, góp ý của quý thầy cô và các bạn. Chúng em xin chân thành cảm ơn2.Mục tiêu đề tài•Trau dồi kiến thức về môn Hệ thống điện – điện tử ô tô và rèn luyện các kỹ năng cần thiết trong quá trình làm bài•Tìm hiểu sử dụng phần mềm protesus và arduno trong việc mô phỏng mạch điện chiếu sáng tự động

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

KHOA CÔNG NGHỆ Ô TÔ

-

 -BÀI TẬP LỚN MÔN: HỆ THỐNG ĐIỆN-ĐIỆN TỬ Ô TÔ

ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MÔ HÌNH MÔ PHỎNG HỆ THỐNG CHIẾU

MỤC LỤC

DANH MỤC HÌNH ẢNH 5

MỞ ĐẦU 7

1 Lý do lựa chọn đề tài 7

2 Mục tiêu đề tài 7

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG TRÊN Ô TÔ 8

1.1 Nhiệm vụ, yêu cầu và phân loại 8

Hệ thống chiếu sáng 8

1.1.1 Nhiệm vụ 8

1.1.2 Yêu cầu 9

1.1.3 Phân loại 12

1.2 Cấu tạo bóng đèn 13

1.2.1 Cường độ ánh sáng 13

1.2.2 Đèn giây tóc 14

1.2.3 Bóng đèn Halogen 14

1.2.4 Gương phản chiếu 16

1.2.5 Đèn hệ Châu Âu 17

1.3 Hệ thống chiếu sáng tự động 18

1.3.1 Sơ đồ mạch điều khiển đèn pha tự động 19

1.3.2 Nguyên lý làm việc của hệ thống 19

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU PHẦN MỀM VÀ LINH KIỆN SỬ DỤNG 21

2.1 Giới thiệu phần mềm sử dụng trong mô phỏng 21

2.1.1 Phần mềm Proteus 21

2.1.2 Phần mềm Arduino 24

2.1.3 Arduino 26

2.2 Các thiết bị sử dụng trong mô hình 31

2.2.1 Cảm biến ánh sáng (light sensor) 31

2.2.2 Module relay (rơ le) 32

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ, MÔ PHỎNG MÔ HÌNH HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG

