Nghiên cứu hệ thống chiếu sáng tín hiệu trên ô tô thiết kế chế tạo mô hình hệ thống chiếu sáng điều khiển bằng điện tử

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG TÍN HIỆU TRÊN Ô TÔ THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÔ HÌNH HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG ĐIỀU KHIỂN BẰNG ĐIỆN TỬ NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ 30 08 2021 GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN Th S NGUYỄN VĂN BẢN Sinh viên thực hiện MSSV Lớp 1 Phạm Lê Công Lực 1711250363 17DOTC2 2 Nguyễn Ngọc Tài 1711251758 17DOTC2 3 Vưu Vĩnh Khang 1711190401 17DOTC2 TP Hồ Chí Minh, tháng 09 năm 2021 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NG.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG TÍN HIỆU TRÊN Ô

TÔ THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÔ HÌNH HỆ THỐNG CHIẾU

SÁNG ĐIỀU KHIỂN BẰNG ĐIỆN TỬ

NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ

30.08.2021

GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: Th.S NGUYỄN VĂN BẢN

TP Hồ Chí Minh, tháng 09 năm 2021

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG TÍN HIỆU TRÊN Ô

TÔ THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÔ HÌNH HỆ THỐNG CHIẾU

SÁNG ĐIỀU KHIỂN BẰNG ĐIỆN TỬ

NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ

GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: Th.S NGUYỄN VĂN BẢN

TP Hồ Chí Minh, tháng 09 năm 2021

LỜI CẢM ƠN

Trong suốt quá trình học tại trường Đại Học Công Nghệ TP Hồ Chí Minh và thực hiện đề tài, tuy nhóm làm đề tài đã gặp không ít khó khăn nhưng nhà trường đã tạo điều kiện học tập tốt nhất và nhận được sự chân thành từ quý thầy cô, bạn bè và gia đình nên

đề tài của chúng em đã đạt được mục tiêu đề ra

Lời đầu tiên chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy, cô trong ngành Công nghệ Kỹ thuật Ô tô - Viện Kỹ Thuật Hutech đã quan tâm giúp đỡ, đóng góp ý kiến cho em trong suốt thời gian học tại trường

Đặt biệt em xin bày tỏ sự kính trọng biết ơn chân thành sâu sắc tới thầy Th.S Nguyễn Văn Bản đã trực tiếp hướng dẫn, tận tình giúp đỡ, định hướng cho em trong suốt quá trình hoàn thành đồ án này

Bên cạnh đó còn có gia đình, bạn bè đã giúp đỡ và hỗ trợ nhóm trong suốt quá trình thực hiện đề tài giúp chúng em luôn luôn phấn đấu hoàn thành đồ án đúng thời hạn được giao

Kính chúc quý thầy cô, gia đình và bạn bè sức khỏe, hạnh phúc và thành đạt

Em xin chân thành cảm ơn!

