Nhà trường có các mô hình để chúng em dễ dàng tiếp cận với hệ thống chiếu sáng trên ô tô từ đó áp dụng những kiến thức học được vào thực tế.. Cấu tạo bóng đèn: Ánh sáng từ đèn phát ra là
HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG VÀ TÍNH HIỆU
HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG
1 Nhiệm vụ, yêu cầu và phân loại
Hệ thống chiếu sáng nhằm đảm bảo điều kiện làm việc cho người lái ôtô nhất là vào ban đêm và bảo đảm an toàn giao thông
Yêu cầu: Đèn chiếu sáng phải đáp ứng 2 yêu cầu:
- Có cường độ sáng lớn
- Không làm lóa mắt tài xế xe chạy ngƣợc chiều
Theo đặc điểm của phân bố chùm ánh sáng người ta phân thành 2 loại hệ thống chiếu sáng:
- Hệ thống chiếu sáng theo Châu Âu
- Hệ thống chiếu sáng theo Châu Mỹ
2 Thông số cơ bản và chức năng a Thông số cơ bản:
- Khoảng chiếu sáng xa từ 180 – 250m
- Khoảng chiếu sáng gần từ 50 – 75m
Công suất tiêu thụ của mỗi bóng đèn:
- Ở chế độ chiếu xa là 45 – 70W
- Ở chế độ chiếu gần là 35 – 40W b Chức năng:
Hệ thống chiếu sáng là một tổ hợp gồm nhiều loại đèn có chức năng, bao gồm: Đèn kích thước trước và sau xe (Side & Rear lamps) Đèn đầu (Head lamps - Main driving lamps):
Dùng để chiếu sáng không gian phía trước xe giúp tài xế có thể nhìn thấy trong đêm tối hay trong điều kiện tầm nhìn hạn chế
Trong điều kiện sương mù, nếu sử dụng đèn pha chính có thể tạo ra vùng ánh sáng chói phía trước gây trở ngại cho các xe đối diện 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 sau relay đèn kích thước Đèn sương mù phía sau (Rear fog guard): Đèn này dùng để báo hiệu cho các xe phía sau nhận biết trong điều kiện tầm nhìn hạn chế Dòng cung cấp cho đèn này đƣợc lấy sau đèn cốt (Dipped beam) Một đèn báo được gắn vào tableau để báo hiệu cho tài xế khi đèn sương mù phía sau hoạt động Đèn chớp pha và xi nhan (Headlamp flash switch):
Giúp cho người lái xe ra tính hiệu báo rẽ và báo tình trạng hư hỏng của xe cho xe khác tránh, như khi động cơ chết máy giữa đường Đèn lùi (Reversing lamps): Đèn này đƣợc chiếu sáng khi xe gài số lùi nhằm báo hiệu cho các xe khác và người đi đường Đèn phanh (Brake lights):
Dùng để báo cho tài xế xe sau biết để giữ khoảng cách an toàn khi đạp phanh Đèn báo trên tableau:
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 người ta lắp mạch báo cho tài xế biết khi có một bóng đèn phía đuôi bị đứt hay sụt áp trên mạch điện làm đèn mờ Đèn báo này đƣợc đặt trên tableau và sáng lên khi có sự cố về mạch hay đèn
3 Cấu tạo bóng đèn: Ánh sáng từ đèn phát ra là nhờ vào một dây tóc phát sáng hoặc có dòng điện đi xuyên qua ống thủy tinh có chứa loại khí đặt biệt bên trong
Phần lớn trên xe đều sử dụng loại bóng đèn phát sáng bằng dây tóc, nhƣng trên các phương tiện công cộng thường sử dụng loại bóng đèn huỳnh quang để chiếu sáng bên trong xe Các loại bóng đèn huỳnh quang có ƣu điểm là nguồn sáng đƣợc phát tán đều ra trong khu vực lớn, tránh làm cho hành khách bị mỏi mắt và tránh bị chói nhƣ ở đèn dây tóc a Cường độ ánh sáng:
