BỘ CÔNG THƢƠNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

-------------------------NGUYỄN HỮU LẬP

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ
Đề tài
Nghiên cứu hệ thống chiếu sáng thông minh trên xe
ToyotaCamry

KHOA CÔNG NGHỆ Ô TÔ

CBHD: T.S Vũ Hải Quân
Sinh viên: Nguyễn Hữu Lập
Mã số sinh viên: 2018605694

Hà nội- năm 2022


Mục lục
Danh mục các ký hiệu, chữ viết tắt ............................................................................. 1
Danh mục hình ảnh ..................................................................................................... 2
Danh mục bảng ........................................................................................................... 4
ChƣơngI. Tổng quan về hệ thống chiếu sáng trên ô ................................................... 5
1.1Nhiệm vụ ...........................................................................................................5
1.2 Cấu tạo..............................................................................................................6
1.3 Nguyên lý hoạt động một số loại đèn trên ô tô ................................................7
1.3.1 Đèn pha cốt (chiếu xa-chiếu gần)............................................................. 7
1.3.2 Đèn sƣơng mù ......................................................................................... 8
1.3.3 Đèn chiếu sáng ban ngày - DRL (Daytime Running Light) .................... 9

1. 3.4 Đèn xi nhan .......................................................................................... 10
1. 3.5 Đèn báo nguy hiểm ............................................................................... 11
1. 3.6 Một số đèn chiếu sáng khác .................................................................. 11
1.3.7 Hệ thống chiếu sáng bên trong xe ......................................................... 12
1.4 Các loại bóng đèn thơng dụng trên ơ tơ .........................................................12
1.4.1. Bóng đèn dây tóc:.................................................................................. 12
1.4.2 Bóng đèn halogen:.................................................................................. 13
1.4.3 Đèn Xenon: ............................................................................................ 14
1.4.4 Cấu tạo chóa đèn: ................................................................................... 17
Chƣơng II: Hệ thống chiếu sáng tự động trên xe Toyota Camry.............................. 19
2.1 Các trang bị hiện đại của hệ thống chiếu sáng trên xe ô tô ............................19
2.1.1 Công nghệ AFS(Adaptive front-lighting system) .................................. 19
2.1.2 Hệ thống tắt đèn tự động ........................................................................ 25
2.1.3 Hệ thống điều khiển chùm sáng đèn pha ............................................... 26
2.2 Hệ thống chiếu sáng tự động (Automatic Light Control) ..............................27
2.2.1 Nguyên lý hoạt động .............................................................................. 27
2.2.2 Cảm biến điều khiển đèn tự động .......................................................... 30
CHƢƠNG III: GIỚI THIỆU PHẦN MỀM MÔ PHỎNG ........................................ 35
3.1 Tổng quan về phần mềm proteus ...................................................................35
3.1.1 Lịch sử .................................................................................................... 35
3.1.2 Mô-đun sản phẩm ................................................................................... 35
3.1.3 Chụp giản đồ .......................................................................................... 36
3.1.4 Mô phỏng vi điều khiển ......................................................................... 36
3.1.5 Thiết kế PCB .......................................................................................... 36


3.1.6 Xác minh 3D .......................................................................................... 37
3.2 Hƣớng dẫn sử dụng Proteus để vẽ sơ đồ nguyên lý (Schematic)..................37
3.3 Giới thiệu phần mềm CodeVision AVR ........................................................43
3.3.2 Làm việc với các files . .......................................................................... 46

3.3.3 Làm việc với các Project. ....................................................................... 46
3.3.4 Hồn thành q trình tạo project ............................................................ 52
Chƣơng IV

Chƣơng trình mô phỏng ...................................................................... 55

4.1 Cƣờng độ sáng................................................................................................56
4.1.1 Khái niện ................................................................................................ 56
4.1.2 Đơn vị cƣờng độ sáng ............................................................................ 56
4.1.3 Phân biệt giữa lux và lumen ................................................................... 56
4.2 Mô phỏng mạch trên Proteus .........................................................................57
4.2.1 Vi điều khiển ATmega32 ....................................................................... 57
4.2.2Màn hình LCD (Liquid Crystal Display) ................................................ 59
4.2.3Cảm biến ánh sáng DR

ight Dependent Resistor ............................ 59

4.2.4Khối điều khiển đèn pha, cốt................................................................... 60
4.2.5Khối công suất điều khiển đèn cốt pha ................................................... 61
4.2.6 Thuật toán điều khiển ............................................................................. 62
4.3 Xây dựng mạch điều khiển dựa trên phần mềm mô phỏng ...........................63
4.3.1. Khai báo tên các biến sử dụng để mô phỏng ....................................... 64
4.3.2 Các câu lệnh điều khiển sử dụng............................................................ 64
4.3.3. Thực hiện lệnh ....................................................................................... 66
Kết luận ..................................................................................................................... 68
Danh mục tài liệu tham khảo .................................................................................... 69
Phụ lục ....................................................................................................................... 71


