Bài giảng Trang bị tiện nghi trên ô tô

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC BÀI GIẢNG HỌC PHẦN: TRANG BỊ TIỆN NGHI TRÊN Ô TÔ SỐ TÍN CHỈ: 02 LOẠI HÌNH ĐÀO TẠO: ĐẠI HỌC CHÍNH QUY NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ Hưng Yên - 2015 1 Chương 1 TỔNG QUAN VỀ TRANG BỊ TIỆN NGHI TRÊN ÔTÔ Sự hình thành ô tô được bắt đầu trên các ý tuởng và phát minh bánh xe lăn tròn của con người từ 3000 năm trước Công nguyên. Chiếc xe bốn bánh ra đời khoảng thế kỷ thứ 7 trước Công nguyên và được danh hoạ nổi tiếng Leonad de Vanci vẽ lại trưng bày trong bảo tàng Pari của Pháp. Ô tô thực sự được gọi tên chỉ từ khi chiếc xe sử dụng bánh tròn tự di chuyển với nguồn động lực đặt trên nó. Bởi vậy sự ra đời, phát triển của ô tô gắn mật thiết với sự ra đời, phát triển của nguồn động lực đặt trên xe và sự hoàn thiện cấu trúc bánh xe lăn. Các mốc thời gian chính của sự hình thành và phát triển động cơ, ô tô: Năm 1690: xuất hiện máy hơi nước đầu tiên của Ferdinand Verbiest, mãi đến năm 1801 Richard Treviethik đặt lên trên xe 4 bánh tròn để phục vụ mục đích vận tải hàng hoá. Năm 1801: Philipp Lebon phát minh động cơ chạy bằng gas (khí đốt), năm 1807 Isaak de Rivaz thí nghiệm lắp động cơ khí đốt lên cỗ xe tam mã và hoàn thiện liên tục, tới năm 1861 đã chế tạo được động cơ khí đốt, 4 kỳ, 8 mã lực lắp lên xe tứ mã phục vụ mục đích vận chuyển người thay cho ngựa kéo. Năm 1864: Nikolai Ôtto, Langen, Daimler, Maybach mở nhà máy sản xuất động cơ gaz 4 kỳ tại Đức và thử nghiệm thành công động cơ gaz-xăng, rồi động cơ gaz 2 kỳ (1882 của Karl Benz), các loại động cơ này một phần được lắp thử nghiệm trên xe thay ngựa kéo. Sau nhiều thay đổi kỹ thuật, động cơ đạt được công suất 20 mã lực, đánh lửa bằng manheto. Năm 1886: Karl Benz chế tạo động cơ xăng 2 kỳ công suất nhỏ 0,7 mã lực, 130 vòng/phút, đánh lửa bằng điện, lắp trên xe ba bánh và đăng ký phát minh kỹ thuật. Sau đó Daimler, Maybach hoàn thiện động cơ chạy xăng và lắp trên xe 4 bánh. Bản phát minh được chọn và ghi nhận là của Karl Benz, và lấy 1886 là năm ra đời của xe hơi, từ đây xe có thể tự chuyển động, tự chuyển hướng. Thực ra, tên gọi “Ô TÔ“ được các nhà kỹ thuật công nhận, chỉ khi xuất hiện chiếc xe 4 bánh với phát minh sau đó của Daimler và Maybach. Hình 1: Xe 4 bánh của thế kỷ thứ 7 trước Công nguyên 2 Năm 1888: J.B. Dunlop phát minh ra lốp cao su có chứa khí nén bên trong. Chỉ một năm sau lốp của Dunlop được chấp nhận lắp trên ô tô. Nhờ phát minh này mà tốc độ của ô tô đã vượt qua tốc độ 40 km/h. Tiếp theo hình thành các hãng sản xuất lốp Dunlop (1889) Michelin (1894) .... Năm 1892: Rudolf Diezel phát minh ra động cơ diezel và đến năm 1901 lắp trên ô tô tải. Năm 1900: Xuất hiện ô tô con chạy điện (Elektro-Taxi) và dạng Elektro-Mobil. Từ đây sự hình thành ô tô con, ô tô tải, ô tô tải chở người chạy bằng lốp khí nén dần dần hoàn thiện, nhưng quy mô nhỏ và chưa hình thành rõ của nền công nghiệp ô tô. Tuy vậy mốc thời gian đáng ghi nhớ trong công nghiệp sản xuất ô tô: Năm 1896 Henry Ford (Mỹ) bắt đầu thành lập nhà máy và chế tạo hàng loạt vào năm 1903, đánh dấu một giai đoạn phát triển công nghiệp ô tô trên thế giới. Năm 1898 hãng Renault (Pháp). Năm 1899 hãng Fiat (Italia). Năm 1901 hãng Mercedes (Đức). Sau 1902 hàng loạt các quốc gia thực hiện sản xuất ô tô các loại theo một hệ thống công nghiêp và gia tăng sản lượng của mình, tạo thế cạnh tranh mãnh liệt trên thị trường. Cho tới nay số lượng ô tô sử dụng ở một quốc gia đã trở thành một chỉ tiêu đánh giá mức độ phát triển của quốc gia đó. Hình 2. Những ô tô con ra đời trong khoảng thập kỷ 1860 Hình 3.Những ô tô ra đời trong những năm đầu 1900 3 Sự phát triển kỹ thuật từ đây gắn liền với khả năng ứng dụng và thị trường của các hãng sản xuất ô tô. Các mốc thời gian xuất hiện các kỹ thuật mới trên ô tô có thể liệt kê: Năm 1934: Hoàn thành chế tạo hộp số tự động chuyển số (AT) cho ô tô trên cơ sở hộp số hành tinh, biến mô men thuỷ lực, điều khiển nhờ thuỷ lực và các van con trượt. Năm 1954: Felix Wankel chế tạo động cơ pitton quay tại hãng NSU-Wankel có cấu trúc gọn nhỏ và sau đó lắp trên ô tô con. Năm 1967: Phun xăng điện tử theo hệ D-Jetronic thay thế kiểu phun xăng cơ khí trước đây. Đến năm 1973 nghiên cứu thành công hệ phun xăng điện tử nhằm giảm lượng tiêu thụ nhiên liệu và giảm ô nhiễm môi trường. Năm 1971: Chế tạo hoàn chỉnh hệ thống chống trượt lết bánh xe khi phanh (ABS), tiếp sau đó năm 1978 chế tạo hàng loạt hệ thống ABS, lắp trên ô tô con và ô tô chở người. Năm 1979: Điều khiển kỹ thuật số xuất hiện và ngay lập tức được ứng dụng vào hệ thống phun xăng đánh lửa Motronic và nhiều lĩnh vực điều khiển tự động khác: ABS, hộp số tự động, điều khiển tối ưu lực dọc . Năm 1980: Cho phép lắp túi khí bảo vệ trên ô tô (Air-Bag) với khả năng tác động nhanh dưới 60 ms (mili giây). Năm 1986: Hệ thống lái điều khiển tất cả các bánh xe (4WS) được thực hiện bởi hãng Honda đã nhanh chóng giải quyết vấn đề cơ động khi ra vào chỗ đỗ xe, tăng khả năng ổn định khi ô tô chuyển động trên đường vòng với tốc độ cao (trên 150 km/h). Năm 1990: Bắt đầu sử dụng có cấu tự động điều khiển thời điểm nạp khí của động cơ (VTEC – của Nhật Bản, VANOS – của Đức) cho cơ cấu phối khí. Năm 2001: Nghiên cứu thành công hệ thống phun xăng trực tiếp (sau xu páp) và đưa hệ thống cung cấp nhiên liệu điện tử cho động cơ diezel. Năm 2002: Tiến hành thử nghiệm ô tô có tốc độ vượt tốc độ âm thanh với vận tốc tối đa 1227 km/h. Ngày nay ô tô con (thương mại) đã đạt được tốc độ tối đa trên 400 km/h. Tiếp sau là các tiến bộ mạnh đang diễn ra trong công nghệ điều khiển tự động, công nghệ truyền dẫn năng lượng nhờ dây dẫn điện (by-wire) và điều khiển “thông minh”. Hình 4.Những ô tô ra đời trong những năm đầu 1930 4 Do hạn chế của nguồn năng lượng từ dầu mỏ và trước sức ép bảo vệ môi trường, việc sử dụng các loại nhiên liệu phi dầu mỏ, thân thiện với môi trường đang là xu hướng phát triển của ngành công nghiệp ô tô hiện nay. Mặt khác việc giảm tai nạn giao thông và tăng tiện nghi sử dụng cũng đòi hỏi công nghiệp ô tô phải không ngừng hoàn thiện, vấn đề tối ưu hoá và tự động hoá trên ôtô nhờ ứng dụng điều khiển điện và điện tử ở trên ô tô đang được trải rộng và nghiên cứu. Trong tương lai công nghiệp ô tô sẽ phát triển nhanh và không ngừng thoả mãn tối đa yêu cầu của con người. Ô tô ngày nay không chỉ là một phương tiện di chuyển mà còn là một văn phòng di động. Chính vì vậy, các hệ thống tiện nghi nhằm phục vụ con người trên ô tô ngày càng được nâng cấp. Các hệ thống này không chỉ phục vụ nhu cầu giải trí mà còn phục vụ nhu cầu công việc. Hình 5. Ô tô trong những năm đầu thế kỷ 21 5 Hình 6. Các hệ thống tiện nghi trên ô tô 6 Chương 2 HỆ THỐNG GẠT NƯỚC-RỬA KÍNH XE VÀ ĐÈN PHA 2.1. Chức năng và yêu cầu Hệ thống gạt nước và rửa kính là một hệ thống đảm bảo cho người lái nhìn được rõ bằng cách gạt nước mưa trên kính trước và kính sau khi trời mưa. Hệ thống có thể làm sạch bụi bẩn trên kính chắn gió phía trước nhờ thiết bị rửa kính. Vì vậy, đây là thiết bị cần thiết cho sự an toàn của xe khi chạy. Gần đây một số kiểu xe có thể thay đổi tốc110 độ gạt nước theo tốc độ xe và tự động gạt nước khi trời mưa. Hình 2.1. Hệ thống gạt nước trên ô tô 2.2. Cấu trúc hệ thống và các cụm thiết bị hệ thống gạt nước- rửa kính xe 2.2.1. Cấu trúc hệ thống Hệ thống gạt nước và rửa kính gồm các bộ phận sau: 1. Cần gạt nước phía trước/Lưỡi gạt nước phía trước 2. Motor và cơ cấu dẫn động gạt nước phía trước 3. Vòi phun của bộ rửa kính trước 4. Bình chứa nước rửa kính (có motor rửa kính) 5. Công tắc gạt nước và rửa kính (Có relay điều khiển gạt nước gián đoạn) 6. Cần gạt nước phía sau/lưỡi gạt nước phía sau 7. Motor gạt nước phía sau 8. Relay điều khiển bộ gạt nước phía sau 9. Bộ điều khiển gạt nước (ECU J/B phía hành khách) 10. Cảm biến nước mưa 7 Hình 2.2. Các bộ phận của hệ thống gạt nước thường Hình 2.3. Hệ thống gạt nước tự động 8 2.2.2. Các cụm thiết bị hệ thống gạt nước- rửa kính xe 2.2.2.1. Cần gạt nước/ thanh gạt nước a. Khái quát chung Cấu trúc của cần gạt nước là một lưỡi cao su gạt nước được lắp vào thanh kim loại gọi là thanh gạt nước. Gạt nước được dịch chuyển tuần hoàn nhờ cần gạt. Vì lưỡi gạt nước được ép vào kính trước bằng lò xo nên gạt nước có thể gạt được nước mưa nhờ dịch chuyển thanh gạt nước. Chuyển động tuần hoàn của gạt nước được tạo ra bởi motor và cơ cấu dẫn động. Vì lưỡi cao su lắp vào thanh gạt nước bị mòn do sử dụng và do ánh sáng mặt trời và nhiệt độ môi trường v.v nên phải thay thế phần lưỡi cao su này một cách định kỳ. Hình 2.4. Cấu tạo cần gạt nước b. Gạt nước được che một nửa/gạt nước che hoàn toàn: Gạt nước thông thường có thể nhìn thấy từ phía trước của xe. Tuy nhiên để đảm bảo tính khí động học, bề mặt lắp ghép phẳng và tấm nhìn rộng nên những gạt nước gần đây được che đi dưới nắp ca pô. Gạt nước có thể nhìn thấy một phần gọi là gạt nước che một nửa, gạt nước không nhìn thấy được gọi là gạt nước che hoàn toàn. Với gạt nước che hoàn toàn: nếu nó bị phủ băng tuyết hoặc ở trong các điều kiện khác, thì gạt nước không thể dịch chuyển được. Nếu cố tình làm sạch