Đồ án: Nghiên cứu và Thi công Hệ thống Chiếu Sáng Tự Động trên Ô tô

Đồ án chiếu sáng tự động ô tô: Nghiên cứu, thiết kế & thi công mô hình. Tối ưu hóa hệ thống đèn xe, nâng cao an toàn & tiện nghi khi lái.

• Tác giả: Phạm Hoàng Dương
• Người hướng dẫn: ThS. Trần Hữu Quy
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Ô Tô
• Đề tài: Nghiên Cứu Và Thi Công Mô Hình Hệ Thống Chiếu Sáng Tự Động Trên Ô Tô
• Loại tài liệu: Đồ Án Tốt Nghiệp
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Thành Phố Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Cách tổng quan về hệ thống chiếu sáng tự động ô tô hiện đại nhất

Hệ thống chiếu sáng tự động ô tô là công nghệ tiên tiến giúp xe hơi có thể tự động bật tắt ánh sáng, điều chỉnh đèn pha, đèn cốt dựa trên môi trường ánh sáng bên ngoài và tình trạng xe đang vận hành. Công nghệ này không chỉ cải thiện tầm nhìn cho người lái mà còn góp phần tăng cường an toàn giao thông với chiếu sáng xe thông minh và hiệu quả hơn. Trong cơ cấu hệ thống, vai trò quan trọng thuộc về cảm biến ánh sáng ô tô, nhận biết mức độ sáng tối của môi trường để truyền tín hiệu đến hộp điều khiển thân xe (BCM). Hộp BCM sẽ xử lý và ra lệnh điều khiển các bộ phận như đèn pha tự động, đèn xi nhan, đèn hậu dựa trên quy trình lập trình sẵn.

Nghiên cứu và phát triển hệ thống này đòi hỏi sự kết hợp chặt chẽ giữa kiến thức về điện tử trên xe, công nghệ cảm biến và mạng truyền thông nội bộ trên ô tô như GMLAN, LIN. Các dòng xe hiện đại như Chevrolet Cruze 2013 được trang bị đầy đủ mạng truyền thông High Speed GMLAN giúp tăng tính linh hoạt, trao đổi dữ liệu nhanh chóng giữa các mô-đun.

1.1. Giới thiệu công nghệ chiếu sáng ô tô thông minh và cảm biến ánh sáng

Công nghệ chiếu sáng ô tô thông minh tích hợp cảm biến ánh sáng ô tô có nhiệm vụ đo mức độ ánh sáng môi trường và từ đó điều khiển bật/tắt đèn. Cảm biến thường sử dụng các linh kiện như photoresistor (LDR), photodiode hoặc phototransistor, có khả năng thay đổi điện trở hoặc phát sinh dòng điện phụ thuộc cường độ ánh sáng chiếu vào. Tín hiệu được truyền về hộp BCM để xử lý quyết định bật đèn pha hay tắt đèn. Công nghệ này giúp giảm tình trạng mỏi mắt cho người lái đồng thời tiết kiệm điện năng và nâng cao tính tiện ích cho xe.

1.2. Tổng quan về giao tiếp mạng xe và vai trò hộp điều khiển thân xe BCM

Hệ thống chiếu sáng tự động trên ô tô hoạt động hiệu quả nhờ mạng truyền thông nội bộ như High Speed GMLAN, Low Speed GMLAN và Local Interconnect Network (LIN). Trong đó, hộp điều khiển thân xe (BCM) đóng vai trò trung tâm, nhận và xử lý dữ liệu từ các cảm biến và phát lệnh điều khiển đèn pha, đèn cốt, đèn xi nhan. BCM còn thực hiện tính năng bảo vệ và chẩn đoán lỗi hệ thống chiếu sáng, đảm bảo hoạt động ổn định và an toàn cho xe. Hệ thống mạng này giúp giảm dây dẫn điện, tăng hiệu quả truyền tải và hỗ trợ các tính năng điều khiển tự động thông minh.

