Chương 1: Thiết bị điện và điện tử sử dụng trên ô tô 17 Hình 45. Ví dụ về ứng dụng Trong các ô tô, các transistor quang được sử dụng trong các cảm biến giảm tốc, v. Ứng dụng transistor quang 4. IC (Mạch tích hợp) Một IC là tổ hợp của vài đến vài nghìn mạch điện chứa các transistor, các diode, các tụ điện, các điện trở, v.
chúng được gắn lên vài mm2 của chíp silic, và được đặt trong một khối bằng nhựa hoặc gốm. Một IC đơn có thể có một số khả năng và chức năng đặc biệt như khả năng so sánh logic 2 tín hiệu hoặc các trị số, khả năng khuyếch đại một điện áp đầu vào. Các IC có ưu thế hơn các mạch không tích hợp: - Vì nhiều yếu tố có thể được gắn lên một chíp silic đơn, các đầu nối tiếp xúc có thể được giảm đi đáng kể, dẫn đến giảm các hư hỏng. - Chúng nhỏ hơn và nhẹ hơn nhiều.
- Chi phí sản xuất thấp hơn nhiều. Một IC chứa rất nhiều các phần tử, từ 1000 đến 100.000, được gọi là một LSI (Tích hợp quy mô lớn). Một IC chứa hơn 100.000 phần tử được gọi là VLSI (Tích hợp quy mô rất lớn). Cấu tạo IC Hình 48.
Tín hiệu tương tự 5. Các tín hiệu tương tự và số hoá 18 Chương 1: Thiết bị điện và điện tử sử dụng trên ô tô Các tín hiệu điện có thể chia thành 2 loại: tương tự và số 5. Tín hiệu tương tự Các tín hiệu tương tự thay đổi liên tục và thông suốt theo thời gian. Vì vậy, đặc điểm chung của tín hiệu tương tự là ở chỗ đầu ra của nó thay đổi theo tỷ lệ với đầu vào của nó.
Tín hiệu số Các tín hiệu số thay đổi (Mở “ON” và Ngắt “OFF”) từng lúc theo thời gian. Đặc tính chung của một mạch số là ở chỗ đầu ra của nó thay đổi đột ngột khi đầu vào của nó tăng lên tới mức nào đó. Chẳng hạn như, khi đầu vào tăng từ 0V đến 5V, đầu ra vẫn ở 0V cho đến khi đầu vào đạt tới 5V. Tuy nhiên đầu ra này đột ngột nhảy lên 5V ngay khi đầu vào đạt tới 5V.
Mở và Ngắt chỉ ra một tín hiệu đang được chuyển đi hay không. Bình thường, Mở được thể hiện là 1 và Ngắt là 0. Khi một điện áp được sử dụng như một tín hiệu đầu vào thì cần phải lấy một điện áp nào đó làm chuẩn. Sau đó, mọi điện áp trên điện áp chuẩn này là các tín hiệu 1, và dưới điện áp chuẩn là các tín hiệu 0.
Chẳng hạn như, nếu Hình 49. Tín hiệu số đạt điện áp chuẩn là 5V, thì máy tính sẽ xác định rằng các tín hiệu 9V, 7V và 6V là 1, và các tín hiệu này thể hiện một tín hiệu đầu vào. Mặt khác các tín hiệu 2V và 0V sẽ được coi là "0" và không có tín hiệu đầu vào nào sẽ được coi là tồn tại.1 Mô tả Các IC số chứa vài phần tử khác nhau. Các mạch trong một IC số được gọi là các mạch logic hoặc các mạch số và lập thành một tổ hợp các loại khác nhau như các cổng NOT, OR, NOR, AND và NAND.
Vì các cổng này có khả năng đặc biệt để xử lý logic hai hoặc nhiều tín hiệu, chúng cũng được gọi là các cổng logic. Một mối quan hệ logic nào đó được thiết lập giữa các đầu vào và đầu ra của tín hiệu số. Một bảng thực trình bày mối quan hệ giữa các đầu vào và đầu ra của tín hiệu số. Cổng NOT Hình 51.
