Đề tài Nghiên cứu khoa học kỹ thuật cho học sinh: “hệ thống đèn xe thông minh” ((có bán theo sản phẩm) các bạn có thể tham khảo thêm 06 đề tài NCKH KT cho học sinh trong tài khoản của mình )

MỤC LỤC
A. PHẦN CHUNG.....................................................................................................................2
I. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI......................................................................................................2
II. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI................................................3
III. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU.............................................................................................3
III.1. Mục tiêu chung..........................................................................................................3
III.2. Mục tiêu cụ thể..........................................................................................................4
III. GIỚI HẠN PHẠM VI NGHIÊN CỨU............................................................................4
IV. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU....................................................................................4
IV.1. Phương pháp phân tích và tổng hợp lý thuyết...........................................................4
IV.2. Phương pháp thực nghiệm, bao gồm:.......................................................................4
V. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU.............................................................................................5
V.1. Các linh kiện điện tử có liên quan đến mạch nghiên cứu...........................................5
V.1.4. Tìm hiểu về khuếch đại thuật toán..........................................................................9
V.2. Mạch đèn xe thông minh..........................................................................................13
V.3. Bo mạch thí nghiệm, chạy thử..................................................................................16
VI. NHỮNG ƯU ĐIỂM CỦA ĐỀ TÀI...............................................................................19
B. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.............................................................................................20
I. Kết quả nghiên cứu...........................................................................................................20
II. Thảo luận.........................................................................................................................21
C. KẾT LUẬN KHOA HỌC...................................................................................................21
D. TÀI LIỆU THAM KHẢO...................................................................................................21

1


A. PHẦN CHUNG.
I. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI.
Đèn chiếu sáng là bộ phận cần thiết và bắt buộc trên các phương tiện giao
thông, giúp bạn lưu thông và đảm bảo an toàn khi ra đường, đặc biệt là vào ban
đêm. Tuy nhiên, nếu như dùng sai chức năng của đèn cũng có thể gây tai nạn

đáng tiếc cho mình và người khác.
Trang bị đèn tiêu chuẩn trên các phương tiện từ ô tô đến xe máy gồm đèn
pha và đèn cos. Đặc điểm của đèn pha là tầm chiếu sáng rộng, góc chiếu cao
nên được dùng để chiếu xa, còn đèn cos là phạm vi chiếu hẹp hơn đèn pha,
thường là bằng 1/2 cùng với góc chiếu thấp nên được dùng để chiếu gần. 2 loại
đèn có 2 công năng chiếu sáng khác nhau, nhưng rất nhiều người dùng đã dùng
sai chức năng của chúng.
Khi đi trên nhiều tuyến đường cao
tốc, quốc lộ hay ở vùng xa thành thị vào
buổi tối, rất nhiều người điều khiển xe sử
dụng đèn chiếu xa (đèn pha) để dễ lái xe
hơn (hoặc do không chú ý để chuyển về
chế độ cos). Nhưng chính điều này lại
khiến người đi ngược chiều rất khó chịu do
đèn chiếu xa sẽ làm họ bị lóa mắt, có thể bị lạc tay lái, mất phương hướng dẫn
đến bị ngã xe hoặc va chạm với đối tượng khác. Đường có chiều rộng càng nhỏ
(đặc biệt là các tuyến đường xã, huyện) thì
nguy cơ tai nạn càng cao. Theo thống kê,
trong 9 tháng đầu năm 2014, cả nước xảy
ra 18.697 vụ tai nạn giao thông, trong đó
việc sử dụng đèn pha không đúng mục
đich là nguyên nhân gián tiếp gây ra nhiều
vụ tai nạn giao thông.
2


Luật Giao thông đường bộ tại Khoản 12, Điều 8 cũng đã quy định :
“Nghiêm cấm sử dụng đèn chiếu xa trong đô thị và khu đông dân cư” và tại
Khoản 3, Điều 17: “Xe cơ giới đi ngược chiều gặp nhau không được dùng đèn
chiếu xa”.