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT vii

DANH MỤC CÁC BẢNG viii

DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ ix

DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ x

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH xi

LỜI MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 2

1 Tính cấp thiết của đề tài 2

1.1 Đặt vấn đề 2

1.2 Tầm quan trọng của đề tài 5

1.3 Ý nghĩa đề tài 5

1.4 Lý do chọn đề tài 5

2 Tình hình nghiên cứu 6

3 Mục tiêu nghiên cứu 6

4 Các kết quả hướng tới của đề tài 6

5 Nhiệm vụ đề tài 7

6 Phương pháp nghiên cứu 7

7 Kết cấu đồ án tốt nghiệp 7

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN GIẢI PHÁP 9

2.1 Thực trạng vấn đề 9

2.2 Các giải pháp hiện có trên thị trường 11

2.2.1 Đèn pha thông minh sử dụng công nghệ AFS 11

2.2.2 Công nghệ đèn pha thông minh Digital Light 12

2.2.3 Công nghệ đèn pha ma trận Audi Led 13

2.2.4 Đèn pha sử dụng công nghệ Laser 14

2.3 Giải pháp 15

2.3.1 Đề xuất giải pháp thiết kế, chế tạo hệ thống chiếu sáng hiện đại 15

2.3.2 Đề xuất giải pháp thiết kế, chế tạo hệ thống đèn liếc ngang, liếc dọc 15

2.3.3 Đề xuất giải pháp chính của nhóm 16

2.4 Sơ đồ và hoạt động của một số loại mạch điện hệ thống chiếu sáng ô tô 19

2.4.1 Hệ thống đèn đầu 19

2.4.1.1 Loại không sử dụng relay 19

2.4.1.2 Loại sử dụng relay 20

2.4.2 Hệ thống đèn hậu 22

2.4.3 Hệ thống đèn sương mù 23

2.4.3.1 Đèn sương mù phía trước 23

2.4.3.2 Đèn sương mù phía sau 23

2.4.4 Hệ thống tín hiệu 24

2.4.4.1 Hệ thống đèn xi nhan có công tắc hazard rời 24

2.4.4.2 Hệ thống đèn xi nhan có công tắc hazard tổ hợp 25

2.4.4.3 Hệ thống đèn xi nhan điều khiển tích hợp 26

CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT 28

3.1 Ý tưởng chế tạo hệ thống liếc ngang, liếc dọc 28

3.2 Ý tưởng hệ thống đèn chiếu sáng góc cua tĩnh 29

3.3 Ý tưởng hệ thống đèn chiếu sáng góc cua động 30

3.4 Ý tưởng hệ thống tự động chuyển pha - cốt 32

3.5 Ý tưởng tự động bật/tắt hệ thống đèn chiếu sáng 33

3.6 Ý tưởng tự động bật/tắt hệ thống đèn sương mù theo thời tiết 34

3.7 Phương pháp giải quyết cuối cùng của nhóm 35

CHƯƠNG 4: QUY TRÌNH THIẾT KẾ 36

4.1 Thiết kế, mô phỏng mô hình tổng thể hệ thống 36

4.1.1 Mô phỏng các cụm chi tiết 36

4.1.2 Phương án bố trí mô hình 40

4.2 Mô hình tổng thể của hệ thống 43

4.2.1 Sơ đồ điện toàn hệ thống 43

4.2.1.1 Khối cảm biến 45

4.2.1.2 Khối xử lý trung tâm 45

4.2.1.3 Khối chấp hành 46

4.2.1.4 Tính toán thiết kế hệ thống tự động bật/tắt đèn đầu khi trời tối hoặc vào hầm 46

4.2.1.4.1 Cảm biến ánh sáng 46

4.2.1.4.2 Nguyên lý hoạt động mạch cảm biến ánh sáng: 48

4.2.1.4.3 Bộ điều khiển 49

4.2.1.4.4 Bộ chấp hành 50

4.2.1.4.5 Nguyên lý hoạt động của hệ thống 51

4.2.1.5 Tính toán và thiết kế hệ thống tự động chuyển đổi pha cốt 51

4.2.1.5.1 Cảm biến ánh sáng 51

4.2.1.5.2 Bộ điều khiển 52

4.2.1.5.3 Bộ chấp hành 52

4.2.1.5.4 Nguyên lý hoạt động của hệ thống tự động chuyển đổi pha sang cốt 52

4.2.1.5.5 Sơ đồ giải thuật của hệ thống tự động chuyển pha – cốt 53

4.2.1.6 Thiết kế hệ thống trợ sáng khi trời mưa 54

4.2.1.6.1 Cảm biến mưa 54

4.2.1.6.2 Bộ Điều khiển 55

4.2.1.6.3 Bộ chấp hành 55

4.2.1.6.4 Nguyên lý hoạt động của hệ thống sương mù 56

4.2.1.6.5 Sơ đồ giải thuật 57

4.2.1.7 Hệ thống chiếu sáng tích hợp quay ngang 57

4.2.1.7.1 Cảm biến góc lái (Rotary encoder) 58

4.2.1.7.2 Bộ điều khiển 58

4.2.1.7.3 Bộ chấp hành 59

4.2.1.7.4 Nguyên lý lập trình 60

4.2.1.7.5 Sơ đồ mô phỏng mạch điện hệ thống liếc ngang 61

4.2.1.7.6 Sơ đồ giải thuật 62

4.2.1.8 Hệ thống chiếu sáng tích hợp quay dọc 64

4.2.1.8.1 Giả lập tốc độ 64

4.2.1.8.2 Bộ điều khiển 65

4.2.1.8.3 Bộ chấp hành 65

4.2.1.8.4 Sơ đồ mô phỏng mạch điện chiếu sáng liếc dọc 65

4.2.1.8.5 Sơ đồ giải thuật và hoạt động của hệ thống 66

CHƯƠNG 5: THI CÔNG LẮP RÁP MÔ HÌNH 69

5.1 Xác định chân của các linh kiện 69

5.2 Các bước thi công 70

5.2.1 Thi công các chi tiết đèn đầu 70

5.2.2 Hoán cải các linh kiện theo yêu cầu thi công 74

5.2.3 Thi công, lắp ráp cụm vô lăng và công tắc chiếu sáng 78

5.2.4 Thi công và lắp ráp hệ thống liếc ngang 80

5.2.5 Thi công và lắp hệ thống liếc dọc 81

5.2.6 Thi công và lắp các tín hiệu thông minh còn lại 84

5.2.7 Đặt linh kiện trên mô hình tổng thể 86

5.3 Chạy thử nghiệm toàn bộ chức năng mô hình 87

CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ 90

6.1 Kết luận 90

6.2 Đánh giá kết quả 91

6.3 Thuận lợi và khó khăn 92

6.4 Hướng phát triển của đề tài 93

TÀI LIỆU THAM KHẢO 94

PHỤ LỤC 99

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

NĐ-CP: Nghị định-Chính phủ

TNGT: Tai nạn giao thông

LCS: Light Control Switch

AFS: Adaptive Front Light System

CNC: Computer Numerical Control

DC: Dòng điện một chiều

DT: Đèn trái

DP: Đèn phải

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 4.1: Thông số cơ bản của mạch Arduino UNO R3 50

DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ

Biểu đồ 2.1: Tỉ lệ tai nạn giữa ngày và đêm 9 Biểu đồ 2.2: Thời gian xảy ra các vụ TNGT 10 Biểu đồ 2.3: Phương tiện gây TNGT 10

DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ

Sơ đồ 2.1: Sơ đồ khối hệ thống chiếu sáng hiện đại 15

Sơ đồ 2.2: Sơ đồ khối hệ thống đèn liếc ngang, liếc dọc 16

Sơ đồ 2.3: Hệ thống chiếu sáng thông minh 16

Sơ đồ 4.1: Sơ đồ điện toàn hệ thống 43

Sơ đồ 4.2: Sơ đồ khối hệ thống chiếu sáng thông minh tín hiệu 44

Sơ đồ 4.3: Sơ đồ khối tự động bật/tắt của hệ thống đèn đầu khi trời tối 46

Sơ đồ 4.4: Sơ đồ mạch điện Module cảm biến ánh sáng quang trở [31] 48

Sơ đồ 4.5: Vị trí gắn của Module cảm biến tự động bật đèn 51

Sơ đồ 4.6: Sơ đồ khối hệ thống tự động chuyển pha - cốt 51

Sơ đồ 4.7: Sơ đồ nguyên lý của hệ thống chuyển pha - cốt 53

Sơ đồ 4.8: Sơ đồ nguyên lí hệ thống chuyển pha - cốt 53

Sơ đồ 4.9: Sơ đồ khối bật/tắt đèn sương mù khi mưa, sương 54

Sơ đồ 4.10: Sơ đồ nguyên lý hoạt động của hệ thống sương mù 56

Sơ đồ 4.11: Sơ đồ giải thuật 57

Sơ đồ 4.12: Sơ đồ khối chức năng liếc ngang 58

Sơ đồ 4.13: Sơ đồ điều khiển xung động cơ RC servo [34] 60

Sơ đồ 4.14: Sơ đồ mô phỏng mạch điện liếc ngang 61

Sơ đồ 4.15: Sơ đồ giải thuật xoay ngang 62

Sơ đồ 4.16: Hệ thống chiếu sáng tích hợp quay dọc 64

Sơ đồ 4.17: Sơ đồ hệ thống chiếu sáng tích hợp quay dọc 65

Sơ đồ 4.18: Sơ đồ giải thuật xoay dọc 67

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH

Hình 1.1: Không bật đèn vào ban đêm bị phạt theo quy định [15] 3

Hình 1.2: Bật đèn pha vào ban đêm gây chói mắt xe đối diện [18] 3

Hình 1.3: Bật đèn sương mù vào thời tiết sương mù, tầm nhìn bị hạn chế [19] 4

Hình 1.4: Hiện tượng thiếu ánh sáng khi xe vào cua, khó quan sát được vật cản phía trước xe [17] 4

Hình 2.1: Đèn pha thông minh sử dụng công nghệ AFS [24] 11

Hình 2.2: Công nghệ Digital Light trên xe Mercedes [13] 12

Hình 2.3: Công nghệ Digital Light chiếu vạch kẻ đường dành cho người đi bộ [13] 13

Hình 2.4: Hệ thống đèn pha ma trận (phải) trên mẫu xe Audi [25] 13

Hình 2.5: Đèn pha sử dụng công nghệ Laser trên BMW [44] 14

Hình 2.6: Hệ thống đèn đầu không có relay điều khiển chế độ pha và cốt 19

Hình 2.7: Sơ đồ công tắc điều khiển đèn đầu loại dương chờ 20

Hình 2.8: Sơ đồ công tắc điều khiển đèn loại âm chờ 21

Hình 2.9: Hệ thống đèn hậu loại không sử dụng relay (bên trái) và sử dụng relay (bên phải) 22

Hình 2.10: Hoạt động của hệ thống đèn sương mù trước 23

Hình 2.11: Hoạt động của hệ thống sương mù sau 24

Hình 2.12: Mạch điện hệ thống đèn xi nhan có công tắc hazard rời 25

Hình 2.13: Mạch điện hệ thống đèn xi nhan có công tắc hazard tổ hợp 26

Hình 2.14: Mạch điện hệ thống đèn xi nhan điều khiển bằng bộ tích hợp 27

Hình 3.1: Tính năng liếc ngang 28

Hình 3.2: Tính năng liếc dọc 28

Hình 3.3: Các chế độ hoạt động của đèn chiếu sáng góc cua tĩnh [9] 29

Hình 3.4: Sự khác biệt của xe có trang bị đèn liếc động [34] 30

Hình 3.5: Cấu tạo hệ thống đèn liếc động [9] 31

Hình 3.6: Các module cơ cấu đèn liếc động lắp thêm [9] 31

Hình 3.7: Bật chế độ đèn pha có thể gây chóa mắt cho tài xế đi ngược chiều [10] 33