Cổng NOT Chương 1: Thiết bị điện và điện tử sử dụng trên ô tô 19 Một cổng NOT có đầu ra là một tín hiệu ngược với tín hiệu đầu vào. Khi một điện áp được đặt lên cực vào A, không có điện áp nào được truyền ở cực ra Y. Một mạch điện có cùng chức năng như cổng NOT: Khi công tắc A đóng lại (ON), nó mở (OFF) các điểm tiếp xúc trong relay, làm cho đèn tắt. Sơ đồ hoạt động cổng NOT 6.
Cổng OR Trong một cổng OR, tín hiệu ra sẽ là 1 khi chỉ cần một tín hiệu vào là 1. Khi đặt một điện áp vào một hoặc hai đầu vào A và B, sẽ có một điện áp ở đầu ra Y. Cổng OR Một mạch điện có cùng chức năng như cổng OR: Khi một hoặc cả hai công tắc A và B được đóng lại (ON), đèn này sẽ sáng lên. Hoạt động cổng OR 6.
Cổng NOR Một cổng NOR là tổ hợp của một cổng OR và cổng NOT. Tín hiệu này tại đầu ra Y sẽ chỉ là 1 khi cả hai đầu vào A và B là 0. Tín hiệu này tại đầu ra Y sẽ là 0 nếu một hoặc cả hai đầu vào A và B là số 1. Cổng NOR 20 Chương 1: Thiết bị điện và điện tử sử dụng trên ô tô 6.
Cổng AND Trong một cổng AND, đầu ra sẽ là 1 khi mọi tín hiệu vào là 1. Sẽ có một điện áp ở đầu ra Y khi điện áp được đặt vào cả hai đầu vào A và B. Cổng AND Hình 57. Hoạt động cổng AND Một mạch điện có cùng chức năng như cổng AND: Đèn sẽ không sáng lên trừ khi cả hai công tắc A và B được đóng lại (ON).
Cổng NAND Cổng NAND là một tổ hợp của một cổng AND và một cổng NOT. Tín hiệu ở đầu ra Y sẽ là 1 khi một hoặc hai đầu vào A và B là 0. Tín hiệu ở đầu ra Y sẽ là 0 nếu cả hai đầu vào A và B là 1. Cổng NAND Chương 1: Thiết bị điện và điện tử sử dụng trên ô tô 21 6.7 Bộ so Một bộ so sẽ đối chiếu điện áp của đầu vào dương (+) với đầu vào âm (-).
Nếu điện áp của đầu vào dương A cao hơn điện áp của đầu vào âm B, đầu ra Y sẽ là 1. Nếu điện áp của đầu vào dương A thấp hơn điện áp của đầu vào âm B, đầu ra Y sẽ là 0.1 Mô tả và cấu tạo Máy vi tính nhận được các tín hiệu từ các thiết bị đầu vào, xử lý các tín hiệu đó và điều khiển các thiết bị đầu ra. Một máy vi tính được gọi là bộ ECU (bộ điều khiển điện tử). Trong các hệ thống chung trên xe, các bộ phận đầu vào là các cảm biến, và các bộ phận đầu ra là các bộ chấp hành.
Cấu tạo Hình 62. Máy vi tính Một máy vi tính gồm có một bộ CPU (bộ xử lý trung tâm), các bộ nhớ khác nhau, và một giao diện I/O (đầu vào/đầu ra). - Bộ nhớ : Bộ nhớ gồm có các mạch điện để lưu giữ các chương trình điều hành hoặc các dữ liệu được trao đổi. Có hai loại bộ nhớ: ROM (bộ nhớ chỉ đọc), và RAM (bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên).
Bộ nhớ ROM không thể thay đổi hoặc xóa đi. Vì vậy, các dữ liệu được lưu giữ sẽ không mất đi dù là nguồn điện bị ngắt. Vì vậy bộ nhớ ROM được sử dụng để lu giữ các chương trình không cần phải thay đổi hoặc xóa đi. Bộ nhớ RAM là một loại bộ nhớ, trong đó các dữ liệu có thể được thay đổi hoặc xóa đi.