Theo một số người, khi chạy xe gắn máy họ ít khi để ý đến việc để đèn
chiếu xa hay chiếu gần vì trời tối thì cứ bật đèn lên là chạy. Họ cũng không nghĩ
đến việc để đèn chiếu xa lại nguy hiểm, có thể xảy ra tai nạn giao thông. Nguy
hiểm hơn là hiện nay tình trạng bật đèn pha trong đô thị xuất hiện ngày một
nhiều. Đã có rất nhiều bài báo phản ánh về tình trạng sử dụng đèn pha không
đúng mục đích. Trên trang web www.duongbo.vn tác giả Hồng Ân có bài viết
“Đèn

chiếu

xa

nhưng

tai

nạn

gần”,

hay

trên

trang

web

www.giaothongvantai.com.vn có bài viết “Văn hóa sử dụng đèn xe” của tác giả
Ngân Anh, trong mục An ninh - trật tự của trang web www.baomoi.com có

đăng bài “Trung Quốc phạt nhìn vào đèn pha nếu chiếu xa sai quy định”...
Nếu như có một cơ chế nào đó giúp đèn xe tự động chuyển từ chiếu xa
sang chiếu gần (từ pha sang cos) khi gặp xe đi ngược chiều hoặc khi đi vào các
đô thị sẽ không làm hạn chế tầm nhìn của những người tham gia giao thông đi
ngược chiều, sẽ góp phần hạn chế được tai nạn giao thông.
Từ những lý do trên, đội chúng em đã chọn đề tài nghiên cứu và chế tạo
“Hệ thống đèn xe thông minh”.
II. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI.
Nếu đề tài được nghiên cứu và chế tạo thành công sẽ hỗ trợ đắc lực cho các
phương tiện khi tham gia giao thông, góp phần hạn chế tai nạn giao thông.
III. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU.
III.1. Mục tiêu chung.
Nghiên cứu tạo ra mạch điện tử giúp đèn xe có thể tự động chuyển tử pha
sang cos khi gặp xe đi ngược chiều hoặc khi đi vào các đô thị.

3


Mạch điện đơn giản, có kích thước nhỏ gọn, dễ chế tạo, dễ lắp đặt trên xe,
giá thành thấp.
III.2. Mục tiêu cụ thể.
Mạch được thiết kế sao cho khi gặp ánh sáng của đèn xe đi ngược chiều
(hoặc ánh đèn đường trong đô thị) nếu lái xe chủ động gạt công tắc từ pha sang
cos thì đèn sẽ chuyển từ chiếu xa sang chiếu gần, nhưng nếu lái xe không chủ
động gạt công tắc từ pha sang cos thì mạch điện tử sẽ tự động điều khiển
chuyển đèn từ chế độ chiếu xa sang chiếu gần. Sau khi không còn ánh sáng của
đèn xe đi ngược chiều nữa (hoặc ánh đèn đường trong đô thị), đèn sẽ tự động
chuyển sang chế độ chiếu xa.
III. GIỚI HẠN PHẠM VI NGHIÊN CỨU.
Đề tài được nghiên cứu trong phạm vi kiến thức của học sinh ở cấp trung

học phổ thông, sử dụng các kiến thức vật lý và các linh kiện điện tử được học
trong môn Công nghệ lớp 12.
IV. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.
IV.1. Phương pháp phân tích và tổng hợp lý thuyết.
Nghiêm cứu các linh kiện điện tử, các loại mạch điện cơ bản trong sách và
trên hệ thống internet, nghiên cứu hệ thống điện trên xe máy.
IV.2. Phương pháp thực nghiệm, bao gồm:
IV.2.1. Thực nghiệm thăm dò, tìm hiểu các nghiên cứu có liên quan đến đê
tài.
Thông qua hệ thống internet chúng tôi đã tìm hiểu một số mạch điện tử có
liên quan đến đề tài nghiên cứu của nhóm, đó là các mạch sử dụng quang điện
trở để điều khiển tín hiệu.
Qua quá trình tìm hiểu trên hệ thống intenet và khảo sát thực tế ngoài thị
trường, cho đến thời điểm hiện tại vẫn chưa có sản phẩm nào trùng với đề tài
mà nhóm đang nghiên cứu.