Hình 3.8: Bố trí cảm biến ánh sáng trên xe [22] 33

Hình 3.9: Trong điều kiện sương mù, tầm nhìn của tài xế bị hạn chế [12] 34

Hình 4.1: Mô hình mô phỏng của hệ thống 36

Hình 4.2: Mô phỏng cụm đèn đầu 36

Hình 4.3: Mô phỏng cụm servo 37

Hình 4.4: Mô phỏng cụm công tắc điều khiển 37

Hình 4.5: Mô phỏng cụm vô lăng 38

Hình 4.6: Mô phỏng bàn đặt mô hình 38

Hình 4.7: Mô phỏng chi tiết đèn 39

Hình 4.8: Bản vẽ mô phỏng tổng mô hình 39

Hình 4.9: Phương án thiết kế bảng đứng 40

Hình 4.10: Phương án thiết kế bảng nghiêng 41

Hình 4.11: Phương án thiết kế bảng nằm ngang 42

Hình 4.12: Quang trở (LDR) ([16]; trang 1) 47

Hình 4.13: Module 1 relay kích mức thấp 5V DC 48

Hình 4.14: Mạch giảm áp LM2596 49

Hình 4.15: Arduino Uno R3 [40] 49

Hình 4.16: Module 1 relay kích mức thấp 5V DC 50

Hình 4.17: Cảm biến chuyển pha - cốt [39] 52

Hình 4.18: Module cảm biến mưa 55

Hình 4.19: Arduino Uno R3 [40] 55

Hình 4.20: Rotary encoder [41] 58

Hình 4.21: RC servo SG90 [42] 59

Hình 4.22: Rotary Encorder Clockwise 61

Hình 4.23: Rotary encoder được gắn với vô lăng 63

Hình 4.24: Module cảm biến hồng ngoại [43] 65

Hình 4.25: Cơ cấu quay dọc Solidwork 66

Hình 5.1: Đèn cốt - pha đèn đầu 70

Hình 5.2: Đèn xi nhan đèn đầu 71

Hình 5.3: Đèn chiếu gần được trang bị đèn Led 71

Hình 5.4: Cụm vô lăng và công tắc điều khiển trên mô hình 72

Hình 5.5: Relay 72

Hình 5.6: Cục nháy xi nhan 73

Hình 5.7: Khoá điện 73

Hình 5.8: Các chế độ xoay trên công tắc đèn 73

Hình 5.9: Hộp cầu chì 74

Hình 5.10: Các linh kiện khác 74

Hình 5.11: Đặt vật liệu và cắt trên bìa Fomex 75

Hình 5.12: Gắn kết cụm đèn 75

Hình 5.13: Nâng cấp đèn cốt pha bằng Led 76

Hình 5.14: Cụm cơ cấu xoay dùng keo tản nhiệt và nhôm tản nhiệt 76

Hình 5.15: Nâng cấp đèn xi nhan bằng Led 77

Hình 5.16: Nâng cấp đèn tail bằng Led 77

Hình 5.17: Nâng cấp đèn sương mù bằng Led 78

Hình 5.18: Cụm đèn đầu của mô hình hệ thống 78

Hình 5.19: Xác định chân công tắc điều khiển 79

Hình 5.20: Cụm công tắc vô lăng 79

Hình 5.21: Chuẩn bị linh kiện 80

Hình 5.22: Tiến hành đi dây 80

Hình 5.23: Tiến hành nạp code 81

Hình 5.24: Tính toán và thiết kế bánh răng tín hiệu 81

Hình 5.25: Lắp motor và cảm biến hồng ngoại 82

Hình 5.26: Bộ giả lập tốc độ 82

Hình 5.27: Hàn chân linh kiện 82

Hình 5.28: Kết nối bộ điều khiển với LCD 83

Hình 5.29: Nạp code 83

Hình 5.30: Mô hình tổng thể chế độ liếc dọc của hệ thống 84

Hình 5.31: Chuẩn bị các linh kiện 84

Hình 5.32: Hệ thống bật/tắt đèn đầu 85

Hình 5.33: Hệ thống tự chuyển đổi pha - cốt 85

Hình 5.34: Hệ thống bật/tắt đèn sương mù 86

Hình 5.35: Lắp đặt các chi tiết lên mặt phẳng mô hình 86

Hình 5.36: Mô hình chạy thử nghiệm 87

LỜI MỞ ĐẦU

Trong quá trình làm đồ án do hạn chế về thời gian và điều kiện thực tế nên em khó tránh khỏi sai sót, vì vậy chúng em rất mong nhận được các ý kiến đóng góp của các quý thầy cô và các bạn để hoàn thành tốt nhiệm vụ được giao

Hiện đang trong giai đoạn cuối của chương trình đào tạo (khoá học 2017-2021) là thực hiện đồ án tốt nghiệp Là sinh viên ngành Công nghệ Kỹ thuật Ô tô của trường Đại Học Công Nghệ TP Hồ Chí Minh, sau 4 năm học tập và rèn luyện dưới sự chỉ bảo tận tình của các thầy, cô trong bộ môn chúng em được học hỏi rất nhiều điều bổ ích và kiến thức quý báu

Sau khi thống nhất ý kiến, chúng em đã chọn được đề tài mong muốn, phù hợp với khả năng và lĩnh vực của mình Nhóm đã đề xuất đề tài “Nghiên cứu hệ thống chiếu sáng tín hiệu trên ô tô Thiết kế chế tạo mô hình hệ thống chiếu sáng điều khiển bằng điện tử”, và nhận được sự đồng ý của ngành Công nghệ Kỹ thuật Ô tô Ban lãnh đạo Viện cũng đã cho phép đăng ký thực hiện đề tài

Đối với bản thân, đây là cơ hội cho chúng em hệ thống lại kiến thức tích lũy trong

4 năm qua, là cơ hội nghiên cứu, thực nghiệm và rèn luyện các kỹ năng làm việc trước khi bước vào môi trường làm việc thực sự

Thiết nghĩ, việc thiết kế - chế tạo mô hình hệ thống chiếu sáng thông minh không chỉ phục vụ cho còn người mà còn hỗ trợ việc giảng dạy trong nhà trường là điều cần thiết, tạo điều kiện tốt cho sinh viên cọ xát với thực tế Mô hình được thiết kế với đầy

đủ các bộ phận, cơ cấu, chức năng của một hệ thống chiếu sáng hiện đại vì vậy sẽ giúp ích cho sinh viên có thêm mô hình để thực tập và được tiếp cận với công nghệ chiếu sáng chủ động trên ô tô, hiện còn mới mẻ ở Việt Nam

Bằng sự cố gắng nỗ lực không ngừng của nhóm và đặc biệt là sự giúp đỡ tận tình của thầy Th.S Nguyễn Văn Bản và các thầy cô trong ngành Công nghệ Kỹ thuật Ô tô cùng các thầy cô trong Viện Kỹ Thuật Hutech, đề tài “Nghiên cứu hệ thống chiếu sáng tín hiệu trên ô tô Thiết kế chế tạo mô hình hệ thống chiếu sáng điều khiển bằng điện tử” đã được hoàn thành đúng tiến độ

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI

1 Tính cấp thiết của đề tài

1.1 Đặt vấn đề

Trong thời đại công nghiệp hóa hiện đại hóa, chúng ta đang từng bước hoàn thành tốt những mục tiêu hàng đầu nhằm đưa cả nền sản xuất vật chất và đời sống văn hóa - xã hội của đất nước lên trình độ mới Trong đó cũng có sự đóng góp không hề nhỏ suốt 120 năm qua của ngành công nghiệp ô tô Công nghệ chiếu sáng trên ô tô không chỉ là bộ phận để cấu thành hoàn thiện nên một sản phẩm mà còn đóng vai trò như đôi mắt cho tài xế vào ban đêm, đây là chủ đề đáng được quan tâm và chú trọng nghiên cứu

Để đánh bật các đối thủ, công nghệ chiếu sáng trên ô tô phải ngày càng hiện đại, cho thấy các nhà sản xuất không ngừng nghiên cứu, tìm tòi, cải thiện, luôn đón đầu xu hướng, phát triển một cách mạnh mẽ Sự hiện diện của bóng đèn Led đã và đang dần chiếm ưu thế với cường độ ánh sáng mạnh, tầm chiếu sáng xa, phát ra ánh sáng như ánh sáng ban ngày, các nhà sản xuất ô tô đã giải được bài toán khó về nguồn chiếu sáng Không dừng lại ở đó, để đáp ứng những đòi hỏi thiết thực của người sử dụng về khoảng chiếu sáng rộng, dễ dàng quan sát, thuận tiện và an toàn hơn vào ban đêm, các nhà sản xuất đã nghiên cứu thành công và áp dụng công nghệ chiếu sáng chủ động trên ô tô với tham vọng hoàn toàn xé tan màn đêm