tuyết bằng cách cho hệ thống gạt nước hoạt động cưỡng bức có thể làm hỏng motor gạt nước. Để ngăn ngừa hiện tượng này, phần lớn các mẫu xe có cấu trúc chuyển chế độ gạt nước che hoàn toàn sang chế độ gạt nước che một phần bằng tay. Sau khi bật sang gạt nước che một nửa, cần gạt nước có thể đóng trở lại bằng cách dịch chuyển nó theo hớng mũi tên được chỉ ra trên hình vẽ. 9 Hình 2.5. Gạt nước che một nửa và che hoàn toàn 2.2.2.2. Công tắc gạt nước và rửa kính a. Công tắc gạt nước Công tắc gạt nước được bố trí trên trục trụ lái, đó là vị trí mà người lái có thể điều khiển bất kỳ lúc nào khi cần. Công tắc gạt nước có các vị trí OFF (dừng), LO (tốc độ thấp) và HI (tốc độ cao) và các vị trí khác để điều khiển chuyển động của nó. Một số xe có vị trí MIST (gạt nước chỉ hoạt động khi công tắc gạt nước ở vị trí MIST (sương mù), vị trí INT (gạt nước hoạt động ở chế độ gián đoạn trong một khoảng thời gian nhất định) và một công tắc thay đổi để điều chỉnh khoảng thời gian gạt nước. Trong nhiều trường hợp công tắc gạt nước và rửa kính được kết hợp với công tắc điều khiển đèn. Vì vậy, đôi khi người ta gọi là công tắc tổ hợp. Ở những xe có trang bị gạt nước cho kính sau, thì công tắc gạt nước sau cũng nằm ở công tắc gạt nước và được bật về giữa các vị trí ON và OFF. Một số xe có vị trí INT cho gạt nước kính sau. Ở những kiểu xe gần đây, ECU được đặt trong công tắc tổ hợp cho MPX (hệ thống thông tin đa chiều). Hình 2.6. Công tắc gạt nước 10 b. Relay điều khiển gạt nước gián đoạn Relay này kích hoạt các gạt nước hoạt động một cách gián đoạn. Phần lớn các kiểu xe gần đây các công tắc gạt nước có relay này được sử dụng rộng rãi. Một relay nhỏ và mạch Transistor gồm có tụ điện và điện trở cấu tạo thành relay điều khiển gạt nước gián đoạn. Dòng điện tới motor gạt nước được điều khiển bằng relay theo tín hiệu được truyền từ công tắc gạt nước làm cho motor gạt nước chạy gián đoạn. c. Công tắc rửa kính Công tắc bộ phận rửa kính được kết hợp với công tắc gạt nước. Khi bật công tắc này thì motor rửa kính hoạt động và phun nước rửa kính. Hình 2.7. Hệ thống phun nước 2.2.2.3. Motor gạt nước a. Khái quát chung Motor gạt nước là dạng động cơ điện một chiều kích từ bằng nam chậm vĩnh cửu. Bao gồm: motor và bộ truyền bánh răng để làm giảm tốc độ ra của motor. Motor gạt nước có 3 chổi than tiếp điện: chổi tốc độ thấp, chổi tốc độ cao và một chổi dùng chung (để tiếp mát). Một công tắc dạng cam được bố trí trong bánh răng để gạt nước dừng ở vị trí cố định trong mọi thời điểm. 11 Hình 2.8. Cấu tạo motor gạt nước b. Chuyển đổi tốc độ mô tơ Một sức điện động ngược được tạo ra trong cuộn dây phần ứng khi motor quay để hạn chế tốc độ quay của motor. - Hoạt động ở tốc độ thấp: Khi dòng điện đi vào cuộn dây phần ứng từ chổi than tốc độ thấp, một sức điện động ngược lớn được tạo ra. Kết quả là motor quay với vận tốc thấp. - Hoạt động ở tốc độ cao: Khi dòng điện đi vào cuộn dây phần ứng từ chổi tiếp điện tốc độ cao, một sức điện động ngược nhỏ được tạo ra. Kết quả là motor quay với tốc độ cao. c. Công tắc dạng cam Có chức năng dừng thanh gạt nước tại vị trí cố định. Do vậy, thanh gạt nước luôn được bảo đảm dừng ở dưới cùng của kính chắn gió khi tắt công tắc gạt nước. Công tắc này có đĩa cam xẻ rãnh chữ V và 3 điểm tiếp xúc. Khi công tắc gạt nước ở vị trí LO/HI, điện áp ắc qui được đặt vào mạch điện và dòng điện đi vào motor gạt nước qua công tắc gạt nước làm cho motor gạt nước quay. Tuy nhiên, ở thời điểm công tắc gạt nước tắt, nếu tiếp điểm P2 ở vị trí tiếp xúc mà không phải ở vị trí rãnh thì điện áp của ắc qui vẫn được đặt vào mạch điện và dòng điện đi vào motor gạt nước tới tiếp điểm P1 qua tiếp điểm P2 làm cho motor tiếp tục quay. Sau đó bằng việc quay đĩa cam làm cho tiếp điểm P2 ở vị trí rãnh do đó dòng điện không đi vào mạch điện và motor gạt nước bị dừng lại. Tuy nhiên, do quán tính của phần ứng, motor không dừng lại ngay lập tức và tiếp tục quay một ít. Kết quả là tiếp điểm P3 vượt qua điểm dẫn điện của đĩa cam. Thực hiện việc đóng mạch như sau: 12 Hình 2.9. Hoạt động của công tắc dạng cam Phần ứng  Cực (+)1 của motor  công tắc gạt nước  cực S của motor gạt nước  tiếp điểm P1  P3 phần ứng. Vì phần ứng tạo ra sức điện động ngược trong mạch đóng này, nên quá trình hãm motor bằng điện được tạo ra và motor được dừng lại tại điểm cố định. 2.2.2.4. Motor rửa kính a. Motor rửa kính trước/kính sau Hình 2.10. Motor rửa kính Hình 2.11. Hoạt động kết hợp rửa kính và gạt nước Đổ nước rửa kính vào bình chứa trong khoang động cơ. Bình chứa nước rửa kính được làm từ bình nhựa mờ và nước rửa kính được phun nhờ motor rửa kính đặt trong bình chứa. Motor bộ rửa kính có dạng cánh quạt như được sử dụng trong bơm nhiên liệu. Có hai loại hệ thống rửa kính đối với ô tô có rửa kính sau: Một loại có bình chứa chung cho cả bộ phận rửa kính trước và sau, còn loại kia có hai bình chứa riêng cho bộ phận 13 rửa kính trước và bộ phận rửa kính sau. Ngoài ra, còn có một loại điều chỉnh vòi phun cho cả kính trước và kính sau nhờ motor rửa kính điều khiển các van và một loại khác có hai motor riêng cho bộ phận rửa kính trước và bộ phận rửa kính sau được đặt trong bình chứa. b. Vận hành kết hợp với bộ phận rửa kính Loại này tự động điều khiển cơ cấu gạt nước khi phun nước rửa kính sau khi bật công tắc rửa kính một thời gian nhất định, đó là “sự vận hành kết hợp với bộ phận rửa kính”. Đó là sự vận hành để gạt nước rửa kính được phun trên bề mặt kính trước. 2.3. Điều khiển và sơ đồ mạch hệ thống gạt nước và rửa kính xe cơ bản 2.3.1. Khi công tắc gạt nước ở vị trí LOW/MIST Khi công tắc gạt nước được bật về vị trí tốc độ thấp hoặc vị trí gạt sương, dòng điện đi vào chổi than tiếp điện tốc độ thấp của motor gạt nước (từ nay về sau gọi tắt là “LO”) như được chỉ ra trên hình vẽ và gạt nước hoạt động ở tốc độ thấp. Hình 2.12. Hoạt động của hệ thống gạt nước ở chế độ LOW/MIST Hình 2.13. Hoạt động của hệ thống gạt nước ở chế độ HIGH 2.3.2. Khi công tắc gạt nước ở vị trí HIGH Khi công tắc gạt nước được bật về vị trí tốc độ cao, dòng điện đi vào chổi tiếp điện cao của motor gạt nước HI như được chỉ ra trên hình vẽ và gạt nước hoạt động ở tốc độ cao. 14 2.3.3. Khi tắt công tắc gạt nước (OFF) Nếu tắt công tắc gạt nước được về vị trí OFF trong khi motor gạt nước đang hoạt động, thì dòng điện sẽ đi vào chổi than tốc độ thấp của motor gạt nước như được chỉ ra trên hình vẽ và gạt nước hoạt động ở tốc độ thấp. Khi gạt nước tới vị trí dừng, tiếp điểm của công tắc dạng cam sẽ chuyển từ phía P3 sang phía P2 và motor dừng lại. Nếu công tắc cam trong motor gạt nước bị hỏng và dây nối giữa công tắc gạt nước và công tắc dạng cam bị đứt, thì sẽ xảy ra các triệu chứng sau đây: - Khi công tắc dạng cam bị hỏng Nếu tiếp điểm P3 bị hỏng trong khi motor gạt nước đang hoạt động, thì tiếp điểm P1 sẽ không được nối với tiếp điểm P3 khi tắt công tắc gạt nước. Kết quả là motor gạt nước sẽ không được phanh hãm bằng điện và motor gạt nước không thể dừng ở vị trí xác định, mà nó sẽ tiếp tục quay. - Khi dây nối giữa cực 4 của công tắc gạt nước và motor gạt nước bị đứt Thông thường, khi tắt công tắc gạt nước OFF, thì thanh gạt sẽ hoạt động tới khi về vị trí dừng. Nhưng nếu dây nối giữa cực 4 của công tắc gạt nước và motor gạt nước bị đứt, thì tấm gạt sẽ không về vị trí dừng mà nó dừng ngay lập tức ở vị trí tắt công tắc. Hình 2.14. Hoạt động của hệ thống gạt nước khi công tắc OFF 2.3.4. Khi bật công tắc gạt nước đến vị trí “INT” - Hoạt động khi transistor bật ON Khi bật công tắc gạt nước đến vị trí INT, thì transistor Tr1 được bật lên một lúc làm cho tiếp điểm relay được chuyển từ A sang B. Khi tiếp điểm relay tới vị trí B, 15 dòng điện đi vào motor (LO) và motor bắt đầu quay ở tốc độ thấp. - Hoạt động khi transistor Tr ngắt OFF Tr1 nhanh chóng ngắt ngay làm cho tiếp điểm relay chuyển lại từ B về A. Tuy nhiên, khi motor bắt đầu quay tiếp điểm của công tắc cam chuyển từ P3 sang P2, do đó dòng điện tiếp tục đi vào chổi than tốc độ thấp của motor và motor làm việc ở tốc độ thấp rồi dừng lại khi tới vị trí dừng cố định. Transistor Tr1 lại bật ngay làm cho gạt nước tiếp tục hoạt động gián đoạn trở lại. ở loại gạt nước có điều chỉnh thời gian gián đoạn, biến trở thay đổi giá trị nhờ xoay công tắc điều chỉnh và mạch điện transistor điều chỉnh khoảng thời gian cấp điện cho transistor và làm cho thời gian hoạt động gián đoạn được thay đổi. Hình 2.15. Hoạt động của hệ thống gạt nước ở chế độ INT khi transistor Tr bật ON Hình 2.16. Hoạt động của hệ thống gạt nước ở chế độ INT khi transistor Tr ngắt OFF 16 2.3.5 Nguyên lý hoạt động khi bật công tắc rửa kính ON Khi bật công tắc rửa kính dòng điện đi vào motor rửa kính. ở cơ cấu gạt nước có sự kết hợp với rửa kính, transistor Tr1 bật theo chu kỳ đã định khi motor gạt nước hoạt động làm cho gạt nước hoạt động một hoặc hai lần ở cấp tốc độ thấp. Thời gian tr1 bật là thời gian để tụ điện trong mạch transistor nạp điện trở lại. Thời gian nạp điện của tụ điện phụ thuộc vào thời gian đóng công tắc rửa kính. Hình 2.17. Hoạt động khi công tắc rửa kính ON 2.4. Hệ thống gạt nước và rửa kính xe điều khiển