II. Hướng dẫn nhận diện và khắc phục thách thức hệ thống chiếu sáng tự động ô tô

Phát triển giải pháp chiếu sáng tự động ô tô đối mặt với nhiều thách thức kỹ thuật và thực tiễn. Một trong những vấn đề lớn là độ chính xác của cảm biến ánh sáng ô tô trong các điều kiện môi trường đa dạng như ánh sáng ban ngày, ánh sáng yếu, thời tiết sương mù hay mưa to. Sự sai lệch tín hiệu cảm biến có thể dẫn đến bật tắt đèn không đúng lúc, làm giảm hiệu quả chiếu sáng hoặc gây phiền hà cho người lái.

Ngoài ra, việc tích hợp hệ thống này trên các loại xe có cấu trúc điện khác nhau, đường truyền dữ liệu nội bộ phức tạp, cũng như khả năng xử lý của hộp điều khiển thân xe (BCM) đòi hỏi thiết kế mạch điện và phần mềm điều khiển phải tối ưu, đồng thời phải tuân thủ nghiêm ngặt các yêu cầu kỹ thuật như chống nhiễu điện từ, chịu rung xóc và nhiệt độ cao trong môi trường ô tô. Quá trình chẩn đoán và sửa chữa lỗi cũng là một thách thức, đòi hỏi kiến thức chuyên sâu về hệ thống điện thân xe.

2.1. Phân tích các khó khăn về cảm biến ánh sáng và độ tin cậy trong môi trường ô tô

Cảm biến ánh sáng đóng vai trò then chốt nhưng dễ bị ảnh hưởng bởi bụi bẩn, nhiệt độ, độ ẩm và rung động trên xe. Vấn đề lớn nhất là sự sai lệch tín hiệu khi cảm biến bị che khuất hoặc lắp đặt sai vị trí, dẫn đến việc bật đèn không phù hợp với điều kiện thực tế. Thêm vào đó, nhiễu điện từ phát sinh từ các thiết bị khác trong xe có thể gây méo tín hiệu, làm giảm độ chính xác nhận dạng ánh sáng. Để khắc phục, cảm biến thường tích hợp bộ khuếch đại bên trong, kết hợp với bộ lọc và thuật toán xử lý tín hiệu trong BCM nhằm tăng độ ổn định và tin cậy.

2.2. Thách thức thiết kế mạch điện và điều khiển đèn pha cảm biến ô tô

Việc thiết kế mạch điện cho hệ thống đèn pha cảm biến và chiếu sáng tự động không chỉ đảm bảo tính năng bật/tắt mà còn phải phối hợp với nhiều bộ phận khác như relay, công tắc, và hộp BCM. Mạch phải chịu được điện áp cao do cuộn cảm và hiện tượng sụt áp trên dây dẫn, cũng như đảm bảo an toàn khi xảy ra đoản mạch. Ngoài ra, phần mềm điều khiển trên BCM cần tích hợp các chế độ hoạt động linh hoạt, cho phép tự động điều chỉnh ánh sáng đèn pha, đèn cốt, đèn xi nhan theo từng tình huống thực tế nhằm tối ưu hóa hiệu quả chiếu sáng và tiết kiệm điện năng.

III. Phương pháp thiết kế và thi công mô hình chiếu sáng tự động ô tô hiệu quả

Thiết kế và thi công mô hình hệ thống chiếu sáng tự động trên ô tô là bước quan trọng hỗ trợ công tác đào tạo và nghiên cứu thực nghiệm. Mô hình dựa trên nền tảng kiến thức về nguyên lý hoạt động của hệ thống đèn pha, cảm biến ánh sáng và mạng truyền thông giữa các mô-đun trên xe. Quy trình thi công gồm các bước chính:

• Nghiên cứu sơ đồ mạch điện và nguyên lý hoạt động của hệ thống chiếu sáng trên các mẫu xe tiêu biểu như Chevrolet Cruze 2013.
• Lựa chọn linh kiện điện tử phù hợp, bao gồm đèn halogen, cảm biến ánh sáng, relay, và hộp điều khiển thân xe (BCM).
• Thiết kế khung mô hình và mặt trình bày cho tính sư phạm và thẩm mỹ.
• Thi công hệ thống dây điện, lắp đặt các phần tử điện tử, đấu nối và lập trình điều khiển.

