TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN
---KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC---

ĐỒ ÁN HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ Ô TÔ
CHUYÊN NGÀNH: CƠ ĐIỆN TỬ Ô TÔ VÀ XE CHUYÊN DỤNG

TÊN ĐỀ TÀI:

THIẾT KẾ GIAO DIỆN ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG CHIẾU
SÁNG THÔNG MINH TRÊN XE Ô TÔ
Giáo viên hướng dẫn: ThS. Phạm Văn Kiêm
Sinh viên thực hiện:

Vũ Hồng Nhật

Lớp:

121121


Hưng Yên, năm 2015


LỜI NÓI ĐẦU
Trong những năm gần đây, nền kinh tế của nước ta phát triển rất mạnh mẽ
và nhanh chóng, để đạt được kết quả này thì có sự đóng góp rất lớn của ngành kĩ
thuật điện tử, kĩ thuật lập trình, kĩ thuật điều khiển.
Với sự phát triển như vũ bão như hiện nay thì kỹ thuật điện tử, kĩ thuật
lập trình, kĩ thuật điều khiển đang xâm nhập vào tất cả các ngành khoa học – kỹ thuật
khác và đã đáp ứng được mọi nhu cầu của người dân. Sự ra đời của các phần mềm lập
trình điều khiển với sự tiện ích, khả năng lập trình ngày càng cao đã mang lại những

thay đổi sâu sắc trong ngành kỹ thuật điện tử.
Và việc ứng dụng các kỹ thuật này vào thực tế sẽ giúp ích rất nhiều cho mọi
người. Để góp một phần nhỏ vào việc này em đã thực hiện đề tài “ Thiết kế giao diện
điều khiển hệ thống chiếu sáng thông minh trên xe ô tô ” thông qua đề tài này em sẽ
có những điều kiện tốt nhất để học hỏi, tích lũy kinh nghiệm quý báu, bổ xung
thêm vào hành trang của mình trên con đường đã chọn.
Trong thời gian nghiên cứu và làm đồ án dựa vào kiến thức đã được học ở trường,
qua một số sách, tài liệu có liên quan cùng với sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô
giáo và các bạn, đồ án môn học của em đã hoàn thành. Mặc dù đã cố gắng nghiên
cứu và trình bày nhưng không thể tránh khỏi những sai sót và nhầm lẫn, vì vậy em rất
mong các thầy, cô giáo cùng các bạn đóng góp những ý kiến quý báu để đồ án môn
học này hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Sinh viên thực hiện
Vũ Hồng Nhật

3


LỜI CẢM ƠN
Trong suốt quá trình thực hiện đề tài, tuy em làm đề tài đã gặp không ít khó khăn
nhưng với sự giúp đỡ nhiệt tình và chân thành từ quý thầy cô, bạn bè và gia đình đề tài
của em đã được hoàn thành tốt.
Xin được chân thành cảm ơn Thầy Phạm Văn Kiêm đã nhiệt tình hướng dẫn, giúp
đỡ em trong quá trình làm đề tài.
Xin được cảm ơn bộ môn Cơ điện tử ô tô và Xe chuyên dụng – Khoa Cơ khí
Động lực đã tạo tạo điều kiện cho chúng em có được nhà xưởng và các trang thiết bị,
máy móc cần thiết để có thể hoàn thành việc thiết kế giao diện của đề tài đúng tiến độ,
cũng như đã giúp đỡ, quan tâm em rất nhiều được cảm ơn quý thầy cô trong khoa Cơ
khí Động lực, đã quan tâm giúp đỡ, đóng góp ý kiến trong việc thực hiện đề tài.

Xin cảm ơn gia đình, bạn bè đã giúp đỡ nhóm trong suốt quá trình thực hiện đề
tài.

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN
4


…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………….........

…………………………………………………………………………………………...
................................................................................
Hưng Yên , ngày.…..tháng …. năm 2015
Giáo viên hướng dẫn