Lời mở đầu

Nền công nghiệp ô tô là nền công nghiệp có lịch sử khá lâu đời. Bắt đầu từ
nửa cuối thế kỷ 18 với những chiếc xe có động cơ chạy bằng hơi nƣớc. Tiếp
sau đó, vào cuối thế kỷ 19, động cơ đốt trong ra đời. Hiện tại, ngành công
nghệ ô tô đang là một trong số những ngành công nghệ phát triển nhanh và
mạnh nhất. Chịu ảnh hƣởng lớn của cuộc cách mạng về công nghệ cộng thêm
sự quan tâm, đầu tƣ phát triển của nhiều ông lớn về công nghệ nhƣ Tesla,
Volvo hay Google,… Chiếc xe hơi càng ngày càng trở nên hiện đại và thông
minh với sự tích hợp nhiều cơng nghệ mới. Rất nhiều hệ thống trên xe đang
ngày càng đƣợc nâng cấp để nâng cao hiệu quả cũng nhƣ giảm bớt thao tác
cho ngƣời lái. Và hệ thống chiếu sáng cũng không nằm ngoài cuộc. Hệ thống
chiếu sáng tự động là một cái tiến vơ cùng quan trọng. Nó giúp ngƣời lái giảm
đƣợc số thao tác cần thực hiện và tránh tình trạng quên bật đèn xe của các tài
xế, qua đó nâng cao trải nghiệm sử dụng xe.
Trong đồ án này em tìm hiểu về hệ thống chiếu sáng tự động trên xe Toyota
để hiểu rõ cấu tạo, nguyên lý hoạt động từ đó đƣa ra cách sử dụng tốt nhất,
cách bảo dƣỡng và sửa chữa hƣ hỏng. Trong quá trình thực hiện đồ án, em
chƣa đƣợc tiếp xúc cũng nhƣ so sánh đối chiếu giữa các hệ thống chiếu sáng
tự động trên các chiếc xe khác nhau nên có thể sẽ có thiếu sót, nhƣng với sự
hỗ trợ nhiệt tình của thầy VŨ HẢI QUÂN và các thầy trong khoa Ô tơ em đã
hồn thành đồ án “Nghiên cứu hệ thống chiếu sáng thông minh trên xe
Toyota”. Em rất mong nhận đƣợc sự góp ý của các thầy trong khoa Cơng
nghệ Ơ tơ để em có thể hồn thành đƣợc đề tài lần này.

Hà Nội, ngày10/05/2022


1
Danh mục các ký hiệu, chữ viết tắt
ệu


ết tắt

N

RISC

Reduced Instruction Set Computer

Giảm tập lệnh máy t nh

HLL

High Level Language

Ngôn ngữ cấp cao

ALU

Arithmeetic Logic Unit

Đơn vị logic số học

LCD

Liquid Crystal Display

àn hình tinh thể lỏng

HI


High

Chế độ pha của đèn

LO

Low

Chế độ cốt của đèn
Chuyển đổi tín hiệu

ADC

Analog Digital Converter

tƣơng tự sang tín hiệu số

LDR

Light Dependent Resistor

Cảm biến ánh sáng


2
Danh mục hình ảnh
HÌNH 1. 1 HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG (A) ................................................................. 5
HÌNH 1. 2 HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG(B) .................................................................. 5
HÌNH 1. 3 TỔNG QUAN HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG TRÊN Ô TÔ .................................. 6
HÌNH 1. 4 SƠ ĐỒ KHỐI HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG TRÊN Ơ TƠ ................................... 7

HÌNH 1. 5 MẠCH ĐÈN PHA CỐT (LOẠI CÓ CẢ RƠ

E ĐÈN PHA VÀ ĐIỀU CHỈNH ĐỘ

SÁNG) ........................................................................................................ 8

HÌNH 1. 6 SƠ ĐỒ MẠCH ĐÈN SƢƠNG

Ù (PHÍA TRƢỚC) ....................................... 9

HÌNH 1. 7 SƠ ĐỒ MẠCH ĐÈN CHIẾU SÁNG BAN NGÀY .......................................... 9
HÌNH 1. 8 SƠ ĐỒ MẠCH ĐÈN XI NHAN................................................................ 10
HÌNH 1. 9 SƠ ĐỒ MẠCH ĐEN BÁO NGUY ............................................................ 11
HÌNH 1. 10 CẤU TẠO BĨNG ĐÈN DÂY TĨC ......................................................... 13
HÌNH 1. 11 CẤU TẠO BĨNG ĐÈN HALOGEN ....................................................... 13
HÌNH 1. 12 ĐÈN XENON .................................................................................... 14
HÌNH 1. 13 SƠ ĐỒ KHỐI HỆ THỐNG ĐÈN XENON................................................. 16
HÌNH 1. 15 CẤU TẠO CHỐ ĐÈN ....................................................................... 17

HÌNH 2. 1 HỆ THỐNG AFS ................................................................................ 19
HÌNH 2. 2 CẤU TẠO ĐÈN

IẾC ĐỘNG.................................................................. 20

HÌNH 2. 3 VÙNG SÁNG CỦA Ô TÔ VỚI HỆ THỐNG ĐÈN
HÌNH 2. 4 CẤU TẠO ĐÈN

IẾC ĐỘNG ...................... 22

IẾC ĐỘNG.................................................................. 23


HÌNH 2. 5 CÁC CƠ CẤU ĐÈN

IẾC ĐỘNG ............................................................ 24

HÌNH 2. 6 HỆ THỐNG TẮT ĐÈN TỰ ĐỘNG (CƠNG TẮC MỞ) ................................. 25
HÌNH 2. 7 HỆ THỐNG TẮT ĐÈN TỰ ĐỘNG (CƠNG TẮC ĐĨNG) ............................. 26
HÌNH 2. 8 CẤU TẠO HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHÙ

SÁNG ĐÈN PHA ..................... 26

HÌNH 2. 9 CƠNG TẮC ĐIỀU CHỈNH CHÙM SÁNG PHA Ơ TƠ .................................. 27
HÌNH 2. 10 CHẾ ĐỘ CHIẾU SÁNG TỰ ĐỘNG (AUTO) TRÊN CẦN GẠT .................... 28
HÌNH 2. 11 SƠ ĐỒ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG TỰ ĐỘNG TRÊN Ô TÔ ........................ 29


3
HÌNH 2. 12 HỆ THỐNG HOẠT ĐỘNG ................................................................... 29
HÌNH 2. 13 MƠ TẢ HOẠT ĐỘNG HỆ THỐNG ........................................................ 30
HÌNH 2. 14 CẢM BIẾN ĐIỀU KHIỂN ĐÈN TỰ ĐỘNG .............................................. 30
HÌNH 2. 15 KẾT QUẢ

Ý TƢỞNG THU ĐC ........................................................... 33

HÌNH 3. 1 MỞ CHƢƠNG TRÌNH .......................................................................... 37
HÌNH 3. 2 CỬA SỔ LÀM VIẸC ............................................................................. 38
HÌNH 3. 3 CHỌN LINH KIỆN VÀ MỞ THƢ VIỆN .................................................... 38
HÌNH 3. 4 CỬA SỐ THƢ VIỆN ............................................................................. 39
HÌNH 3. 5 CÁC LINH KIỆN TRONG CỬA SỔ LÀM VIỆC ......................................... 40
HÌNH 3. 6 CÁC THAO TÁC VỚI LINH KIỆN .......................................................... 41

HÌNH 3. 7 THƠNG SỐ LINH KIỆN ........................................................................ 41
HÌNH 3. 8 KIẺM TRA LỖI SƠ ĐỒ MẠCH ............................................................... 42
HÌNH 3. 9 VÍ DỤ VỀ MẠCH MƠ PHỎNG ............................................................... 43
HÌNH 3. 10 MƠI TRƢỜNG PHÁT TRIỂN TÍCH HỢP CODEVISIONAVR(IDE) ......... 45
HÌNH 3. 11 CÁC THANH CƠ BẢN TRONG CODEVISIONAVR ............................... 45
HÌNH 3. 12 TẠO FILE......................................................................................... 46
HÌNH 3. 13 CỬA SỔ FILE MỚI ............................................................................ 46
HÌNH 3. 14 TẠO PROJECT .................................................................................. 47
HÌNH 3. 15 CỬA SỐ CODEWIZARDAVR ............................................................ 47
HÌNH 3. 16 CÁC THẺ CỦA ATMEGA ................................................................... 47
HÌNH 3. 17 THẺ TIMERS ................................................................................... 48
HÌNH 3. 18 THẺ ADC ....................................................................................... 49
HÌNH 3. 19 THẺ USART .................................................................................. 50
HÌNH 3. 20 XE

TRƢỚC PROJECT ..................................................................... 52

HÌNH 3. 21 CỬA SỔ SOẠN THẢO ........................................................................ 53
HÌNH 3. 22 CÁC THÔNG TIN CƠ BẢN CỦA VI ĐIỀU KHIỂN ................................... 54


4
Danh mục bảng
BẢNG 2. 1 THÔNG SỐ CÁC CHÂN CỦA ECU ĐIỀU KHIỂN ĐÈN TỰ ĐỘNG ............. 31
BẢNG 2. 2 ĐIỀU KIỆN THÔNG MẠCH ................................................................. 32
BẢNG 2. 3 THÔNG SỐ ĐIỆN ÁP VÀ ĐIỆN TRỞ CÁC CHÂN CẢM BIẾN .................... 32
BẢNG 2. 4 BẢNG KIỂM TRA HOẠT ĐỘNG CẢM BIẾN ĐIỀU KHIỂN ĐÈN TỰ ĐỘNG.. 33

BẢNG 4. 1 CÁC THÔNG SỐ
BẢNG 4. 2 THÔNG SỐ CỦA


À

VIỆC CỦA VI ĐIỀU HIỂN ATMEGA32 .............. 58

ÀN HÌNH HIỂN THỊ LCD ........................................ 59

BẢNG 4. 3 THƠNG SỐ CHÍNH CỦA CẢ

BIẾN ÁNH SÁNG .................................... 60

BẢNG 4. 4 THÔNG SỐ CỦA TRANSISTOR BD711, BD539.................................. 62


5
C ƣơn I. Tổng quan về hệ thống chiếu sáng trên ơ
1.1Nhiệm vụ
Hệ thống chiếu sáng và tín hiệu trên ô tô thực hiện các nhiệm vụ sau:
- Chiếu sáng phần đƣờng khi xe chuyển động trong đêm tối hoặc trong các
điều kiện thời tiết thiếu tầm nhìn
- Báo hiệu sự có mặt của xe trên đƣờng với các phƣơng tiện tham gia giao
thơng khác bằng tín hiệu áng sáng của các đèn t n hiệu
- Báo k ch thƣớc, khuôn khổ của xe và biển số xe.
- Đƣa ra t n hiệu cảnh báo khi lùi xe hoặc chuẩn bị dừng đỗ xe
- Báo hiệu khi xe quay vòng, rẽ trái phải hoặc phanh
- Chiếu sáng các khu vực trong xe (Buồng lái, khoang hành khách, khoang
hành lí...)