4


IV.2.2. Thực nghiệm định lượng.
Trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết, chúng em đã tiế hành vẽ sơ đồ mạch.
Chạy thử nghiệm mạch trên phần mềm Crocodile Physis 605, đo đạc điều chỉnh
các số liệu. Xây dựng vật mẫu, chạy thử, đo đạc, điều chỉnh các số liệu trên vật
mẫu. Khi mạch đã chạy ổn định, tiến hành ráp hệ thống mạch cụ thể, cho hệ
thống mạch chạy thử nghiệm, đo đạc, điều chỉnh các thông số lần cuối.
V. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU.
V.1. Các linh kiện điện tử có liên quan đến mạch nghiên cứu.
V.1.1. Nghiên cứu về Diot.
Điốt bán dẫn là các linh kiện điện tử thụ động và phi tuyến, cho phép dòng
điện đi qua nó theo một chiều mà không theo chiều ngược lại, sử dụng các tính

chất của các chất bán dẫn. Có nhiều loại điốt bán dẫn, như điốt chỉnh lưu thông
thường, điốt Zener, LED. Chúng đều có nguyên lý cấu tạo chung là một
khối bán dẫn loại P ghép với một khối bán dẫn loại N.

Điốt chỉ dẫn điện theo một chiều từ a-nốt sang ca-tốt. Theo nguyên lý dòng
điện chảy từ nơi có điện thế cao đến nơi có điện thế thấp, muốn có dòng điện
qua điốt theo chiều từ nơi có điện thế cao đến nơi có điện thế thấp, cần phải đặt
ở a-nốt một điện thế cao hơn ở ca-tốt. Khi đó ta có U AK > 0 và ngược chiều với
điện áp tiếp xúc (UTX). Như vậy muốn có dòng điện qua điốt thì điện trường do
UAK sinh ra phải mạnh hơn điện trường tiếp xúc, tức là: UAK > UTX. Khi đó một
phần của điện áp UAK dùng để cân bằng với điện áp tiếp xúc (khoảng 0.6V),
phần còn lại dùng để tạo dòng điện thuận qua điốt.

5


Nếu Diode còn tốt thì nó không dẫn điện theo chiều ngược ca-tốt sang anốt. Thực tế là vẫn tồn tại dòng ngược nếu điốt bị phân cực ngược với hiệu điện
thế lớn. Tuy nhiên dòng điện ngược rất nhỏ (cỡ μA) và thường không cần quan
tâm trong các ứng dụng công nghiệp. Mọi điốt chỉnh lưu đều không dẫn điện
theo chiều ngược nhưng nếu điện áp ngược quá lớn (V BR là ngưỡng chịu đựng
của Diode) thì điốt bị đánh thủng, dòng điện qua điốt tăng nhanh và đốt cháy
điốt. Vì vậy khi sử dụng cần tuân thủ hai điều kiện sau đây:
- Dòng điện thuận qua điốt không được lớn hơn giá trị tối đa cho phép (do
nhà sản xuất cung cấp, có thể tra cứu trong các tài liệu của hãng sản xuất để xác
định).
- Điện áp phân cực ngược (tức U AK) không được lớn hơn VBR (ngưỡng
đánh thủng của điốt, cũng do nhà sản xuất cung cấp).
* Tìm hiểu về điốt 1N4007:
Diot 14007 có thông số kỹ thuật do hãng sản xuất cung cấp như sau: V BR
=1000V, IFMAX = 1A, UAK = 1.1V khi IF = IFMAX.

* Các xác định chân của diot.
Cách đo dùng đồng hồ đo, và đặt thang đo ở chế độ đo Diot, sau đó kẹp hai
que vào hai chân Diot, đảo chiều hai que đo lại với nhau ta thấy trên đồng hồ,
có , một chiều không lên và một chiều có chỉ số tăng lên khi đó với đồng hồ vạ
năng chỉ thị bằng kim thì cực nối với que đen là anot, cực nối với que đỏ là ktot.
V.1.2. Nghiên cứu Relay.
Rơle là thiết bị điện dùng để đóng cắt mạch điện điều khiển, bảo vệ và điều
khiển sự làm việc của mạch điện động lực.

