1
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 MƠ HÌNH MƠ PHỎNG HỆ THỐNG CHIẾU
SÁNG TỰ ĐỘNG TRÊN Ơ TƠ
Sinh viên thực hiện : Nhóm 1
Lớp
: 2018DHKTOTO3
Khóa
: 13
GVHD
: Trịnh Đắc Phong
Hà Nội - 2020
2
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 mơ hình............................................................31
2.2.1. Cảm biến ánh sáng (light sensor)......................................................31
2.2.2. Module relay (rơ le)..........................................................................32
3
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ, MƠ PHỎNG MƠ 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
4
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 Ngun 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 Mơ 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 mơ 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 ngun 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 Mơ phỏng mạch điện............................................................................41
5
Hình 3. 8 Mơ hình mạch sau khi đã lắp hồn thiện.............................................42
Hình 3. 9 Thực nghiêm mơ hình..........................................................................42
Hình 3. 10 Quá trình thực hiện bản thuyết minh..................................................43
Hình 3. 11 Sơ đồ cơng 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
6
MỞ ĐẦU
1. Lý do lựa chọn đề tài
Trong những năm gần đây, cơng nghiệp ơ tơ đã có những thay đổi lớn.
Đặc biệt là hệ thống điện và điện tử trên ơ tơ 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 tồn và tiện nghi của ơ tơ
Sau 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 mơn 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 ơ tơ. Nhóm thực hiện bài tập lớn “Thiết kế mơ
hình mơ 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 cịn 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 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 phỏng
mạch điện chiếu sáng tự động
7
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 ảnh
hưởng rất lớn đến quá trình làm việc của xe và sự vận hành của người lái cũng
như sự an toàn của các đối tượng tham gia giao thơng. Để cho xe có thể hoạt
động ổn định và đảm bảo an tồn thì hệ thống phải có độ tin cậy và chính xác
cao. Tuy nhiên hệ thống chiếu sáng, tín hiệu cổ điển chưa đáp ứng được yêu cầu
trên, cũng như các yêu cầu đối với điều kiện thực tế ngày nay nên hệ thống cần
được trang bị thêm một số linh kiện điện tử, cảm biến, đáp ứng được u 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 xe
chuyển động trong đêm tối, báo hiệu bằng ánh sáng. Khi ô tô chạy trên đường
8
được chiếu sáng tốt hoặc khi ô tô đỗ trên đường thì khơng cần chiếu sáng đằng
trước nữa. Trong những trường hợp đó các phương tiện vận tải khác cũng phải
biết rõ xe khác đang chạy hoặc đang đỗ trên đường. Vì vậy ngồi các đèn pha
với 2 nấc ánh sáng thì trên ơ tơ cịn có cơng suất (3-6)cd. Các đèn này thường
được bố trí ở 2 bên tai xe, đơi khi được bố trí luoon ở trong các đèn pha và được
gọi là đèn kích thước (đèn dừng). Các đèn này cịn có nhiệm vụ báo cho các
phương tiện vận tải chạy ngược chiều toạ độ xe đang chạy hay đang đỗ ở phía
trước
Thơng báo hướng chuyển động của xe khi đến điểm giao nhau, muốn quay
đầu 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 có
cường 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 gia
giao thông trong điều kiện sương mù dày đặc mà đèn pha cốt không phát huy
được tác dụng và có thể gây ra sự phản xạ ánh sáng trở lại lái xe gây loá mắt
người lái
1.1.2 Yêu cầu
Đối với đèn pha để soi sáng mặt đường người người ta dùng đèn pha. Các
đèn pha phải chiếu xa ít nhất là 100m khoảng cách đường phía trước xe. Vậy để
chiếu sáng khoảng đường xa đó thì chùm tia sáng của đèn pha phải có cường độ
chiếu sáng khác đều phải có chố phản chiếu để hướng chùm tia sáng vào những
khoảng mặt đường cần thiết nhất.
Với công suất của đèn (50-60) W. Khi tính tốn hệ thống quang học của
đèn 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 cơng tắc đèn chiếu gần thì
9
các đèn chiếu xa phải tắt. Ngược lại, khi sử dụng đèn chiếu xa thì đèn phải thể
hiện 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 cách
nhất định. Năng lượng ánh sáng có liên quan đến nguồn sáng và cường độ ánh
sáng được đo bằng đơn vị cd.