MỤC LỤC
5


Chương I: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG THÔNG MINH
1.1
HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG ĐÈN LIẾC ĐỘNG…………………….......5
1.1.1 Giới thiệu hệ thống………………………………………………………….5
1.1.2 Nguyên lý điều khiển đèn chiếu đèn liếc động…………………….…...….8
1.1.3 Cơ sở tính toán góc điều chỉnh vùng chiếu sáng………………………...10
1.1.4 Xu hướng phát triển của hệ thống chiếu sáng đèn liếc động……….…..13
1.2 HỆ THỐNG BẬT TẮT ĐÈN TỰ ĐỘNG………………………………..16
Chương II: TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM THIẾT KẾ
2.1 Giới thiệu phần mềm Labview…………………………………..…..……20
2.1.1 Labview là gì?...............................................................................................20
2.1.2 Các ứng dụng của Labview……………………………………………..….21
2.2 Các phép toán trong Labview……………..…………………..……….…25
2.2.1 Chương trình đầu tiên – Phép cộng hai số x,y………………………...…25
2.2.2 Phân tích cấu trúc của một bài Labview……………………..……….... 28
2.2.3 Ba quy tắc vàng……………………………………………………29
2.2.4 Lưu file, mở file, tìm ví dụ, công cụ trợ giúp……………………..29
2.3 Ứng dụng với Card Hocdelam USB 9001 và HDL-9000………….…….29
2.4
Các linh kiện sử dụng thiết kế giao diện
2.4.1 Mạch ARDUINO UNO R3……………………………………….……..30

2.4.2 Quang trở…………………………………………………..…………….33
2.4.3

Điện trở…………………………………………………………..……….34

2.4.4

Bảng PANEL và dây dẫn…………………………………………...……35

Chương III: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ GIAO DIỆN ĐIỀU KHIỂN
1.

Mục đích thiết kế giao diện.........................................................................36

2.

Sơ đồ khối mạch điều khiển........................................................................37

3.

Sơ đồ thuật toán...........................................................................................37

4.

Thiết kế giao diện điều khiển trên phần mềm Labview...........................38

Chương IV: KẾT LUẬN – HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI...........................41
TÀI LIỆU THAM KHẢO......................................................................................42

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ BƯỚC

6


1.1

HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG ĐÈN LIẾC ĐỘNG

1.1.1 Giới thiệu hệ thống
Khác với hệ thống đèn liếc tĩnh, với hệ thống đèn liếc động, để thay đổi vùng
chiếu sáng người ta chỉ cần sử dụng một nguồn sáng (không sử dụng thêm đèn chiếu
phụ như hệ thống đèn chiếu sáng liếc tĩnh), nói rõ hơn là thay vì khi vào cua thì bật
thêm đèn chiếu phụ bổ sung ánh sáng theo góc cua thì người ta sử dụng chính nguồn
sáng của bóng đèn cốt để làm điều này. Đèn cốt thay đổi vùng chiếu sáng theo góc cua,
như hình minh họa dưới đây:

Vùng sáng xe có
đèn liếc động

Vùng sáng xe không
có đèn liếc động

Hình 1.1: Sự khác biệt của xe có trang bị đèn liếc động,
khi đi trên cung đường cong.
Với hệ thống đèn liếc động sự thay đổi vùng chiếu sáng có mức độ liếc uyển chuyển
hơn hệ thống đèn liếc tĩnh, và có thể kích hoạt ở những cung đường hơi cong, cũng
như chuyển làn, làm cho việc sử dụng đèn liếc hoàn hảo hơn một cách rõ rệt ..

7



Sở dĩ sử dụng nguồn sáng của bóng đèn cốt để thay đổi vùng chiếu theo góc cua là vì
với cung đường cong thường người ta chỉ sử dụng đèn cốt và ngược lại nếu sử dụng
đèn pha mà sự thay đổi vùng chiếu sáng không kịp thời có thể làm ảnh hưởng đến tầm
quan sát của người đi ngược chiều.
Việc thay đổi vùng chiếu sáng của đèn cốt được thực hiện dựa vào 2 tín hiệu để
đảm bảo rằng ánh sáng đèn cốt thay đổi theo cung đường và thay đổi kịp thời:
- Tín hiệu cảm biến góc lái.
- Tín hiệu cảm biến tốc độ.

Hình 1.2: Vùng chiếu sáng đèn cốt thay đổi khi xe chạy trên cung đường cong
Hệ thống đèn chiếu sáng đèn liếc động chỉ có thể thay đổi góc của vùng chiếu sáng 15 0
qua mỗi bên, chính vì vậy hiệu quả lớn nhất của hệ thống này là khi xe chạy trên
những cung đường cong (với góc thay đổi 15 0 qua mỗi bên là đã đáp ứng được cho các
cung đường có độ cong lớn), còn khi xe rẽ trái hoặc rẽ phải thì vùng chiếu sáng của hệ
thống đèn liếc động chưa đáp ứng được. Hiện nay người ta phối hợp cả hệ thống đèn
liếc động và liếc tĩnh trên xe, hệ thống liếc động được kích hoạt trên những cung
đường cong, còn hệ thống đèn liếc tĩnh chỉ được kích hoạt khi xe rẽ trái hoặc phải,
hoặc trên những cung đường có bán kính cong nhỏ. Vấn đề này được nói rõ hơn ở mục
sau.
8