Điển hình nhất là giải pháp chiếu sáng chủ động theo góc bẻ lái của ô tô, với công nghệ này giúp các tài xế an tâm bằng cách tăng cường vùng sáng đến những góc cua tăm tối hoặc nguy hiểm hơn là không lường trước được các chướng ngại vật khi lái xe vào ban đêm trên những cung đường cong hoặc các đoạn rẽ

Trên thực tế công nghệ trên ô tô thông minh hiện nay, hỗ trợ con người đắc lực trong việc điều khiển phương tiện thì điều đó vẫn chưa đủ đề làm giảm tỉ lệ tai nạn giao thông

Cụ thể là nhóm chúng em có các đề xuất giải quyết được 4 vấn đề sau:

- Thứ nhất, không bật đèn chiếu sáng vào ban đêm sẽ là mối đe dọa rất lớn Ảnh hưởng đến những người tham gia giao thông trên đường sẽ rất khó quan sát, chú ý đối với ô tô không bật đèn Nhất là khi điều khiển phương tiện trong thời tiết xấu làm hạn chế tầm nhìn dễ dẫn đến những tai nạn đáng tiếc

Hình 1.1: Không bật đèn vào ban đêm bị phạt theo quy định [15]

Ở Việt Nam, theo quy định tại điểm g Khoản 3 Điều 5 Nghị định 100/2019/NĐ-CP

về xử phạt hành chính trong lĩnh vực giao thông đường bộ, đối với người điều khiển ô

tô sẽ bị xử phạt nếu có hành vi không sử dụng hoặc sử dụng không đủ đèn chiếu sáng trong thời gian từ 19 giờ ngày hôm trước đến 5 giờ ngày hôm sau, khi sương mù, thời tiết xấu hạn chế tầm nhìn

- Thứ hai, đèn pha là một bộ phận không thể thiếu trên ô tô Tuy nhiên, nhiều tài xế

họ lạm dụng đèn pha một cách thiếu ý thức, việc sử dụng không đúng cách sẽ gây lóa mắt không nhìn rõ đường cho tài xế đi ngược chiều rất dễ xảy ra tai nạn

- Thứ ba, hầu hết trên ô tô hiện nay đều trang bị hệ thống đèn sương mù Đèn sương mù chỉ thật sự cần thiết sử dụng trong điều kiện trời mưa, sương mù, thời tiết xấu Giúp tài xế dễ dàng quan sát khoảng không gian trống phía trước, mặt đường, vạch kẻ đường

Hình 1.3: Bật đèn sương mù vào thời tiết sương mù, tầm nhìn bị hạn chế [19]

- Thứ tư, đèn chiếu sáng thông thường không đảm bảo được việc chiếu sáng ở những góc bên phải, bên trái của ô tô, khi tài xế di chuyển trên những cung đường cong, hẹp

và đoạn rẽ, Đó chính là nguyên nhân khiến tài xế không an tâm khi phải trực tiếp đối mặt với những khúc cua, vùng tối, dễ xảy ra va chạm chướng ngại vật phía trước

Hình 1.4: Hiện tượng thiếu ánh sáng khi xe vào cua, khó quan sát được vật cản phía

trước xe [17]

1.2 Tầm quan trọng của đề tài

Cụ thể đối với các nước Châu Âu, Châu Á đang tập trung nghiên cứu, sáng chế, tạo

sự khác biệt trên hệ thống đèn chiếu sáng thông minh Vì vậy đề tài công nghệ chiếu sáng trên ô tô của chúng em sẽ là tâm điểm luôn được quan tâm và chú ý đến Một khi tốc độ di chuyển của ô tô tăng cao muốn kiểm soát, dự báo các tình huống nguy hiểm sắp xảy ra phải luôn được chú trọng Đặc biệt là khi di chuyển vào ban đêm, sự có mặt của hệ thống chiếu sáng trên ô tô lại khẳng định tầm quan trong giúp đảm bảo sự an toàn

của người ngồi trên xe

Đó chính là các yếu tố chính mà các hãng xe lớn trên thế giới vẫn không ngừng phát triển hệ thống chiếu sáng trên ô tô nhằm cải thiện khả năng chiếu sáng trong đêm tối,

tiện ích, dễ dàng sử dụng, an toàn cho tài xế cũng như người tham gia giao thông khác 1.3 Ý nghĩa đề tài

Hệ thống chiếu sáng thông minh trên ô tô mang lại nhiều ý nghĩa:

- Tăng khả năng an toàn khi di chuyển ô tô vào ban đêm, những cung đường cong

khuất tầm nhìn;

- Tăng vùng chiếu sáng, tiết kiệm điện năng trên ô tô;

- Hỗ trợ con người trong việc điều khiển xe dễ dàng hơn;

- Phổ cập hệ thống chiếu sáng thông minh đến với người sử dụng hơn nữa

1.4 Lý do chọn đề tài

Hệ thống chiếu sáng trên ô tô vẫn còn nhiều vấn đề chưa được bất cập đến, thiết nghĩ hệ thống chiếu sáng chủ động trên ô tô đang dần trở nên thông dụng và thu hút đối với các nước phát triển, coi trọng vấn đề an toàn giao thông lên hàng đầu còn đối với Việt Nam ta hiện nay thì chiếu sáng chủ động vẫn còn khá mới mẻ, chỉ được trang bị trên các xe hạng sang, việc sinh viên ngành ô tô được tiếp cận công nghệ mới này còn rất hạn chế, chủ yếu qua Internet và qua các tạp chí ô tô

Vì vậy, nhóm đã đề xuất lựa chọn đề tài “Nghiên cứu hệ thống chiếu sáng tín hiệu trên ô tô Thiết kế chế tạo mô hình hệ thống chiếu sáng điều khiển bằng điện tử” sau khi xét đến tính khả thi của đề tài, cho thấy phù hợp với khả năng, lĩnh vực trong phạm vi của nhóm Đó cũng chính là động lực để thôi thúc chúng em phấn đấu và hoàn thành tốt

đề tài này

2 Tình hình nghiên cứu

Hệ thống chiếu sáng thông minh trên ô tô hiện nay rất rộng và vẫn còn tiếp tục được khai thác sâu từ các nhà nghiên cứu Trong phạm vi nghiên cứu của đề tài vì giới hạn về thời gian, kinh phí và khả năng nên đề tài tập trung thiết kế hệ thống chiếu sáng chủ động theo góc cua đang dần trở nên phổ biến và được trang bị trên các xe hạng sang ngày nay

Ngoài ra trên mô hình còn được thiết kế thêm các hệ thống: tự động chuyển pha và cốt (hệ thống này tự nhận biết có xe đi ngược chiều và tự động chuyển chế độ đèn đầu

về cốt), tự động bật đèn đầu khi trời tối, tự động bật/tắt đèn đèn sương mù theo thời tiết

3 Mục tiêu nghiên cứu

Nghiên cứu thiết kế - chế tạo mô hình hệ thống chiếu sáng đèn thông minh, nội dung

chính của việc nghiên cứu đề tài được thực hiện với các mục tiêu sau:

- Thực hiện việc nghiên cứu tổng quan về hệ thống chiếu sáng - tín hiệu trên ô tô,

nghiên cứu từ tính thực tế của hệ thống chiếu sáng chủ động trên xe;

- Đưa ra ý tưởng thiết kế khả thi để chế tạo mô hình hệ thống chiếu sáng thông minh

và thiết lập một cách đồng nhất, hiệu quả nhất;