Tổng các hạt ánh sáng rơi trên bề mặt được gọi là độ chiếu sáng, cường độ
của ánh sáng được đo bằng đơn vị lux. Một bề mặt chiếu sáng có cường độ 1 lux
khi 1 bóng đèn có cường độ 1cd đặt cách 1m từ màn chắn thẳng đứng. Khi gia
tăng khoảng cách 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 khi cường độ ánh sáng trên bề mặt ánh giáng sẽ
giảm 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
10
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 ơ tơ phải thoả
mãn 2 yêu cầu:
Có cường độ chiếu sáng lớn
Khơng làm lố mắt người và phương tiện vận tải chạy ngược chiều
Đối với đèn xi nhan khi muốn báo hiệu các phương tiện tham gia giao
thông và người tham gia giao thơng khác biết hướng di chuyển của mình khi đến
điểm giao cắt hoặc khi muốn quay đầu xe thì phải thơng báo bằng các tín hiệu
bằng đèn xi nhan. Tín hiệu phải rõ ràng thơng báo cho tất cả phía trước và phía
sau biết được
Ở đèn sương mù cần phải giải quyết được vấn đề là không gây phản chiếu
lại lái xe và gây loá đối với lái xe đi ngược chiều, khoảng sáng phải trên 25m
mới phát huy tác dụng. Quầng sáng cũng đuoejc trải rộng 2 lề đường giúp lái xe
tránh các ổ gà
Các đèn sau đây phải được lắp thành cặp: Đèn chiếu sáng phía trước, đèn
báo rẽ, đèn vị trí, đèn phanh (có ít nhất 2 đèn phanh lắp thành cặp). Các đèn tạo
thành cặp phải thoả mãn các yêu cầu sau: cùng màu, có đặc tính quang học như
nhau, được lắp đối xứng qua mặt phẳng trung tuyến dọc xe.
11
Yêu cầu đối với đèn phanh phải bật sáng khi người lái tác động vào hệ
thống phanh chính, trong trường hợp dùng kết hợp với đèn hậu thì đèn phanh
phải 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 và
cơng 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
1.1.3 Phân loại
Có thể phân loại hệ thống chiếu sáng theo nhiều tiêu chí như: theo chức
năng từng bộ pận chiếu sáng, thưo quốc gia, theo khu vực, theo vị trí lắp đặt
Tuy nhiên chúng ta chỉ xét các tiêu chí cơ bản và thơng dụng thực tế. Hệ
thống chiếu sáng là 1 tổ hợp gồm nhiều loại đèn có chức năng bao gồm:
Đèn kích thước trước và sau xe (side & rear lamps)
Đèn pha cốt (head lamps – main driving lamps): Dùng để chiếu sáng
khơng gian phía trước xe giúp lái xe có thế nhìn thấy trong đem, tối hay trong
điều 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 dối
diện và người đi đường. Nếu sử dụng đèn sương mù sẽ giảm được tình trạng này.
Dịng 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 trịn điều kiện tầm nhìn hạn chế. Dịng cung
cấp cho đèn này được lấy sau đèn cốt (dipped beam). Một đèn báo được gắn vào
taplo để báo hiệu cho lái xe khi đèn sương mù phía sau hoạt động.
12
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 cơng tắc riêng để tránh
gây 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 cơng
tắc 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 thơng 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 khơng 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 đi bị đứt hay sụt áp trên
mạch điện làm đèn mờ. đèn báo này được đặt trên taplo và sáng lên khi có sự cố
về mạch hay đèn.
1.2.
Cấu tạo bóng đèn
Ánh sáng từ đèn phát ra là nhờ vào một giây tóc phát sáng hoặc có dịng
điện đi xun qua ống thủy tinh có chứa loại khí đặc biệt bên trong
Các loại bóng đèn huỳnh quang có ưu điểm là nguồn sáng được phát tán
đều ra trong khu vực lớn, tránh làm cho hành khách bị mỏi mắt và tránh bị chói
như ở đèn giây tóc.
1.2.1 Cường độ ánh sáng
13
Cường độ ánh sáng là năng lượng để phát xạ ánh sáng ở một khoảng cách
nhất định. Năng lượng ánh sáng có liên quan đến nguồn sáng và cường độ ánh
sáng 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 nguồn
sáng. 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 ánh
sáng ban đầu
1.2.2 Đèn giây tóc
Vỏ đèn làm bằng thủy tinh, bên trong chứa 1 dây điện trở làm bằng
volfram. Bên trong bóng đèn là mơi trường chân khơng với mục đích loại bỏ
khơng khí để tránh oxy hóa và làm bốc hơi dây tóc ( oxy trong khơng khí tác
dụng với volfram ở nhiệt độ cao gây ra hiện tượng đen bóng đèn và sau một thời
gian rất ngắn, dây tóc sẽ bị đứt).