Hình 1.3: Góc điều chỉnh của đèn liếc động
đủ cho các cung đường có độ cong gắt.
Hệ thống đèn liếc động còn chưa được phổ biến lắm trên trị trường, hiện tại nó
được lắp trên các xe đời mới hạng sang, vì giá thành còn khá cao.
Ở Việt Nam, hệ thống đèn liếc động chỉ được thấy trên các xe nhập khẩu nguyên
chiếc hạng sang, các dòng xe lắp ráp tại Việt Nam đều chưa được trang bị hệ thống
này. Lý do một phần là ở Việt Nam vấn đề an toàn cho người sử dụng chưa được quan
tâm đúng mức mà đặt trên hết là giảm giá thành để tiếp cận người tiêu dùng cũng như

mục đích lợi nhuận của các hãng nên các hệ thống an toàn tiêu chuẩn cho người lái xe
ở các nước phát triển như Air Bag, ABS, AFS… còn ít được thấy, hoặc chỉ thấy trên
các dòng xe hạng sang cho giới thượng lưu.

Hình 1.4: Hệ thống đèn liếc động được trang bị trên xe Lesux.

9


1.1.2 Nguyên lý điều khiển đèn chiếu sáng liếc động
Nhìn chung cấu tạo cơ cấu chấp hành của hệ thống đèn liếc động phức tạp và đa
dạng, người ta đưa ra nhiều giải pháp để có thể thay đổi góc chiếu sáng của bóng đèn
cốt, nhưng tiêu biểu hiện nay là loại dựa trên hiện tượng khúc xạ ánh sáng. Dưới đây
trình bày cấu tạo về loại hệ thống chiếu sáng góc cua động tiêu biểu đó.
Hệ thống đèn liếc động loại này gồm phần dẫn động của cơ cấu đảo tròng hoạt động
nhờ một động cơ Servo, động cơ servo này điều khiển vùng chiếu sáng của đèn pha
dao động 150 chuyển góc sang mỗi bên, tùy theo góc thay đổi vôlăng.

Hình 1.5: Cấu tạo hệ thống đèn liếc động
Bản chất là một cụm Xenon được bố trí thêm các cơ cấu dẫn động gồm một động
cơ servo và các cơ phận khác để dịch chuyển hướng của ống chiếu sáng, dẫn đến thay
đổi góc chiếu sáng.
Với mục đích phổ thông hóa hệ thống đèn liếc động, người ta thiết kế nhiều loại
cơ cấu đèn liếc động đơn giản có tính lắp lẫn cao.

10


Hình 1.6: Các modul cơ cấu đèn liếc động lắp thêm
Các cơ cấu đèn liếc động này độc lập với nguồn sáng được sử dụng, bất luận

Xenon, Bi - Xenon hay Halogen vì vậy ta có thể lắp thêm các cơ cấu đèn liếc động cho
các hệ thống đèn đầu chưa trang bị hệ thống đèn liếc, các cơ cấu đèn liếc ngày nay
được cung cấp rời với vài hệ tiêu chuẩn cụ thể cho từng dòng xe, nhờ vậy đa phần có
thể tự trang bị thêm hệ thống đèn liếc mà không cần chiếc xe phải có những thay đổi
nghiêm trọng.
Cấu tạo cơ cấu chấp hành của hệ thống đèn liếc động tuy đa dạng nhưng đều sử
dụng động cơ servo để dẫn động nên việc điều khiển cơ cấu chấp hành nhìn chung
cũng là điều khiển động cơ Servo dựa trên các tín hiệu cảm biến góc cua và cảm biến
tốc độ.
Về hệ thống điều khiển của hệ thống đèn liếc động tương tự như hệ thống đèn
liếc tĩnh, bộ điều khiển trung tâm nhận các tín hiệu từ cảm biến góc cua và cảm biến
tốc độ, phân tích các giá trị góc cua và tốc độ lái xe để xác định góc điều chỉnh vùng
chiếu sáng và tốc độ đáp ứng, đưa tín hiệu điều chỉnh motor servor theo các góc xác
định về các bên trái hoặc phải tuỳ theo góc cua.