Mô hình sau hoàn thiện sẽ được sử dụng trong giảng dạy, giúp sinh viên hiểu sâu và thực hành trực quan về hệ thống điều khiển đèn ô tô tự động, đồng thời hỗ trợ trong việc chẩn đoán và sửa chữa hệ thống chiếu sáng.

3.1. Quy trình thiết kế mạch điện và lắp đặt đèn pha cảm biến tự động

Thiết kế mạch điện cho mô hình chú trọng vào việc tái hiện đầy đủ các trạng thái hoạt động của hệ thống chiếu sáng tự động thật nhất, bao gồm đèn cốt, đèn pha, đèn xi nhan và đèn hazard. Sơ đồ mạch được xây dựng trên nền tảng sơ đồ mạch điện chính hãng từ tài liệu xe Chevrolet Cruze 2013, tích hợp các cảm biến ánh sáng, relay và BCM làm trung tâm điều khiển. Việc lắp đặt đèn pha được thực hiện cẩn thận trên khung mô hình, đảm bảo ánh sáng phát ra phải đúng tiêu chuẩn và không gây lóa mắt. Cáp, dây dẫn được bố trí tối ưu theo quy định về màu dây và tiết diện để đảm bảo độ bền và an toàn.

3.2. Hướng dẫn thi công mô hình và vận hành hệ thống chiếu sáng tự động ô tô

Quá trình thi công mô hình bắt đầu từ bước chuẩn bị linh kiện, thiết kế bản vẽ khung mô hình, sau đó tiến hành đấu nối từng bộ phận theo sơ đồ mạch điện đã thiết kế. Hộp BCM được lập trình để nhận tín hiệu cảm biến ánh sáng và kích hoạt các đèn phù hợp. Việc kiểm tra vận hành được thực hiện trong các điều kiện ánh sáng khác nhau nhằm đánh giá khả năng phản hồi của hệ thống chiếu sáng tự động. Các bài thực hành đi kèm giúp sinh viên nắm vững nguyên lý hoạt động, cách phối hợp các thành phần và thực hiện chẩn đoán sửa lỗi thiết bị.

IV. Bí quyết ứng dụng hệ thống chiếu sáng tự động ô tô vào thực tế và kết quả nghiên cứu

Ứng dụng hệ thống chiếu sáng tự động ô tô trong thực tế mang lại nhiều lợi ích về an toàn, tiện ích và hiệu quả năng lượng. Các hệ thống này giúp tăng khả năng quan sát trong điều kiện ánh sáng yếu hoặc thay đổi nhanh, giảm thiểu nguy cơ tai nạn giao thông vào ban đêm hoặc trong điều kiện thời tiết xấu.

Nghiên cứu và thi công mô hình thực nghiệm trên xe Chevrolet Cruze 2013 cho thấy mô hình đạt hiệu quả cao trong việc mô phỏng hoạt động nhạy bén và chính xác của hệ thống chiếu sáng tự động. Việc sử dụng các công nghệ chiếu sáng hiện đại cho ô tô như bóng đèn halogen, cảm biến ánh sáng điện tử và mạng truyền thông GMLAN đem lại khả năng điều khiển linh hoạt, dễ dàng chẩn đoán và sửa chữa.

Bên cạnh đó, kết quả nghiên cứu cũng lưu ý những hạn chế ở một số tình huống như cảm biến bị che khuất hoặc hệ thống điện phát sinh lỗi điện trở cao, điện trở ký sinh ảnh hưởng đến tín hiệu điều khiển. Đây là cơ sở để phát triển các thế hệ chiếu sáng tự động thông minh hơn trong tương lai.