6


Relay là thiết bị điện tử có thời gian tác động chậm. Thời gian tác động
(ttđ): Là thời gian kể từ thời điểm cung cấp tín hiệu cho đầu vào, đến lúc cơ cấu
chấp hành làm việc. Với rơle điện từ là quãng thời gian cuộn dây được cung cấp
dòng (hay áp) cho đến lúc hệ thống tiếp điểm đóng hoàn toàn (với tiếp điểm
thường mở) và mở hoàn toàn (với tiếp điểm thường đóng).
Với mỗi loại relay khác nhau thì thời gian tác động là khác nhau, với relay
điện từ thì thời gian này là từ 2 đến 20 ms ( />V.1.3. Tìm hiểu về LED.
LED (viết tắt của Light Emitting Diode, có nghĩa là điốt phát quang) là
các điốt có khả năng phát ra ánh sáng hay tia hồng ngoại, tử ngoại. Cũng giống
như điốt, LED được cấu tạo từ một khối bán dẫn loại p ghép với một khối bán
dẫn loại n.

Đối với led thường thì điện áp sử dụng thường là:

7

- Với led dỏ: 1.4 - 1.8v.
- Led xanh, vàng các loại: 2.2 - 2.8v.
- Dòng của led thường thì thấp khoảng 7 - 10mA.
Đối với led siêu sáng:
- Đỏ, vàng: 2.2 -2.4v.
- Xanh các loại: 3.2 -3.4v
- Trắng: 4.0 - 4.4v
- Dòng điện led siêu sáng là 17 - 20mA.
Đối với một số loại led 4 chân thường là 35 đến 50mA.
Các loại led công suất cao thì có thể từ 135 đến 700mA.
* Các mắc led vào điện áp 12V.
Để tính toán số led và giá trị điện trở chúng ta có một số quy ước sau:
V = điện áp nguồn.
Vl = điện áp trên led ( điện áp của 1 led).
Vr = điện áp trên điện trở.
I = dòng điện = dòng điện qua led.
n = số led
R = giá trị điện trở phải mắc.
Ở đây chúng ta đang tính cho cách mắc nối tiếp.
Công thức:
R = (V - Vl*n)/I
có nghĩa là giá trị điện trở mắc nối tiếp sẽ bằng giá trị nguồn trừ đi tổng điện áp
trên led tất cả chia cho dòng điện qua led.
- Trong mạch chúng tôi mắc 1 led đỏ và nguồn 12 V, vậy giá trị điện trở là:
R=

12 − 2*1
≈ 666, 6Ω chọn điện trở 660 Ω .
0.015

- Mắc nối tiếp 03 led xanh vào nguồn 11,3 V, giá trị điện trở cần mắc là:
R=

11,3 − 3*3
≈ 153,3Ω chọn điện trở 180 Ω .
0.015

8


V.1.4. Tìm hiểu về khuếch đại thuật toán.
Bộ khuếch đại thuật toán được ký hiệu như hinh 3-1. Trong đo Ut , It la
điện áp, dòng điện vào cửa thuận. Uđ, Iđ là điện áp, dòng điện vào cửa đảo, Ur,
Ir là điện áp ra và dòng điện ra. U0 la điện áp vào giữa hai cửa. Bộ khuếch đại
thuật toán khuếch đại hiệu điện áp U0 = Ut- Uđ với hệ số khuếch đại K0> 0.
Do đó điện áp ra: Ur =K0.U0= K0(Ut-Uđ)
Nếu Uđ = 0 thì Ur = K0.Ut lúc này điện áp ra cùng pha với điện áp vào. Vì
vậy cửa T gọi là cửa thuận của bộ khuyếch đại thuật toán và ký hiệu dấu “+”.
Tương tự khi Ut = 0 thi Ur = - K0.Uđ, lác nay điện áp ra ngược pha với
điện áp vào. Nên cửa Đ gọi la cửa đảo của bộ khuếch đại thuật toán và ký hiệu
dấu “-”. Ngoài ra bộ khuếch đại có hai cửa đấu với nguồn nuôi đối xứng Ec và
các cửa để chỉnh lệch 0 và bù tần.