11


Hình 1.7 Sơ đồ nguyên lí điều khiển motor RC Servo xoay chóa đèn
Với những tính toán phù hợp dựa trên giá trị tốc độ tức thời, Đèn liếc động có tốc độ
liếc nhanh hay chậm hoàn toàn thích ứng với tốc độ xe chạy, khi ôm cua nhanh, đèn
liếc nhanh, khi chạy chậm thì đèn liếc chậm, nhờ đó, đối với người lái, nguồn sáng
luôn luôn như gắn chặt với chiếc xe, cố định và hài hòa.
1.1.3

Cơ sở tính toán góc điều chỉnh vùng chiếu sáng
Tính toán hiệu quả chiếu sáng khi sử dụng hệ thống chiếu sáng đèn liếc động

khi xe đi trên cung đường có bán kính cong R:


Hình 1.8: Điều chỉnh góc chiếu sáng theo cung đường
12


Ở hình minh họa phía trên, ta thấy rằng với xe không có trang bị hệ thống chiếu
sáng đèn liếc động thì vùng chiếu sáng của nó là vùng áng sáng trắng như trên hình
vẽ, vùng chiếu sáng này chỉ thích hợp khi xe chạy thẳng theo phương ngang của xe,
còn với cung đường có bán kính cong R như trên hình thì nó chỉ chiếu sáng được
khoảng cách 30m, với khoảng quan sát như vậy người lái sẽ không kịp phản ứng và xử
lý chướng ngại vật. Nhờ hệ thống chiếu sáng đèn liếc động, tự nhận biết bán kính cong
của cung đường, nó điều chỉnh vùng chiếu sáng của bóng đèn đi một góc γ, góc γ này
tương đương bằng với góc δ hợp bởi tiếp tuyến của cung đường với phương ngang của
xe. Nhờ vậy tầm quan sát của người lái được tăng thêm 25m như trên hình (55m so với
30m). Với tầm quan sát tăng thêm 25m này người lái xe sẽ có thêm 1,5s để quan sát và
xử lý chướng ngại vật nếu lúc đó xe chạy với tốc độ
60km/h.
Tính toán góc điều chỉnh vùng chiếu sáng khi xe đi trên cung đường có bán
kính cong R:
Như đã nói, điều chỉnh góc chiếu sáng để nhắm đến mục đích sao cho vùng chiếu
sáng luôn bám theo cung đường xe chạy và chiếu sáng được khoảng quan sát an toàn
của người lái (khoảng cách đủ để ngưới điều khiển xe nhận biết chướng ngại vật và
phản ứng kịp thời, đảm bảo an toàn).
Việc điều chỉnh góc chiếu sáng là tuỳ thuộc vào bán kính cong của cung đường
xe đang chạy, khi xe đang chạy trên đường thẳng thì bán kính cong của cung đường
lúc đó là vô cùng, nên góc điều chỉnh là 0 0. Xe chạy trên cung đường có bán kính cong
càng nhỏ thì góc điều chỉnh vùng chiếu sáng càng phải lớn.
Nhờ một cảm biến lực ly tâm được bố trí trên xe, đi kèm với hệ thống đèn liếc
động nên có thể xác định được bán kính cong của cung đường một cách dễ dàng. Dựa
trên quan hệ giữa giá trị của lực ly tâm với bán kính cong cung đường và vận tốc xe
chạy lúc đó.

Từ bán kính cong của cung đường xác định giá trị góc quay vòng của xe như
13


sau:

Hình 1.9: Tính toán góc cua vòng α, β
Theo tính toán thiết kế trong Ô tô, để xe quay vòng không trượt thì 2 bánh xe
phải có cùng tâm quay vòng (tâm O, như hình vẽ phía dưới) thoả mãn biểu thức quan
hệ giữa các góc quay vòng của 2 bánh xe: cotg β – cotg α = B/L.
Bán kính quay vòng R của xe cũng chính là bán kính của cung đường xe chạy.
Vậy với bán kính cong của cung đường bằng quan hệ hình học ta hoàn toàn có
thể xác định được giá trị góc quay vòng α, β của 2 bánh xe theo điều kiện xe quay
vòng không trượt khi biết được chiều dài cơ sở và bề rộng của xe :
( tg α =

R +

L
B2 ; tg β = R - B2 ).