4.1. Kết quả mô hình chiếu sáng tự động ô tô phục vụ đào tạo và thực nghiệm

Mô hình hệ thống chiếu sáng tự động trên ô tô được thi công thành công giúp việc đào tạo môn thực tập hệ thống điện thân xe trở nên sinh động, trực quan hơn. Sinh viên dễ dàng hình dung và thực hành các nguyên lý điều khiển đèn pha cảm biến, trao đổi dữ liệu qua mạng GMLAN và áp dụng chẩn đoán Pan lỗi. Mô hình kết hợp với tập thuyết minh chi tiết, sơ đồ mạch điện, quy trình vận hành và chẩn đoán đã nâng cao hiệu quả học tập và trình độ chuyên môn.

4.2. Giải pháp nâng cao hiệu quả chiếu sáng và an toàn giao thông với xe ô tô

Ứng dụng rộng rãi các giải pháp chiếu sáng tự động ô tô như đèn pha tự điều chỉnh, cảm biến ánh sáng tích hợp, và điều khiển động cơ chiếu sáng giúp cải thiện rõ rệt khả năng quan sát ban đêm, nhất là trên các cung đường thiếu ánh sáng. Việc tự động bật tắt đèn theo điều kiện ánh sáng không chỉ giảm thiểu sai sót của người lái mà còn tiết kiệm năng lượng và kéo dài tuổi thọ bóng đèn. Những tiến bộ trong quản lý chiếu sáng cũng góp phần giảm các vụ tai nạn giao thông liên quan đến tầm nhìn kém.

V. Phương pháp chẩn đoán và sửa chữa lỗi hệ thống chiếu sáng tự động ô tô đầy đủ

Việc bảo trì và sửa chữa hệ thống chiếu sáng tự động trên ô tô yêu cầu khả năng nhận biết và xử lý nhanh các lỗi kỹ thuật thường gặp. Các dạng hư hỏng phổ biến bao gồm lỗi cảm biến ánh sáng, relay không hoạt động, điện trở cao gây sụt áp dây dẫn, và sai sót trong lập trình BCM. Quy trình chẩn đoán dựa trên các mã lỗi Pan được hệ thống báo về qua bộ chẩn đoán điện tử, kết hợp kiểm tra mạch điện và đo điện áp, dòng điện thực tế trên từng thành phần.

Để nâng cao hiệu quả sửa chữa, mô hình thực tế được thiết kế nhằm tái hiện các lỗi giả lập tương tự trên xe thật. Các bài thực hành trên mô hình giúp kỹ thuật viên, sinh viên làm quen với các bước xác định lỗi, phân tích nguyên nhân và thực hiện các biện pháp xử lý hợp lý, từ thay thế linh kiện đến lập trình lại bộ điều khiển.

5.1. Các bước chẩn đoán và phát hiện Pan lỗi trong hệ thống chiếu sáng xe ô tô

Việc chẩn đoán Pan lỗi hệ thống chiếu sáng tự động cần tuân thủ trình tự gồm: kết nối máy chẩn đoán với cổng DLC, đọc và giải mã các lỗi được lưu trữ trong hộp BCM, kiểm tra tín hiệu đầu vào từ cảm biến ánh sáng, bên cạnh đó đo kiểm áp điện, dòng điện qua relay và cầu chì. Quy trình 6 bước xử lý lỗi giúp phát hiện nhanh các vị trí hư hỏng và giám sát trạng thái hoạt động của các bộ phận điện trong hệ thống. Các bảng phân tích Pan lỗi theo từng mã lỗi hỗ trợ việc nhận biết chính xác nguyên nhân.

5.2. Giải pháp sửa chữa và bảo trì hiệu quả hệ thống chiếu sáng ô tô cảm biến

Tùy theo kết quả chẩn đoán, sửa chữa bao gồm: thay thế cảm biến ánh sáng bị hỏng hoặc lắp đặt đúng vị trí, kiểm tra và sửa chữa dây dẫn, cầu chì, relay đảm bảo không bị đứt hoặc bị điện trở cao; cập nhật hoặc lập trình lại phần mềm BCM để khắc phục sai sót điều khiển. Việc bảo dưỡng định kỳ, làm sạch cảm biến và các bộ phận điện tử nhằm duy trì độ nhạy và độ chính xác của hệ thống cũng rất quan trọng để tránh lặp lại sự cố và duy trì độ tin cậy của công nghệ chiếu sáng hiện đại cho ô tô.