Hình 1. 1 Hệ thống chiếu sáng (a)


Hình 1. 2 Hệ thống chiếu sáng(b)


6
1.2 Cấu tạo

Hình 1. 3 Tổng quan hệ thống chiếu sáng trên ô tô

1 Đèn pha

8 Rơle tổ hợp

2 Cụm đèn ph a sau

9 Cảm biến điều khiển đèn tự động

3 Công tắc điều khiển đèn và chế

10 Công tắc điều khiển góc chiếu

độ sáng

sáng đèn pha

4 Đèn báo xi nhan và đèn báo nguy

11 Bộ chấp hành điều khiển góc

hiểm


chiếu sáng đèn pha

5 Cơng tắc đèn báoo nguy hiểm

12 Đèn trong xe

6 Bộ tạo nháy đèn xi nhan

13 Công tắc cửa

7 Cảm biến báo hƣ hỏng đèn

14 Đèn chiếu sáng khoá điện


7

Hình 1. 4 Sơ đồ khối hệ thống chiếu sáng trên ô tô

Nguyên lý hoạt động chung của hệ thống chiếu sáng trên ơ tơ: ECU nhận tín
hiệu từ cơng tắc tổ hợp đèn, một số công tắc thông minh, kết hợp với tín hiệu
từ một số cảm biến trên xe, qua đó ECU gửi tín hiệu tới cơ cấu chấp hành, cụ
thể là các rơ le điều khiển bật tắt các đèn trên xe
1.3 Nguyên lý hoạt động một số loạ đèn trên ô tô
1.3.1 Đèn pha cốt (chiếu xa-chiếu gần)
Đèn ph a trƣớc xe là một trong những phần quan trọng của hệ thống chiếu
sáng trên ô tô có tác dụng đảm bảo tầm nhìn của ngƣời lái. Sơ đồ mạch của
đèn pha cốt có nhiều cách bố tr nhƣ loại khơng có rơ le đèn pha và rơ le điều
chỉnh độ sáng, loại có rơ le đèn pha nhƣng khơng có rơ le điều chỉnh độ sáng
và loại có cả rơ le đèn pha và rơ le điều chỉnh độ sáng



8

Hình 1. 5 Mạch đèn pha cốt (loại có cả rơ le đèn pha và điều chỉnh độ sáng)

- Đèn pha ô tô
Đây là hệ thống đèn cơ bản và quan trọng đƣợc gắn ở đầu xe để đảm bảo an
toàn cho tài xế khi quan sát đƣờng, nhất là vào ban đêm. Đèn pha ơ tơ có hai
chế độ: “cos” là chiếu sáng gần 50m – 75m và “pha” là chiếu sáng xa 180m
– 250m).
- Đèn cos
Ở chế độ cos, công suất đèn khoảng 35W – 40W, ánh sáng đủ để giúp tài xế
quan sát mà không làm ngƣời đối diện chói mắt. Trong khi đó, cơng suất của
chế độ pha là 45W – 70W, cƣờng độ ánh sáng cao làm lóa mắt ngƣời đối diện
nên chỉ th ch hợp sử dụng khi đi một mình trên đƣờng.
1.3.2 Đèn sƣơng mù
Đèn sƣơng mù ph a trƣớc có chùm sáng rộng, tia mảnh nhƣng rõ nét và có sắc
vàng hoặc trắng tùy từng loại xe. Đèn sƣơng mù giúp tăng khả năng chiếu
sáng khi tài xế phải di chuyển với tốc độ thấp trong điều kiện tầm nhìn kém
do mƣa, sƣơng mù, bụi hoặc tuyết.


9

Hình 1. 6 Sơ đồ mạch đèn sƣơng mù ph a trƣớc)

Bên cạnh đó, đèn sƣơng mù đi xe sẽ đƣợc sử dụng để thông báo cho các
phƣơng tiện ph a sau biết đƣợc sự hiện diện và vị tr của xe.
1.3.3 Đèn chiếu sáng ban ngày - DRL (Daytime Running Light)


Hình 1. 7 Sơ đồ mạch đèn chiếu sáng ban ngày


10
Đèn chiếu sáng ban ngày DR là một dãy đèn ED lắp ở đầu xe, có thể ở
cụm đèn pha hoặc ph a trên đèn sƣơng mù.

ục đ ch của loại đèn này không

phải để giúp ngƣời lái thấy đƣờng mà để ngƣời đi bộ, phƣơng tiện đi ngƣợc
chiều nhận biết xe từ xa.
Ở nhiều quốc gia, luật pháp chỉ bắt buộc mở đèn pha ô tô khi trời tối hoặc vào
ban đêm. Vì vậy, đèn DR mặc định ln bật khi xe nổ máy vào ban ngày.
1. 3.4 Đèn xi nhan

Hình 1. 8 Sơ đồ mạch đèn xi nhan

Đèn báo rẽ hoặc xi nhan có tác dụng thơng báo sự chuyển làn cho các phƣơng
tiện đi ngƣợc chiều và đi sau biết để đƣa ra phƣơng án xử lý.
- Rẽ sang trái: hi công tắc đèn xi nhan đƣợc dịch chuyển về bên trái, thì cực
EL đƣợc nối mát. Dòng điện đi tới cực

về mát và đèn xi nhan bên trái

nháy sáng.
- Rẽ sang phải: hi công tắc đèn xi nhan đƣợc dịch chuyển về bên phải, thì
cực ER của đèn xi nhan nối với mát. Dòng điện đi tới cực R và đèn
xi nhan bên phải nháy sáng.