L

Việc điều chỉnh góc chiếu sáng được lấy tín hiệu theo góc quay vòng β của bánh
xe phía bên trong. Góc quay vòng β của bánh xe bên trong tuỳ theo góc đánh lái nhưng
chỉ nằm trong khoảng (0; 330) đối với xe du lịch. Hệ thống đèn liếc động được kích
hoạt chỉ khi góc quay vòng β của bánh xe bên trong lớn hơn 5 0, và góc điều chỉnh
vùng chiếu sáng thay đổi theo giá trị của góc β. Khi góc góc quay vòng β của bánh xe
14



bên trong đạt giá trị 200 thì góc điều chỉnh vùng chiếu sáng là lớn nhất.
Như vậy hoàn toàn có thể xác định giá trị điều chỉnh góc chiếu sáng khi biết được
bán kính cong của cung đường.
Điều chỉnh góc chiếu sáng theo tốc độ của xe:
Để người quan sát luôn có từ 3 - 4s để quan sát và xử lý chướng ngại vật thì ứng
với tốc độ xe chạy nhanh đèn sẽ “liếc” nhanh hơn, xe chạy chậm đèn “liếc” chậm hơn,
tức là phải thay đổi tốc độ quay của motor servor theo dải tốc độ xe. Việc tính toán tốc
độ điều chỉnh được tính toán dựa trên khả năng đáp ứng về tốc độ của motor servor.
1.1.4 Xu hướng phát triển của hệ thống chiếu sáng đèn liếc động
Hệ thống chiếu sáng đèn liếc động (adaptive front lighting system – AFS) nằm
trong lĩnh vực an toàn chủ động đang được rất quan tâm và chú trọng nghiên cứu, ứng
dụng nhằm cải thiện mức độ thân thiện, an toàn và tăng tính tiện ích cho người lái xe.
Giảm thiểu tối đa khả năng rủi ro mà người điều khiển xe có thể gặp phải vì những lí
do khách quan do quan sát hạn chế vào ban đêm, giúp người lái xe không phải quá
căng thẳng khi lái xe ban đêm do phải quan sát tập trung cao độ và liên tục.
Đối với hệ thống chiếu sáng góc cua hiện nay, người ta bố trí cả hệ thông đèn
chiếu sáng liếc tĩnh và đèn chiếu sáng liếc động, 2 hệ thống này bổ khuyết cho nhau,
hệ thống đèn liếc tĩnh thì đáp ứng tốt đòi hỏi về vùng chiếu sáng khi xe rẽ trái hoặc
phải, còn hệ thống đèn liếc động đáp ứng tốt vùng chiếu sáng khi xe ôm cua một cách
uyển chuyển, linh động.

15


Hình 1.10: Xe bố trí cả hệ thống chiếu sáng góc cua tĩnh và động.
Trong khái niệm hệ thống chiếu sáng chủ động hiện nay không chỉ đơn thuần là
thay đổi vùng chiếu sáng chủ động theo góc cua. Các nhà sản xuất hướng tới chiếu
sáng chủ động là phải tương thích, điều chỉnh luồng sáng theo điều kiện đường xá,
không chỉ về góc cua, mà cả về không gian xe đang chạy.

Nhờ việc sử dụng một hệ thống thấu kính có thể thay đổi dịch chuyển tâm sáng
từ nguồn tới thấu kính và sắp xếp hệ thống chắn sáng, nguồn sáng trong ôtô còn có thể
điều chỉnh gần xa, tỏa rộng hay thu hẹp, tăng hay giảm cường độ sáng, việc điều khiển
các chế độ chiếu sáng dựa trên các tín hiệu tốc độ, góc lái, tải trọng… mà các cảm biến
đưa về mạch điều khiển, mạch điều khiển sẽ xư lý thông tin và phát các tín hiệu điều
khiển các cơ cấu chấp hành theo các chương trình lập trình sẵn.
Dưới đây là các chế độ xe chạy trong điều kiện địa hình đường xá khác nhau:
- Trong điều kiện xe chạy trên đường nông thôn: Mặc dù mật độ phương tiện giao
thông không đông đúc nhưng do tình trạng đường xá xấu và không có hệ thống chiếu
sáng giao thông nên hệ thống chiếu sáng chủ động - AFS điều chỉnh luồng ánh sáng
mở rộng về hai bên, cường độ sáng tương đối lớn.

16


Hình 1.11: Xe có sử dụng hệ thống AFS
và không sử dụng AFS ở đường nông thôn
- Trong điều kiện xe chạy trong thành phố, mật độ xe đông đúc, khoảng cách giữa
các thành phần giao thông gần nhau, nhiều cua hẹp, gãy khúc, hệ thống AFS điều
chỉnh ánh sáng ngoài việc chuyển hướng thì còn phải hạ thấp, mở rộng về hai bên,
cường độ sáng vừa phải.