VI. Bí quyết phát triển và tương lai công nghệ chiếu sáng tự động ô tô thông minh

Công nghệ chiếu sáng tự động trên ô tô không ngừng phát triển hướng tới các giải pháp thông minh hơn với tích hợp trí tuệ nhân tạo và hệ thống cảm biến đa chiều. Các xu hướng mới bao gồm đèn pha sử dụng công nghệ LED, Xenon, và đèn laser với khả năng chiếu sáng xa, điều chỉnh linh hoạt theo tình huống giao thông, giảm thiểu lóa mắt và tối ưu tiêu thụ năng lượng. Hệ thống được điều khiển bằng mạng truyền thông nội bộ hiện đại, có khả năng tự học và tương tác với các cảm biến camera, radar hỗ trợ tăng khả năng nhận biết môi trường xung quanh.

Ngoài ra, việc nghiên cứu phát triển các thuật toán xử lý tín hiệu từ cảm biến ánh sáng ngày càng chính xác, kết hợp với các dữ liệu từ hệ thống CAM cho phép một hệ thống chiếu sáng toàn diện đáp ứng đa dạng tình huống thực tế trên đường. Điều này hứa hẹn mang lại bước đột phá mới trong hệ thống chiếu sáng tự động xe hơi góp phần nâng cao trải nghiệm người lái và an toàn giao thông toàn diện.

6.1. Công nghệ chiếu sáng LED Xenon và laser cho hệ thống tự động trên ô tô

Tiến bộ vượt bậc trong công nghệ đèn LED, Xenon và mới nhất là đèn laser mang lại nhiều ưu thế như cường độ sáng mạnh, tuổi thọ cao, tiêu thụ điện năng thấp và khả năng kiểm soát ánh sáng chính xác. Đèn laser cho xe như trên BMW i8 có thể chiếu sáng lên đến 600m, tạo ra ánh sáng mạnh gấp 1000 lần đèn LED, giúp người lái quan sát tốt ở cự ly xa. Hệ thống đèn này còn tích hợp các tính năng làm mát chủ động nhằm chống nóng và kéo dài tuổi thọ thiết bị, đáp ứng các tiêu chuẩn kỹ thuật ô tô hiện đại.

6.2. Xu hướng tích hợp AI và cảm biến đa chiều vào hệ thống chiếu sáng tự động ô tô

Tương lai của hệ thống chiếu sáng tự động là sự kết hợp giữa các cảm biến quang học, camera, radar và trí tuệ nhân tạo AI, giúp đèn pha có thể tự động điều chỉnh góc chiếu, cường độ ánh sáng theo tình huống đèn đối diện, xe đi ngược chiều, hoặc chướng ngại vật trên đường. AI giúp xử lý các dữ liệu cảm biến phức tạp, nhận biết nhanh và chính xác các tình huống để kích hoạt chế độ chiếu sáng phù hợp, đồng thời ghi nhận và học tập để tối ưu hoạt động sau nhiều lần sử dụng.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1. Lý do chọn đề tài Quá trình phát triển của công nghệ chiếu sáng và tín hiệu trên xe ô tô gắn liền với sự ra đời và phát triển từ những năm cuối thế kỷ 19 cho đến nay của ngành công nghiệp ô tô. Theo số liệu của Cục Quản lý An toàn Giao thông Quốc gia Hoa Kỳ (NHTSA) và Ủy ban châu Âu (EC) chỉ có 25% du lịch bằng xe hơi diễn ra vào ban đêm, nhưng hơn 40% các vụ tai nạn gây tử vong hoặc thương tích nghiêm trọng xảy ra trong thời gian này. Hệ thống chịếu sáng được ví như đôi mắt của người lái xe khi trời tối và đôi mắt đó yêu cầu phải ngày càng sáng rõ.