- Thống nhất việc thiết kế - chế tạo mô hình hệ thống chiếu sáng thông minh theo

phương án thiết kế mà nhóm đã chọn;

- Hoàn thành mô hình hệ thống chiếu sáng thông minh theo phương án khoa học nhất

4 Các kết quả hướng tới của đề tài

Sự có mặt của hệ thống chiếu sáng thông minh trên ô tô cho thấy khả năng vận hành

và ý nghĩa thực tiễn của nó trong việc giảm tỉ lệ tai nạn giao thông, hạn chế các lỗi vi phạm luật giao thông liên quan đến việc quên bật/tắt hệ thống chiếu sáng trên ô tô, tự động bật/tắt hệ thống đèn sương mù theo thời tiết, tự động hạ từ pha sang cốt chống lóa mắt tài xế đi ngược chiều, tăng vùng chiếu sáng hai bên trái và phải khi vào cua, đoạn

rẽ của hệ thống chiếu sáng giúp người lái xe quan sát rõ, thuận tiên hơn trong việc điều khiển xe

Nhóm thực hiện đề tài còn mong muốn hướng tới người đọc có thể hiểu rõ hơn về hệ thống chiếu sáng thông minh trên ô tô Đồng thời thấy rõ được tầm quan trọng, ý nghĩa của việc áp dụng hệ thống chiếu sáng thông minh lên ô tô và khả năng phát triển của hệ thống này trong tương lai, đặc biệt là thị trường ô tô Việt Nam

5 Nhiệm vụ đề tài

Nhiệm vụ của đề tài được thực hiện với các nhiệm vụ sau:

- Nghiên cứu, tìm hiểu, tính thực tế tổng quan hệ thống chiếu sáng - tín hiệu

trên ô tô;

- Thiết lập, thực hiện mô hình hệ thống chiếu sáng - tín hiệu thông minh trên ô tô một cách khoa học, hiệu quả nhất;

- Tính toán, thiết kế, chế tạo mô hình chiếu sáng - tín hiệu thông minh trên ô tô;

- Lắp đặt hệ thống chiếu sáng - tín hiệu thông minh trên ô tô;

- Kiểm tra, thực nghiệm và hoàn thiện mô hình;

- Giải quyết các vấn đề về quên bật/tắt hệ thống đèn chiếu sáng;

- Tự động bật/tắt hệ thống đèn sương mù theo thời tiết;

- Tăng vùng chiếu sáng về hai bên khi ô tô vào cua hoặc các đoạn rẽ;

- Tự động hạ từ pha sang cốt không làm lóa mắt tài xế đi ngược chiều

6 Phương pháp nghiên cứu

Để hoàn thành việc nghiên cứu nhóm đã tận dụng nhiều phương pháp nhằm phân tích các vấn đề đưa ra hướng giải quyết dựa trên các phương pháp nghiên cứu sau:

- Nghiên cứu các tài liệu, sách, báo, tham khảo trên Internet;

- Nghiên cứu các công thức thực nghiệm đã có;

- Phương pháp tính toán số liệu thực nghiệm;

- Phương pháp so sánh và đánh giá các số liệu;

- Nhận xét và chọn ra phương án cấp thiết, khả thi nhất

7 Kết cấu đồ án tốt nghiệp

Nội dung biên soạn gồm các phần chính như sau:

Chương 1: Giới thiệu đề tài

1 Tính cấp thiết của đề tài

2 Tình hình nghiên cứu

3 Mục tiêu nghiên cứu

4 Các kết quả hướng tới

5 Nhiệm vụ đề tài

6 Phương pháp nghiên cứu

7 Kết cấu đồ án tốt nghiệp

Chương 2: Tổng quan giải pháp

Chương 3: Phương pháp giải quyết Chương 4: Quy trình thiết kế

Chương 5: Thi công lắp ráp mô hình Chương 6: Kết luận và đánh giá kết quả Tài liệu tham khảo

Phụ lục

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN GIẢI PHÁP

2.1 Thực trạng vấn đề

Một loạt chuyên gia nghiên cứu về chuyên đề “Nhận thức giao thông” vào ngày 25 tháng 7 năm 2014 tại Mỹ Trong sự kiện đó, họ truyền tải thông tin Tai nạn ở các đường lớn thường xảy ra vào ban đêm trên những cung đường cong và ảnh hưởng bởi ánh sáng lóa mắt từ đèn pha của những ô tô ngược chiều

Biểu đồ 2.1: Tỉ lệ tai nạn giữa ngày và đêm

Tai nạn đường bộ là bi kịch của con người Đều dẫn đến sự đau đớn, mất mát, thậm chí là cái chết cho con người và thiệt hại về vật chất lẫn tinh thần Một vấn đề của quốc gia đang quan tâm, xem xét những tác động tiêu cực đến nền kinh tế, sức khỏe cộng đồng và phúc lợi của nhân dân về an toàn đường bộ Khoảng 70% phương tiện xảy ra tai nạn hầu hết là vào ban đêm

Không thua kém tình hình tại Việt Nam, số liệu phân tích cho thấy, từ 12h-18h và 18h-24h là khoảng thời gian xảy ra TNGT nhiều nhất trong ngày Đây là thời gian kết thúc ngày lao động nên mật độ phương tiện trên các tuyến đường thường tăng đột biến Hơn nữa nhiều người tham gia giao thông có thói quen gặp gỡ, sử dụng rượu, bia sau giờ làm rồi điều khiển phương tiện khi đã ở trong trạng thái tinh thần không còn tỉnh táo, không làm chủ được phương tiện nên dễ gây ra các vụ TNGT đáng tiếc

Biểu đồ 2.2: Thời gian xảy ra các vụ TNGT

Không những vậy điều kiện chiếu sáng là một trong những yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến hoạt động của các phương tiện vào ban đêm Tuy nhiên thực tế hiện nay trên nhiều tuyến đường, điều kiện chiếu sáng chưa được đảm bảo do đó các vụ TNGT thường xảy ra với tỉ lệ cao hơn ở khung thời gian này Các khung thời gian khác ít hơn, trong

đó từ 0h-6h chiếm tỉ lệ thấp nhất

Cụ thể: từ 0h-6h: 1.794 vụ, chiếm 10,6%; từ 6h-12h: 3.086 vụ, chiếm 18,3%; từ 18h: 5.238 vụ, chiếm 31,0%; từ 18h-24h: 6.779 vụ, chiếm 40,1%

12-Biểu đồ 2.3: Phương tiện gây TNGT

Phương tiện lưu thông trên các tuyến đường ở nước ta hiện nay chủ yếu là xe mô tô,

xe gắn máy và ô tô Do đó, phương tiện gây tai nạn chiếm tỉ lệ cao nhất vẫn là mô tô, xe

gắn máy và ô tô, trong đó mô tô, xe gắn máy: 12.452 vụ, chiếm 69,9%; Ô tô: 4.347 vụ, chiếm 24,4%; Khác: 1.013 vụ, chiếm 5,7%

Vì vậy hệ thống đèn chiếu sáng đóng vai trò rất lớn trên ô tô, mỗi loại đèn chiếu sáng thông thường đều có các nhiệm vụ, yêu cầu và phân loại cụ thể khác nhau

Tuy vậy nếu đèn quá sáng sẽ làm lóa mắt lái xe chạy ngược chiều, làm cho họ mất định hướng và có thể gây ra tai nạn Do đó các đèn pha trên ô tô phải thỏa mãn yêu cầu nhất định và không làm lóa mắt người và phương tiện vận tải đi ngược chiều Đó là lí

do bắt buộc các nhà sản xuất phải nghiên cứu, sáng chế và đưa ra các giải pháp, công nghệ mới để khắc phục được tình trạng trên

2.2 Các giải pháp hiện có trên thị trường

2.2.1 Đèn pha thông minh sử dụng công nghệ AFS

Hình 2.1: Đèn pha thông minh sử dụng công nghệ AFS [24]