Cường độ ánh sáng là năng lượng để phát xạ ánh sáng ở một khoảng cách nhất định Khi gia tăng khoảng cách chiếu sáng thì cường độ chiếu sáng cũng giảm theo Cường độ chiếu sáng tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách từ nguồn sáng Điều này có nghĩa là khi khoảng cách chiếu sáng tăng gấp đôi thì cường độ ỏnh sỏng trờn bề mặt mà ỏnh sỏng phỏt ra sẽ giảm xuống bằng ẳ cường độ ánh sáng ban đầu Vì vậy, nếu cần một ánh sáng có cường độ lớn nhất nhƣ lúc ban đầu thì năng lƣợng cung cấp cho đèn phải tăng lên gấp 4 lần b Đèn dây tóc:
Vỏ đèn làm bằng thủy tinh, bên trong chứa 1 dây điện trở làm bằng volfram Dây volfram đƣợc nối với hai dây dẫn để cung cấp dòng điện đến Hai dây dẫn này đƣợc gắn chặt vào nắp đậy bằng đồng hay nhôm Bên trong bóng đèn là môi trường chân không với mục đích loại bỏ không khí để tránh oxy hoá và làm bốc hơi dây tóc (oxy trong không khí tác dụng với volfram ở nhiệt độ cao gây ra hiện tƣợng đen bóng đèn và sau một thời gian rất ngắn, dây tóc sẽ bị đứt)
Hình 1.1: Bóng đèn loại dây tóc c Bóng đèn halogen:
Suốt quá trình hoạt động của bóng đèn thường, sự bay hơi của dây tóc tungsten là nguyên nhân làm vỏ thủy tinh bị đen làm giảm cường độ chiếu sáng Mặc dù có thể giảm đƣợc quá trình này bằng cách đặt dây tóc trong một bóng thủy tinh có thể tích lớn hơn Nhưng cường độ ánh sáng của bóng đèn này bị giảm nhiều sau một thời gian sử dụng
Hình 1.2 : Bóng đèn halogen Ưu điểm: Halogen có công suất và tuổi thọ cao hơn bóng đèn thường Đây là loại đèn thế hệ mới có nhiều ƣu điểm so với đèn thế hệ cũ nhƣ: Đèn halogen
Dây tóc tim cốt Thạch anh
Dây tóc tim pha Phần xe chứa khí halogen nhƣ iode hoặc brôm Các chất khí này tạo ra một quá trình hoá học khép kín Bóng đèn halogen phải đƣợc chế tạo để hoạt động ở nhiệt độ cao hơn 250 o C Ở nhiệt độ này khí halogen mới bốc hơi Người ta sử dụng phần lớn thủy tinh thạch anh để làm bóng vì loại vật liệu này chịu đƣợc nhiệt độ và áp suất rất cao (khoảng 5 đến 7 bar) cao hơn thủy tinh bình thường làm cho dây tóc đèn sáng hơn và tuổi thọ cao hơn bóng đèn thường
Thêm vào đó, một ƣu điểm của bóng halogen là chỉ cần một tim đèn nhỏ hơn so với bóng thường Điều này cho phép điều chỉnh tiêu diểm chính xác hơn so với bóng bình thường d Bóng Xenon hay còn gọi là HID (High Intensity Discharge):
Bóng Xenon hoạt động gần giống với đèn huỳnh quang, bóng xenon không có dây tóc mà thay vào đó là hai điện cực đặt trong một ống thủy tinh thạch anh, cách nhau một khoảng ngắn trong một bầu chứa khí xenon và muối kim loại Ống dài nhƣ trong hình này đƣợc lấp đầy với các muối cả khí và kim loại e LED (Light Emitting Diode)
LED là một dạng phát ra ánh sáng dựa trên nguyên lý lỗ hổng giữa bán dẫn loại p và bán dẫn loại n
Hình: 1.4 Cấu tạo của LED