Điều này đã thúc đẩy các nhà sản xuất ô tô không ngừng nghiên cứu phát triển, tìm ra các giải pháp khả thi cho cuộc cách mạng chiếu sáng trên xe. Trong bối cảnh ngành ô tô thế giới nói chung và ngành ô tô Việt Nam nói riêng, sự phát triển mạnh mẽ với việc ứng dụng ngày càng nhiều những thành tựu công nghệ trên ô tô và việc trang bị các thiết bị điện tử hiện đại trên ô tô là tiêu chí chính để đánh giá một chiếc xe thuộc phân khúc cao cấp. Với những yêu cầu về đào tạo những xe đời mới nhưng với lượng mô hình hiện có của bộ môn Điện ô tô chưa đủ để đáp ứng. Nhận thấy hệ thống điện thân xe hiện nay được điều khiển hoàn toàn bằng hộp BCM với nhiều ưu việt nhưng chưa được cập nhật trong chương trình thực tập cho sinh viên tại khoa, chúng em quyết định chọn đề tài “Nghiên cứu và thi công mô hình hệ thống chiếu sáng và tín hiệu trên ô tô” dùng trên dòng xe Chevrolet Cruze và Camaro 2013.

Mô hình hệ thống này giúp cho các buổi học thực tập của sinh viên thêm phần trực quan, thực tế. Đồng thời mô hình sẽ giúp sinh viên hiểu thêm về hệ thống chiếu sáng và tín hiệu trên xe hiện đại ngày nay, khắc sâu thêm về kiến thức về đào tạo, nguyên lý làm việc của từng hệ thống. Mô hình được điều khiển toàn bộ bằng hộp BCM là công cụ đắc lực phục vụ cho công việc dạy học trong nhà trường, mang lại nhiều thế mạnh cho việc tìm hiểu của sinh viên thế hệ tiếp theo. Mục tiêu nghiên cứu Từ mục đích chính của đề tài đặt ra, ta sẽ có những mục tiêu nhỏ sau: – Thực hiện nghiên cứu lý thuyết tổng quan về hệ thống chiếu sáng – tín hiệu trên xe, các hệ thống chiếu sáng mới trên các dòng xe hiện nay.

– Tìm ra phương án thiết kế mô hình và thiết lập các bước thiết kế một cách khoa học. – Thực hiện việc thiết kế mô hình hệ thống chiếu sáng tự động theo phương án đã chọn. 1 – Với mục đích thiết kế mô hình phục vụ cho việc giảng dạy nên mô hình phải thể hiện được tính thực tế còn phải có tính sư phạm và thẩm mỹ. – Biên soạn tập thuyết minh một cách có hệ thống, khoa học về cơ sở lý thuyết, nguyên tắc hoạt động, cấu tạo và hoạt động của mô hình hệ thống chiếu sáng tự động.

Đối tượng nghiên cứu Công nghệ chiếu sáng trên xe hiện nay rất rộng và vẫn còn tiếp tục được các nhà nghiên cứu cải tiến và phát triển. Trong phạm vi nghiên cứu của đề tài vì giới hạn về thời gian, kinh phí và khả năng nên trên lý thuyết đề tài sẽ tổng hợp một số hệ thống chiếu sáng và tín hiệu trên xe Chevrolet Cruze 2013, trên cơ sở nghiên cứu và tìm hiểu thì sẽ chỉ tập trung vào hệ thống chiếu sáng tự động trên xe ô tô. Phạm vi nghiên cứu Do giới hạn về thời gian, kinh phí và điều kiện thực tế trên mô hình nên đề tài chỉ tập trung nghiên cứu các hệ thống điện cơ bản như: hệ thống đèn đầu, đèn sương mù, đèn xi nhan, đèn đuôi, đèn phanh, đèn biển số. Vì khó khăn trong vấn đề đáp ứng các yêu cầu của hệ thống trên mô hình nên đề tài sẽ không nghiên cứu hệ thống đèn lùi xe.