qua ECU Khi công tắc gạt nước ở vị trí AUTO, chức năng này dùng một cảm biến mưa, nó được lắp ở kính trước để phát hiện lượng mưa và điều khiển thời gian gạt nước tối ưu tương ứng theo lượng mưa. a. Cảm biến nước mưa Cảm biến nước mưa gồm có 1 điốt phát tia hồng ngoại (LED) và một điốt quang để nhận các tia này. Phương pháp phát hiện lượng nước mưa dựa trên lượng tia hồng ngoại được phản xạ bởi kính trước của xe. Ví dụ nếu không có nước mưa trên khu vực phát hiện, các tia hồng ngoại được phát ra từ LED đều được kính trước phản xạ và điốt quang sẽ nhận các tia phản xạ này. Một dải của cảm biến nước mưa sẽ điền vào khe hở giữa thấu kính và kính trước. Nếu có mưa ở khu vực phát hiện, thì một phần tia hồng ngoại phát ra sẽ bị xuyên thấu ra ngoài do sự thay đổi hệ số phản xạ của kính xe do mưa. Do đó lượng tia hồng ngoại do điốt quang nhận được giảm xuống. Đây là tín hiệu để xác định lượng mưa. Vì vậy đây là chức năng điều khiển chế độ hoạt động của gạt nước ở tốc độ thấp, tốc độ cao và gián đoạn cũng như thời gian gạt nước tối ưu. 17 Hình 2.18. Cảm biến nước mưa b. Chức năng an toàn khi có sự cố Nếu bộ phận điều khiển gạt nước phát hiện có sự cố trong bộ phận cảm nhận nước mưa nó sẽ điều khiển gạt nước hoạt động một cách gián đoạn phù hợp với tốc độ xe. Đây chính là chức năng an toàn khi có sự cố trong hệ thống cảm biến nước mưa. Ngoài ra, gạt nước cũng có thể được điều khiển một cách thông thường bằng công tắc gạt nước ở các vị trí LO và HI. 18 Chương 3 HỆ THỐNG CỬA SỔ ĐIỆN 3.1. Chức năng và yêu cầu 3.1.1. Khái quát Hệ thống điều khiển cửa sổ điện là một hệ thống để mở và đóng các cửa sổ bằng cách điều khiển các công tắc. Motor cửa sổ điện quay khi vận hành công tắc điều khiển cửa sổ điện. Chuyển động quay của motor cửa sổ điện này sau đó được chuyển thành chuyển động lên xuống nhờ bộ nâng hạ cửa sổ để mở hoặc đóng cửa sổ. Hệ thống cửa sổ điện có các chức năng sau đây: - Chức năng đóng (mở) bằng tay - Chức năng tự động đóng (mở) cửa sổ bằng một lần ấn - Chức năng khoá cửa sổ - Chức năng chống kẹt - Chức năng điều khiển cửa sổ khi tắt khoá điện Một số xe có chức năng vận hành cửa sổ liên kết với ổ khoá cửa người lái. Hình 3.1. Điều khiển công tắc chính Hình 3.2. Chức năng chống kẹt cửa kính cửa kính người lái 1. Chức năng đóng (mở) bằng tay Khi công tắc cửa sổ điện bị kéo lên hoặc đẩy xuống giữa chừng, thì cửa sổ sẽ mở hoặc đóng cho đến khi thả công tắc ra. 2. Chức năng tự động đóng (mở) cửa sổ bằng một lần ấn Khi công tắc điều khiển cửa sổ điện bị kéo lên hoặc đẩy xuống hoàn toàn, thì cửa sổ sẽ đóng và mở hoàn toàn. Một số xe chỉ có chức năng mở tự động và một số xe chỉ có chức năng đóng (mở) tự động cho cửa sổ phía người lái 3. Chức năng khoá cửa sổ 19 Khi bật công tắc khoá cửa sổ, thì không thể mở hoặc đóng tất cả các cửa kính trừ cửa sổ phía người lái. 4. Chức năng chống kẹt cửa sổ Trong quá trình đóng cửa sổ tự động nếu có vật thể lạ kẹt vào cửa kính thì chức năng này sẽ tự động dừng cửa kính và dịch chuyển nó xuống khoảng 50mm. 3.2. Cấu trúc hệ thống và các cụm thiết bị cửa sổ điện Hệ thống cửa sổ điện gồm có các bộ phận sau đây: 1. Bộ nâng hạ cửa sổ 2. Các Motor điều khiển cửa sổ điện 3. Công tắc chính cửa sổ điện (gồm có các công tắc cửa sổ điện và công tắc khoá cửa sổ). 4. Các công tắc cửa sổ điện 5. Khoá điện 6. Công tắc cửa (phía người lái). Hình 3.3. Các bộ phận của hệ thống nâng kính 3.2.1. Bộ nâng hạ cửa sổ Chuyển động quay của motor điều khiển cửa sổ được chuyển thành chuyển động lên xuống để đóng mở cửa sổ. Hình 3.4. Bộ nâng hạ cửa kính 20 Cửa kính được đỡ bằng đòn nâng của bộ nâng hạ cửa sổ. Đòn này được đỡ bằng cơ cấu đòn chữ X nối với đòn điều chỉnh của bộ nâng hạ cửa sổ. Cửa sổ được đóng và mở nhờ sự thay đổi chiều cao của cơ cấu đòn chữ X. Các loại bộ nâng hạ cửa sổ khác với loại cơ cấu tay đòn chữ X là loại điều khiển bằng dây và loại một tay đòn. 3.2.2. Motor điều khiển cửa sổ điện Motor điều khiển cửa sổ điện quay theo hai chiều để dẫn động bộ nâng hạ cửa sổ. Motor điều khiển cửa sổ điện gồm có ba bộ phận: Motor, bộ truyền bánh răng và cảm biến. Motor thay đổi chiều quay nhờ công tắc. Bộ truyền bánh răng truyền chuyển động quay của motor tới bộ nâng hạ cửa sổ. Cảm biến gồm có công tắc hạn chế và cảm biến tốc độ để điều khiển chống kẹt cửa sổ. Hình 3.5. Motor nâng hạ cửa kính 3.2.3. Công tắc chính cửa sổ điện - Công tắc chính cửa sổ điện điều khiển toàn bộ hệ thống cửa sổ điện. - Công tắc chính cửa sổ điện dẫn động tất cả các motor điều khiển cửa sổ điện. - Công tắc khoá cửa sổ ngăn không cho đóng và mở cửa sổ trừ cửa sổ phía người lái. - Việc xác định kẹt cửa sổ được xác định dựa trên các tín hiệu của cảm biến tốc độ và công tắc hạn chế từ motor điều khiển cửa sổ phía người lái (các loại xe có chức năng chống kẹt cửa sổ) Hình 3.6. Công tắc chính điều khiển cửa sổ điện 21 3.2.4. Các công tắc cửa sổ điện hành khách Công tắc cửa sổ điện điều khiển dẫn động motor điều khiển cửa số điện của cửa sổ phía hành khách phía trước và phía sau. Mỗi cửa có một công tắc điện điều khiển. 3.2.5. Khoá điện Khoá điện truyền các tín hiệu vị trí ON, ACC hoặc LOCK tới công tắc chính cửa sổ điện để điều khiển chức năng cửa sổ khi tắt khoá điện. 3.2.6. Công tắc cửa xe Công tắc cửa xe truyền các tín hiệu đóng hoặc mở cửa xe của người lái (mở cửa: ON, đóng cửa OFF) tới công tắc chính cửa sổ điện để điều khiển chức năng cửa sổ khi tắt khoá điện. Hình 3.7. Công tắc cửa xe 3.3. Điều khiển và sơ đồ mạch cửa sổ điện 3.3.1 Chức năng đóng (mở) bằng tay Hình 3.8. Hoạt động của hệ thống khi nâng cửa kính UP - Khi khoá điện ở vị trí ON và công tắc cửa sổ điện phía người lái được kéo lên nửa chừng, thì tín hiệu UP bằng tay sẽ được truyền tới IC và xảy ra sự thay đổi sau đây: Transistor Tr: ON (mở)  Relay UP: ON (bật)  Relay DOWN: Tiếp mát Kết quả là motor điều khiển cửa sổ điện phía người lái quay theo hướng UP (lên). Khi 22 nhả công tắc ra, relay UP tắt và motor dừng lại. - Khi ấn công tắc điều khiển cửa sổ điện phía người lái xuống nửa chừng, tín hiệu DOWN bằng tay được truyền tới IC và xảy ra sự thay đổi sau đây: Transistor Tr :ON (mở)  Relay UP: tiếp mát  Relay DOWN: ON (bật) Kết quả là motor điều khiển cửa sổ phía người lái quay theo hướng DOWN Hình 3.9. Hoạt động của hệ thống khi hạ cửa kính DOWN 3.3.2 Chức năng đóng (mở) cửa sổ tự động bằng một lần ấn Hình 3.10. Hoạt động của hệ thống ở chế độ AUTO Khi khoá điện ở vị trí ON và công tắc cửa sổ điện phía người lái được kéo lên (kéo xuống) hoàn toàn, tín hiệu AUTO được truyền tới IC. IC điều khiển Motor cửa sổ điện phía người lái tiếp tục quay ngay cả khi công tắc được nhả ra. Motor điều khiển cửa sổ điện dừng lại khi cửa sổ phía người lái đóng hoàn toàn. IC xác định được điều đó nhờ cảm biến tốc độ và công tắc hạn chế hành trình của motor. Có thể dừng thao tác đóng mở tự động bằng cách nhấn vào công tắc cửa sổ điện phía người lái. 23 3.3.3 Chức năng chống kẹt cửa sổ Cửa sổ bị kẹt được xác định bởi hai bộ phận. Công tắc hạn chế và cảm biến tốc độ trong motor điều khiển cửa sổ điện. Cảm biến tốc độ chuyển tốc độ motor thành tín hiệu xung. Sự kẹt cửa sổ được xác định dựa vào sự thay đổi chiều dài của sóng xung. Khi đai của vành răng bị đứng im, công tắc hạn chế sẽ phân biệt sự thay đổi chiều dài sóng của tín hiệu xung trong trường hợp cửa bị kẹt với chiều dài sóng xung trong trường hợp cửa sổ đóng hoàn toàn. Hình 3.11. Cấu tạo bộ cảm biến kẹt cửa Khi công tắc chính cửa sổ điện nhận được tín hiệu là có một cửa sổ bị kẹt từ motor điều khiển cửa kính, nó tắt relay UP, bật relay DOWN khoảng một giây và mở cửa kính khoảng 50 mm để ngăn không cho cửa sổ tiếp tục đóng. Có thể kiểm tra chức năng chống kẹt cửa sổ bằng cách nhét một vật vào giữa kính và khung. Nhưng với một vật có kích thước nhỏ, khi cửa kính gần đóng, chức năng chống kẹt cửa sổ không kích hoạt. Do đó, việc kiểm tra chức năng này bằng tay có thể dẫn đến bị thương. Một số kiểu xe cũ không có chức năng chống kẹt cửa sổ điện. Hình 3.12. Tín hiệu phát ra của cảm biến Motor điều khiển cửa sổ điện cần được thiết lập lại (về vị trí xuất phát của công tắc hạn chế) khi bộ nâng hạ cửa sổ và motor điều khiển cửa sổ điện bị tháo ra hoặc bộ nâng hạ cửa sổ đã kích hoạt khi không lắp kính. 24 Chương 4 HỆ THỐNG KHÓA CỬA VÀ CHỐNG TRỘM 4.1. Chức năng và yêu cầu Hệ thống điều khiển khoá cửa không đơn thuần đóng (mở) các cửa xe bằng công tắc cơ khí, mà còn điều khiển motor điện tuỳ theo sự vận hành công tắc điều khiển khoá cửa và chìa khoá. Hệ thống cũng có chức năng chống quên chìa khoá, chức năng mở khoá hai bước và chức năng bảo vệ. Các chức năng của hệ thống khác nhau tuỳ theo kiểu xe, cấp nội thất và thị trường. Hình 4.1. Hệ thống khóa cửa Chức năng: Hệ thống điều khiển khoá cửa có 3 chức năng sau đây: - Chức năng khoá (mở khoá) công tắc: Khi ấn công tắc điều khiển khoá cửa về phía khoá (mở khoá), thì tất cả các cửa đều được khoá (mở khoá). Hình 4.2. Chức năng mở khóa bằng công tắc và bằng chìa - Chức năng khoá (mở khoá) cửa bằng chìa: Khi chìa khoá được tra vào ổ khoá của cửa phía người lái và hành khách và xoay về vị trí khoá (mở khoá), thì