Một bộ khuếch đại thuật toán lý tưởng có những tính chất sau:
+ Trở kháng vào ZV= ∞
+ Trở kháng ra Zra = 0
+ Hệ số khuếch đại K0 = ∞
* Mạch so sánh điện áp:
Mạch so sánh điện áp dùng IC khuếch đại thuật toán như hình 3-20. Đó là
quá trình so sánh biên độ điện áp đưa vào với một điện áp chuẩn (Uch) có cực

tính có thể dương hay âm. Thông thường điện áp chuẩn đã được xác định trước.
Trong mạch hinh 3-20a, điện áp vào đưa tới cửa đảo con điện áo chuẩn ở
cửa thuận.
Khi UV < Uch thi U0< 0 do đo Ura = +Ura.max
Khi UV > Uch thi U0 > 0 do đo Ura= - Ura.max
Khi Ura = +Ura.max thi ta noi IC bão hoà dương.
Ura = - Ura.max thi ta noi IC bão hoà âm.
Về gia trị điện áp ra bão hoà thấp hơn nguồn nuôi (1,3V) tuỳ vào từng loại
IC.
Ở hinh 3-20b điện áp vào đưa tới cửa thuận còn điện áp chuẩn ở cửa đảo.

9


UV < Uch thi Ura = - Ura.max
UV > Uch thi Ura = +Ura.max.
Khi làm việc với tín hiệu xung biến đổi nhanh cần chú ý đến tính quán tính
(trễ) của IC thuật toán. Với các IC thuật toán tiêu chuẩn hiện nay thời gian tăng
của điện áp ra khoảng V/μs. Trong điều kiện tốt hơn nen sử dụng các IC chuyên
dụng có tốc độ chuyển biến nhanh hơn như loại μA710, A110, LM310…
V.1.5. Tìm hiểu về Tranzito
Transistor gồm ba lớp bán dẫn ghép với nhau hình thành hai mối
tiếp giáp P-N , nếu ghép theo thứ tự PNP ta được Transistor thuận , nếu
ghép theo thứ tự NPN ta được Transistor ngược. về phương diện cấu tạo
Transistor

tương

đương

với

hai

Diode

đấu

ngược

chiều

nhau.

10


Cấu tạo Transistor
Ba

lớp

bán

dẫn

được

nối

ra

thành

ba

cực,

lớp

giữa

gọi

là cực gốc ký hiệu là B ( Base ), lớp bán dẫn B rất mỏng và có nồng độ
tạp chất thấp.
Hai

lớp

Emitter)

bán
viết

dẫn
tắt

là

bên
E,

ngoài
và

được

cực

thu

nối
hay

ra

thành

cực

góp

cực

phát(

(Collector)

viết tắt là C, vùng bán dẫn E và C có cùng loại bán dẫn (loại N hay P )

nhưng có kích thước và nồng độ tạp chất khác nhau nên không hoán vị cho
nhau được.
* Ký hiệu & hình dáng Transistor.

11


Transistor công xuất nhỏ

Transistor công xuất lớn

* Tìm hiểu về Tranzitor C1815.
Transistor C1815 là transistor thuộc loại transistor NPN.
Các thông số do nhà sản suất đưa ra:
Hệ số khuếch đại: hFE = 400, UC max = 50V, IC max = 150mA.

Sơ đồ chân của transistor C1815:
V.1.6. Tìm hiểu hệ thống điện trên xe máy.
Thông qua trang web: www.xayto.com, đội đã tìn hiểu sơ đồ mạch điện xe
máy Sirius.
Hệ thống chiếu sáng của các xe máy hiện nay được phân thành hai loại:
- Một loại sử dụng dòng xoay chiều 12v trực tiếp từ máy phát điện của xe.
(chủ yếu ở các xe số).
- Một loại sử dụng dòng một chiều 12v từ bình acquy (chủ yếu ở các dòng
xe tay ga)

12


V.2. Mạch đèn xe thông minh.