Bất cứ dữ liệu nào đã được lưu giữ sẽ mất đi khi nguồn điện bị cắt. Vì vậy bộ nhớ RAM được sử dụng để lưu giữ các dữ liệu có thể được thay đổi hoặc xóa đi thông qua các phép tính do bộ CPU thực hiện. - CPU : Bộ CPU này là trung tâm chức năng của một máy tính, nó gồm có một cơ cấu điều khiển và một bộ phận tính toán. Nó thực hiện các lệnh do một chương trình ra lệnh theo các tín hiệu từ các cơ cấu đầu vào, và điều khiển các thiết bị đầu ra.
- Giao diện I/O: 22 Chương 1: Thiết bị điện và điện tử sử dụng trên ô tô Một giao diện I/O biến đổi các dữ liệu từ các thiết bị đầu vào thành các tín hiệu có thể được bộ CPU và bộ nhớ nhận dạng. Ngoài ra, nó còn biến đổi các dữ liệu do bộ CPU xử lý thành các tín hiệu có thể được các thiết bị đầu ra nhận dạng. Vì các dữ liệu truyền các tốc độ của các thiết bị I/O, CPU, và các bộ phận của bộ nhớ khác nhau, một trong các chức năng của giao diện I/O dùng để điều chỉnh các tốc độ đó. Chương 2: Hệ thống khởi động 23 Chương 2: HỆ THỐNG KHỞI ĐỘNG Bài 1: ACCU KHỞI ĐỘNG 1.
Khái quát về accu 1.1Công dụng accu Accu trong ô tô thường được gọi là accu khởi động để phân biệt với loại accu sử dụng ở các lĩnh vực khác. Accu khởi động trong hệ thống điện thực hiện chức năng của một thiết bị chuyển đổi hóa năng thành điện năng và ngược lại. Đa số accu khởi động là loại accu chì – axit. Đặc điểm của loại accu nêu trên là có thể tạo ra dòng điện có cường độ lớn, trong khoảng thời gian ngắn (510s), có khả năng cung cấp dòng điện lớn (200800A) mà độ sụt thế bên trong nhỏ, thích hợp để cung cấp điện cho máy khởi động để khởi động động cơ.
Accu khởi động còn cung cấp điện cho các tải điện quan trọng khác trong hệ thống điện, cung cấp từng phần hoặc toàn bộ trong trường hợp động cơ chưa làm việc hoặc đã làm Hình 1. Accu khởi động việc mà máy phát điện chưa phát đủ công suất (động cơ đang làm việc ở chế độ số vòng quay thấp): cung cấp điện cho đèn đậu (parking lights), radio cassette, CD, các bộ nhớ (đồng hồ, hộp điều khiển…), hệ thống báo động… Ngoài ra, accu còn đóng vai trò bộ lọc và ổn định điện thế trong hệ thống điện ô tô khi điện áp máy phát dao động. Ñieän aùp cung caáp cuûa accu laø 6V, 12V hoaëc 24V. Ñieän aùp accu thöôøng laø 12V ñoái vôùi xe du lòch hoaëc 24V cho xe taûi.
Muoán ñieän aùp cao hôn ta ñaáu noái tieáp caùc accu 12V laïi vôùi nhau. Accu cung cấp điện khi: Động cơ ngừng hoạt động: Điện từ bình accu được sử dụng để chiếu sáng, dùng cho các thiết bị điện phụ, hoặc là các thiết bị điện khác khi động cơ không hoạt động. Động cơ khởi động: Điện từ bình accu được dùng cho máy khởi động và cung cấp dòng điện cho hệ thống đánh lửa trong suốt thời gian động cơ đang khởi động. Việc khởi động xe là chức năng quan trọng nhất của accu.
Động cơ đang hoạt động: Điện từ bình accu Hình 2. Accu và hệ thống điện có thể cần thiết để hỗ trợ cho hệ thống nạp khi nhu cầu về tải điện trên xe vượt qua khả năng của hệ thống nạp.