tất cả các cửa đều được khoá (mở). Khi cửa được khoá (mở khoá) bằng chìa, thì chỉ có cửa đó có thể khoá hoặc mở 25 bằng hoạt động cơ khí. - Chức năng mở khoá hai bước: Đây là chức năng mở khoá bằng chìa. Khi chìa khoá được dùng để mở khoá một cửa, thì chỉ duy nhất cửa đó mới mở được bằng thao tác thứ nhất (bước 1). Còn các cửa khác muốn mở được, thì phải dùng thao tác thứ hai (bước 2). Hình 4.3. Chức năng mở khóa 2 bước 4.2. Cấu trúc hệ thống và các cụm thiết bị hệ thống khóa cửa Hệ thống điều khiển khoá cửa được điều khiển bằng relay tổ hợp bao gồm các chi tiết sau: Hình 4.4. Các bộ phận của hệ thống khóa cửa 1. Relay tổ hợp (ECU điều khiển khoá cửa) Relay tổ hợp nhận các tín hiệu từ mỗi công tắc và truyền các tín hiệu khoá (mở khóa) cho mỗi cụm khoá cửa để dẫn động Motor điều khiển khoá cửa cho từng cửa. 2. Cụm khoá cửa Cụm khoá cửa khoá (mở khóa) từng cửa. Các cửa có thể được khoá (mở) khóa khi motor điều khiển khoá cửa đặt bên trong được kích hoạt bằng điện. 3. Khoá điện 4. Công tắc cảnh báo mở khoá bằng chìa 26 Công tắc cảnh báo mở khoá cửa bằng chìa xác định xem chìa khoá điện đã được tra vào ổ khoá điện chưa. 5. Công tắc cửa của lái xe 6. Công tắc điều khiển khoá cửa (Công tắc chính cửa sổ điện) - Cụm khoá cửa Cửa xe được khoá (mở khóa) khi thay đổi chiều dòng điện cho motor điều khiển khoá cửa. Công tắc vị trí khoá cửa nằm bên trong cụm khoá xác định xem cửa có được khoá (mở khóa) không (công tắc sẽ tắt OFF khi cửa xe được khoá và công tắc bật khi cửa được mở). Trường hợp có công tắc hoạt động nhờ chìa khoá nằm bên trong sẽ được phát hiện và truyền tới relay tổ hợp (chỉ có ở cụm khoá cửa của cửa lái xe và cửa hành khách phía trước) Hình 4.5. Cụm khóa cửa - Motor điều khiển khoá cửa Door lock position switch Door lock control motor W orm gear W heel gear Locking lever Return spring Point plate Switch base ON Hình 4.6. Motor điều khiển khóa cửa Các Motor điều khiển khoá cửa đóng vai trò như các bộ chấp hành. Khi motor điều khiển khoá cửa quay, thì sự quay của motor sẽ được truyền qua trục vít và bánh vít tới cần khoá hãm, làm cho cửa được khoá hoặc mở khoá. Mỗi khi thao tác khoá (mở khóa) kết thúc, thì bánh vít được quay về vị trí trung gian nhờ lò xo hồi vị. 27 - Công tắc vị trí khoá cửa Công tắc này sẽ xác định xem cửa được khoá (mở khóa) chưa. Công tắc vị trí gồm có tấm tiếp điểm và đế công tắc. Khi cần khoá hãm ở vị trí khoá thì công tắc tắt OFF và khi cần khoá hãm ở vị trí mở khoá thì công tắc bật ON. Hình 4.7. Công tắc vị trí khóa cửa - Công tắc hoạt động nhờ chìa khoá Công tắc hoạt động nhờ chìa khoá được lắp ở bên trong cụm khoá cửa. Nó truyền các tín hiệu khoá (mở khóa) tới relay tổ hợp khi ổ khoá được mở từ bên ngoài. Hình 4.8. Công tắc hoạt động nhờ chìa khóa 4.3. Điều khiển và sơ đồ mạch hệ thống khóa cửa 4.3.1. Chức năng điều khiển khoá (mở khóa) bằng công tắc Khi ấn công tắc điều khiển khoá cửa về phía khoá (mở), tín hiệu khoá (mở khóa) được truyền tới CPU trong relay tổ hợp. Sau khi nhận được tín hiệu này, CPU sẽ bật Tr1 hoặc Tr2 làm bật relay khoá (mở) khoá. Ở trạng thái này relay khoá (mở khóa) tạo thành mạch kín, dòng điện đi từ ắc qui tới mát qua motor và tất cả các motor điều khiển khoá cửa quay theo hướng khoá (mở khóa) để tắt (bật) công tắc vị trí khoá cửa. Ở một số xe, các công tắc vị trí khoá được lắp đặt cho tất cả các cửa. 28 Hình 4.9. Sơ đồ mạch điện của hệ thống khóa cửa * Nguyên lý hoạt động khi khóa cửa: Khi bật công tắc khóa cửa, tín hiệu này được gởi tới bộ điều khiển. Bộ điều khiển làm mở Tr1 nối mát cho cuộn dây trong Relay khóa, cung cấp dương vào một đầu của motor khóa cửa làm nó quay đến vị trí khóa cửa. Hình 4.10. Điều khiển khóa cửa bằng công tắc * Nguyên lý hoạt động khi mở khóa: Khi bật công tắc mở khóa, tín hiệu này được truyền tới bộ điều khiển. Bộ điều khiển kích hoạt Tr2 dẫn, nối mát cho cuộn dây trong relay mở khóa, cấp dương cho một đầu của motor khóa cửa. Chiều dòng điện qua motor ngược lại so với khi khóa, làm motor đảo chiều quay làm mở khóa cửa. 29 Hình 4.11. Điều khiển mở khóa bằng công tắc 4.3.2. Chức năng khoá (mở khóa) cửa bằng chìa Khi cắm chìa khoá vào ổ khoá và xoay về phía khoá (mở) khoá, thì công tắc hoạt động nhờ chìa khoá được quay về vị trí khoá (mở khóa) làm quay tất cả các motor điều khiển khoá cửa theo hướng như là công tắc khoá (mở khóa) bằng tay. * Nguyên lý hoạt động khi khóa cửa: Hình 4.12. Điều khiển mở khóa bằng chìa * Nguyên lý hoạt động khi mở khóa: 30 Hình 4.13. Điều khiển mở khóa bằng chìa 4.3.3. Chức năng mở khoá 2 bước (cửa của người lái) Khi chìa khoá được xoay theo hướng mở thì chỉ có duy nhất cửa đang được mở mới được mở khoá. Ở giai đoạn này, cực UL3 của relay tổ hợp được nối mát thông qua công tắc hoạt động nhờ chìa khoá, nhưng Tr2 thì không được bật. Nếu chìa khoá được xoay theo hướng mở khoá 2 lần trong thời gian 3 giây thì cực UL3 được tiếp đất 2 lần và CPU trong relay tổ hợp sẽ bật Tr2. Kết quả là relay mở khoá được bật lên và tất cả các cửa được mở. - Khi thao tác mở khoá bằng chìa được thực hiện 1 lần Hình 4.14. Mở khóa bằng chìa bước 1 31 - Khi thao tác mở khoá bằng chìa được thực hiện hai lần liên tục Hình 4.15. Mở khóa bằng chìa bước 2 4.3.4. Chức năng quên chìa Khi cửa của người lái được mở và chìa khoá điện vẫn nằm trong ổ khoá điện, CPU trong rơle tổ hợp sẽ bật Tr2 lên khoảng 0.2 giây sau khi núm khoá được xoay về vị trí khoá (với công tắc vị trí khoá cửa tắt OFF). Kết quả là rơle mở khoá được bật lên và tất cả các cửa được mở khoá. Nếu công tắc điều khiển khoá cửa hoạt động để khoá các cửa trong giai đoạn này, thì tất cả các cửa được khoá ngay và sau đó lại được mở khoá giống như ở trên. - Khi núm khóa cửa ở vị trí mở khóa: Hình 4.16. Mạch khóa cửa ở vị trí mở khóa - Khi núm khóa cửa ở vị trí khóa: 32 Hình 4.17. Mạch khóa cửa ở vị trí khóa 4.3.5. Hệ thống điều khiển khoá cửa bằng ECU Hình 4.18. Các bộ phận của hệ thống điều khiển khóa cửa bằng ECU Hệ thống điều khiển khoá cửa được điều khiển bằng ECU trong MPX gồm các bộ phận sau đây: 1. ECU thân xe ECU sẽ xác định trạng thái của xe dựa trên số liệu từ mỗi công tắc, mỗi cảm biến hoặc thông qua MPX và dẫn động tất cả các motor điều khiển khoá cửa có trang bị relay điều khiển ở bên trong. 2. ECU cửa lái xe ECU cửa người lái xác định trạng thái của công tắc điều khiển cửa xe và công tắc 33 hoạt động nhờ chìa khoá của người lái và truyền tín hiệu tới ECU thân xe có MPX. 3. ECU cửa hành khách phía trước ECU cửa hành khách phía trước xác định trạng thái của công tắc điều khiển khoá cửa và công tắc hoạt động nhờ chìa khoá của cửa hành khách phía trước và truyền tín hiệu tới ECU thân xe có MPX. 4. ECU đo lường ECU đo lường tính toán tốc độ xe từ tín hiệu xung của ECU điều khiển trượt truyền tới ECU thân xe. 5. Cụm cảm biến túi khí trung tâm Khi cụm cảm biến túi khí trung tâm được kích hoạt, nó làm nổ túi khí và truyền thông tin tới ECU thân xe để mở khoá cửa. Hệ thống điều khiển khoá cửa được điều khiển bằng ECU thân xe trong MPX có các chức năng sau: 1. Chức năng mở khoá cửa khi có tai nạn Khi túi khí nổ, chức năng này tự động mở khoá tất cả các cửa để tạo điều kiện cho việc thoát thân và cấp cứu trong trường hợp khẩn cấp. 2. Chức năng mở khoá cửa tự động bằng khoá điện Khi cửa người lái đóng lại, tắt khoá điện từ vị trí ON về vị trí LOCK (khoá) và mở cửa người lái khoảng 10 giây thì tất cả các cửa xe sẽ tự động mở khoá. 3. Chức năng mở cửa xe tự động liên quan đến cần số (tuỳ chọn) Khi khoá điện đang ở vị trí ON, việc đẩy cần số về vị trí P từ bất kỳ vị trí nào sẽ tự động mở khoá tất cả các cửa. 4. Chức năng khoá cửa tự động liên quan đến cần số (Tuỳ chọn) Khi các điều kiện dưới đây được thoả mãn liên tiếp thì chức này sẽ làm cho tất cả các cửa được khoá một cách tự động.  Bật khoá điện từ vị trí LOCK hoặc ACC sang vị trí ON  Tất cả các cửa được đóng  Cần số không ở vị trí P  Có ít nhất một cửa đang mở khóa 5. Chức năng khoá cửa xe tự động theo tốc độ Khi các điều khiện dưới đây được thoả mãn liên tiếp, thì chức năng này sẽ làm cho tất cả các cửa được khoá một cách tự động.  Tốc độ xe lớn hơn 20 km/h  Tất cả các cửa đều đóng  Cần số không ở vị trí P hoặc N  Có ít nhất một cửa đang mở khóa 34 4.4. Hệ thống chống trộm và mã chìa khóa, chìa khóa thông minh 4.4.1. Hệ thống điều khiển khóa cửa từ xa a. Khái quát Hệ thống điều khiển khoá cửa từ xa là một hệ thống gửi các tín hiệu từ bộ điều khiển từ xa được gắn cùng chìa khoá để khoá (mở khóa) các cửa xe ngay cả khi đứng cách xa xe. Khi bộ điều khiển cửa nhận được tín hiệu phát ra từ bộ điều khiển từ xa, nó sẽ gửi tín hiệu điều khiển tới relay tổ hợp. Relay tổ hợp điều khiển các motor khoá cửa dựa trên tín hiệu nhận được. Ngoài chức năng này relay tổ hợp còn có chức năng khoá tự động, chức năng lặp lại, chức năng phản hồi và các chức năng khác. Các chức năng của hệ thống điều khiển khoá cửa xe từ xa khác nhau tuỳ kiểu xe, cấp nội thất và thị trường. Hình 4.19. Các bộ phận trong hệ thống điều khiển từ xa Hệ thống điều khiển khoá cửa từ xa có các chức năng sau: 1. Chức năng khoá (mở khóa) tất cả các cửa Ấn vào công tắc LOCK hoặc UNLOCK của bộ điều khiển từ xa sẽ khoá hoặc mở khoá tất cả các cửa xe. Hình 4.20. Chức năng khóa tất cả các cửa và mở khóa 2 bước 2. Chức năng mở khoá 2 bước Ấn vào công tắc UNLOCK hai lần trong thời gian 3 giây sẽ mở tất cả các cửa xe sau khi cửa người lái được mở khoá. 3. Chức năng phản hồi hoặc báo lại 35 Đèn cảnh báo nguy hiểm sẽ nhấp nháy một lần khi khoá và hai lần khi mở khoá để báo rằng thao tác khoá (mở khóa) cửa đã hoàn thành. 