Hệ thống chiếu sáng chủ động AFS (Adaptive Front Lighting System), có khả năng điều khiển chùm sáng đèn pha theo góc lái, đã được biết tới với công nghệ đèn thông minh chiếu sáng chủ động trên đèn pha Bi-Xenon tự xoay

Ưu điểm:

- Khi xe di chuyển trên đường phố, nông thôn, cao tốc:

+ Hệ thống luôn hoạt động ổn định, nhờ tính năng tự động xoay đèn pha theo góc

vô lăng giúp phân bố ánh sáng rộng, tạo vùng ánh sáng phụ khi vào cua hoặc đoạn rẽ nhằm phát hiện chướng ngại vật và tự động giảm bớt phạm vi ánh sáng không làm chói

xe phía trước

- Khi thời tiết xấu, giới hạn tầm nhìn:

+ Tính năng tự động điều chỉnh lượng sáng của đèn được kích lên cao hơn đồng thời đèn trợ sáng 2 góc đều bật làm tăng khoảng chiếu sáng phía trước giúp tài xế có tầm nhìn rõ hơn

Nhược điểm:

- Hệ thống AFS hiện thời sử dụng một nguồn sáng nên khi vào cua, phần ngược với hướng rẽ không được chiếu sáng

2.2.2 Công nghệ đèn pha thông minh Digital Light

Ngoài các hệ thống đèn pha thông minh của Mercedes-Benz như Intelligent Led, Multibeam Led thì Digital Light chính là đỉnh cao đèn pha của hãng xe tới từ nước Đức này Công nghệ đèn này sử dụng hệ thống chiếu sáng đa điểm giúp phát huy tối đa hiệu suất chiếu sáng của xe

Hình 2.2: Công nghệ Digital Light trên xe Mercedes [13]

Ưu điểm:

- Khi gặp xe di chuyển ngược chiều trên đường:

+ Hệ thống Digital Light nhận tín hiệu từ các cảm biến, radar và camera giúp nhận biết có xe đang đi tới đồng thời hạ một bên đèn từ từ để tránh hiện tượng lóa mắt cho tài xế xe đối diện nhưng vẫn đáp ứng đủ khoảng chiếu sáng

- Khi di chuyển trên những cung đường tối:

+ Hệ thống có chức năng tự động báo hiệu cho tài xế dừng xe lại nhờ hệ thống camera phân tích khi có người đi bộ muốn băng qua đường

Hình 2.3: Công nghệ Digital Light chiếu vạch kẻ đường dành cho người đi bộ [13]

Nhược điểm:

- Hiện công nghệ Digital Light chỉ xuất hiện trên các dòng S-Class, C-Class Được phân phối độc quyền bởi Mercedes, để sỡ hữu tính năng này phải bỏ ra chi phí khá lớn

2.2.3 Công nghệ đèn pha ma trận Audi Led

Hình 2.4: Hệ thống đèn pha ma trận (phải) trên mẫu xe Audi [25]

Công nghệ đèn chiếu sáng luôn được ưu tiên ngang bằng với những tính năng an toàn Đèn pha ma trận Audi Led (Matrix Audi Led) thường được trang bị trên các mẫu xe sang

Ưu điểm:

- Khi có xe di chuyển ngược chiều trên đường:

+ Hệ thống sẽ nhận biết được có xe đi ngược chiều và tự động bật/tắt các bóng đèn tránh hiện tượng làm lóa mắt tài xế xe đối diện

+ Tính năng chuyển hướng luồng chiếu sáng khi vào cua được điều khiển từ hệ thống dẫn đường MMI+, nhờ đó trọng tâm của chùm tia sáng sẽ hướng về góc cua và thực hiện sớm hơn trước khi người lái thực hiện thao tác chuyển hướng vô lăng

Nhược điểm:

- Công nghệ này chưa được trang bị trên các dòng xe thông thường vì giá thành cao, chưa được sử dụng rộng rãi

2.2.4 Đèn pha sử dụng công nghệ Laser

Hãng xe Đức là BMW đang cố gắng để đưa công nghệ đèn pha Laser lên hàng loạt các mẫu xe thương mại Công nghệ này sử dụng các đi-ốt bán dẫn Laser để phát ra ánh sáng trắng tương tự như ánh sáng ban ngày, tăng cường khoảng chiếu sáng xa

Hình 2.5: Đèn pha sử dụng công nghệ Laser trên BMW [44]

Ưu điểm:

- Khi có phương tiện di chuyển ngược chiều trên đường:

+ Hệ thống sẽ sử dụng các cảm biến phát hiện được có xe đi ngược chiều, điều khiển tự động hạ cường độ ánh sáng từ các bóng đèn hạn chế tối đa việc chiếu thẳng vào mắt tài xế đi ngược chiều

- Khi xe di chuyển trên những địa hình phức tạp:

+ Tính năng thay đổi góc chiếu sáng của các bóng đèn khi vào cua, đoạn rẽ hoặc lên dốc hệ thống sẽ tự động chuyển góc chiếu sao cho phù hợp giúp tài xế luôn quan sát

rõ mặt đường, tăng tầm nhìn khi điều khiển phương tiện vào ban đêm

2.3.1 Đề xuất giải pháp thiết kế, chế tạo hệ thống chiếu sáng hiện đại

Sơ đồ 2.1: Sơ đồ khối hệ thống chiếu sáng hiện đại

- Hệ thống đèn chiếu sáng hiện đại sẽ sử dụng 3 cảm biến ánh sáng để nhận biết cường độ ánh sáng, 1 cảm biến đặt ở nắp ca pô nhận ánh sáng từ môi trường xung quanh rồi gửi về bộ điều khiển trung tâm để tự động bật/tắt đèn đầu, 2 cảm biến còn lại đặt ở 2 bên trước đầu xe sẽ nhận ánh sáng từ xe đi ngược chiều sẽ rọi thẳng vào đồng thời hệ thống sẽ tự động chuyển từ đèn pha sang cốt Ngoài ra còn sử dụng cảm biến mưa để nhận biết khi nhiệt độ và độ ẩm thay đổi thì hệ thống sẽ tự động bật/tắt đèn sương mù

2.3.2 Đề xuất giải pháp thiết kế, chế tạo hệ thống đèn liếc ngang, liếc dọc

Sơ đồ 2.2: Sơ đồ khối hệ thống đèn liếc ngang, liếc dọc

- Hệ thống đèn liếc ngang, liếc dọc sử dụng 4 servo để thay đổi góc chiếu sáng theo phương ngang và phương dọc Đèn liếc theo phương ngang thay đổi theo hướng di chuyển của ô tô nhờ tín hiệu từ rotary encoder gắn trong vô lăng được gửi về bộ điều khiển trung tâm để xử lý sau đó điều khiển góc quay ngang Đèn liếc theo phương dọc thay đổi theo tốc độ của ô tô nhờ nhận tín hiệu từ cảm biến hồng ngoại kết hợp với bánh

xe giả lập để đưa ra từng thông số và tùy vào tốc độ của người điều khiển phương tiện

để so sánh đưa ra góc quay dọc hợp lí

2.3.3 Đề xuất giải pháp chính của nhóm

Sơ đồ 2.3: Hệ thống chiếu sáng thông minh

Nhóm đã lấy ý kiến và thống nhất với nhau đề xuất giải pháp chính thiết kế, chế tạo hệ thống chiếu sáng thông minh được tích hợp các tính năng của hai hệ thống trên

- 2 cơ cấu servo quay ngang;

- 2 cơ cấu servo quay dọc;

- Bộ đèn chiếu sáng

b) Chức năng và nguyên lý hoạt động

Hệ thống chiếu sáng thông minh gồm 5 chức năng thông minh:

 Tự động chuyển pha sang cốt khi có xe đi ngược chiều:

Chức năng này giúp không làm lóa mắt các tài xế đang di chuyển bên phần đường ngược lại, ngoài ra không còn phải thực hiện thao tác tay hạ từ pha sang cốt khi gặp phương tiện ngược chiều;

Nguyên lý hoạt động của hệ thống này là được trang bị 2 cảm biến ánh sáng đặt hai bên trước đầu xe tiếp nhận ánh sáng từ các xe đi ngược chiều rọi thẳng vào và gửi tín hiệu về cho bộ điều khiển xử lý Nếu phát hiện ánh sáng từ các phương tiện đi ngược chiều thì hệ thống sẽ tự động chuyển từ đèn pha sang cốt Đây là hệ thống giúp thay đổi

chế độ chiếu sáng phù hợp tránh ảnh hưởng đến phương tiện đối diện, tạo cảm giác an toàn, hạn chế xảy ra tan nạn

 Tự động bật/tắt hệ thống đèn sương mù theo thời tiết:

Chức năng này giúp tài xế quan sát rõ khoảng trống phía trước và luôn đảm bảo

sự có mặt của xe khi di chuyển trong thời tiết xấu, tầm nhìn bị hạn chế;

Nguyên lý hoạt động của hệ thống này là được trang bị cảm biến mưa thu nhận

từ điều kiện thời tiết môi trường bên ngoài và gửi tín hiệu về cho bộ điều khiển trung tâm để xử lý Nếu nhận biết được nhiệt độ và độ ẩm thay đổi lúc này hệ thống sẽ tự động bật đèn sương mù Chức năng này thật sự là cần thiết khi điều khiển phương tiện tham gia giao thông trên đường

 Thay đổi góc chiếu sáng theo hướng di chuyển của xe:

Chức năng này giúp tài xế có tầm nhìn tốt, tạo vùng ánh sáng rộng hơn khi di chuyển ở những góc cua, đoạn rẽ, tạo cảm giác an tâm, kiểm soát tốt được tình huống xảy ra trên đường

Nguyên lý hoạt động của hệ thống này được trang bị rotary encoder được gắn vào vô lăng để gửi tín hiệu về bộ điều khiển trung tâm nhằm xử lý, đưa tín hiệu điều khiển cơ cấu servo quay ngang nhằm thay đổi góc chiếu sáng của bóng đèn theo góc xoay của vô lăng Ngoài ra, hệ thống này chỉ thay đổi góc chiếu sáng của một bóng đèn nhưng vẫn đảm bảo có vùng chiếu sáng phụ và khoảng chiếu sáng phía trước luôn đủ sáng giúp cho tài xế có tầm nhìn bao quát, dự báo trước được tình huống khi xe chuẩn

bị vào cua hoặc đoạn rẽ

 Thay đổi góc chiếu sáng theo tốc độ của xe:

Chức năng này giúp tài xế luôn có khoảng ánh sáng rộng và xa khi điều khiển phương tiện di chuyển với tốc độ khác nhau nhưng vẫn đảm bảo độ sáng

Nguyên lý hoạt động của hệ thống này được trang bị cảm biến hồng ngoại đo

và phát hiện bức xạ trong môi trường xung quanh gửi tín hiệu đến bộ điều khiển trung tâm xử lý, đưa tín hiệu điều khiển cơ cấu servo quay dọc nhằm thay đổi góc chiếu sáng của bóng đèn theo tốc độ của bánh xe giả lập Tùy theo tốc độ mà tài xế điều khiển phương tiện để đưa ra góc chiếu hợp lí Hệ thống này tự động điều chỉnh góc chiếu theo tốc độ xe hoặc khi xe lên dốc giúp tài xế luôn quan sát được tình trạng mặt đường

2.4 Sơ đồ và hoạt động của một số loại mạch điện hệ thống chiếu sáng ô tô

2.4.1 Hệ thống đèn đầu

Mạch điện hệ thống đèn đầu trên ô tô chia làm hai loại chính: loại có sử dụng relay cho các công tắc đèn đầu, công tắc chuyển pha và cốt, và loại không sử dụng relay

2.4.1.1 Loại không sử dụng relay

Hình 2.6: Hệ thống đèn đầu không có relay điều khiển chế độ pha và cốt

Chế độ đèn cốt: khi xoay công tắc về vị trí HEAD (LOW), dòng điện đi từ accu qua đèn LOW về mass đèn LOW sáng

Chế độ đèn pha: khi xoay công tắc về vị trí HEAD (HIGH), dòng điện đi từ accu qua đèn HIGH về mass đèn HIGH sáng Đồng thời, dòng điện cũng đi qua đèn chỉ báo chế độ chiếu xa trên táp lô sáng báo đèn HIGH đang bật

Chế độ FLASH: khi gạt công tắc đèn đến vị trí FLASH, dòng điện đi từ accu qua đèn HIGH rồi về mass đèn HIGH sáng Đồng thời, dòng điện cũng đi qua đèn chỉ báo chế độ chiếu xa trên táp lô sáng báo đèn HIGH đang bật Khi ngưng tác dụng vào công tắc điều khiển đèn, công tắc tự động quay về vị trí cũ làm tắt đèn HIGH Đèn chỉ báo chế độ chiếu xa cũng tắt theo

2.4.1.2 Loại sử dụng relay

Đối với hệ thống chiếu sáng sử dụng relay ta có hai loại mạch điện công tắc điều khiển đèn đó là loại dương chờ và âm chờ

a) Mạch công tắc điều khiển đèn loại dương chờ

Hình 2.7: Sơ đồ công tắc điều khiển đèn đầu loại dương chờ

Nguyên lý hoạt động của hệ thống điều khiển đèn đầu loại dương chờ:

- Khi bật công tắc LCS ở vị trí OFF, tất cả các đèn đều tắt;

- Khi bật công tắc LCS ở vị trí TAIL xuất hiện dòng điện từ accu qua cuộn dây W1 về mass làm đóng tiếp điểm 2, 3 của relay đèn đuôi làm đèn đuôi sáng;

- Khi bật công tắc LCS ở vị trí HEAD, đèn đuôi vẫn sáng Dòng điện từ accu qua cuộn dây W2 về mass làm đóng tiếp điểm 4’, 3’ của relay điều khiển đèn đầu;

- Nếu công tắc đèn pha cốt ở vị trí LOW, dòng điện đi qua đèn LOW làm đèn LOW sáng và ngược lại ở vị trí HIGH, dòng điện đi qua đèn HIGH làm đèn HIGH sáng;

- Nếu công tắc đèn pha cốt ở vị trí FLASH, dòng điện cũng đi qua đèn HIGH về mass đèn HIGH sáng Vì công tắc FLASH là công tắc thường mở nên khi ngưng tác dụng thì công tắc đèn sẽ quay về vị trí cũ làm tắt đèn HIGH Chế độ Flash có thể bật khi công tắc LCS ở vị trí OFF

b) Mạch công tắc điều khiển đèn loại âm chờ

Hình 2.8: Sơ đồ công tắc điều khiển đèn loại âm chờ

Mạch điều khiển đèn kiểu âm chờ sử dụng relay 5 chân cho công tắc chuyển đổi pha và cốt

Nguyên lý hoạt động của hệ thống điều khiển đèn đầu loại âm chờ:

- Khi bật công tắc LCS ở vị trí OFF, tất cả các đèn đều tắt;

- Khi bật công tắc LCS ở vị trí TAIL xuất hiện dòng điện từ accu qua cuộn dây W1 về mass làm đóng tiếp điểm 2, 3 của relay đèn đuôi làm đèn đuôi sáng;

- Khi bật công tắc LCS ở vị trí HEAD, đèn đuôi vẫn sáng Dòng điện từ accu qua cuộn dây W2 về mass làm đóng tiếp điểm 4’, 3’ của relay điều khiển đèn đầu;