TỰ ĐỘNG 38

3.1 Mô phỏng trên phần mềm Proteus 38

3.2 Lắp mạch thực tế và thực nghiệm 41

3.3 Nguyên lý hoạt động 43

KẾT LUẬN 45

TÀI LIỆU THAM KHẢO 46

PHỤ LỤC 47

DANH MỤC HÌNH Ả

Hình 1 1 Hệ thống chiếu sáng 8

Hình 1 2 Đồ thị cường độ sáng trên mặt đường 10

Hình 1 3 Bóng đèn halogen 14

Hình 1 4 Đèn Halogen 15

Hình 1 5 Nguyên lý hoạt động 16

Hình 1 6 Chóa đèn hình chữ nhật 16

Hình 1 7 Cách bố trí tim đèn 17

Hình 1 8 Đèn châu âu 17

Hình 1 9 Mô hình hệ thống chiếu sáng tự động 18

Hình 1 10 Sơ đồ mạch điều khiển đèn pha tự động 19

Y Hình 2 1 Giao diện Proteus 22

Hình 2 2 Cửa sổ làm việc của phần mềm Proteus 22

Hình 2 3 Màn hình lựa chọn linh kiện 23

Hình 2 4 Màn hình chỉnh sửa và nạp code cho linh kiện 24

Hình 2 5 Mạch mô phỏng bằng Proteus 24

Hình 2 6 Màn hình làm việc Arduino 25

Hình 2 7 Arduino 27

Hình 2 8 Sơ đồ mạch của Arduino 28

Hình 2 9 Các chân của Arduino 31

Hình 2 10 Cảm biến ánh sáng 32

Hình 2 11 Sơ đồ mạch điện của cảm biến ánh sáng 32

Hình 2 12 Module relay 5V 1 kênh 33

Hình 2 13 Sơ đồ nguyên lí của module relay 34

Hình 2 14 Ardino UNO R3 35

Hình 2 15 Jack nguồn DC 36

Hình 3 1 Chọn Arduino trong thư viện 38

Hình 3 2 Chọn cảm biến ánh sáng 38

Hình 3 3 Viết code cho arduino 39

Hình 3 4 Lưu file dữ liệu code để nhập vào arduino 39

Hình 3 5 Chọn Arduino phù hợp 40

Hình 3 6 Nhập code cho Arduino 40

Hình 3 7 Mô phỏng mạch điện 41

Hình 3 8 Mô hình mạch sau khi đã lắp hoàn thiện 42

Hình 3 9 Thực nghiêm mô hình 42

Hình 3 10 Quá trình thực hiện bản thuyết minh 43

Hình 3 11 Sơ đồ công tắc điều khiển chiếu sáng loại dương chờ 47

Hình 3 12 Sơ đồ công tắc điều khiển đèn TOYOTA HIACE 47

Hình 3 13 Điều khiển đèn sương mù 48

Hình 3 14 Mạch nâng hạ và tự động bật đèn đầu 48

Hình 3 15 Sơ đồ mạch pha cốt xe Toyota 49

MỞ ĐẦU

1.Lý do lựa chọn đề tài

Trong những năm gần đây, công nghiệp ô tô đã có những thay đổi lớn.Đặc biệt là hệ thống điện và điện tử trên ô tô đã có bước phát triển vượt bậcnhằm đáp ứng các yêu cầu: tăng công suất động cơ, giảm tiêu hao nhiên liệu,giảm độc hại của khí thải, tăng tính an toàn và tiện nghi của ô tô

Sau khi học xong học phần lý thuyết ô tô để hiểu rõ hơn về môn học, cũngnhư củng cố kiến thức nhóm bắt tay vào làm bài tập lớn môn hệ thống điện –điện tử ô tô Để hiểu rõ hơn về nguyên lý hoạt động cũng như mô phỏng lại hệ

thống chiếu sáng tự động trên ô tô Nhóm thực hiện bài tập lớn “Thiết kế mô hình mô phỏng hệ thống chiếu sáng tự động trên xe ô tô” theo sự hướng dẫn của

thầy Trịnh Đắc Phong Hi vọng qua sự nghiên cứu, tìm hiểu có thể giới thiệu đếnquý thầy cô và các bạn một tài liệu thuyết minh với những kiến thức tích lũy cơbản thực tế nhất về hệ thống này

Do thời gian, điều kiện nghiên cứu, và trình độ còn nhiều hạn chế cho nênnhóm đồ án chúng chúng em không thể tránh khỏi những thiếu sót Kính mongnhập được sự giúp đỡ, góp ý của quý thầy cô và các bạn Chúng em xin chânthành cảm ơn!

2 Mục tiêu đề tài

Trau dồi kiến thức về môn Hệ thống điện – điện tử ô tô và rèn luyện các

kỹ năng cần thiết trong quá trình làm bài

Tìm hiểu sử dụng phần mềm protesus và arduno trong việc mô phỏngmạch điện chiếu sáng tự động

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG TRÊN Ô TÔ 1.1 Nhiệm vụ, yêu cầu và phân loại

Hệ thống chiếu sáng

Hệ thống chiếu sáng, tín hiệu xe là một hệ thống rất quan trọng, có ảnhhưởng rất lớn đến quá trình làm việc của xe và sự vận hành của người lái cũngnhư sự an toàn của các đối tượng tham gia giao thông Để cho xe có thể hoạtđộng ổn định và đảm bảo an toàn thì hệ thống phải có độ tin cậy và chính xáccao Tuy nhiên hệ thống chiếu sáng, tín hiệu cổ điển chưa đáp ứng được yêu cầutrên, cũng như các yêu cầu đối với điều kiện thực tế ngày nay nên hệ thống cầnđược trang bị thêm một số linh kiện điện tử, cảm biến, đáp ứng được yêu cầu đó

Hình 1 1 Hệ thống chiếu sáng

1.1.1 Nhiệm vụ

Hệ thống chiếu sáng làm các nhiệm vụ chiếu sáng phần đường khi xechuyển động trong đêm tối, báo hiệu bằng ánh sáng Khi ô tô chạy trên đườngđược chiếu sáng tốt hoặc khi ô tô đỗ trên đường thì không cần chiếu sáng đằng

trước nữa Trong những trường hợp đó các phương tiện vận tải khác cũng phảibiết rõ xe khác đang chạy hoặc đang đỗ trên đường Vì vậy ngoài các đèn phavới 2 nấc ánh sáng thì trên ô tô còn có công suất (3-6)cd Các đèn này thườngđược bố trí ở 2 bên tai xe, đôi khi được bố trí luoon ở trong các đèn pha và đượcgọi là đèn kích thước (đèn dừng) Các đèn này còn có nhiệm vụ báo cho cácphương tiện vận tải chạy ngược chiều toạ độ xe đang chạy hay đang đỗ ở phíatrước