4. Chức năng kiểm tra hoạt động của bộ điều khiển từ xa Khi ấn lên công tắc của bộ điều khiển từ xa để khoá (mở khóa) cửa xe hoặc cửa khoang hành lý, thì đèn chỉ báo hoạt động của bộ điều khiển từ xa bật sáng để thông báo rằng hệ thống này đang hoạt động. Tuy nhiên nếu pin hết điện, thì đèn này sẽ không sáng. Hình 4.21. Chức năng mở cửa khoang hành lý, điều khiển cửa sổ điện và báo động 5. Chức năng mở cửa khoang hành lý Để mở cửa khoang hành lý phải ấn và giữ công tắc mở cửa khoang hành lý của bộ điều khiển từ xa trong thời gian khoảng một giây. 6. Chức năng đóng (mở) cửa sổ điện Nếu ấn vào công tắc khoá (mở khóa) cửa xe khoảng 2,5 giây hoặc lâu hơn mà không có chìa khoá trong ổ khoá điện, thì tất cả kính cửa sổ của xe có thể được đóng hoặc mở. Quá trình mở/đóng cửa sổ điện sẽ tiếp tục khi nào còn giữ công tắc và dừng lại khi thả ra. Một số xe không có chức năng đóng cửa sổ. 7. Chức năng báo động Nếu giữ công tắc khoá cửa xe của bộ điều khiển từ xa lâu hơn khoảng từ hai đến ba giây, thì sẽ làm kích hoạt hệ thống chống trộm (còi sẽ kêu cũng như đèn pha, đèn hậu và đèn cảnh báo nguy hiểm sẽ nháy). Loại công tắc đẩy khoá cửa xe không có chức năng đóng cửa sổ điện. 8. Chức năng bật đèn trong xe 36 Các đèn trong xe sẽ bật sáng khoảng 15 giây cùng thời điểm với khi các cửa được mở khoá bằng công tắc của bộ điều khiển từ xa. Hình 4.22. Chức năng bật đèn trong xe 9. Chức năng khoá tự động Nếu không có cửa xe nào được mở ra trong khoảng thời gian 30 giây sau khi chúng được mở khoá bằng công tắc bộ điều khiển từ xa, thì tất cả các cửa xe đều được khoá lại. 10. Chức năng lặp lại Nếu một cửa không được khoá theo sự điều khiển của bộ điều khiển từ xa, thì relay tổ hợp sẽ phát ra tín hiệu khoá sau 1 giây. 11. Chức năng cảnh báo cửa xe bị hé mở Nếu bất kỳ một cửa nào của xe bị mở hoặc hé mở thì việc bấm vào công tắc khoá cửa của bộ điều khiển từ xa sẽ làm cho còi báo khoá cửa kêu khoảng 10 giây. 12. Chức năng bảo vệ Mã thay đổi theo luật cố định được sử dụng như một phần của sóng radio được truyền từ bộ điều khiển từ xa. Bộ nhận tín hiệu điều khiển cửa xe lưu trữ mã khi nhận tín hiệu từ bộ điều khiển từ xa và sử dụng mã này để so sánh với mã của xe khi nhận sóng radio tiếp theo từ bộ điều khiển từ xa nhờ đó làm tăng khả năng bảo vệ. 13. Chức năng đăng ký mã nhận dạng của bộ điều khiển từ xa Chức năng này tạo điều kiện cho việc đăng ký (Ghi và lưu trữ) bốn mã nhận dạng của bộ điều khiển từ xa vào EEPROM được thiết kế ngay trong bộ nhận tín hiệu điều khiển cửa xe. Trong trường hợp muốn ghi lại mã nhận dạng, hãy kiểm tra số mã đăng ký hoặc bị mất bộ điều khiển từ xa, thì có thể xoá các mã nhận dạng và chức năng điều 37 khiển khoá cửa từ xa sẽ không còn tác dụng. Một số xe cho phép đăng ký nhiều nhất 8 mã nhận dạng. b. Cấu tạo Hệ thống điều khiển khoá cửa từ xa gồm có các bộ phận sau đây: 1. Bộ điều khiển từ xa Bộ điều khiển từ xa hoạt động nhờ pin lithium. Khi ấn vào công tắc của bộ điều khiển từ xa, tín hiệu được truyền bởi sóng radio tới bộ nhận tín hiệu điều khiển cửa xe. Có hai loại điều khiển từ xa: Loại gắn ngay vào chìa khoá và loại đi kèm với chìa khoá. Dải tần số của sóng radio (tín hiệu) của bộ điều khiển từ xa vào khoảng từ 300 đến 500 MHZ và tần số này khác nhau tuỳ theo mỗi nước (tần số của các loại điều khiển từ xa cũ từ 30 đến 70 MHZ). Hình 4.23. Vị trí của các bộ phận trong hệ thống điều khiển khóa cửa từ xa Hình 4.24. Bộ điều khiển từ xa 2. Bộ nhận tín hiệu điều khiển cửa xe Bộ nhận tín hiệu điều khiển cửa xe nhận tín hiệu từ bộ điều khiển từ xa và truyền tín hiệu điều khiển này tới relay tổ hợp. 3. Relay tổ hợp Relay tổ hợp xác định trạng thái điều khiển bằng cách tuân theo tín hiệu đầu vào từ mỗi công tắc và phát ra tín hiệu khoá (mở khóa) tới cụm khoá cửa bằng cách tuân theo tín hiệu từ bộ nhận tín hiệu điều khiển cửa xe. 4. Công tắc cảnh báo mở khoá bằng chìa Công tắc cảnh báo mở khoá bằng chìa xác định xem chìa khoá có được tra vào ổ khoá điện hay không. 38 5. Khoá điện 6. Công tắc cửa 7. Cụm khoá cửa c. Nguyên lý hoạt động * Thao tác khoá (mở khóa) tất cả các cửa - Thao tác truyền và đánh giá Khi ấn vào công tắc khoá (mở khóa) của bộ điều khiển từ xa mà không có chìa khoá trong ổ khoá điện và tất cả các cửa đã đóng thì mã nhận biết của xe và mã chức năng được truyền đi. Khi bộ nhận tín hiệu điều khiển cửa xe nhận được các mã này, CPU trong bộ nhận tín hiệu điều khiển cửa xe bắt đầu kiểm tra và đánh giá. Nếu bộ nhận tín hiệu điều khiển cửa xe nhận thấy rằng mã nhận biết của chính xe đó, nó sẽ phát ra tín hiệu khoá (mở khóa) cửa xe tới relay tổ hợp. + Mã nhận biết Mã nhận biết có 60 số gồm có mã xoay được thay đổi nhờ sự hoạt động công tắc và mã ID. + Mã chức năng Mã chức năng có 4 số để chỉ thao tác hoạt động. Hình 4.25. Sơ đồ nguyên lý hoạt động của bộ điều khiển từ xa - Hoạt động ở phía Relay tổ hợp Khi relay tổ hợp nhận tín hiệu khoá (mở khóa) cửa xe, nó sẽ bật Transistor Tr1 (Tr2), và làm cho relay khoá (mở khóa) được bật lên. Kết quả là các motor điều khiển khoá cửa được bật về vị trí khoá (mở) khoá. 39 + Hoạt động khóa Hình 4.26. Hoạt động khóa của bộ điều khiển từ xa + Hoạt động mở khóa Hình 4.27. Hoạt động mở khóa của bộ điều khiển từ xa * Hoạt động mở khoá hai bước Để thực hiện thao tác mở khoá hai bước, một relay mở khoá (D-phía người lái) được thiết kế chuyên dụng cho cửa người lái và Transistor Tr3 điều khiển relay mở khoá (D) được bố trí trong relay tổ hợp. - Khi ấn vào công tắc mở khoá của bộ phận điều khiển từ xa chỉ một lần, thì relay tổ hợp sẽ bật Transistor Tr3 và relay mở khoá cửa xe của người lái (D) và cuối cùng chỉ quay motor điều khiển khoá cửa của cửa xe phía người lái về phía mở khoá. 40 Hình 4.28. Hoạt động mở cửa người lái - Khi ấn lên công tắc mở khoá của bộ điều khiển từ xa hai lần liên tiếp trong thời gian 3 giây, thì relay tổ hợp sẽ bật cả hai Transistor Tr3 và Tr2 đồng thời bật các relay mở khoá (D) và (P) của các cửa phía người lái và hành khách và quay motor khoá các cửa này về phía mở khoá. Hình 4.29. Hoạt động mở cửa người lái và hành khách d. Thay thế * Thay thế bộ điều khiển từ xa và pin của bộ điều khiển từ xa loại chìa khóa và bộ điều khiển từ xa liền Chú ý: - Vì tất cả các chi tiết là các chi tiết điện tử chính xác, vì vậy cần phải đặc biệt cẩn thận. - Không được thay đổi các đầu cực. Quy trình: - Dùng tô vít chính xác đầu dẹt. Để tháo pin của bộ điều khiển từ xa. 41 - Để cực dương hướng lên trên, lắp pin vào bộ điều khiển từ xa. - Kiểm tra gioăng chữ O xem có bị xoắn hoặc lệch vị trí không. Sau đó lắp nắp đậy vào bằng tuốc nô vít chính xác đầu dẹt. Hình 4.30. Thay thế pin bộ điều khiển từ xa loại liền Việc thay thế pin của bộ điều khiển từ xa loại gắn cùng chìa khoá giống như loại chìa khoá rời. Truớc hết tháo nắp đậy sau đó tháo pin và gioăng chữ O ra khỏi bộ điều khiển từ xa (gioăng chữ O là một chi tiết không thể dùng lại được đi kèm cùng với pin của bộ điều khiển từ xa), vì vậy khi thay thế pin của bộ điều khiển từ xa cũng phải thay mới gioăng chữ O. - Sau khi thay thế bộ điều khiển từ xa phải đăng ký mã nhận biết. Việc thay thế mã nhận biết được thực hiện bằng thao tác hoạt động ổ khoá điện và đóng mở cửa xe của người lái. Phương pháp ghi lại mã nhận biết khác nhau tuỳ theo loại xe. Cần tham khảo Sách hướng dẫn sửa chữa để có thêm thông tin chi tiết. * Thay thế pin của bộ điều khiển từ xa loại rời Chú ý: - Vì tất cả các chi tiết là các chi tiết điện tử chính xác nên phải chú ý cẩn thận. - Không được thay đổi các đầu cực. Quy trình: - Dùng tuốc nô vít chính xác để tháo nắp đậy và sau đó tháo pin của bộ điều khiển từ xa. - Để cực dương hướng lên trên rồi lắp pin vào bộ điều khiển từ xa. Hình 4.31. Thay thế pin bộ điều khiển từ xa loại rời 42 Chƣơng 5 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN GHẾ, GƢƠNG VÀ NHẬN DẠNG 5.1. Hệ thống điều khiển ghế 5.1.1. Chức năng và yêu cầu Gần đây với các cải tiến kĩ thuật, con ngƣời có thể cải tiến các thông số của ôtô để đạt đƣợc các tính năng mong muốn. Tuy nhiên cho dù các hệ thống của xe có đƣợc cải tiến nhƣ thế nào đi nữa thì vấn đề tƣơng đối cần thiết là phải tạo cảm giác an toàn và thoải mái cho ngƣời lái xe. Vì vậy chiếc ghế dành cho ngƣời lái xe đã đƣợc cải tiến và nâng cấp hiện đại nhƣ ngày nay. Ghế dành cho ngƣời lái xe đã đƣợc trang bị hệ thống điện tử thông minh với các chức năng nhƣ nhớ vị trí, nâng hạ chiều cao, trƣợt lên hoặc xuống, ngả lƣng với chỉ một thao tác bấm nút. Ngoài ra, ghế còn đƣợc tích hợp chức năng sƣởi ấm, mát xa, tạo cảm giác thoải mái, giảm cƣờng độ lao động cho ngƣời lái. Ghế còn đƣợc lắp cảm biến trọng lƣợng để tự động điều chỉnh trọng tâm ghế sao cho