Phương pháp nghiên cứu Với hai nhiệm vụ trọng yếu của đề tài là tìm hiểu các hệ thống chiếu sáng và tín hiệu trên xe và thiết kế, chế tạo mô hình chiếu sáng tự động, hai phương pháp nghiên cứu chính đó là phương pháp thực nghiệm kết hợp với nghiên cứu lý thuyết để tổng hợp kiến thức, chọn ra phương án khả thi nhất để có thể hoàn thành sản phẩm đáp ứng được mục tiêu ban đầu đề ra. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Nghiên cứu các tài liệu cấu tạo, nguyên lý hoạt động của hệ thống của hệ thống điện thân xe; nghiên cứu các sơ đồ mạch điện của các hãng xe sử dụng hộp BCM. Phương pháp thực nghiệm: Thiết kế, chế tạo mô hình hệ thống điện thân xe điều khiển bằng BCM. Tính ứng dụng của đề tài Mô hình được sử dụng trong việc dạy và học.

Sinh viên các lớp thực tập có thể cho mô hình hoạt động, kết hợp với hướng dẫn của giảng viên có thể hiểu rõ nguyên lý hoạt động của hệ thống chiếu sáng và tín hiệu điều khiển bằng BCM. 2 Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2. Yêu cầu kỹ thuật với các hệ thống điện Nhiệt độ trong môi trường hoạt động: Tùy theo vùng khí hậu, thiết bị điện của ô tô được chia ra làm nhiều loại: Vùng lạnh và cực lạnh như: Nga, Canada; Vùng ôn đới như: Nhật Bản, Mỹ, châu Âu; Nhiệt đới (Việt Nam, các nước Đông Nam Á, châu Phi.); Loại đặc biệt thường dùng cho những xe quân sự (sử dụng cho tất cả mọi vùng). Ngoài ra, nhiệt độ làm việc cũng liên quan đến vị trí lắp đặt của các bộ phận điện, điện tử trên xe.

Vùng khoang động cơ có nhiệt độ khá cao trong khi nhiệt độ tương đối ôn hòa bên trong xe. [2] Độ ẩm: Các thiết bị điện phải chịu độ ẩm cao thường được dùng ở các nước nhiệt đới. Độ ẩm cao cộng với không khí ô nhiễm sẽ tạo ra hỗn hợp axit loãng, gây, oxi hoá, chập mạch hoặc hư hỏng chân các linh kiện và làm tăng điện trở tiếp xúc giữa các giắc nối. [2] Sự rung xóc: Các bộ phận điện – điện tử trên ô tô phải chịu sự rung xóc với 2 tần số từ 50 - 250 Hz, chịu được với gia tốc 150 m/s.

[2] Điện áp: Các thiết bị trên ô tô phải chịu được điện áp cao với biên độ lên đến vài trăm volt, xuất phát từ các cuộn cảm khi có sự chuyển mạch. [2] Độ bền: Tất cả các hệ thống điện ô tô phải hoạt động tốt trong khoảng 0.25 U định mức (Uđm = 14 V hoặc 28 V) ít nhất trong thời gian bảo hành của xe. Nhiễu điện từ: Các thiết bị điện và điện tử và chịu được nhiễu điện từ xuất phát từ hệ thống đánh lửa và các nguồn khác. [2] Tĩnh điện: Các hạt mang điện tích (âm và dương) sẽ hình thành trong quá trình ma sát (giữa lốp xe với mặt đường, giữa quần áo với ghế ngồi.

Các điện tích trái dấu sẽ tạo ra một điện tích khá lớn, khi phóng qua các chi tiết sẽ gây hư hỏng. Các thành phần cơ bản trong mạch điện trên ô tô 2. Nguồn điện Nguồn điện trên ô tô là nguồn điện một chiều được cung cấp bởi ắc quy (12V hoặc 24V) nếu động cơ chưa làm việc hoặc bởi máy phát điện (14V hoặc 28V) nếu động cơ đang làm việc. 1: Ắc quy và máy phát điện trên ô tô 2.