Thông báo hướng chuyển động của xe khi đến điểm giao nhau, muốn quayđầu xe hay xin vượt, hoặc muốn quan sát sau khi lùi xe

Đèn phanh để báo hiệu cho các xe khác là xe này đang phanh, đèn cócường độ sáng lớn và dễ nhận thấy kể cả vào ban ngày

Sử dụng đèn sương mù để có thể quan sát được phần đường khi tham giagiao thông trong điều kiện sương mù dày đặc mà đèn pha cốt không phát huyđược tác dụng và có thể gây ra sự phản xạ ánh sáng trở lại lái xe gây loá mắtngười lái

1.1.2 Yêu cầu

Đối với đèn pha để soi sáng mặt đường người người ta dùng đèn pha Cácđèn pha phải chiếu xa ít nhất là 100m khoảng cách đường phía trước xe Vậy đểchiếu sáng khoảng đường xa đó thì chùm tia sáng của đèn pha phải có cường độchiếu sáng khác đều phải có choá phản chiếu để hướng chùm tia sáng vào nhữngkhoảng mặt đường cần thiết nhất

Với công suất của đèn (50-60) W Khi tính toán hệ thống quang học củađèn đúng và chất lượng chế tạo đèn tốt có thể đảm bảo chiếu xa (200-300)m.Yêu cầu đối với đèn chiếu sáng phía trước Khi bật công tắc đèn chiếu gần thìcác đèn chiếu xa phải tắt Ngược lại, khi sử dụng đèn chiếu xa thì đèn phải thểhiện báo hiệu có làm việc

Hình 1 2 Đồ thị cường độ sáng trên mặt đường

Cường độ ánh sáng là năng lượng để phát xạ ánh sáng ở một khoảng cáchnhất định Năng lượng ánh sáng có liên quan đến nguồn sáng và cường độ ánhsáng được đo bằng đơn vị cd

Tổng các hạt ánh sáng rơi trên bề mặt được gọi là độ chiếu sáng, cường độcủa ánh sáng được đo bằng đơn vị lux Một bề mặt chiếu sáng có cường độ 1 luxkhi 1 bóng đèn có cường độ 1cd đặt cách 1m từ màn chắn thẳng đứng Khi giatăng khoảng cách chiếu sáng cũng giảm theo Cường độ chiếu sáng tỷ lệ nghịchvới bình phương khoảng cách từ nguồn sáng Điều này có nghĩa là khi khoảngcách chiếu sáng tăng gấp đôi khi cường độ ánh sáng trên bề mặt ánh giáng sẽgiảm bằng ¼ cườgn độ ánh sáng ban đầu Vì vậy, nếu cần 1 ánh sáng có cường

độ lớn nhất như lúc ban đầu thì năng lượng cung cấp cho đèn tăng 4 lần

Khoảng chiếu sáng xa từ 180-250m

Khoảng chiếu sáng gần từ 50-75m

Công suất tiêu thụ mỗi bóng đèn

Ở chế độ chiếu xa là 45-75W

Ở chế độ chiếu gần 35-40W

Tuy vậy nếu đèn quá sáng sẽ làm loá mắt lái xe chạy ngược chiều, làm cho

họ mất định hướng và có thể gây tai nạn Do đó các đèn pha trên ô tô phải thoảmãn 2 yêu cầu:

Có cường độ chiếu sáng lớn

Không làm loá mắt người và phương tiện vận tải chạy ngược chiều

Đối với đèn xi nhan khi muốn báo hiệu các phương tiện tham gia giaothông và người tham gia giao thông khác biết hướng di chuyển của mình khi đếnđiểm giao cắt hoặc khi muốn quay đầu xe thì phải thông báo bằng các tín hiệubằng đèn xi nhan Tín hiệu phải rõ ràng thông báo cho tất cả phía trước và phíasau biết được

Ở đèn sương mù cần phải giải quyết được vấn đề là không gây phản chiếulại lái xe và gây loá đối với lái xe đi ngược chiều, khoảng sáng phải trên 25mmới phát huy tác dụng Quầng sáng cũng đuoejc trải rộng 2 lề đường giúp lái xetránh các ổ gà