11
1. 3.5 Đèn báo nguy hiểm

Hình 1. 9 Sơ đồ mạch đen báo nguy

Khi công tắc đèn báo nguy đƣợc bật thì cực EHW của đèn xi nhan tiếp mát.
Dịng điện đi tới cả hai cực LL
và LR và tất cả các đèn xi nhan đều bật sáng
1. 3.6 Một số đèn chiếu sáng khác
- Đèn phanh
Đèn phanh ô tô là loại đèn chiếu sáng ph a sau với ánh sáng đỏ đƣợc k ch
hoạt khi tài xế phanh xe để cảnh báo các phƣơng tiện ph a sau chuẩn bị dừng
lại. Theo quy định của iên Hợp Quốc, cƣờng độ sáng của đèn phanh ô tô sẽ
dao động từ 60cd – 185cd.
- Đèn lùi xe ô tô
Đây là hệ thống đèn đƣợc sử dụng để cảnh báo các phƣơng tiện và ngƣời đi
bộ xung quanh rằng xe đang chuẩn bị lùi lại. Theo tiêu chuẩn quốc tế, đèn lùi
xe ô tô thƣờng có màu trắng.
- Đèn biển số


12
ột số mẫu xe đƣợc trang bị thêm đèn biển số. oại đèn này sẽ giúp các
phƣơng tiện ph a sau và lực lƣợng chức năng dễ dàng quan sát biển số trong
điều kiện ánh sáng thấp.
1.3.7 Hệ thống chiếu sáng bên trong xe
Các loại đèn ED đƣợc thiết kế tại nhiều vị tr khác nhau trong khoang nội
thất. Đặc biệt, với khả năng chiếu sáng tập trung và ƣu việt, đèn ED thƣờng
đƣợc lắp đặt trên bề mặt bảng điều khiển hay trong cabin của xe.

Đèn chiếu sáng trên mặt bảng Taplo cho phép ngƣời lái dễ dàng theo dõi và
quan sát các thông số khi xe đang vận hành. Đèn chiếu sáng bảng Taplo sẽ
mở lên khi công tắc đèn pha đƣợc bật lên nấc 1.
Ngoài ra, đèn trần xe với 3 chế độ On Bật , Off Tắt và Door Tự động bật
khi cửa xe mở giúp tài xế và hành khách quan sát rõ khoang cabin khi trời tối.
1.4 Các loạ bón đèn t ơn dụng trên ơ tơ
1.4.1. Bóng đèn dây tóc:
Bóng đèn dây tóc có cấu tạo gồm vỏ bóng đèn đƣợc làm bằng thủy tinh, bên
trong có chứa dây điện trở volfram.

hi đặt một điện áp nhất định vào sợi

volfram, nó sẽ đƣợc nung nóng lên đến nhiệt độ 23000C sẽ sinh ra luồng ánh
sáng trắng. Nhiệt độ càng thấp, nguồn ánh sáng càng yếu và ngƣợc lại nhƣng
nếu điện áp đƣợc đặt vào vƣợt quá điện áp định mức, nhiệt độ điện trở
volfram quá lớn sẽ khiến cho dây volfram bị cháy và bốc hơi nhanh gây hiện
tƣợng đen bóng đèn và dây tóc bị đứt. Trong bóng đèn, ngƣời ta tạo ra một
môi trƣờng chân không để hạn chế hiện tƣợng oxy hóa dây điện trở volfram .
Để dây tóc bóng đèn đầu có thể phát sáng dƣới nhiệt độ cao hơn, có thể đặt
vào bóng đèn một điện áp cao hơn, ngƣời ta sẽ bơm vào bóng đèn kh trơ
Argon với suất thấp. Với cách này cƣờng độ chiếu sáng của bóng đèn sẽ tăng
thêm đƣợc khoảng 40%.


13

Hình 1. 10 Cấu tạo bóng đèn dây tóc
1.4.2 Bóng đèn halogen:

Hình 1. 11 Cấu tạo bóng đèn Halogen

Trong q trình hoạt động của bóng đèn dây tóc để sinh ra ánh sáng thì dây
sợi volfram phải đƣợc nung nóng lên đến 23000C điều này làm dây tóc dễ bị
đốt cháy. Sự đốt cháy của dây tóc làm vỏ thủy tinh bị đen khiến cƣờng độ
chiếu sáng bị giảm đi đáng kể. Dây điện trở bị đốt cháy cũng sẽ làm giảm tuổi
thọ của bóng đèn. Bóng đèn halogen ra đời đã khắc phục đƣợc hiện tƣợng đốt
cháy của dây volfram làm đen bóng thủy tinh và nâng cao tuổi thọ nhờ dây
Volfram không bị đốt cháy. Đèn halogen chứa khí halogen nhƣ iode hoặc
brơm, các chất khí này là chất xúc tác cho quá trình thăng hoa ở dây volfram;
khí halogen kết hợp với volfram bay hơi ở dạng khí thành iodur volfram, hỗn
hợp khí này khơng bám vào thủy tinh nhƣ đèn dây tóc bình thƣờng khi bị
nung nóng đến nhiệt độ bay hơi mà sự thăng hoa sẽ mang hỗn hợp iodur
volfram trở về vùng khí nhiệt độ cao xung quanh tim đèn ở nhiệt độ cao trên
14500C lúc đó nó sẽ tách lại thành 2 chất: Volfram bám trở lại tim đèn và các