phù hợp tối đa. Ghế ngƣời lái có các chức năng trƣợt, ngả, nâng hạ ghế, nâng hạ phía trƣớc ghế, điều chỉnh đỡ ngang lƣng ghế. Hệ thống nhớ vị trí của các ghế phía trƣớc là tuỳ chọn. Với chức năng nhớ vị trí ghế, công tắc điều khiển ghế điện phía trƣớc (ECU điều khiển vị trí) sẽ thực hiện các chức năng sau: - Điều khiển trƣợt, nghiêng, nâng hạ ghế và các môtơ nâng hạ phía trƣớc; - Nhớ vị trí ghế; - Tiến hành phục hồi vị trí ghế. Chức năng gọi lại vị trí của ghế sử dụng mã ID của chìa khóa điện tử để ghi nhớ và trả ghế lại vị trí lái xe thích hợp cho ngƣời dùng chìa khóa điện tử tƣơng ứng. Bảng 5.1.Chức năng của các bộ phận. Các bộ phận Chức năng Cụm môtơ ghế điều khiển điện (Môtơ trƣợt ghế) Đƣợc kích hoạt dựa vào tín hiệu từ ECU điều khiển vị trí ghế và nó sẽ trƣợt ghế về phía trƣớc và phía sau. Cụm môtơ ghế điều khiển điện (Môtơ ngả lƣng ghế) Đƣợc kích hoạt dựa vào tín hiệu từ ECU điều khiển vị trí ghế và nó sẽ ngả và dựng lƣng ghế. Cụm môtơ ghế điều khiển điện (Môtơ nâng hạ phía trƣớc Đƣợc kích hoạt dựa vào tín hiệu từ ECU điều khiển vị trí ghế và nó sẽ nâng và hạ phía trƣớc nệm ghế. 43 ghế) Cụm môtơ ghế điều khiển điện (Môtơ nâng hạ ghế) Kích hoạt dựa vào tín hiệu từ ECU điều khiển vị trí và nó sẽ nâng hoặc hạ nệm ghế. Mô tơ bộ điều chỉnh đỡ ngang lƣng ghế Đƣợc kích hoạt dựa vào tín hiệu từ công tắc điều khiển đỡ ngang lƣng ghế và điều chỉnh đỡ ngang lƣng ghế. Công tắc ghế điện phía trƣớc (ngả, nâng hạ, trƣợt, nâng hạ phía trƣớc) Khi thao tác với các nút điều khiển, các tín hiệu bộ điều chỉnh ghế sẽ đƣợc nhập vào ECU điều khiển vị trí ghế và ghế sẽ đƣợc điều chỉnh tƣơng ứng. Công tắc điều khiển đỡ ngang phía trƣớc ghế Khi thao tác với các nút điều khiển, ghế sẽ đƣợc điều chỉnh tƣơng ứng. Công tắc nhớ vị trí ghế bên trái (phía ngƣời lái) (Công tắc SET, công tắc nhớ) Khi ấn đồng thời công tắc SET và công tắc SW1 hoặc SW2, một tín hiệu đƣợc nhập vào ECU điều khiển gƣơng chiếu hậu bên ngoài và gửi đến ECU điều khiển vị trí, nó sẽ ghi lại vị trí ghế, vị trí vô lăng (tay lái nghiêng và trƣợt) và vị trí gƣơng chiếu hậu bên ngoài (Bên phải và trái). 5.1.2. Cấu trúc hệ thống và các cụm thiết bị 5.1.2.1. Vị trí các chi tiết. Hệ thống điều khiển ghế đƣợc minh họa trong hình dƣới Hình 2.20. Hệ thống điều khiển ghế. 44 Hình 5.1. Mô tơ điều khiển ghế. 5.1.2.3. Sơ đồ hoạt động của hệ thống. Hình 5.2. Sơ đồ hoạt động hệ thống ghế dùng điện điều khiển. ECU điều khiển nhận tín hiệu điều khiển của ngƣời sử dụng thông qua các nút nhấn hoặc công tắc điều khiển. Qua đó ECU sẽ điều khiển cho mô tơ hoạt động để 45 điều khiển vị trí của ghế, góc độ ngả lƣng ghế sao cho phù hợp với yêu cầu của ngƣời sử dụng. 5.2. HỆ THỐNG GƢƠNG ĐIỆN 5.2.1. Nhiệm vụ,yêu cầu của hệ thống gƣơng điện - Nhiệm vụ : -Hệ thống điều khiển gƣơng chiếu hậu bằng điện thực hiện việc điều chỉnh gƣơng qua trái/phải, lên/xuống và cụp/mở gƣơng khi công tắc điều chỉnh gƣơng đƣợc vận hành. -Hệ thống này không có ghi nhớ hay chức năng trả về vị trí cũ. - Yêu cầu : Hệ thống gƣơng điện phải đảm bảo các yêu cầu sau : + Đảm bảo độ tin cậy tối đa của hệ thống. + Kết cấu đơn giản,dễ dàng tháo lắp, sửa chữa. + Chăm sóc và bảo dƣỡng kỹ thuật ít nhất trong quá trình sử dụng. + Có độ bền cao,dễ dàng sử dụng. + Đảm bảo thời hạn phục vụ lâu dài 5.2.2. Vị trí bố trí thiết bị trên xe Hình 5.3 :Vị trí của hệ thống gương điện trên xe 5.2.3. Một số loại gƣơng điện + Gương chiếu hậu tích hợp màn hình: Một thực tế cho thấy, dù r ất hữu ích nhƣng gƣơng chiếu hậu vẫn tồn tại những điểm mù, tức là những điểm mà lái xe không th ể nhìn thấy đƣợc qua gƣơng. Khi công ngh ệ phát triển, ngƣời ta ứng dụng các thiết bị camera gắn phía sau xe để khắc phục nhƣợc điểm đó. Gƣơng chiếu hậu trong, ngoài nhiệm vụ truyền thống còn đƣợc tích 46 hợp màn hình. Tín hiệu hình ảnh sẽ đƣợc truyền trực tiếp lên màn hình trên gƣơng chiếu hậu. Ở một số loại xe, bạn chỉ cần gài số lùi, màn hình lập tức hiển thị lê n gƣơng chiếu hậu Hình 5.4: Gương chiếu hậu tích hợp màn hình + Gương chiếu hậu tích hợp công nghệ di động Bluetooth: Không chỉ giúp cho các lái xe có thể quan sát xung quanh khi điều khiển xe ôtô mà gƣơng chiếu hậu tích hợp công nghệ di động Bluetooth còn cho phép ng ƣời lái dễ dàng đàm thoại điện thoại giúp an toàn hơn trong việc điều khiển xe. Gƣơng chiếu hậu tích hợp công nghệ di động bluetooth có đầy đủ những tính năng của chiếc điện thoại di động nhƣ hiển thị số điện thoại gọi đến, từ chối lịch sự cuộc gọi đến, báo số bằng giọng nói, nhạc chuông khi có điện thoại gọi đến... Bộ đàm thoại kết nối Bluetooth gắn trên gƣơng hỗ trợ tất cả các loại điện thoại di động có chức năng Bluetooth. Hình 5.5: Gương chiếu hậu tích hợp công nghệ Bluetooth 47 5.2.3. Sơ đồ,nguyên lý hoạt động của hệ thống gƣơng điện 5.2.3.1 Sơ đồ Hình 5.6: Sơ đồ nguyên lý của hệ thống gương điện 5.2.3.2: Nguyên lý hoạt động Bật công tắc máy cấp nguồn đến chân số 2, tùy theo điều chỉnh gƣơng bên trái hay bên phải mà chân giữa đƣợc nối với chân 6, chân 7 hoặc chân 3, chân 9. Điều chỉnh gương bên trái:  UP : dƣơng nguồn → chân 2→tiếp điểm UP→tiếp điểm Left→chân 3 của công tắc điều khiển gƣơng→chân 2 của mô tơ gƣơng trái→chân 3 của mô tơ gƣơng trái→chân 8 của công tắc→ tiếp điểm UP LEFT→ chân 1 →mass .  DOWN: dƣơng nguồn → chân 2→tiếp điểm DOWN RIGHT →chân 8 của công tắc điều khiển gƣơng→chân 3 của mô tơ gƣơng trái→chân 2 của mô tơ gƣơng trái→chân 3 của công tắc→ tiếp điểm LEFT→ tiếp điểm DOWN→ chân 1 →mass .  LEFT: dƣơng nguồn →chân 2→ tiếp điểm Left →tiếp điểm Left→chân 9 của công tắc điều khiển gƣơng→chân 1 của mô tơ gƣơng trái→chân 3 của mô tơ gƣơng trái→chân 8 của công tắc→ tiếp điểm UP LEFT→ chân 1 →mass .  RIGHT : dƣơng nguồn → chân 2→tiếp điểm DOWN RIGHT →chân 8 của công tắc điều khiển gƣơng→chân 3 của mô tơ gƣơng trái→chân 1 của mô tơ gƣơng trái→chân 9 của công tắc→ tiếp điểm LEFT→ tiếp điểm RIGHT → chân 1 →mass . Điều chỉnh gương bên trái :  UP : dƣơng nguồn → chân 2→tiếp điểm UP→ tiếp điểm RIGHT →chân 7 của công tắc điều khiển gƣơng→chân 2 của mô tơ gƣơng trái→chân 3 của mô 48 tơ gƣơng trái→chân 8 của công tắc→ tiếp điểm UP LEFT→ chân 1 →mass .  DOWN: dƣơng nguồn –> chân 2→tiếp điểm DOWN RIGHT →chân 8 của công tắc điều khiển gƣơng→chân 3 của mô tơ gƣơng phải→chân 2 của mô tơ gƣơng phải→chân 7 của công tắc→ tiếp điểm RIGHT → tiếp điểm DOWN→ chân 1 →mass  LEFT: dƣơng nguồn → chân 2→ tiếp điểm Left → tiếp điểm RIGHT →chân 6 của công tắc điều khiển gƣơng→chân 1 của mô tơ gƣơng phải→chân 3 của mô tơ gƣơng phải→chân 8 của công tắc→ tiếp điểm UP LEFT→ chân 1 →mass .  RIGHT : dƣơng nguồn →chân 2→tiếp điểm DOWN RIGHT →chân 8 của công tắc điều khiển gƣơng→chân 3 của mô tơ gƣơng trái→chân 1 của mô tơ gƣơng trái→chân 6 của công tắc→ tiếp điểm RIGHT → tiếp điểm RIGHT → chân 1 →mass . Điều khiển gấp gương: Dƣơng nguồn → chân 2→ tiếp điểm →chân 5 của công tắc→chân 5 của 2 mô tơ gấp gƣơng trái,phải→ chân 5 của 2 mô tơ gấp gƣơng trái,phải→chân 4 của công tắc →tiếp điểm U/FOLD→ chân 1 →mass(Khi kết thúc hành trình mô tơ bƣớc sẽ tự ngắt mạch) 5.2.3.4. Kết cấu các bộ phận chính Hệ thống gƣơng điện bao gồm các thiết bị chính: - Công tắc điều khiển gƣơng. - Cụm gƣơng chiếu hậu trái . - Cụm gƣơng chiếu hậu phải. - Hộp điều khiển gấp gƣơng . 1. Công tắc điều khiển gƣơng Hình 5.6 :Công tắc điều khiển gương và sơ đồ mô phỏng 49 Công tắc điều khiển gƣơng có các nút chức năng : chọn gƣơng (L/R),chọn hƣớng điều khiển gƣơng:lên (UP),xuống (DOW),trái (LEFT),phải(RIGHT),ngoài ra ở một số dòng xe còn tích hợp nút chức năng gập gƣơng. 2. Gƣơng điện Bao gồm :gương trái, gương phải và gương trong Hình 5.7 : Cấu tạo của gương trong Hình 5.8: cấu tạo của gương ngoài 50 Gƣơng điện đƣợc điều khiển bởi các mô tơ điều khiển đặt trong thân gƣơng.Thông thƣờng trong một chiếc gƣơng đƣợc bố trí 2 mô tơ, 1 mô tơ có chức năng điều khiển xoay gƣơng theo chiều lên xuống,chiếc còn lại có chức năng điều khiển gƣơng xoay trái,phải.Ngoài ra ở một số loại gƣơng của các dòng xe hiện nay còn đƣợc bố trí lắp đặt mô tơ thứ 3 có chức năng gập gƣơng. Hình 5.9 :Hình vẽ mô phỏng gương điện có 2 mô tơ 5.2.3.5. Mạch gƣơng điện một số loại xe 1. Sơ đồ hệ thống gƣơng điện xe Huyndai santafe 2010 Hình 5.10: Sơ đồ hệ thống gương điện Huyndai santafe 2010 Nguyên lý hoạt động: Bật công tắc máy cấp nguồn đến chân số 2, tùy theo điều chỉnh gƣơng bên trái hay bên phải mà chân giữa đƣợc nối với chân 5, chân 7 hoặc chân 6, chân 8. Chẳng hạn khi điều khiển gƣơng trái nhấn up môtơ sẽ hoạt động điều khiển gƣơng xoay lên khi có dòng chạy qua theo sơ đồ: dƣơng nguồn →chân 2, tiếp điểm UP → chân 5 công tắc→chân 4 môtơ →chân 3 mô tơ→chân 1 công tắc →tiếp điểm UP LEFT→chân 3 công tắc→mass. Tƣơng tự đối với các vị trí điều chỉnh còn lại. Accu 51 Hình 5.11: Hoạt động của hệ thống khi nhấn UP 5.3. Hệ thống nhận dạng 5.3.1. Một số hệ thống nhận dạng trên ô tô 5.3.1. 