V.2.1. Sơ đồ khối bố trí mạch đèn xe thông minh.
Mạch đèn
xe thông
minh

Công tắc
đèn xe

Công tắc
pha-cos

Pha

AC

Cos

Pha
Cos

Đèn
xe

Máy phát điện
12V(AC)

* Nguyên tắc hoạt động:
Điện cung cấp cho đèn xe được lấy thẳng từ máy phát điện (Có một số xe
tay ga lấy từ bình Acquy), qua công tắc đèn xe rồi qua công tắc pha – cos. Ở
công tắc pha – cos, nếu lái xe bật ở chế độ cos thì điện được đưa thẳng qua đèn

xe và đèn xe sẽ sáng ở chế độ cos, nhưng nếu lái xe bật ở chế độ pha thì điện
được đưa sang mạch đèn xe thông minh. Tại đây, bộ phận cảm biến sẽ làm việc.
Nếu không có ánh sáng của xe đi ngược chiều, không có ánh sáng đèn đường thì
điện được tiếp tục đưa đến đèn pha và đèn xe sáng ở chế độ pha. Nếu có ánh
sáng của xe đi ngược chiều, ánh sáng đèn đường thì mạch đèn xe thông minh sẽ
chuyển dòng điện sang đèn cos và đèn xe sáng ở chế độ chiếu gần. Khi không
còn áng sáng của đèn xe đi ngược chiều nữa thì mạch đèn xe thông minh sẽ
chuyển dòng điện sang đèn pha và đèn xe sáng ở chế độ pha.

13


V.2.2. Sơ đồ nguyên lý của mạch đèn xe thông minh.
IN

OU T

3

D1
LED

U1
3

R3

2

K2

K1

1
2

COS
CT PHA - COS

B

CT D EN

+
-

6
U A741C N

R7

Q1
C 1815

10K

C3
220uF

3

D3
LED

R 10

4
5

10K

470
R4

3

LED

R8
2 .2 K

D 10

6

4

DEN COS

5
8

DEN PHA

7

DEN COS

J1

1
2

3
2
1
B

R E L A Y 8 C H A N _ 1 2 V /D C

C4
2 .2 K

M

M A Y P H A T D IE N 1 2 V _ A C

* Các ký hiệu trong mạch.
K1: Công tắc đèn xe.

K2: Công tắc pha – cos.

K3: Công tác nguồn của mạch đèn xe thông minh.

C1, C2, C3, C4: Các tụ điện.

R3, R5: Các biến trở.

R1, R2, R4, R6, R7, R8, R9, R10: Các điện trở.

D1: Led báo nguồn.

D2: Led báo opto hoạt động.

D3: Led báo relay hoạt động.

Q1: Tranzito C1815.

D10: Diot bảo vệ.

UA741CN: IC khuếch đại thuật toán.

LM7812: IC ổn áp 12v

PC 817: Opto.