14
phần tử kh halogen đƣợc giải phóng trở về dạng khí, tiếp tục khi nhiệt độ dây
volfram lại đƣợc nung nóng đến nhiệt độ bay hơi nó sẽ tiếp tục kết hợp với
halogen thăng hoa và sau đó volfram lại trở lại tim đèn, quá trình này lặp lại
liên tục. Điều này khơng chỉ khắc phục sự làm đục bóng đèn mà cịn giữ cho
tim đèn ln hoạt động ở điều kiện tốt trong một thời gian dài. Vỏ bóng đèn
halogen đƣợc làm từ thạch anh do đó nó có thể chịu đƣợc nhiệt độ cao và áp
suất rất cao từ 5 – 7 bar, nhiệt độ vỏ bóng đèn halogen phải hoạt động đƣợc ở
nhiệt độ cao hơn 25000C. Ở nhiệt độ này khí halogen mới bốc hơi. Đèn
halogen có cƣờng độ sáng, tuổi thọ cao hơn bóng đèn dây tóc thƣờng và dây
tóc bóng đèn halogen có thể đƣợc chế tạo với đƣờng kính nhỏ hơn so với các
bóng đèn dây tóc vì vậy tiêu cự bóng đèn dễ dàng đƣợc điều chỉnh một cách
ch nh xác hơn.
1.4.3 Đèn Xenon:


Hình 1. 12 Đèn xenon
1.4.3.1 Nguyên lý hoạt động:
Ý tƣởng cho những chiếc bóng đèn Xenon đƣợc bắt nguồn từ hiện tƣợng sét
phóng điện trong tự nhiên có thể sinh ra ánh sáng cƣờng độ cao thay thế cho
những thế hệ đèn dây tóc và halogen ngày càng trở nên lỗi thời. Năm 1992,
nhà sản xuất bóng đèn xe hơi hàng đầu thế giới Hella giới thiệu bóng đèn
Xenon đầu tiên, sản xuất theo cơng nghệ phóng điện cƣờng độ cao - High


15
IntensityDischarge HID . Đèn Xenon chỉ có một chế độ là cốt khơng giống
nhƣ đèn sợi tóc có thể có hai tim, chóa đèn dùng cho đèn xenon phải có chóa
đèn pha và chóa đèn cốt riêng biệt. Năm 1999, đèn Bi – Xenon ra đời khắc
phục đƣợc khuyết điểm này của đèn Xenon, nó có thể tạo ra ánh sáng pha và
cốt từ một luồng ánh sáng, phát ra ánh sáng giống nhau cho pha và cốt. Tiết
kiệm năng lƣợng hơn.
1.4.3.2 Cấu tạo:
Đèn Xenon theo nguyên lý phóng điện cƣờng độ cao giữa hai bản cực để
sinh ra luồng sáng đƣợc đặt trong ống huỳnh quang, ống huỳnh quang này
bên trong có chứa kh Xenon hồn tồn tinh khiết, thủy ngân và các muối kim
loại halogen. hi một điện áp lớn hơn điện áp đánh thủng lớn hơn 25000 V
đƣợc đặt vào hai đầu của hai điện cực sẽ xảy ra hiện tƣợng phóng điện giữa
các bản cực do có sự và đạp của các hạt electron phóng ra với các nguyên tử
kim loại của bản đối diện và giải phóng năng lƣợng tạo ra ánh sáng. Sự phóng
điện cũng k ch th ch các phân tử kh trơ Xenon lên mức năng lƣợng cao, sau
khi bị k ch th ch các phân tử kh Xenon sẽ giải phóng năng lƣợng để trở về
trạng thái bình thƣờng, bức xạ ra ánh sáng theo định luật bức xạ điện từ.

àu


của ánh sáng phát ra hay bƣớc sóng của bức xạ phụ thuộc vào t nh chất hóa
học của muối kim loại đƣợc dùng và mức độ chênh lệch năng lƣợng của
electron trong bầu kh Xenon. Vỏ đèn làm từ thủy tinh thạch anh có thể làm
việc dƣới nhiệt độ và áp suất rất cao. Do sự phóng điện sinh ra luồng sáng chỉ
xảy ra giữa các bản cực đèn Xenon khi đặt vào nó một điện áo cao trên
25000V nên để có thể tạo ra đƣợc điện thế cao nhƣ vậy, hệ thống cần có một
bộ khởi động ignitor . Ngồi ra, để duy trì tia hồ quang, một chấn lƣu
ballast sẽ cung cấp điện áp khoảng 85 V trong suốt quá trình đèn hoạt động,
đây vừa là bộ xử lý của đèn Xenon vừa làm nhiệm vụ tăng áp cho bóng đèn.
1.4.3.3 Các loại bóng đèn xenon:
▪ D2S: à loại bóng dùng cho các chóa đèn có màng chắn lóa và có thấu k nh
giúp tập hợp ánh sáng khơng làm chói xe đi ngƣợc chiều