Các đèn sau đây phải được lắp thành cặp: Đèn chiếu sáng phía trước, đènbáo rẽ, đèn vị trí, đèn phanh (có ít nhất 2 đèn phanh lắp thành cặp) Các đèn tạothành cặp phải thoả mãn các yêu cầu sau: cùng màu, có đặc tính quang học nhưnhau, được lắp đối xứng qua mặt phẳng trung tuyến dọc xe

Yêu cầu đối với đèn phanh phải bật sáng khi người lái tác động vào hệthống phanh chính, trong trường hợp dùng kết hợp với đèn hậu thì đèn phanhphải có cường độ sáng hơn so với đèn hậu

Yêu cầu đối với đèn lùi: đèn lùi phải bật sáng khi cần số ở vị trí số lùi vàcông tắt khởi động động cơ đang ở vị trí mà động cơ có thể hoạt động được Đèn

lùi phải tắt khi một trong 2 điều kiện trên không thoả mãn Và đủ độ sáng để tài

xế có thể quan sát được phía sau

 Đèn kích thước trước và sau xe (side & rear lamps)

Đèn pha cốt (head lamps – main driving lamps): Dùng để chiếu sáng

không gian phía trước xe giúp lái xe có thế nhìn thấy trong đem, tối hay trongđiều kiện tầm nhìn hạn chế

Đèn sương mù (fog lamps): Trong điều kiện sương mù, nếu sử dụng đèn

pha chính có thể tao ra vùng ánh sáng chới phía trước gây trở ngại cho các xe dốidiện và người đi đường Nếu sử dụng đèn sương mù sẽ giảm được tình trạng này.Dòng cung cấp cho đèn sương mù thường được lấy say relay đèn kích thước

Đèn sương mù phía sau (rear fog guard): Đèn này thường dùng để báo

hiệu cho các xe phía sau nhận biết tròn điều kiện tầm nhìn hạn chế Dòng cungcấp cho đèn này được lấy sau đèn cốt (dipped beam) Một đèn báo được gắn vàotaplo để báo hiệu cho lái xe khi đèn sương mù phía sau hoạt động

Đèn lái phụ trợ (auxiliary driving lamps): Đèn này được nối với nhánh

đèn pha chính, dùng để tăng cường độ chiếu sáng khi bật đèn pha Nhưng khi có

xe đối diện đến gần, đèn này phải được tắt thông qua một công tắc riêng để tránhgây lóa mắt lái xe xe chạy ngược chiều

Đèn nhảy pha (headlamps flash switch): Công tắc đèn nhảy pha được sử

dụng vào ban ngày để ra hiệu cho các xe khác mà không phải sử dụng đến côngtắc đèn chính

Đèn lùi (reversing lamps): Đèn này được chiếu sáng khi xe cài số lùi

nhằm báo hiệu cho xe khác và người đi đường

Đèn phanh (brake lights): Dùng để báo cho lái xe xê sau biết để giữ

khoảng cách an toàn khi đạp phanh

Đèn báo trên taplo: Dùng để hiển thị các thông số, tình trạng hoạt động

của các hệ thống, bộ phận trên xe và báo lỗi hay báo nguy khi các hệ thống trên

xe hoạt động không bình thường

Đèn báo đứt bóng (lamp failure indicator): Trên một số xe ngươi ta hay

lắp mạch báo cho lái xe biết khi có một bóng đèn phía đuôi bị đứt hay sụt áp trênmạch điện làm đèn mờ đèn báo này được đặt trên taplo và sáng lên khi có sự cố

1.2.1 Cường độ ánh sáng

Cường độ ánh sáng là năng lượng để phát xạ ánh sáng ở một khoảng cáchnhất định Năng lượng ánh sáng có liên quan đến nguồn sáng và cường độ ánhsáng được đo bằng đơn vị c.d (candelas)

Trước kia, đơn vị c.p (candle power) cũng được áp dụng:

1 c.d = 1 c.p

Cường độ chiếu sáng tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách từ nguồnsáng Điêu này có nghĩa là khi khoảng cách chiếu sáng tăng gấp đôi thì cường độ

chiếu sáng trên bề mặt mà ánh sáng phát ra sẽ giảm xuống bằng ¼ cường độ ánhsáng ban đầu