14

D EN _XE

C2

R2
10K

PHA

R5
10K

D IO D E

100uF

1000uF

4

C A U D IO D E

CT NGUON

K3

C1

D2
2

1K

Q U A N G TR O

220uF

3

R9

7
1

2

O PTO _PC 817

R6
470

R1
2 .2 k

4

1

L7812

+ 1

2

GND

1


* Nguyên lý làm việc của mạch đèn xe thông minh.
Chân số 2 (chân đảo) của khuếch đại thuật toán đươc nối với biến trở R5,
thông qua điện trở R6 được nối với nguồn dương, mạch cầu này sẽ tạo ra một
điện áp chuẩn ở chân số 2 (U2) để so sánh. Bằng cách điều chỉnh giá trị của
biến trở R5, ta có thể thay đổi được giá trị của điện áp chuẩn đặt ở chân số 2.
Quang trở cùng với điện trở R2 tạo thành một cầu phân áp, điện áp này
(U3) thông qua biến trở R3 và tụ điện C3 được đưa vào chân số 3 (chân thuận)
của khuếch đại thuật toán.
Khi không có ánh sáng đèn của xe đi ngược chiều (hoặc ánh sáng đèn
đường) chiếu vào quang trở thì điện trở của quang trở có giá trị cao nên điện áp
U3 có giá trị nhỏ, U3 < U2 nên điện áp ra (Ur) ở chân 6 ở mức thấp, điện áp này
không đủ để kích hoạt trazito C 1815 nên Opto PC817 chưa dẫn điện và relay
chưa hoạt động, lúc này chân 6 của lelay nối với chân 8 nên dòng xoay chiều
vào chân 6 được đưa ra đèn pha và đèn xe sẽ sáng ở chế độ chiếu xa.
Khi có ánh sáng đèn của xe đi ngược chiều (hoặc ánh sáng đèn đường)
chiếu vào quang trở thì điện trở của quang trở giảm xuống nên điện áp U3 có
giá trị lớn, U3 > U2 nên điện áp ra (Ur) ở chân 6 ở mức cao, điện áp này đủ để
kích hoạt trazito C 1815 nên Opto PC817 dẫn điện và relay hoạt động, lúc này
chân 6 của lelay được nối với chân 4 nên dòng xoay chiều vào chân 6 được đưa
ra đèn cos và đèn xe sẽ sáng ở chế độ chiếu gần. Khi không còn ánh sáng của
đèn xe đi ngược chiều nữa thì relay sẽ không được cấp điện, chân 6 được nối
với chân 8 và đèn xe lại hoạt động ở chế độ pha.
Biến trở R5 cho phép điều chỉnh được độ nhạy của cảm biến ánh sáng
(quang trở).

Biến trở R3 cho phép chỉnh độ trễ của tín hiệu vào mạch khuếch đại, cho
phép ta có thể điều chỉnh thời gian từ lúc nhận ánh sáng của đèn xe đi ngược
chiều đến lúc đèn chuyển từ pha sang cos.
Công tắc nguồn (K3) cho phép cho phép người dùng có hai sự lựa chọn.
Nếu công tắc nguồn đóng thì mạch đèn xe thông minh sẽ hoạt động, nếu công
15


tắc nguồn ngắt thì mạch đèn xe thông minh sẽ không hoạt động, đèn xe sẽ hoạt
động bình thường như khi chưa lắp mạch đèn xe thông minh.
V.3. Bo mạch thí nghiệm, chạy thử.
Từ sơ đồ nguyên lý, chúng em đã tiến hành ráp mạch trên bo mạch thí
nghiệm và cho chạy thử, điều chỉnh các thông số.

V.4. Bo mạch in.
Sau khi mạch đã chạy ổn định trên bo mạch thí nghiệm, chúng em đã tiến
hành làm bo mạch in và lắp ráp các linh kiện trên bo mạch.

16


V.5. Bộ phận cảm biến ánh sáng.
Cảm biến ánh sáng phải thỏa mãn được yêu cầu là có thể cảm nhận tốt ánh
sáng ở phía trước chiếu tới, ở hai bên xe và ở phía trên xe chiếu xuống.
Ban đầu chúng em sử dụng 1 quang trở loại to (10mm), nhưng qua thực
nghiệm, khẳ năng cảm nhận ánh sáng vẫn chưa tốt nên độ nhậy của mạch vẫn
còn thấp.

Chính vì vậy, đội đã thay bằng 4 quang trở (loại 5mm) được sắp xếp hợp lý
để có thể cảm nhận tốt nhất ánh sáng xung quanh.

V.6. Sản phẩm mẫu.
Sau khi có bo mạch in và các bộ
phận liên quan, nhóm đã tiến hành lắp
ráp vật mẫu.

V.7. Thực nghiệm.
* Vị trí đặt cảm biến ánh sáng.
Ban đầu cảm biến được đặt ngay bên dưới đèn xe, do bị ảnh hưởng của ánh
sáng do đèn xe phát ra nên mức độ cảm nhận ánh sáng của xe khác chiếu tới bị
hạn chế.

17


Để khắc phục nhược điểm trên, nhóm đã bố trí lại vị trí đặt cảm biến.

* Vị trí đặt bo mạch.
Để tiện trong việc điều chỉnh các thông số, bo mạch đẵ được đặt trong cốp
xe.