- Nếu công tắc đèn pha cốt ở vị trí LOW, dòng điện đi qua tiếp điểm 4, 5 của relay đèn pha cốt làm dòng điện đi qua đèn LOW rồi về mass làm đèn LOW sáng;

- Nếu công tắc đèn pha cốt ở vị trí HIGH, dòng điện đi qua cuộn dây W3 của relay đèn pha cốt làm đóng tiếp điểm 4, 3 Lúc này dòng điện sẽ đi qua đèn HIGH rồi

về mass làm đèn HIGH sáng;

- Nếu công tắc đèn pha cốt ở vị trí FLASH, dòng điện đi qua đèn cuộn dây W2 của relay điều khiển đèn đầu xuống mass làm đóng tiếp điểm của relay này Đồng thời,

dòng điện cũng đi qua cuộn dây W3 của relay đèn pha cốt về mass làm đóng tiếp điểm

4, 3 Làm dòng điện đi qua đèn HIGH về mass làm đèn HIGH sáng Vì công tắc FLASH

là công tắc thường mở nên khi ngừng tác dụng thì công tắc đèn sẽ quay về vị trí cũ làm tắt đèn HIGH Chế độ Flash có thể bật khi công tắc LCS ở vị trí OFF

2.4.2 Hệ thống đèn hậu

Đèn hậu có hai loại bao gồm:

+ Hệ thống đèn hậu loại có sử dụng relay;

+ Hệ thống đèn hậu loại không sử dụng relay

Hình 2.9: Hệ thống đèn hậu loại không sử dụng relay (bên trái) và sử dụng

relay (bên phải)

Nguyên lý hoạt động của hệ thống đèn hậu có relay và không relay:

- Đối với hệ thống đèn hậu loại không sử dụng relay, khi công tắc điều khiển đèn ở

vị trí TAIL, dòng điện đi từ accu qua các đèn hậu xuống mass làm đèn hậu sáng

- Đối với hệ thống đèn hậu loại có sử dụng relay, khi công tắc điều khiển đèn ở vị trí TAIL, dòng điện đi từ accu qua cuộn dây của relay đèn hậu làm đóng tiếp điểm của relay này, lúc này dòng điện đi qua đèn hậu xuống mass làm đèn hậu sáng

2.4.3 Hệ thống đèn sương mù

2.4.3.1 Đèn sương mù phía trước

Dòng cung cấp cho đèn sương mù thường được lấy sau relay đèn kích thước

Hình 2.10: Hoạt động của hệ thống đèn sương mù trước

Nguyên lý hoạt động của đèn sương mù phía trước:

Khi bật công tắc điều khiển đèn ở vị trí TAIL hoặc HEAD, đèn sương mù phía trước hoạt động

Khi công tắc đèn sương mù ở vị trí FR, dòng điện đi từ accu qua cuộn dây của relay đèn sương mù phía trước làm đóng tiếp điểm của relay này Lúc này dòng điện đi qua đèn sương mù phía trước rồi về mass làm đèn sáng Đồng thời, dòng điện cũng đi qua đèn chỉ báo đèn sương mù F trong táp lô làm đèn này sáng thông báo các đèn sương mù phía trước đang bật

2.4.3.2 Đèn sương mù phía sau

Dòng cung cấp cho đèn sương mù thường được lấy sau relay đèn kích thước Một đèn báo được gắn vào táp lô để thông báo cho tài xế khi đèn sương mù phía sau được bật

Nguyên lý hoạt động của đèn sương mù phía sau:

Hình 2.11: Hoạt động của hệ thống sương mù sau

Nguyên lý hoạt động của đèn sương mù phía sau:

- Khi bật công tắc điều khiển đèn ở vị trí TAIL hoặc HEAD, đèn sương mù phía sau hoạt động, đồng nghĩa với việc đèn sương mù phía trước cũng được bật;

- Khi công tắc đèn sương mù ở vị trí FR+RR, dòng điện đi từ accu qua cuộn dây của relay đèn sương mù phía trước làm đóng tiếp điểm của relay này, tiếp đến dòng điện cũng đi qua công tắc đèn sương mù đến các đèn sương mù phía sau rồi xuống mass Đồng thời cả hai đèn sương mù phía trước và phía sau đều sáng Cả 2 đèn chỉ báo đèn sương mù F và R trên táp lô cũng sáng để thông báo đèn sương mù phía trước và sau đang bật

2.4.4 Hệ thống tín hiệu

2.4.4.1 Hệ thống đèn xi nhan có công tắc hazard rời

Nguyên lý hoạt động của hệ thống đèn xi nhan có công tắc hazard rời:

Hình 2.12: Mạch điện hệ thống đèn xi nhan có công tắc hazard rời

- Khi công tắc hazard ở vị trí OFF, dòng điện đi từ accu qua chân B1 và chân F xuống chân B của bộ tạo nháy Flasher làm xuất ra tín hiệu nháy tại chân L Vì chân L của bộ tạo nháy nối với công tắc xi nhan nên việc bật đèn xi nhan trái hay phải chỉ phụ thuộc vào vị trí RH (bật đèn xi nhan phải) hay LH (bật đèn xi nhan trái)

- Khi công tắc hazard ở vị trí ON, dòng điện đi từ accu qua chân B2 và chân F xuống chân B của bộ tạo nháy Flasher làm xuất ra tín hiệu nháy tại chân L Vì chân L của bộ tạo nháy được nối với các chân TB, TL, TR, R1 nên dòng điện với tín hiệu nhấp nháy sẽ đi qua đồng thời các đèn xi nhan trái, phải và ba đèn chỉ báo xi nhan trái, phải, hazard trên táp lô làm tất cả các đèn này sáng nhấp nháy cùng lúc

2.4.4.2 Hệ thống đèn xi nhan có công tắc hazard tổ hợp

Nguyên lý hoạt động của hệ thống đèn xi nhan có công tắc hazard tổ hợp:

Khi công tắc hazard tổ hợp ở vị trí OFF, nếu công tắc IG đóng, dòng điện đi từ accu qua chân G1 và chân G3 xuống chân B của bộ tạo nháy Flasher làm xuất ra tín hiệu nháy tại chân L;

Hình 2.13: Mạch điện hệ thống đèn xi nhan có công tắc hazard tổ hợp

Khi công tắc hazard tổ hợp ở vị trí R, dòng điện nằm chờ ở chân L sẽ đi qua chân G4 và G6 rồi đi qua đèn xi nhan bên phải và đèn chỉ báo xi nhan phải trên táp lô làm đèn sáng nhấp nháy;

Khi công tắc hazard tổ hợp ở vị trí L, dòng điện nằm chờ ở chân L sẽ đi qua chân G4 và G5 rồi đi qua đèn xi nhan bên trái và đèn chỉ báo xi nhan trái trên táp lô làm đèn sáng nhấp nháy;

Khi công tắc hazard tổ hợp ở vị trí ON, dòng điện đi từ accu qua chân G2 và G3 xuống chân B của bộ tạo nháy Flasher làm xuất ra tín hiệu nháy tại chân L Đồng thời dòng điện sẽ đi từ chân L đến các chân G4, G5, G6 làm nhấp nháy các đèn xi nhan trái, phải và đèn chỉ báo xi nhan trái, phải trên táp lô làm tất cả các đèn này sáng nhấp nháy cùng lúc

2.4.4.3 Hệ thống đèn xi nhan điều khiển tích hợp

Nguyên lý hoạt động của mạch đèn xi nhan điều khiển tích hợp:

- Mạch đèn xi nhan điều khiển tích hợp không có bộ nháy Flasher thay vào đó là một IC điều khiển, có chức năng phát tín hiệu nháy và lấy tín hiệu công tắc xi nhan và công tắc hazard để điều khiển đóng mở các relay, bật tắt các đèn xi nhan;