LED phát sáng đƣợc khi một dòng điện áp thích hợp đi qua 2 pha chì p và n, các electron đƣợc tái tập hợp trong lỗ trống giữa 2 bán dẫn này, giải phóng các năng lượng dưới dạng photon và tạo ra ánh sáng LED ngày nay được áp dụng rất phổ biến bởi những lợi ích sau đây:
1 Tiêu thụ điện năng thấp
2 Hiệu quả chiếu sáng cao
HỆ THỐNG TÍNH HIỆU
1 Hệ thống báo rẽ và báo nguy a Công tắc đèn báo rẽ:
Công tắc đèn báo rẽ được bố trí trong công tắc tổ hợp nằm dưới tay lái, gạt công tắc này sang phải hoặc sang trái sẽ làm cho đèn báo rẽ phải hay trái
Hình 1.15: Công tắc đèn báo rẽ b Công tắc đèn báo nguy:
Khi bật công tắc đèn báo nguy nó sẽ làm cho tất cả các đèn báo rẽ đều nháy
Hình 1.16: Vị trí công tắc đèn báo nguy c Bộ tạo nháy:
Bộ tạo nháy làm cho các đèn báo rẽ nháy theo một tần số định trước Bộ tạo nháy dùng cho cả đèn báo rẽ và báo nguy Bộ tạo nháy có nhiều dạng: cơ điện, cơ bán dẫn hoặc bán dẫn tuần hoàn
2 Một số sơ hồ hệ thống tin hiệu trên xe TOYOTA
Hình 1.17: Sơ đồ hệ thống tín hiệu trên xe TOYOTA COROLLA
Hình 1.18: Sơ đồ hệ thống tín hiệu trên xe TOYOTA HIACE
Ig n it io n S w it c h T a il li g h t c o n tr o l R e la y
T u rn S ig n a l S w it c h (R H ) T u rn S ig n a l L ig h t (L H ) T u rn I n d ic a to r L ig h t (R H ) (L H ) R e d H a z a rd I n d ic a to r L ig h t
Hình 1.19: Công tắc báo nguy - TOYOTA
3 Hệ thống đèn phanh, đèn kích thước: a Hệ thống đèn phanh: Đèn này đƣợc bố trí sau xe và có độ sáng cao để ban ngày có thể nhìn rõ Mỗi ôtô phải có hai đèn phanh và tự động bật bằng công tắc đặc biệt khi người lái xe đạp bàn đạp phanh Màu qui định của đèn phanh là màu đỏ Công tắc đèn phanh tùy thuộc vào phương pháp dẫn động phanh (phanh cơ khí, khí nén hay dầu) mà có kết cấu kiểu cơ khí hay kiểu màng hơi
Hình 1.20: Sơ đồ đèn phanh
Công tắc phanh Đèn phanh Đèn kích thước được lắp sau xe, trước xe, bên hông xe, trên nắp cabin để chỉ báo chiều rộng, chiều dài và chiều cao xe Các đèn kích thước thường dùng kính khuyếch tán màu đỏ có công suất mỗi bóng là 10W
4 Hệ thống báo sự cố hệ thống đèn tín hiệu Để báo đứt bóng đèn hoặc đèn bị mờ do bị sụt áp trên đường dây ở các điểm nối người ta dùng mạch báo hư bóng đèn (lamp failure circuit) Trên xe hơi, mạch này thường có hai loại phổ biến: loại dùng mạch điện tử và loại dùng công tắc lƣỡi gà (reed switch)
Sơ đồ nguyên lý của mạch Lamp Failure điện tử đƣợc trình bày trên hình 01:
Hình 1.21: Sơ đồ nguyên lý của mạch báo hư đèn (Electronic Lamp Failure
Unit) Đa số các mạch báo hƣ đèn kiểu điện tử đều dựa trên nguyên lý cầu Wheatstone kết hợp với mạch khuyếch đại thuật toán (OPAMP) mắc theo kiểu so sánh Một trong các điện trở của cầu là đoạn dây dẫn thường làm bằng sắt và