1.2.2 Đèn giây tóc

Vỏ đèn làm bằng thủy tinh, bên trong chứa 1 dây điện trở làm bằngvolfram Bên trong bóng đèn là môi trường chân không với mục đích loại bỏkhông khí để tránh oxy hóa và làm bốc hơi dây tóc ( oxy trong không khí tácdụng với volfram ở nhiệt độ cao gây ra hiện tượng đen bóng đèn và sau một thờigian rất ngắn, dây tóc sẽ bị đứt)

Khi hoạt động ở một điện áp định mức, nhiệt độ giây tóc lên đến 2.3000C

và tạo ra ánh sáng trắng

1.2.3 Bóng đèn Halogen

Hình 1 3 Bóng đèn halogen

Suốt quá trình hoạt động của bóng đèn thường, sự bay hơi của dây tóctungsten là nguyên nhân làm vỏ thủy tinh bị đen làm giảm cường độ chiếu sáng.Mặc dù có thể giảm được quá trình này bằng cách đặt dây tóc trong một bóngthủy tinh có thể tích lớn hơn Nhưng cường độ ánh sáng của bóng đèn này bịgiảm nhiều sau một thời gian sử dụng.

Vấn đề trên đã được khắc phục với sự ra đời của bóng đèn Halogen, bóngHalogen có công suất và tuổi thọ cao hơn bóng đèn thường Đây là loại đèn thếhệ

mới có nhiều ưu điểm với thế hệ cũ như: Đèn Halogen chứa khí halogennhư iode hoặc brom

Hình 1 4 Đèn Halogen

Các chất khí này tạo ra một quá trình hóa học khép kín: lode kết hợp vớivonfram bay hơi ở dạng khí thành iodur vonfram, hỗn hợp khí này không bámvào vỏ thủy tinh như bóng đèn thường mà thay vào đó sự chuyển động đối lươ sẽmang hỗn hợp này trở về vùng khí nhiệt độ cao xung quanh tim đèn (ở nhiệt độcao trên 1450oC) thì nó sẽ tách thành 2 chất : vonfram bám trở lại tim đèn và cácphần tử khí halogen được giải phóng trở về dạng khí Qúa trình tái tạo này khôngchỉ ngăn chặn sự đổi màu bóng đèn mà còn giữ cho tim đèn luôn hoạt động ởđiều kiện tốt trong một thời gian dài

Bóng đèn halogen phải được chế tạo để hoạt động ở nhiệt độ cao hơn

2500oC Ở nhiệt độ này khí halogen mới bốc hơi Người ta sử dụng phần lớnthủy tinh thạch anh để làm bóng vì loại vật liệu này chịu được nhiệt độ và áp suấtrất cao (khoảng 5 đến 7 bar) cao hơn thủy tinh bình thường làm cho dây tóc đènsáng hơn và tuổi thọ cao hơn bóng đèn thường

Thêm vào đó, một ưu điểm của bóng halogen là chỉ cần một tim đèn nhỏhơn so với bóng thường Điều này cho phép điều chỉnh tiêu điểm chính xác hơn

so với bóng thường Điều này cho phép điều chỉnh tiêu điểm chính xác hơn sovới bóng bình thường

Hình 1 5 Nguyên lý hoạt động

1.2.4 Gương phản chiếu

Chức năng của gương phản chiếu là định hướng lại các tia sáng Mộtgương phản chiếu tốt sẽ tạo ra sự phản xạ, đưa tia sáng đi rất xa từ phía đầu xe

Bình thường, gương phản chiếu có hình dạng parabol

Đa số các loại xe đời mới thường sử dụng chóa đèn này bố trí gương phảnchiếu theo phương ngang có tác dụng tăng vùng sáng theo chiều rộng và giảmvùng sáng phía trên gây lóa mắt người đi xe ngược chiều

Hình 1 6 Chóa đèn hình chữ nhật

Hình 1 7 Cách bố trí tim đèn

1.2.5 Đèn hệ Châu Âu

Hình 1 8 Đèn châu âu

Dây tóc ánh sáng gần (đèn cốt) gồm có dạng thẳng được bố trí phía trước

bố trí phía trước tiêu cự, hơi cao hơn trục quang học và song song trục quang học

và song song trục quang học, bên dưới có miếng phản chiếu nhỏ ngăn không cho

chùm ánh sáng phản chiếu làm lóa mắt người đi xe ngược chiều Dây tóc ánhsáng gần có công suất nhỏ hơn dây tóc ánh sáng xa khoảng 30-40% Hiện naymiếng phản chiếu nhỏ bị cát phần bên trái một góc 15o, nên phía phải của đườngđược chiếu sáng rộng và xa hơn phía trái