1. Thiết bị MULTICODE GL1000 - MULTICODE GL1000 - là thiết bị chống trộm cho ô tô, xe máy sử dụng sóng cao tần từ 2.4 – 2.48 GHz và thuật toán mã hoá ngẫu nhiên, chống lại một cách hiệu quả các thiết bị dò mã của tội phạm. Sản phẩm bao gồm bộ điều khiển, thiết bị vô tuyến cầm tay và rơle phong toả động cơ từ xa - MULTICODE GL1000 hoạt động theo một nguyên lý rất đơn giản: Khối điều khiển sẽ xác định bằng kênh vô tuyến (tần 52 số 2.4 – 2.48 GHz) sự hiện diện của thiết bị vô tuyến cầm tay trong bán kính 5m. Nhận dạng thành công, bộ điều khiển sẽ phát tín hiệu đến rơle điều khiển từ xa gắn trong xe để cho phép hoặc phong tỏa động cơ phụ thuộc vào việc có liên lạc đƣợc với thiết bị cầm tay hay không. Nguyên lý này hạn chế trƣờng hợp chủ xe đang ở cách xa xe mà kẻ trộm phá đƣợc ổ khoá và phóng xe đi. Qua vòng 5m, bộ điều khiển bắt đầu tìm thiết bị vô tuyến cầm tay, nhận dạng không thành công xe sẽ bị dừng lại ngay lập tức. - Thời gian hệ thống sẵn sàng làm viêc sau khi đƣợc khởi động, không quá 2 giây - Hạn dùng pin thiết bị vô tuyến cầm tay 12 tháng - Khoảng nhiệt độ làm việc cho phép của khối điều khiển từ - 40°C đến +85°C - Khoảng nhiệt độ làm việc cho phép của thiết bị vô tuyến từ - 20°C đến +50°C - Độ ẩm không khí tƣơng đối ở nhiệt độ +25° đến +98% - MULTICODE GL1000 rất tiện lợi vì không đòi hỏi bất cứ thao tác gì từ ngƣời sử dụng. Sau khi lắp đặt bộ điều khiển, ngƣời sử dụng chỉ cần cầm theo thiết bị vô tuyến cầm tay (có kích thƣớc nhỏ gọn) vào trong xe và tiến hành khởi động xe bình thƣờng. Chú ý: kể cả trong quá trình đang vận hành xe cũng nên để thiết bị này trong ngƣời và không bao giờ để nó cùng với chìa khoá xe. 5.3.1.2. SMART KEY: -Là thiết bị khóa bảo vệ kết hợp với nhiều tính năng hoàn hảo. Bạn chỉ cần gắn Chip thông minh vào chiếc chìa khóa nhƣ là một dây đeo trang trí mỹ thuật. Xe của bạn chỉ khởi động đƣợc khi nhận đúng mã hiệu password phát ra từ Chíp thông minh,chỉ với hơn 20 micro giây nó sẽ nhận biết ra đƣợc dữ liệu password đúng hay sai và nó sẽ báo động khi có một khìa khóa lạ hay vam phá khóa can thiệp vào ổ khóa xe bạn. Khoảng 3s - 5s sau khi cắm chìa khóa vào ổ khóa (có thể là khóa chính của xe hoặc do kẻ trộm dùng vam phá khóa) mà không có tín hiệu từ Chip thông minh phát ra,xe của bạn sẽ tự động bật còi cảnh báo và vô hiệu hóa hệ thống khởi động của xe không cho xe nổ máy. 5.3.1.3. Hệ thống “BIOCODE AUTO-M10/M10 INT” - Hệ thống đƣợc thiết kế để bảo vệ ôtô và xe máy của bạn khỏi bị trộm hoặc cƣớp. Với sự trợ giúp của máy quét chuyên dụng, thông qua dấu vân tay, hệ thống dễ dàng nhận ra chủ nhân của mình, loại trừ mọi khả năng thu nhận tín hiệu và mọi sự tiếp cận trái phép . Có thể lƣu trữ đƣợc đến 10 mẫu vân tay trong cơ sở dữ liệu của hệ thống. -Hệ thống sử dụng mạng điện có sẵn trong ôtô để vận hành các rơle kỹ thuật số thông minh RDU, RDUK, RDD, RZ với tính năng phong tỏa từ xa, đảm bảo cho xe 53 của bạn đƣợc bảo vệ ở nhiều cấp độ khác nhau. Để tăng tính bảo mật, hình dáng của các rơle RDU, RDD, RZ hoàn toàn giống với các rơle ôtô thông thƣờng, riêng RDUK có cấu tạo đặc biệt hơn để có thể bện vào các bó dây của mạng điện sẵn trong xe ôtô. - Trong hệ thống đã đƣợc tích hợp các chức năng để chống cƣớp – đó là kiểm tra trạng thái cửa xe và chế độ “ngón báo động.” 5.3.2. Giới thiệu về hệ thống an ninh chống trộm không liên quan đến ô tô. 5.3.2. 1. IP Camera. Đầu tiên là hệ thống IP camera, sẽ giúp bạn giám sát ngôi nhà của bạn thông qua hệ thống camera định tuyến từ xa. Trong đó, IP camera là từ viết tắt của từ Internet protocal camera, hoạt động trên nền tảng IP mỗi camera có một địa chỉ IP duy nhất, bản thân mỗi camera lúc này giống nhƣ đƣợc đặt trên một máy chủ riêng, nó có thể hoạt động độc lập hoặc thành một hệ thống, không bị giới hạn về số lƣợng camera. Cấu tạo bên trong của IP camera khá tinh vi, thậm chí nó còn đƣợc tích hợp sẵn thẻ nhớ và tiến tới là có thể lắp đƣợc sim 3G hay còn gọi là 3G camera. Ngoài ra, các thiết bị camera tiên tiến còn cho phép quan sát cả trong điều kiện thiếu sáng nhƣ hệ thống camera thông minh không dây có tên là Starcam. 5.3.2. 2. Hệ thống báo động thông minh. Hệ thống báo động từ xa dựa trên một loạt các cảm biến nhƣ cảm biến nhiệt đô, cảm biến ánh sáng, cảm biến hồng ngoại và cả hệ thống IP camera đã đề cập ở trên. Ngoại trừ thông tin ghi nhận từ hệ thống IP camera, thì hầu hết các cảm biến này đƣợc tích hợp vào một thiết bị giám sát an ninh thông minh nhỏ gọn. Các hệ thống báo động thông minh này đóng vai trò chốt chặn an ninh ở tuyến đầu, tức là tiên phong trong việc giám sát ngôi nhà. Hệ thống này sẽ kích hoạt một khi nhận thấy có sự xâm nhập trái phép hay xảy ra hỏa hoạn, rò rỉ ga, ngập lụt dựa trên các cảm biến đƣợc tích hợp trong và ngoài ngôi nhà, hoặc ở các thiết bị giám sát và qua hệ thống camera IP. Nó có thể đƣợc thiết lập để đổ chuông cảnh báo, gửi thông tin tới chủ nhân ngôi nhà và thậm chí là thông báo cho cảnh sát ở gần đó. Để dễ hình dung, chúng ta hãy tƣởng tƣợng rằng, giờ đây ngay từ khi bạn lái xe đến ngoài cổng, hệ thống IP camera và một loạt cảm biến đƣợc bố trí khắp nơi của ngôi nhà thông minh đã bắt đầu giám sát hành vi của bạn đối với ngôi nhà rồi, mỗi một hành vi của bạn sẽ đƣợc phân tích và hệ thống báo động/ngăn chặn sẽ lập tức đƣợc kích hoạt một khi bạn có hành vi đáng ngờ hoặc trái phép. Dĩ nhiên, tất cả các hoạt động này của hệ thống an ninh thông minh đều hoạt động thầm lặng và rất thông minh, nên bạn không hề cảm thấy mất tự nhiên nhƣ khi đối mặt với nhiều vệ sĩ sỗ sàng và tọc mạch nhƣ hiện nay. 54 5.3.2. 3. Khóa thông minh và các cảm biến nhận diện bằng sinh trắc học. Một khi sở hữu căn nhà thông minh, nhu cầu cảm thấy an toàn và thân thiện trong ngôi nhà sẽ đóng vai trò rất quan trọng. Do vậy, nhiều công ty đã nỗ lực đƣa ứng dụng các giải pháp nhận diện thông qua sinh trắc học và các cơ sở dữ liệu khác nhằm đảm bảo việc truy xuất ngôi nhà thuận tiện và chính xác. Khái niệm ổ khóa ở các hệ thống nhà dân dụng giờ đây đã đƣợc thay thế bằng các hệ thống khóa thông minh, có thể sử dụng cảm biến sinh trắc học hoặc các cơ chế bảo vệ mật mã thông minh khác, cho phép kết nối với các thiết bị cầm tay của bạn nhƣ iPhone hay các smartphone khác. Ổ khóa thông minh có tên là August Smart Lock hiện cũng hoạt động nhƣ vậy. Mọi ngƣời đã từng biết iPhone 5s hay HTC One Max đƣợc tích hợp cảm biến vân tay nhƣ thế nào thì việc ứng dụng vào công tác giám sát an ninh và nhận diện của nhà thông minh cũng tƣơng tự nhƣng ở cấp độ bảo mật cao hơn và ứng dụng rộng rãi hơn. Mọi ngƣời có thể mở cửa mà không cần chìa khóa hay mật mã nhƣ các hệ thống bảo mật thông thƣờng, giờ đây mọi ngƣời chỉ cần đứng trƣớc cửa và ra lệnh "mở cửa nào", lúc này hệ thống sẽ thu âm giọng nói của bạn rồi so sánh với âm mẫu thu sẵn trong hệ thống để xác nhận, hoặc mọi ngƣời có thể dùng đôi mắt hay vân tay của mình để nhận diện. Các hệ thống này còn đƣợc ứng dụng để đảm bảo an toàn cho những đứa con còn nhỏ hoặc ba mẹ già yếu, thậm chí khi phát hiện sự cố bất thƣờng nhƣ ba mẹ hay con cái và bản thân ngủ không ngon thông qua hệ thống đo nhịp thở hoặc nhịp tim, hệ thống sẽ đƣa ra các khuyến cáo phù hợp nhằm đảm bảo an toàn cho con ngƣời. 5.3.2. 4. Tƣờng lửa và bảo mật dữ liệu. Các thiết bị thông minh trong nhà nhƣ TV thông minh, tủ lạnh thông minh, giƣờng thông minh hay các hệ thống thông tin liên lạc trong nhà đều tiềm ẩn nguy cơ bị xâm nhập và chiếm quyền điều khiển, do vậy bên cạnh hệ thống bảo vệ khỏi các hành vi xâm nhập thủ công thì việc đảm bảo an toàn cho các thiết bị thông minh trong nhà đóng vai trò then chốt trong công tác đảm bảo an toàn. Ngoài việc ngăn chặn các xâm nhập thủ công, hệ thống an ninh của nhà thông minh còn có vai trò giám sát an ninh mạng và các hành vi xâm nhập trái phép hệ thống dữ liệu số của ngôi nhà nhƣ Internet và các phần mềm. Việc ngăn chặn này đƣợc thực hiện bằng các phần mềm bảo mật cao cấp, không chỉ tích hợp các ứng dụng tƣờng lửa và phòng chống virus mà còn có các chức năng ngăn chặn các hành vi ăn cắp và xâm phạm dữ liệu trái phép Một số thiết bị, hệ thống chống trộm trên thị trƣờng: 55 Hình ảnh Thông số sản phẩm Mã SP: YL007K  Hệ thống chống trộm thông minh không dây cực kỳ kinh tế, phù hợp cho mọi gia đình.  Có thể kết nối tới 28 cảm biến không dây và điều khiển từ xa. Việc kết nối cảm biến với trung tâm đơn giản tới mức không thể đơn giản hơn.  Hỗ trợ báo động tới 6 số điện thoại  Tính năng ƣu tiên cuộc gọi cảnh báo (Nhằm loại trừ tình huống kẻ gian gọi tới làm bận đƣờng dây). Điều khiển kích hoạt/hủy bỏ kích hoạt từ xa qua điện thoại  Có thể kích hoạt Arm/ Disarm độc lập cho từng vùng.  