Hình 1.12: Ngoài việc chiếu sáng theo các ngõ rẽ trong thành phố

Hình 1.13: Vùng chiếu sáng phải mở rộng về hai bên và hạ thấp

- Khi xe chạy trên xa lộ: Lúc này xe có tốc độ cao đèn phải hoạt động ở một chế
độ khác: chiếu xa hơn vì yêu cầu về tầm nhìn xa hơn, mạnh hơn vì xe chạy trong
không gain tối hơn, nhưng phải hạ tầm sáng bên phía đối diện để không làm chói xe
17



chạy ngược chiều, không ảnh hưởng người vượt bên trái.

Hình 1.14: Trên đường xa lộ
HỆ THỐNG BẬT TẮT ĐÈN TỰ ĐỘNG

1.2

Hệ thống tự động bật đèn đầu ra đời nhằm mục đích tăng tính tiện ích và giảm
các thao tác cho người lái xe khi điều khiển xe.
Nguyên lý hoạt động của hệ thống khá đơn giản, với các xe có trang bị hệ thống này,
cảm biến ánh sáng được đặt ngay trên nắp ca pô và đưa tín hiệu về một mạch điều
khiển.

Hình 1.15 Bố trí cảm biến ánh sáng trên xe
Khi cảm biến điều khiển đèn tự động xác định độ chiếu sáng môi trường xunh
quanh yếu mà công tắc điều khiển đèn ở vị trí AUTO (hoặc vị trí OFF đối với các xe
không có vụ trí AUTO), nó truyền tín hiệu tới bộ phận điều khiển đèn, bộ phận này sẽ
bật sáng các đèn hậu và các đèn đầu tùy theo mức độ chiếu sáng xunh quanh.
Hệ thống này cũng có chức năng bật tắt các đèn hậu nhưng không bật tắt các đèn
đầu trong một thời gian ngắn khi trời trở nên tối trong một khoảnh khắc chẳng hạn
nhưu xe chạy dười gầm cầu hoặc dười các phố có nhiều cây mà trời xunh quanh vẫn
sáng.
18


Tuy nhiên, nếu sau một thời gian mà độ sang của môi trường xunh quanh vẫn thấp
hơn giá trị quy định thì các đèn đầu sẽ bật sang.
Có hai loại điều khiển đèn tự động. Đó là loại có cảm biến điều khiển đèn tự động

và bộ phận điều khiển đèn được bố trí chung hoặc loại có đèn hậu và đèn đầu được bật
sáng cùng một lúc.

Hình 1.16 Vị trí công tắc bật tắt đèn tự động trên ô tô
Khi cảm biến điều khiển đèn tự động xác định được mức độ chiếu sang xunh
quanh, nó phát ra một tín hiệu xung đến bộ điều khiển đèn. Khi đó bộ điều khiển đèn
sẽ đánh giá độ giảm cường độ chiếu sang và kích hoạt các rơle đèn hậu và đèn đầu để
bật sáng các đèn này.
Khi bộ điều khiển đèn đánh giá thấy sự tang của cường đọ sáng thì các đèn hậu
và đèn đầu bị tắt
Hoạt động của hệ thống: Hệ thống đèn đầu chỉ được bật khi ta nối mass cho
chân cuộn dây relay đèn đầu. Bình thường khi bật công tắc đèn đầu ở vị trí Head là nối
tắt chân cuộn dây relay đèn đầu qua chân A13 của công tắc và về mass.
Ở hệ thống tự động bật đèn đầu, một relay (relay bật đèn tự động) được mắc nối
tiếp với cuộn dây relay đèn đầu về mass, khi mạch điều khiển nhận được tín hiệu từ
cảm biến cho thấy cần bổ sung ánh sáng để tăng khả năng quan sát cho người lái xe,
mạch điều khiển sẽ đóng relay bật đèn tự động, relay này sẽ nối tắt cuộn dây relay đèn
đầu về mass, tiếp điểm relay đèn đầu đóng, đèn đầu được bật cho dù ta không bật công
19


tắc đèn đầu. Khi cảm biến ánh sáng thấy rằng ánh sáng môi trường đã đảm bảo điều
kiện lái xe, relay bật đèn tự động sẽ được ngắt, và nếu công tắc đèn đầu cũng ngắt thì
đèn đầu sẽ tự động tắt.
AUTO light solar sensor - Funtion
Vai trò của các cảm biến năng lượng mặt trời là cảm biến này xuất ra một dòng
điện theo số lượng ánh sáng và truyền nó tới các module điều khiển sao cho đèn đầu
và đèn đuôi được định hướng theo lượng ánh sáng và sau đó rơ le đèn hoạt động.
AUTO light solar sensor – Principle
Khi dòng điện đầu vào trên cơ sở các điều khiển từ cảm biến ánh sáng mặt trời

vào transistor, khi dòng vào transistor đủ lớn Ube > Uce transistor điều khiển thông
mát dẫn tới đèn sáng