Hình dạng đèn thuộc hệ Châu Âu thường có hình tròn, hình chữ nhật hoặchình có 4 cạnh Các đèn này thường có in số “2” trên kính Đặt trưng của đènkiểu châu âu là có thể thay đổi được loại bóng đèn và thay đổi cả các loại thấukính khác nhau phù hợp với đường viền ngoài của xe

Đối với hệ này thì hai dây tóc ánh sáng xa và gần có hình dạng giống nhau

và bố trí ngay trên tiêu cự của chóa, dây tóc ánh sáng xa được đặt tại tiêu điểmcủa chóa, dây tóc ánh sáng gần nằm lệch phía trên mặt phẳng trục quang học đểcường độ chùm tia sáng phản chiếu xuống dưới mạnh hơn Đèn kiểu Châu Mỹdạng hình tròn kiểu bịt kín

Hiện nay hệ Châu Mỹ còn sử dụng hệ chiếu sáng 4 đèn pha, hai đèn phíatrong (chiếu xa) lắp bóng đèn một dây tóc công suất 37,5W ở vị trí tiêu cự chóa,hai đèn phía ngoài lắp bóng đèn hai dây tóc, dây tóc chiếu sáng xa có công suất35,7W nằm tại tiêu cự của chóa, dây tóc chiếu sáng gần 50W lắp ngoài tiêu cựcủa chóa Như vậy khi bật ánh sáng xa thì 4 đèn sáng với công suất 150W, khichiếu gần thì công suất là 100W

1.3 Hệ thống chiếu sáng tự động

Hình 1 9 Mô hình hệ thống chiếu sáng tự động

1.3.1 Sơ đồ mạch điều khiển đèn pha tự động

Hình 1 10 Sơ đồ mạch điều khiển đèn pha tự động

Chức năng:

Điều khiển đèn pha

Điều khiển bật tắt đèn tự động

1.3.2 Nguyên lý làm việc của hệ thống

Khi công tắc điều khiển đèn ở vị trí AUTO, cảm biến điều khiển đèn tự độngphát hiện mức độ ánh sáng môi trường và phát tín hiệu nó đến ECU thân xe chính.ECU thân xe chính điều khiển đèn cốt Bằng chức năng đó, khi lái xe vào ban đêm,khi đi vào đường hầm v.v., đèn cốt tự động sáng lên

Chức năng điều khiển đèn pha để chiếu sáng xa hơn so với bình thường.Khi một trong các điều kiện sau đây thỏa mãn đèn pha sáng:

Công tắc pha cốt ở vị trí HIGH và công tắc điều khiển đèn ở vị trí HEAD

Công tắc pha cốt ở vị trí HIGH, công tắc điều khiển đèn ở vị trí AUTO vàđèn cốt sáng

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU PHẦN MỀM VÀ LINH KIỆN SỬ DỤNG 2.1 Giới thiệu phần mềm sử dụng trong mô phỏng

2.1.1 Phần mềm Proteus

Proteus là phần mềm cho phép mô phỏng hoạt động của mạch điện tử bao

gồm phần thiết kế mạch và viết chương trình điều khiển cho các họ vi điều khiểnnhư 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 dụng, đặc biệt hỗ trợ cho cảcác MCU như PIC, 8051, AVR, Motorola

Phần mềm bao gồm 2 chương trình: ISIS cho phép mô phỏng mạch vàARES dùng để vẽ mạch in Proteus là công cụ mô phỏng cho các loại Vi ĐiềuKhiển khá tốt, nó hỗ trợ các dòng VĐK PIC, 8051, PIC, dsPIC, AVR, HC11,MSP430, ARM7/LPC2000 các giao tiếp I2C, SPI, CAN, USB, Ethenet, ngoài ra còn mô phỏng các mạch số, mạch tương tự một cách hiệu quả Proteus

là bộ công cụ chuyên về mô phỏng mạch điện tử

ISIS đã được nghiên cứu và phát triển trong hơn 12 năm và có hơn 12000người dùng trên khắp thế giới Sức mạnh của nó là có thể mô phỏng hoạt độngcủa các hệ vi điều khiển mà không cần thêm phần mềm phụ trợ nào Sau đó,phần mềm ISIS có thể xuất file sang ARES hoặc các phần mềm vẽ mạch in khác