16
▪ D2R: à loại bóng có sẵn màng chắn dùng cho các chóa đèn chỉ có mặt
phản xạ. Ngăn ánh sáng trực tiếp làm chói mắt xe ngƣợc chiều bằng một lớp
màu đen
▪ D1S: à loại bóng dùng cho các chóa đèn có màng chắn lóa và có thấu k nh
giúp tập hợp đƣợc nhiều ánh sáng hơn
▪ D1R: à loại bóng có sẵn màng chắn dùng cho các chóa đèn chỉ có mặt
phản xạ. Có 1 lớp màu đen, để ngăn ánh sáng trực tiếp làm chói mắt xe ngƣợc
chiều đƣợc t ch hợp bộ khởi động
1.4.3.4 Mạch nguyên lý hoạt động đèn xenon

Hình 1. 13 Sơ đồ khối hệ thống đèn xenon
Hoạt động của bộ ECU điều khiển đèn: ECU là bộ điều khiển điện tử trung
tâm của các bóng đèn cao áp, bộ Ballast thực hiện việc điều khiển tối ƣu dịng
điện cung cấp cho các bóng đèn để đảm bảo đèn phát sáng liên tục,cùng với
cƣờng độ ổn định hoặc cung cấp dòng khởi động với cƣờng độ và điện áp cao,

đảm bảo cho việc khởi động diễn ra nhanh. Bộ Ballast còn đƣợc trang bị chức
năng an toàn để ngăn chặn ảnh hƣởng của điện áp cao.
- Hoạt động của chức năng an toàn bộ ECU điều khiển đèn:
ECU điều khiển đèn xác định đƣợc các sai hỏng xảy ra và k ch hoạt chức
năng an toàn theo các điều kiện sau đây.


17
+ Tự ngắt nếu điện áp đặt vào bộ ballast không nằm trong khoảng điện áp
hoạt động 9 - 16V , và tự đóng trở lại nếu điện áp hoạt động đƣợc điều chỉnh
lại nằm trong vùng điện áp hoạt động.
+ Tự động ngắt điện nếu điện áp ra sai hoặc đèn cao áp nhấp nháy. Nếu xảy
ra hiện tƣợng này trƣớc tiên phải kiểm tra những đƣờng dây và cầu chì sau đó
thay đèn cao áp nếu vẫn khơng sáng thì phải thay bộ Ballast.
+ Ngắt điện nếu khơng có bóng đèn hay bóng đèn cao áp cháy: Nếu khơng
có bóng đèn hay đèn cao áp cháy thì mạch điện không k n, bộ Ballast sẽ nhận
biết và tự động ngắt
1.4.4 Cấu tạo chóa đèn:
Chức năng của gƣơng phản chiếu là chỉnh hƣớng lại các tia sáng, tia sáng
phát ra từ bóng đèn sau khi phản xạ qua chóa đèn sẽ tạo ra chùm tia sáng song
song đƣa tia sáng đi thẳng và rất xa, nhờ vậy mà đèn chiếu sáng đƣợc khoảng
cách 300m. Gƣơng phản chiếu thƣờng có hình dạng parabol, bề mặt đƣợc
đánh bóng và tráng gƣơng sơn lên một lớp vật liệu phản xạ nhƣ bạc hay
nhôm . Để chùm tia phản xạ sau khi qua chóa đèn là chùm tia song song thì
dây tóc đèn phải đƣợc đặt ở vị tr ch nh xác ngay tiêu điểm của chóa đèn.
Ngƣợc lại sẽ làm tia sáng đi lệch hƣớng, có thể làm lóa mắt ngƣời điều khiển
xe ngƣợc chiều. Trên các loại xe đời mới ngày nay thƣờng sử dụng loại chóa
đèn có hình chữ nhật, loại chóa đèn này bố tr gƣơng phản chiếu theo phƣơng
ngang, nó có tác dụng tăng vùng sáng theo chiều rộng và giảm vùng sáng ph a
trên gây lóa mắt ngƣời đi xe ngƣợc chiều.


Hình 1. 14 Cấu tạo chố đèn


18
>> ết luận c ƣơn : Hệ thống chiếu sáng trên xe ô tô là một hệ thống vô
cùng quan trọng trên xe ô tô.

ỗi hãng xe, mỗi phân khúc sẽ có sự khác nhau

trong cách bố tr cũng nhƣ số lƣợng trang bị cải tiến thông minh trong hệ
thống chiếu sáng nhƣng những chi tiết trình bày ở trên là các thành phần cơ
bản bắt buộc phải có của một hệ thống chiếu sáng. Tóm lại hệ thống chiếu
sáng giúp cho việc tham gia giao thông của con ngƣời trở nên an toàn và tiện
lợi hơn


19
C ƣơn II: Hệ thống chiếu sáng tự động trên xe Toyota Camry
2.1 Các trang bị hiện đại của hệ thống chiếu sáng trên xe ô tô
2.1.1 Công nghệ AFS(Adaptive front-lighting system)
Công nghê Adaptive front-lighting system là hệ thống chiếu sáng th ch ứng
ph a trƣớc. Đây là hệ thống điều chỉnh đèn pha khi ngƣời lái đánh lái. Công
nghệ AFS đảm bảo cho ngƣời lái một tầm nhìn tốt khi vào cua, rẽ phải, rẽ trái
Adaptive front-lighting system có khả năng th ch nghi sự phân bố của ánh
sáng của xe trên đoạn đƣờng ph a trƣớc. Nó dựa trên tốc độ của xe và góc
đánh lái. Các luồng sáng từ xe chiếu ra sẽ phản chiếu ánh sáng của nƣớc trên
đƣờng khi trời mƣa, có tuyết phủ, đƣờng gập ghềnh, đƣờng núi… cho khoảng
sáng xa hơn, rộng hơn. Vì thế, tầm nhìn tốt hơn, giúp quá trình lái xe an tồn