Bóng đèn giây tóc
Nếu cung cấp cho đèn một hiệu điện thế cao hơn, chẳng bao lâu sẽ làm
bốc hơi dây volfram, gây ra hiện tượng đen bóng đèn và đốt cháy cả dây tóc.
Cường độ ánh sáng tăng thêm khoảng 40% so với đèn giây tóc thường
bằng cách điền đầy vào bóng đèn một lượng khí trơ (argon) với áp suất tương đối
nhỏ.
Khi hoạt động ở một điện áp định mức, nhiệt độ giây tóc lên đến 2.300 0C
và tạo ra ánh sáng trắng.
1.2.3 Bóng đèn Halogen
14
Hình 1. 3 Bóng đèn halogen
Suốt q 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 được q 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.
Vấn đề trên đã được khắc phục với sự ra đời của bóng đèn Halogen, bóng
Halogen có cơng suất và tuổi thọ cao hơn bóng đèn thường. Đây là loại đèn thế
hệ
mới có nhiều ưu điểm với thế hệ cũ như: Đèn Halogen chứa khí halogen
như iode hoặc brom
Hình 1. 4 Đèn Halogen
15
Các chất khí này tạo ra một q trình hóa học khép kín: lode kết hợp với
vonfram bay hơi ở dạng khí thành iodur vonfram, hỗn hợp khí này khơng bám
vào vỏ thủy tinh như bóng đèn thường mà thay vào đó sự chuyển động đối lươ sẽ
mang hỗn hợp này trở về vùng khí nhiệt độ cao xung quanh tim đèn (ở nhiệt độ
cao trên 1450oC) thì nó sẽ tách thành 2 chất : vonfram bám trở lại tim đèn và các
phần tử khí halogen được giải phóng trở về dạng khí. Qúa trình tái tạo này khơng
chỉ ngăn chặn sự đổi màu bóng đèn mà cịn giữ cho tim đèn luôn hoạt động ở
điều 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 lớn
thủy tinh thạch anh để làm bóng vì loại vật liệu này chịu được 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 ưu điểm của bóng halogen là chỉ cần một tim đèn nhỏ
hơn 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 so
với bóng bình thường.
Hình 1. 5 Ngun lý hoạt động
1.2.4 Gương phản chiếu
16
Chức năng của gương phản chiếu là định hướng lại các tia sáng. Một
gương 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 phản
chiếu theo phương ngang có tác dụng tăng vùng sáng theo chiều rộng và giảm
vùng 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
17
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 ánh
sáng gần có cơng suất nhỏ hơn dây tóc ánh sáng xa khoảng 30-40%. Hiện nay
miếng phản chiếu nhỏ bị cát phần bên trái một góc 15 o, nên phía phải của đường
được chiếu sáng rộng và xa hơn phía trái
Hình dạng đèn thuộc hệ Châu Âu thường có hình trịn, hình chữ nhật hoặc
hình có 4 cạnh. Các đèn này thường có in số “2” trên kính. Đặt trưng của đèn
kiểu châu âu là có thể thay đổi được loại bóng đèn và thay đổi cả các loại thấu
kính khác nhau phù hợp với đường viền ngồi 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 điểm
của chóa, dây tóc ánh sáng gần nằm lệch phía trên mặt phẳng trục quang học để
cường độ chùm tia sáng phản chiếu xuống dưới mạnh hơn. Đèn kiểu Châu Mỹ
dạng hình trịn kiểu bịt kín.
Hiện nay hệ Châu Mỹ cịn sử dụng hệ chiếu sáng 4 đèn pha, hai đèn phía
trong (chiếu xa) lắp bóng đèn một dây tóc cơng suất 37,5W ở vị trí tiêu cự chóa,
18
hai đèn phía ngồi lắp bóng đèn hai dây tóc, dây tóc chiếu sáng xa có cơng suất
35,7W nằm tại tiêu cự của chóa, dây tóc chiếu sáng gần 50W lắp ngồi tiêu cự
của chóa. Như vậy khi bật ánh sáng xa thì 4 đèn sáng với cơng suất 150W, khi
chiếu gần thì cơng suất là 100W
1.3.