Trong lĩnh vực giáo dục, ISIS có ưu điểm là hình ảnh mạch điện đẹp, chophép ta tùy chọn đường nét, màu sắc mạch điện, cũng như thiết kế theo các mạchmẫu (templates)

Những khả năng khác của ISIS là:

• Tự động sắp xếp đường mạch và vẽ điểm giao đường mạch

• Chọn đối tượng và thiết lập thông số cho đối tượng dễ dàng

• Xuất file thống kê linh kiện cho mạch

• Xuất ra file Netlist tương thích với các chương trình làm mạch in thông dụng

• Đối với người thiết kế mạch chuyên nghiệp, ISIS tích hợp nhiều công cụ giúpcho việc quản lý mạch điện lớn, mạch điện có thể lên đến hàng ngàn linh kiện

• Thiết kế theo cấu trúc (hierachical design)

• Khả năng tự động đánh số linh kiện

Hình 2 1 Giao diện Proteus

 Thanh menu

 Thanh lựa chọn chế độ làm việc

 Vùng hiển thị project thao tác gần nhất

Hình 2 2 Cửa sổ làm việc của phần mềm Proteus

Tại cửa sổ thiết kế sơ đồ nguyên lý ISIS, ta thực hiện thiết kế sơ đồ mạchđiện bằng việc lựa chọn các linh kiện phù hợp với yêu cầu Trên cửa sổ làm việcbao gồm:

 Vùng chứa linh kiện

 Thanh chọn công cụ

 Vùng vẽ nguyên lý và mô phỏng

 Thanh điều khiển mô phỏng

Hình 2 3 Màn hình lựa chọn linh kiện

Tại thư viện linh kiện ta có thể lựa chọn các linh kiện phù hợp với yêu cầucủa mạch và với ý tưởng ta định làm.

Để tìm linh kiện 1 cách dễ dàng hiệu quả ta sẽ thực hiện tìm linh kiện ởcông cụ tìm kiếm ta chỉ cần đánh tên linh kiện cần tìm là thư viện sẽ lọc và chọn

ra linh kiện ta cần

Nếu trong thư viện không có linh kiện ta cần thì ta phải thêm hoặc tạo linhkiện mà ta cần để sử dụng

Hình 2 4 Màn hình chỉnh sửa và nạp code cho linh kiện

Sau khi lựa chọn và thực hiện thay đổi dữ liệu, nạp code cho linh kiện ta

có thể bắt đầu thực hiện quá trình thiết kế sơ đồ mạch điện và mô phỏng chạythử để xem mạch có hoạt động được hay không qua đó đánh giá và áp dụng vàothực tế sử dụng

Hình 2 5 Mạch mô phỏng bằng Proteus

2.1.2 Phần mềm Arduino

Arduino là một nền tảng nguyên mẫu (mã nguồn mở) dựa trên nền phầnmềm và phần cứng dễ sử dụng Nó bao gồm một bo mạch - thứ mà có thể đượclập trình (đang đề cập đến vi điều khiển) và một phần mềm hỗ trợ gọi là ArduinoIDE (Môi trường phát triển tích hợp cho Arduino), được sử dụng để viết và nạp

từ mã máy tính sang bo mạch vật lý

Những tính năng chính như:

Các bo mạch Arduino có khả năng đọc các tín hiệu tương tự (analog) hoặctín hiệu số (digital) làm đầu vào từ các cảm biến khác nhau và chuyển nó thànhđầu ra như kích hoạt mô-tơ quay, bật / tắt đèn LED, kế nối mạng Internet hoặcnhiều hoạt động khác nữa

Bạn có thể điều khiển các chức năng của bo mạch của mình bằng cách nạpcác tập lệnh đến vi điều khiển trên bo mạch Thông qua phần mềm hỗ trợ làArduino IDE

Không giống như bo mạch có khả năng lập trình trước kia, Arduino chỉcần bạn sử dụng cáp USB để nạp mã vào trong bo mạch

Hơn nữa, phần mềm Arduino IDE sử dụng phiên bản giản thể của C++,làm việc học lập trình nó trở nên dễ dàng hơn rất nhiều.

Dưới đây là danh sách một số board mạch Arduino khác nhau hiện có trênthị trường:

 Arduino Uno R3

 Arduino Uno R3 SMD

 Red Board