Cầu chì Nên sử dụng cầu chì trong mọi mạch điện để bảo vệ hệ thống dây điện khỏi bị quá nóng và hư hỏng do dòng điện quá mức gây ra do đoản mạch hoặc sự cố khác. Cầu chì được cấu tạo bằng một dây dẫn chì bên trong vỏ bằng thủy tinh, nhựa hoặc gốm. Dây chì được thiết kế để làm chảy và hở mạch nếu dòng điện quá lớn chạy qua cầu chì. Mỗi cầu chì được đánh giá theo khả năng mang dòng điện tối đa của nó.

Điểm kiểm tra Hình 2. 2: Cầu chì [10] Cầu chì kiểu lưỡi có màu còn được gọi là cầu chì ATO và đã được sử dụng từ năm 1977. Màu nhựa của cầu chì có lưỡi cho biết cường độ dòng điện tối đa, được đo bằng A. 1: Giá trị dòng điện và màu sắc của cầu chì lưỡi được tiêu chuẩn hoá [10] Giá trị dòng điện Màu sắc 1 Xanh lá đậm (Dark green) 2 Xám (Grey) 2,5 Tím đậm (Purple) 3 Tím nhạt (Violet) 4 Hồng (Pink) 5 Rám nắng (Tan) 4 6 Vàng kim (Gold) 7,5 Nâu (Brown) 9 Cam (Orange) 10 Đỏ (Red) 14 Đen (Black) 15 Xanh dương (Blue) 20 Vàng (Yellow) 25 Trắng (White) 30 Xanh lá (Green) 2.

Công tắc Công tắc là linh kiện phổ biến nhất để cung cấp khả năng kiểm soát dòng điện cho một thiết bị. Công tắc có thể điều khiển hoạt động bật/tắt của một mạch hoặc điều khiển dòng điện chạy qua các mạch khác nhau. Các tiếp điểm bên trong cụm công tắc mang dòng điện khi chúng được đóng lại. Khi chúng mở, dòng điện bị dừng.

Công tắc thường mở (NO) sẽ không cho phép dòng điện chạy qua khi nó ở vị trí nghỉ. Các tiếp điểm mở cho đến khi chúng bị tác động bởi một lực bên ngoài đóng chúng lại để hoàn thành mạch điện. Công tắc thường đóng (NC) sẽ cho phép dòng điện chạy qua khi nó ở vị trí nghỉ. Các tiếp điểm được đóng lại cho đến khi chúng bị tác động bởi một lực bên ngoài làm chúng mở ra để ngăn dòng điện chạy qua.

3: Các loại công tắc phổ biến dùng trên ô tô [9] Hình 2. 4: Các dạng tiếp điểm của công tắc [8] 5 Giờ đây, các công tắc chức năng chính được vận hành bằng cần gạt gắn trên cột lái đã trở thành tiêu chuẩn. Các chức năng này thường bao gồm; đèn, đèn flash, còi, vòng đệm và cần gạt nước. Các công tắc điều khiển khác được gắn trong tầm với của người lái trên hoặc gần bảng điều khiển thiết bị.

Cũng như tất cả các ràng buộc thiết kế đã được đề cập, độ tin cậy của công tắc là rất quan trọng. Điện trở Điện trở là sự đối lập với dòng điện. Điện trở đại diện cho tải điện đối với dòng điện. Hầu hết các thiết bị điện và điện tử sử dụng điện trở có giá trị cụ thể để hạn chế và kiểm soát dòng điện.

Điện trở có thể được làm từ carbon hoặc từ các vật liệu khác hạn chế dòng điện và có nhiều kích cỡ và giá trị điện trở khác nhau. 5: Ký hiệu điện trở Tất cả các mạch yêu cầu điện trở để hoạt động.