Hình 1.17 Nguyên lí làm việc của cảm biến ánh sáng
Module cảm biến ánh sáng:
Thông số
Dòng điện
Dòng điện làm việc
Tải
Nhiệt độ làm việc
Nhiệt độ giới hạn
Vị trí

Thông số kĩ thuật
12V
9~16V
Max 200mA
-30°C ~ +80°C
-40°C ~ +120°C
Đầu xe

Sơ đồ khối hệ thống
Đầu vào tín hiệu
Công tắc AUTO
Switch IGN
Tín hiệu cảm biến ánh sáng

Bộ điều khiển
CPU kiểm soát ánh sáng tự động
TR1 cho rơle đèn đuôi

TR2 cho rơle đền đầu

20


-30°C ~ +80°C

Đầu ra:
Rơ le đèn đuôi
Rơ le đèn đầu

Điều khiển bật đèn pha tự động:

Hình 1.18 Sơ đồ hệ thống bật tắt đèn pha tự động

21


Chương II: TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM THIẾT KẾ
2.1 Giới thiệu phần mềm Labview
2.1.1 Labview là gì?
LabVIEW (viết tắt của Laboratory Virtual Instrumentation Engineering
Workbench) là môi trường ngôn ngữ đồ họa hiệu quả trong việc giao tiếp đa kênh giữa
con người, thuật toán và các thiết bị
.
Gọi LabVIEW là ngôn ngữ đồ họa hiệu quả vì về cách thức lập trình, LabVIEW khác
với các ngôn ngữ C (hay Python, Basic, vv.) ở điểm thay vì sử dụng các từ vựng (từ
khóa) cố định thì LabVIEW sử dụng các khối hình ảnh sinh động và các dây nối để
tạo ra các lệnh và các hàm như trong hình 1.1. Cũng chính vì sự khác biệt này mà
LabVIEW đã giúp cho việc lập trình trở nên đơn giản hơn bao giờ hết, đặc biệt,

LabVIEW rất phù hợp đối với kỹ sư, nhà khoa học, hay giảng viên. Chính sự đơn giản,
dễ học, dễ nhớ đã giúp cho LabVIEW trở thành một trong những công cụ phổ biến
trong các ứng dụng thu thập dữ liệu từ các cảm biến, phát triển các thuật toán, và điều
khiển thiết bị tại các phòng thí nghiệm trên thế giới.

Hình 2.1 Mã nguồn viết bằng Labview
Về ý nghĩa kỹ thuật, LabVIEW cũng được dùng để lập trình ra các chương trình
(source code: mã nguồn) trên máy tính tương tự các ngôn ngữ lập trình dựa trên chữ
(text-based language) như C, Python, Java, Basic, vv.
Đồng thời, LabVIEW hỗ trợ các kỹ sư, nhà khoa học và sinh viên, vv. xây dựng
(thực thi) các thuật toán một cách nhanh, gọn, sáng tạo, và dễ hiễu nhờ các khối hình
ảnh có tính gợi nhớ và cách thức hoạt động theo kiểu dòng dữ liệu (data flow) lần lượt
từ trái qua phải. Các thuật toán này sau đó được áp dụng lên các mạch ñiện và cơ cấu
chấp hành thực nhờ vào việc kết nối hệ thống thật với LabVIEW thông qua nhiều
chuẩn giao tiếp như chuẩn giao tiếp RS232 (giao tiếp qua cổng COM), chuẩn USB,
22