+ ảnh hưởng đến độ sáng của bóng đèn Nó cũng đóng vai trò một cảm biến dòng (current sensor) Để báo hư hỏng cho nhiều mạch đèn (thường là mạch đèn phanh và đèn kích thước) ta phải sử dụng nhiều mạch so với các ngõ ra nối vào cổng logic OR để điều khiển đèn báo đứt bóng trên tableau qua transistor Ngõ vào trừ của của OPAMP đƣợc đặt một điện áp cố định (điện áp so) nhờ cầu phân áp và diod zener Ngõ vào cộng của OPAMP đƣợc cấp điện áp của cầu phân áp thứ hai gồm đoạn dây so dòng và bóng đèn kích thước hoặc đèn phanh Khi các bóng đèn bị đứt hoặc mờ do điện trở tiếp xúc thì điện áp ở các ngõ vào cộng sẽ tăng Điện áp ở ngõ vào cộng lúc này lớn hơn điện áp ở ngõ vào trừ, làm ngõ ra của một trong 2 OPAMP hoặc của cả 2 OPAMP lên mức cao Tín hiệu này của 2 OPAMPL đƣợc đƣa vào ngõ vào của cổng logic OR
Ta có bảng chân trị của cổng logic OR
Nhìn vào bảng chân trị ta thấy: lúc hƣ một hay nhiều bóng đèn, ngõ ra của cổng logic OR sẽ ở mức 1, khiến transistor dẫn và đèn báo hỏng bóng trên tableau sẽ sáng, báo tài xế biết để khắc phục
Trên hình 2 trình bày sơ đồ đấu dây của bộ lamp failure trên xe Toyota
Hình 1.22: Sơ đồ đấu dây hộp báo hư bóng xe Toyota
Các mạch báo hư đèn dùng công tắc lưỡi gà thường được dùng trên các xe đời cũ Hình 3 trình bày sơ đồ mạch báo hƣ bóng loại dùng công tắc lƣỡi gà Các vòng dây quấn trên ống thuỷ tinh của công tắc lƣỡi gà sẽ đóng vai trò cảm biến dòng qua bóng đèn vì chúng đƣợc mắc nối tiếp với bóng đèn Khi bật công tắc máy, dòng điện qua hai cuộn dây đến đèn Do hai cuộn dây quấn ngƣợc chiều nhau nên từ trường tạo ra từ hai cuộn dây khử lẫn nhau và không có dòng điện đến đèn báo đứt Trường hợp có một trong hai bóng đèn bị đứt, sẽ không có dòng đến một trong hai cuộn dây, từ trường tạo ra sẽ hút tiếp điểm cung cấp dòng điện đến làm sáng đèn báo trên tableau
Hình 1.23: Sơ đồ nguyên lý của mạch báo đứt bóng dùng công tắc lưỡi gà
HỆ THỐNG GẠT NƯỚC RỮA KÍNH
CÔNG DỤNG
Hệ thống gạt nước và phun nước dùng để lau, rửa kính lúc đi mưa, sương mù hoặc bụi bẩn, giúp tài xế kiểm soát được không gian phía trước và sau xe.
PHÂN LOẠI
1 Hệ thống gạt nước dương chờ: Motor gắn thường trực với dương nguồn
Loại này thường sử dụng trên các hãng xe Đức: Audi, Mercedes, BMV…
2 Hệ thống gạt nước âm chờ: Motor gắn thường trực với âm nguồn Loại này sử dụng hầu hết trên các hãng xe tạo và nguyên lý hoạt động
Magnetic fields oppose reed switch open
CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG
Hình 2.1: Cấu tạo của hệ thống gạt nước và rửa kính
Các chế độ hoạt động
Dừng- OFF: Nếu trước đó motor đang chạy thì nó vẫn tiếp tục chạy cho đến khi cần gạt nước nằm ở vị trí thấp nhất thì motor ngừng hoạt động
Gạt chậm- LOW: Motor gạt nước quay ở tốc độ thấp
Gạt nhanh- HIGH: Motor gạt nước chạy ở tốc độ cao
Gạt ngắt quãng- INT: Motor làm việc gián doạn theo chu kỳ ở tốc độ thấp
Gạt một lần- MIST: Chỉ gạt một lần ở tốc độ thấp Hinh 2.2 Cần điều khiển
Môtơ kiểu dùng nam châm vĩnh cửu được dùng cho các môtơ gạt nước Môtơ gạt nước bao gồm một môtơ và cơ cấu trục vít – bánh vít bánh răng để giảm tốc độ của môtơ Công tắc dừng tự động đƣợc gắn liền với bánh răng để gạt nước dừng tại một vị trí cuối khi tắt công tắc gạt nước ở bất kỳ thời điểm nào nhằm tránh giới hạn tầm nhìn tài xế Một môtơ gạt nước thường sử dụng ba chổi than: Chổi tốc độ thấp, chổi tốc độ cao và chổi dùng chung (để nối mass )