Hình 2. 1 Hệ thống AFS
Hệ thống AFS có hai loại ch nh: Đèn liếc tĩnh và đèn liếc động
2.1.1.1 Đèn liếc tĩnh
Đèn liếc tĩnh là một loại đèn phụ, gồm hai đèn chiếu sáng hai góc cua, đƣợc
bố tr bên cạnh đèn cốt. oại đèn này chỉ đƣợc k ch hoạt khi xe vào cua gấp


20
hoặc khi xe rẽ trái, rẽ phải. Ba yếu tố quan trọng quyết định hoạt động của
đèn liếc tĩnh trong cơng nghê AFS là:
- Tốc độ xe chạy
- Góc đánh lái của xe
- Trạng thái của đèn xi nhan
So với hệ thống chiếu sáng góc cua động thì hệ thống chiếu sáng góc cua tĩnh
có ƣu điểm nằm ở việc vùng chiếu sáng của hệ thống chiếu sáng góc cua tĩnh
có góc chiếu rộng hơn. Thêm vào đó, hệ thống chiếu sáng góc cua tĩnh cũng
thơng dụng hơn do giá thành thấp hơn và khả năng trang bị trên những xe đời
cũ hoặc những xe khơng có khả năng trang bị hệ thống chiếu sáng góc cua
động một cách dễ dàng. Chỉ cần thay thế đèn sƣơng mù trên xe bằng hai đèn
chiếu sáng góc cua và lắp đặt bộ điều khiển cùng các cảm biến, giắc cắm, …
Nhƣng nhƣợc điểm của hệ thống này là góc chiếu sáng khơng điều chỉnh linh
hoạt bằng hệ thống chiếu sáng góc cua động.

Hình 2. 2 Cấu tạo đèn liếc động
Cấu tạo chung của một hệ thống đèn liếc tĩnh bao gồm:
- 2 đèn chiếu sáng góc cua đƣợc bố tr cạnh đèn ch nh.


21
- Bộ điều khiển trung tâm.

- Các cảm biến.
Hệ thống đèn chiếu sáng góc cua tĩnh đƣợc điều khiển bởi bộ điều khiển
trung tâm, bộ điều khiển trung tâm này lấy t n hiệu từ các cảm biến tốc độ,
cảm biến góc đánh lái, và t n hiệu đèn xi nhan, qua đó xe sẽ tự động nhận
dạng các điều kiện vận hành của xe và sẽ bật đèn chiếu sáng góc cua để bổ
sung ánh sáng cho đèn cốt. Cụ thể hơn, bộ điều khiển trung tâm sẽ ngay
lập tức k ch hoạt đèn chiếu sáng góc cua khi bật cơng tắc đèn xi nhan các
đèn góc của sẽ bật tƣơng đƣợc với các đèn xi nhan trái hoặc phải đƣợc bật)
hoặc khi xe chạy dƣới 40km/h, bộ điều khiển trung tâm sẽ k ch hoạt các
đèn chiếu sáng góc cua khi vào cua với góc cua gấp đèn góc cua sẽ đƣợc
bật tƣơng ứng với góc cua của xe . Bộ điều khiển trung tâm sẽ nhận các
t n hiệu cảm biến đƣa về một cách liên tục và xử lý để điều khiển đáp ứng
về điều kiện chiếu sáng, vùng chiếu sáng của xe sẽ luôn chủ động theo góc
cua. hi sử dụng hệ thống đèn chiếu sáng góc cua, để tránh việc bật tắt đột
ngột các đèn chiếu sáng góc cua làm lố mắt hoặc làm giật mình ngƣời
điều khiển xe đối diện khi các vùng sáng bất ngờ xuất hiện hoặc đột ngột
đổi hƣớng, hệ thống chiếu sáng góc cua sử dụng hệ thống đệm dimme,
giúp cho điều khiển việc bật - tắt của các đèn chiếu sáng góc cua một cách
từ từ, ánh sáng của đèn chiếu sáng góc cua dần tăng và dần giảm trong một
khoảng thời gian. Trong điều kiện thời tiết xấu, đèn chiếu sáng góc cua cả
hai bên có thể đƣợc bật lên để trở thành đèn sƣơng mù, tạo ra tầm quan sát
tối ƣu. Thêm vào đó, khi cài số lùi thì đèn cả hai bên sẽ đƣợc bật lên để
chiếu sáng dọc theo thân xe.
2.1.1.2 Đèn liếc động
hác với đèn liếc tĩnh, đèn liếc động không sử dụng nguồn sáng phụ mà
nó sử dụng nguồn sáng từ đèn cốt. Hệ thống này bao gồm hai mơ tơ, có
nhiệm vụ thay đổi góc chiếu sáng của đèn cốt. Hoạt động của đèn liếc
động dựa trên cơ cấu lắc ngang – lên xuống từ ống đèn chiếu. Vì thế, khi