Hệ thống chiếu sáng tự động
Hình 1. 9 Mơ hình hệ thống chiếu sáng tự động
1.3.1. Sơ đồ mạch điều khiển đèn pha tự động
19
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 cơng tắc điều khiển đèn ở vị trí AUTO, cảm biến điều khiển đèn tự động
phát hiện mức độ ánh sáng mơi 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 cơng tắc điều khiển đèn ở vị trí HEAD
Cơng tắc pha cốt ở vị trí HIGH, cơng tắc điều khiển đèn ở vị trí AUTO và
đèn cốt sáng.
20
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 khiển
như 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 cả
các MCU như PIC, 8051, AVR, Motorola.
Phần mềm bao gồm 2 chương trình: ISIS cho phép mô phỏng mạch và
ARES dùng để vẽ mạch in. Proteus là công cụ mô phỏng cho các loại Vi Điều
Khiển khá tốt, nó hỗ trợ các dịng VĐK PIC, 8051, PIC, dsPIC, AVR, HC11,
MSP430, ARM7/LPC2000 ... các giao tiếp I2C, SPI, CAN, USB, Ethenet,...
ngồi ra cịn mơ 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 12000
người dùng trên khắp thế giới. Sức mạnh của nó là có thể mơ phỏng hoạt động
của 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, cho
phép ta tùy chọn đường nét, màu sắc mạch điện, cũng như thiết kế theo các mạch
mẫu (templates)
Những khả năng khác của ISIS là:
• Tự động sắp xếp đường mạch và vẽ điểm giao đường mạch.
21
• Chọn đối tượng và thiết lập thơng 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 thơng dụng.
• Đối với người thiết kế mạch chun nghiệp, ISIS tích hợp nhiều cơng cụ giúp
cho 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
22
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 mạch
điện bằng việc lựa chọn các linh kiện phù hợp với yêu cầu. Trên cửa sổ làm việc
bao gồm:
Vùng chứa linh kiện
Thanh chọn công cụ
Vùng vẽ nguyên lý và mô phỏng
Thanh điều khiển mơ phỏng
Hình 2. 3 Màn hình lựa chọn linh kiện
23
Tại thư viện linh kiện ta có thể lựa chọn các linh kiện phù hợp với yêu cầu
của 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 ở
cơng 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 linh
kiện 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 mơ phỏng chạy
thử để xem mạch có hoạt động được hay khơng qua đó đánh giá và áp dụng vào
thực tế sử dụng
24
Hình 2. 5 Mạch mơ phỏng bằng Proteus
2.1.2. Phần mềm Arduino
Arduino là một nền tảng nguyên mẫu (mã nguồn mở) dựa trên nền phần
mềm và phần cứng dễ sử dụng. Nó bao gồm một bo mạch - thứ mà có thể được
lập trình (đang đề cập đến vi điều khiển) và một phần mềm hỗ trợ gọi là Arduino
IDE (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) hoặc
tín hiệu số (digital) làm đầu vào từ các cảm biến khác nhau và chuyển nó thành
đầu ra như kích hoạt mô-tơ quay, bật / tắt đèn LED, kế nối mạng Internet hoặc
nhiều hoạt động khác nữa.
Bạn có thể điều khiển các chức năng của bo mạch của mình bằng cách nạp
các tập lệnh đến vi điều khiển trên bo mạch. Thông qua phần mềm hỗ trợ là
Arduino IDE.
Khơng giống như bo mạch có khả năng lập trình trước kia, Arduino chỉ
cần bạn sử dụng cáp USB để nạp mã vào trong bo mạch.
25
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.
Hình 2. 6 Màn hình làm việc Arduino
Hiện nay trên thị trường có nhiều loại mạch của Arduino tùy thuộc và các
loại vi điều khiển khác nhau mà nó sử dụng. Tuy nhiên, chung quy lại tất cả các
bo mạch của Arduino đều có một điểm chung là: đều có thể lập trình thơng qua
Arduino IDE.
Sự khác biệt nằm ở số đầu vào (input) và số đầu ra (output) - cụ thể là số
lượng các cảm biến, các đèn LED và các nút có thể sử dụng trên một mạch đơn,
về tốc độ, dòng điện vận hành, ...
Một số bo mạch được thiết kế để nhúng và khơng có giao diện lập trình
(phần cứng) mà bạn phải mua riêng. Một số có thể chạy trực tiếp từ pin 3.7 V,
một số khác cần ít nhất 5V.
Dưới đây là danh sách một số board mạch Arduino khác nhau hiện có trên
thị trường:
Arduino Uno R3
Arduino Uno R3 SMD
Red Board