Hệ thống gạt nước âm chờ: Để phân biệt âm chờ hay dương chờ ta căn cứ vào điện cấp cho tải
Dừng- OFF: Nếu trước đó motor đang chạy thì nó vẫn tiếp tục chạy cho đến khi cần gạt nước nằm ở vị trí thấp nhất thì motor ngừng hoạt động
Gạt chậm- LOW: Điện cấp cho motor qua chân 1 và chân mass
Gạt nhanh- HIGH: Điện cấp cho motor qua chân 2 và chân mass
Gạt ngắt quãng- INT: Motor làm việc gián doạn theo chu kỳ ở tốc độ thấp
Gạt một lần- MIST: Chỉ gạt một lần ở tốc độ thấp
Motor gạt nước đang chạy
Hình 2.3 Sơ đồ hệ thống gạt mưa rửa kính
Motor gạt nước vẫn chạy
Hình 2.4 Sơ đồ hệ thống gạt mưa rửa kính
Hình 2.5 Sơ đồ hệ thống gạt mưa rửa kính
Hình 2.6 Sơ đồ hệ thống gạt mưa rửa kính
Hệ thống gạt nước dương chờ
Hình 2.7 Sơ đồ hệ thống gạt mưa rửa kính
Hình 2.8 Sơ đồ hệ thống gạt mưa rửa kính
Hình 2.9 Sơ đồ thực tế
Hình 2.10 Sơ đồ thực tế
HÌNH ẢNH THỰC TẾ TRONG QUÁ TRÌNH THỰC HIỆN
QUÁ TRÌNH CHUẨN BỊ
Đây là phần khung và các chi tiết của “Hệ thống chiếu sáng tín hiệu gạt nước kính ô tô “
Hình 3.1 Phần Khung và các chi tiết
- Tấm mica được cắt với kích thước 85 x 55 cm
- Phần khung được cắt với kích thước 87 x 57 cm
- Đèn xi nhan, đèn sương mù, đèn pha mỗi cái một cặp
- Motor bơm nước, chìa khóa, công tắc báo nguy, và jack cắm,…
Hình 3.3 Các bạn đang khoan để lấy điểm cắt
Hình 3.4 Các bạn đang cắt các ô đèn
Hình 3.5 Các bạn kiểm tra các chân của cần điều khiển
Hình 3.6 Hàn nối các jack với các chân trong cần điều khiển
Hình 3.7 Mô hình sao khi đã hoàn thành
CHỨC NĂNG CỦA ĐÈN
Hình 3.8 Đèn đầu đang bật Đèn đầu sau khi đƣợc đấu xong, sáng đủ cả cos và pha Dùng để chiếu sáng phía trước xe trong đêm tối
Hình 3.9 Đèn sương mù đang bật
Trong điều kiện sương mù, nếu sử dụng đèn đầu chính có thể tạo ra vùng ánh sáng chói phía trước gây trở ngại cho các xe đối diện và người đi đường Nếu sử dụng đèn sương mù sẽ giảm được tình trạng này Đèn sương mù gồm hai cặp trước và sau nhưng trong mô hình này chúng em chỉ làm một cặp minh họa
3 Đèn chớp pha Đèn chớp pha có thể hoạt động trong trường hợp bật khóa điện hoặc không bật khóa điện để cảnh báo cho các phương tiện lưu thông khác tránh xa phương tiện khi phương tiện gặp vấn đề
Hình 3.11 Đèn báo rẽ phải
Hình 3.12 Đèn báo rẽ trái Đèn chỉ hoạt động khi khóa điện được bật, để báo hiệu cho các phương tiện khác khi chúng ta muốn đổi hướng di chuyển
III HỆ THỐNG GẠT NƯỚC RỮA KÍNH
Hình 3.13 Hệ thống gạt nước
Hệ thống gạt nước và rửa kính là một hệ thống đảm bảo cho người lái nhìn được rõ bằng cách gạt nước mưa trên kính trước và kính sau khi trời mưa Hệ thống có thể làm sạch bụi bẩn trên kính chắn gió phía trước nhờ thiết bị rửa kính Vì vậy, đây là thiết bị cần thiết cho sự an toàn của xe khi chạy Gần đây một số kiểu xe có thể thay đổi tốc 110 độ gạt nước theo tốc độ xe và tự động gạt nước khi trời mưa.