chuẩn giao tiếp mạng TCP/IP, UDP, chuẩn GPIB, vv. Vì vậy LabVIEW là một ngôn
ngữ giao tiếp đa kênh.
LabVIEW hỗ trợ hầu hết các hệ điều hành (Windows (2000, XP, Vista, Windows7),
Linux, MacOS, Window Mobile, Window Embedded. Hiện tại, LabVIEW 2014 là
phiên bản mới nhất. Một số phiên bản cũ của LabVIEW bao gồm 2009, 8.6, 8.5, 7.1,
6i. Nhìn chung hai phiên bản kề nhau 2010 và 2009 không có sự khác nhau nhiều. Tuy
nhiên có sự khác biệt đáng kể giữa các bản LabVIEW 7.1, LabVIEW 8.5 và LabVIEW
2009.
Labview được Tiến sĩ James Truchard, đại học Texas, Hoa Kỳ sáng lập năm 1986, và
trở thành công cụ không thể thiếu trong các ngành kĩ thuật. sản phẩm đầu tiên được thiết
kế trong nhà để xe của Chủ tịch, CEO và đồng sáng lập NI - James Truchard.
2.1.2 Các ứng dụng của Labview

LabVIEW được sử dụng trong các lĩnh vực đo lường, tự động hóa, cơ điện
tử, robotics, vật lý, toán học, sinh học, vật liệu, ôtô, vv. Nhìn chung:
LabVIEW giúp kỹ sư kết nối bất kỳ cảm biến, và bất kỳ cơ cấu
chấp hành nào với máy tính.
LabVIEW có thể được sử dụng để xử lý các kiểu dữ liệu như tín
hiệu tương tự (analog), tín hiệu số (digital) hình ảnh (vision), âm thanh
(audio), vv.
LabVIEW hỗ trợ các giao thức giao tiếp khác nhau như RS232, RS485, TCP / IP,
-

PCI, PXI.
LabVIEW đã trở nên phổ biến ở các phòng thí nghiệm ở Nhật, Hàn, Mỹ, Anh, ðức,
vv. Phần này trình bày một số ứng dụng của LabVIEW tiêu biểu và các dự án tại các
phòng thí nghiệm trong và ngoài nước mà tác giả cuốn sách này đã tham gia thực hiện
dự án.
_Ứng dụng đo lường, trong hình 2.2 là giao diện thu thập dữ liệu các thông tin cần
thiết của tàu vũ trụ cỡ nhỏ tại cơ quan hàng không và vũ trụ NASA, Hoa Kỳ.

Hình 2.2 Thu thập dữ liệu của NASA
23


_Ứng dụng hình 2.3 giới thiệu áp dụng của việc sử dụng LabVIEW và card
Hocdelam USB 9001 hoặc NI USB 6008 để thực hiện đo tín hiệu, vẽ biểu đồ đặc tuyến
các cảm biến trong ôtô và thực nghiệm thuật toán chuyển đổi cảm biến nhằm hạ giá
thành sửa chữa xe ôtô. Ứng dụng này được thực hiện tại đại học Sư phạm Kỹ thuật
Tp.HCM năm 2008.

Hình 2.3 Thu thập dữ liệu cảm biến trong xe ô tô và thí nghiệm
thuật toán chuyển đổi tín hiệu.

_ Điều khiển xe ô tô từ xa, giao diện điều khiển ôtô bảy chỗ (xe Captival) từ xa
được thực hiện bởi thành viên Hocdelam Group tại phòng thí nghiệm Biorobotics, Hàn
Quốc. Giao diện này hoàn toàn được xây dựng trong môi trường lập trình LabVIEW
có khả năng hiển thị các thông số và tín hiệu thực như: vận tốc xe, mực xăng, vị trí tay
số của xe, video truyền từ xe qua mạng không dây, âm thanh từ động cơ tỷ lệ thuận với
vị trí bướm ga cũng được giả lập làm cho việc điều khiển xe từ xa giống với việc lái
xe trực tiếp nhằm nâng cao chất lượng điều khiển xe.

Hình 2.4 Giao diện điều khiển ô tô từ xa

24


_ Mô phỏng 3D, mô tả ứng dụng mô phỏng một cánh tay robot đơn giản.

Hình 2.5 Điều khiển tay Robot
_ Điều khiển phương tiện không người lái, mô tả ứng dụng LabVIEW điều khiển
robot không người lái nhằm dò tìm và khám phá dưới nước của tập đoàn Nexans

Hình 2.6 Robot dưới nước phát triển của công ty Nexans
_ Thu thập hình ảnh và mô phỏng động lực học, trình bày ứng dụng mô phỏng
hệ thống lái không trục lái trong ô tô. đồng thời,hìnhảnh từ webcam (webcam thông
thường gắn qua cổng USB) được thu thập và đưa lên giao diện người dùng (Graphical
User Interface – GUI).

25