18


VI. NHỮNG ƯU ĐIỂM CỦA ĐỀ TÀI.
1. Mạch điều khiển chế độ pha – cos hoàn toàn tự động, hỗ trợ đắc lực cho
người tham gia giao thông.
2. Mạch dùng ic khuếch đại thuật toán nên việc đóng ngắt dứt điểm, không
chập chờn gây cháy bóng đèn.
3. Với thiết kế của mạch, mạch chỉ hoạt động khi bật công tắc đèn và đang

để ở chế độ pha, tức là khi sử dụng chế độ đèn pha thì mới có dòng điện chạy
vào mạch và mạch mới hoạt động, điều này giúp giảm thời gian hoạt động của
mạch, tăng tuổi thọ của mạch hơn.
4. Mạch dùng được cho cả hai loại đèn xe có cơ chế dùng điện khác nhau:
Loại đèn xe dùng trực tiếp điện xoay chiều từ máy phát điện và loại đèn xe dùng
điện một chiều từ bình Ac quy.
5. Với thiết kế của mạch, việc lắp thêm mạch đèn xe thông minh không
làm ảnh hưởng đến hệ thống điện của xe. Do đó, nếu vì một lý do nào đó làm
mạch bị hỏng (các tiếp điểm của relay vẫn bình thường) thì đèn xe vẫn hoạt
động bình thường như khi chưa lắp mạch.
6. Mạch được thiết kế nhỏ gọn, các linh kiện đơn giản, dễ kiếm, có thể tận
dụng ở các đồ điện tử hỏng nên giá thành rất rẻ khoảng 30.000đ/1 mạch.

19


B. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.
I. Kết quả nghiên cứu.
1. Vẽ được sơ đồ nguyên lý của mạch đèn xe thông
minh, ráp được bo mạch.
2. Kết hợp nhiều quang trở để lắp ráp được bộ phận
cảm biến ánh sáng đáp ứng được yêu cầu đặt ra.

3. Xác định được vị trí đặt bộ phận cảm biến ánh sáng trên xe có hiệu quả
nhất.

4. kết quả thực nghiệm.

20

Đội đã tiến hành thực nghiệm tại thị trấn Quy Đạt - Minh hóa - Quảng
Bình, và ở đường mòn Hồ Chí Minh thuộc địa phận xã Trung Hóa – Minh Hóa
– Quảng Bình. Kết quả thu được như sau:
- Khi đi trong Thị trấn:
Dưới ánh sáng đèn đường và ánh sáng của đèn xe đi ngược chiều, bộ phận
cảm biến cảm nhận ánh sáng điều khiển đèn luôn sáng ở chế độ cos.
- Khi chạy trên đường mòn Hồ Chí Minh ở xa khu dân cư:
+ Với các dòng xe hiện đại như hiện nay, độ sáng của đèn xe gần như là
tương đương nhau. Thực nghiệm cho kết quả: Khi khoảng cách từ xe đi ngược
chiều đến xe của đội khoảng 150(m) thì đèn xe của đội tự động chuyển từ pha
qua cos.
II. Thảo luận.
- sau khi được điều chỉnh kết quả đạt được rất khả quan, tốc độ xử lý của
mạch rất nhanh, mạch hoàn toàn có thể đáp ứng được yêu cầu của tiêu chí đặt
ra.
C. KẾT LUẬN KHOA HỌC.
Có thể chế tạo được “Hệ thống đèn xe thông minh” sử dụng các linh kiện
điện tử và các kiến thức về mạch điện tử đã được học ở THPT mà có thể đáp
ứng được các tiêu chí đặt ra.
D. TÀI LIỆU THAM KHẢO.
1. Sách công nghệ lớp 12, nhà xuất bản Giáo dục.
2. web: www.dientuvietnam.vn
3. Web: www.duongbo.vn
4. web: www.giaothongvantai.com.vn
5. Sơ đồ mạch điện xe máy Sirius ở trang web: www.xayto.com
6. Giáo trình Linh kiện điện tử và ứng dụng, tác giả TS Nguyễn Viết
Nguyên, nhà xuất bản giáo dục tháng 11/2004.

21

22