Báo động khi đƣờng line điện thoại bị cắt  Có tính năng giám sát hiện trƣờng từ xa qua micro thu âm gắn trên trung tâm  Hệ thống có thể hoạt động liên tục trong vòng 24h khi xảy ra mất điện. Mã SP: HW04-G  Cảm biến phát hiện vật thể chuyển động (chống báo giả) : gắn vào ban công, ống thông gió, lối đi... phát tín hiệu báo động khi phát hiện sự di chuyển của con ngƣời hay vật thể có độ lớn hơn nhiệt độ môi trƣờng, trọng lƣợng >20kg, tia nhiệt hồng ngoại của thiết bị hồng ngoại rời nhận tín hiệu truyền về trung tâm báo động. Mã SP: MC02B  Cảm biến từ không dây chống đột nhập qua đƣờng cửa sổ hoặc cửa ra vào (12V) Mã SP: DK  Điều khiển từ xa: bật/tắt bộ báo trộm từ xa  Thiết bị loa cảnh báo có cƣờng độ cao báo động hoặc uy hiếp kẻ trộm, cƣớp bằng âm thanh 56 5.3.3. HỆ THỐNG NHẬN DẠNG VÂN TAY 5.3.3.1. Sơ đồ khối của hệ thống - Tín hiệu nhận từ công tắc cửa sẽ kích hoạt vân tay hoạt động hoặc tin nhắn gửi từ điện thoại sẽ đƣợc gửi về cho AVR xử lý và gửi về mạch điều khiển trung tâm và đồng thời gửi tiến hiệu hiển thị ra LCD thông báo cho ngƣời dùng biết đang ở chế độ nào, vân tay có hợp lệ không... - Khi ECU nhận đƣợc tín hiệu, ECU sẽ xử lý tín hiệu và gửi về khối xử lý trung tâm AVR SIM 908. Kết hợp đó là tín hiệu từ ăng ten thu phát sóng để biết đƣợc SIM có sóng để hoạt động các chức năng. Khi đó AVR SIM 908 sẽ điều khiển các cơ cấu chấp hành nhƣ chuông báo động, chuột cửa, cửa sổ điện thực hiện chức năng đã lập trình của mình, đồng thời AVR SIM 908 cũng gửi tin nhắn về cho ngƣời sở hữu xe thông báo các chế độ làm việc cũng nhƣ tình trạng của xe. - Tin nhắn điện thoại đƣợc gửi từ ngƣời sở hữu xe sẽ đƣa tín hiệu vào AVR SIM 908 để ngắt hệ thống khi cần thiết. Tin nhắn là phƣơng thức tƣơng tác giữa hệ thống và chủ sở hữu xe. 57 5.3.3.2. Modul vân tay. 1. Giới thiệu Modul vân tay. Hình 5.12. Modul vân tay. Hình 5.13: Kết cấu modul vân tay Cảm biến nhận diện vân tay là gì? Theo đúng tên gọi của mình, cảm biến vân tay sẽ quét (scan) vân tay của bạn và so sánh với một hình ảnh quét vân tay đã đƣợc lƣu lại từ trƣớc. Do mỗi ngƣời có một vân tay khác nhau nên hệ thống có thể nhận dạng ngƣời sử dụng một cách an toàn. 58 Cảm biến vân tay hoạt động ra sao? Cảm biến vây tay về bản chất là một hệ thống có khả năng chụp và lƣu bản in vân tay của ngƣời sử dụng một cách nhanh chóng. Hệ thống này sẽ đƣợc đặt dƣới một khung quét. Ngƣời dùng sẽ đặt tay lên khung quét đó, cảm biến sẽ chụp lại hình ảnh này và các phần mềm sẽ phân tích hình ảnh này theo các vị trí lồi/lõm trên đầu ngón tay của bạn. Sau đó, dữ liệu này sẽ đƣợc so sánh với dữ liệu vân tay đƣợc lƣu từ trƣớc để nhận diện chính xác ngƣời dùng. Theo một bằng sáng chế đƣợc Apple đăng ký tại châu Âu, cảm biến vân tay sẽ sử dụng một hệ thống cảm biến dựa trên sóng vô tuyến, cho phép chụp lại không chỉ bề mặt lồi lõm trên đầu ngón tay mà thậm chí là cả lớp da ở dƣới ngón tay nhằm chống lại các tính năng làm giả vân bàn tay tân tiến. Cảm biến vân tay có tiềm năng trở thành công nghệ thay thế hoàn toàn cho các loại mật khẩu. Các mật khẩu gồm nhiều chữ cái đang ngày càng thất bại trong lĩnh vực bảo mật bởi gần nhƣ tất cả các mật khẩu đều có thể bị bẻ khóa theo kiểu brute- force bởi các siêu máy tính, cho dù mật khẩu này có phức tạp đến mức độ nào đi chăng nữa. Hiện tại, lựa chọn tốt nhất dành cho ngƣời tiêu dùng là xác thực 2 yếu tố: Cho phép ngƣời dùng đặt thêm một lớp khóa bảo vệ nữa (có thể là một đoạn mã/ký tự sinh ngẫu nhiên). Xác thực 2 yếu tố an toàn hơn nhƣng lại khiến nhiều ngƣời cảm thấy tính năng này làm giảm đáng kể tính tiện dụng của các dịch vụ. Về lý thuyết, cảm biến vân tay sẽ cho phép loại bỏ hoàn toàn các loại mật khẩu song vẫn đảm bảo tính bảo mật khi ngƣời dùng đăng nhập vào điện thoại. Tính năng này cũng sẽ giúp mở ra các chức năng bảo mật cao cấp hơn, bảo vệ an toàn các dịch vụ Internet Banking và mua hàng trực tuyến mà không cần tới xác thực 2 yếu tố. 2. Thông số kỹ thuật. Loại cảm biến dấu vân tay: quang cảm biến cuộc sống: 100 triệu lần Chỉ số tĩnh: 15KVBacklight: màu xanh lá cây tƣơi sáng giao diện: USB1.1/UART (TTL mức hợp lý) Tốc độ truyền giao tiếp RS232: 4800BPS ~ 115200bps thay đổi Kích thƣớc: 55 * 32 * 21.5mm Chụp ảnh bề mặt 15-18 (mm) Tốc độ kiểm tra: 0.3 giây Tốc độ quét: 0.5 giây Kích thƣớc tập tin nhân vật: 256 byte Kích thƣớc mẫu: 512 byte Dung lƣợng lƣu trữ: 250 Mức độ bảo mật: 5 (1,2,3,4,5 (cao nhất)) 59 Tỷ lệ chấp nhận sai (FAR): 0,0001% Tỷ lệ sai Từ chối (FRR): 0.1% Độ phân giải 500 DPI Điện áp :3.6-6 0,0 VDC Làm việc hiện tại: Khoảng 90 mA, cao điểm 150mA Phù hợp với phƣơng pháp: 1: N Nhiệt độ hoạt động môi trƣờng: -20 đến 45 ° centigrades 60 Chƣơng 6 HỆ THỐNG NGHE-NHÌN VÀ THÔNG TIN 6.1. Chức năng và yêu cầu 6.1.1. Chức năng Hình 6.1: Các bộ phận trong hệ thống rađiô Nhiệm vụ của hệ thống âm thanh là một thiết bị để tạo ra môi trƣờng làm việc thoải mái cho ngƣời lái xe giống nhƣ hệ thống điều hòa không khí. Các bản nhạc từ đĩa CD hoặc chƣơng trình phát thanh âm nhạc từ hệ thống âm thanh sẽ làm cho ngƣời lái đƣợc thoải mái. Ngƣời lái cũng cần đƣợc cung cấp các thông tin hữu ích về tình trạng và hệ thống giao thông cũng nhƣ thông tin về thời sự. Ở hệ thống âm thanh của ôtô ngƣời ta trang bị chủ yếu là chức năng thu sóng rađiô Và chạy băng cát xét tuy nhiên do tính ƣu việt của công nghệ kĩ thuật số ở các đời xe gần đây ngƣời ta trang bị đầu đĩa CD để có thể dùng các tín hiệu kỹ thuật số. 6.1.2. Yêu cầu Rađiô casset trên ôtô ngoài các yêu cầu cần có của một máy thông thƣờng còn phải đáp ứng một số yêu cầu khác nhƣ: Kích thƣớc phải nhỏ gọn để tiện bố trí và lắp đặt trên xe Nơi lắp đặt phải tiện cho lái xe sử dụng vì là ngƣời thao tác chính nhƣng cũng có thể là do ngƣời ngồi phía trƣớc điều khiển và không ảnh hƣởng tới việc lái xe. Thƣờng máy đặt ở giữa phía dƣới táp lô Việc điều khiển và điều chỉnh rađiôcassette trên xe phải tin cậy và đơn giản đến mức tối đa để tránh cho ngƣời lái xe bị tốn phí nhiều thời gian cho việc điều khiển làm giảm sự chú ý khi đang lái xe. 61 Phải có độ nhạy cao lọc nhiễu tốt vì xe có vỏ sắt kín và trên xe có nhiều nguồn nhiễu. Chịu đƣợc các chấn động cơ học. Chịu đƣợc các biến động của khí hậu nhiệt đọ do xe luôn di động nơi này nơi khác. Âm thanh tốt khỏe phù hợp với ca bin xe và việc đặt hƣớng loa phải phù hợp đảm bảo đƣợc âm giảm sự không đồng đều về tần số âm trên toàn xe. 6.2. Cấu trúc hệ thống và các cụm thiết bị 6.2.1. Bộ thu sóng radio Hình 6.2: Vị trí các chi tiết bộ thu sóng Rađiô 62 6.2.2. Loa bên phía trƣớc. Hình 6.3: Vị trí các chi tiết Loa bên phía trước. 6..2.3. Loa bên phía sau. Hình 6.4: Vị trí các chi tiết loa bên Phía sau 63 6.2.4. Sơ đồ mạch điện hệ thống âm thanh giải trí trên xe Camry 2007 64 6.2.6. Cấu tạo, nguyên lý làm việc của các bộ phận chính trong hệ thống  Cấu tạo Cấu tạo hệ thống âm thanh trên ôtô có nhiều đặc điểm khác nhau tùy vào từng loại xe và cấp nội thất. Trong một số trƣờng hợp khách hàng tự lựa chọn các bộ phận của hệ thống âm thanh tại nơi bán hàng. Nhìn chung hệ thống âm thanh có các bộ phận sau đây. a. Rađiô Ăng ten thu sóng rađiô đƣợc truyền đi từ đài phát thanh và chuyển thành tín hiệu âm thanh rồi gửi tới bộ khuyếch đại. Hình: 6.5: Cấu tạo một hệ thống rađiô đơn giản Phần lớn các rađiô ngày nay đều có thể nhận sóng AM/FM và có một bộ dò sóng điện tử đƣợc điều khiển bằng một máy tính nhỏ b. Máy quay băng /đĩa CD Máy quay băng đọc tín hiệu analog trên băng từ và gửi âm thanh tới bộ khuyếch đại. Thiết bị này có chức năng tự động quay ngƣợc và chức năng chọn tự động vv. Đầu đọc CD đọc tín hiệu số trên đĩa quang rồi thực hiện sự chuyển đổi D/A (số sang analog) và gửi âm thanh tới bộ khuyếch đại. Vì sử dụng tín hiệu số nên âm thanh của đĩa CD có tín hiệu rõ hơn so với băng từ. Một trong những thuận lợi cơ bản của đĩa CD là chúng ta có thể lựa chọn bài hát rất nhanh. c. Bộ khuyếch đại Bộ khuyếch đại đƣợc dùng để khuyếch đại tín hiệu từ rađiô,băng từ,đĩa CDvà gửi các tín hiệu này đến các loa. 65 d. Loa Loa đƣợc dùng để chuyển tín hiệu điện đã đƣợc khuyếch thành dao động âm thanh trong không khí. Để nghe đƣợc tín hiệu âm thanh stereo nhất thiết phải có hai loa.  Đặc điểm - Hệ thống âm thanh trên ôtô cũng nhƣ hệ thống âm thanh ở trong nhà. Tuy nhiên hệ thống âm thanh ở trên ôtô có điều kiện làm việc khó khăn hơn sau dây là một số đặc điểm của hệ thống này. Hình 6.6: Độ mạnh yếu của tín hiệu sóng rađiô - Hệ thống sử dụng điện ắc quy của ôtô Hệ thống âm thanh trên ôtô sử dụng điện từ ắc quy của xe Điện áp của hệ thống là 12V (hoặc 24V) - Hệ thống phải chịu tác động của giao động xe và bụi Hệ thống âm thanh trên ôtô đƣợc thiết kế để chịu các dao động và bụi bặm khi xe chạy trên đƣờng xấu v. v. - Độ nhạy của hệ thống rất tốt Bộ thu sóng rađiô đƣợc thiết kế có độ nhạy cao để có thể nhận đƣợc tín hiệu khi xe chạy qua khu vực có sóng ra đi ô yếu . Độ mạnh yếu của sóng rađiô thay đổi tùy theo vị trí. Thiết bị thu sóng rađiô đƣợc trang bị một mạch (AGC) để điều chỉnh sự thay đổi này - Dễ điều khiển 66 Hệ thống âm thanh trên ôtô đƣợc điều khiển rất dễ dàng khi lái xe . Bộ thu sóng rađiô có các nút bấm và chức năng tự động dò sóng . - Độ nhạy cảm thấp với các nhiễu điện Trên ôtô có rất nhiều thiết bị nhƣ hệ thống đánh lƣ̉a, hệ thống nạp và mô tơ có thể tạo ra nhiễu điện tiếng ồn do điện. Hệ thống âm thanh trên ôtô có rất nhiều mạch điện tƣ̉ để ngăn không cho những nhiễu điện này lọt vào hệ thống . - Ít nhạy cảm với khí hậu nóng lạnh Nhiệt độ trong cabin về mùa hè rất cao trên 80 độ về mùa đông lại rất thấp dƣới 20 độ. Hệ thống âm thanh trên ôtô đƣợc thiết kế để làm việc tốt trong sƣ̣ thay đổi nhiệt độ rộng này.  Nguyên lý làm việc các bộ phận trong hệ thống a. Rađiô - Khái quát Máy thu rađiô lựa chọn chƣơng trình mong muốn từ rất nhiều đài phát . Trong dải sóng phát thanh rađiô có băng FM và AM. Máy thu sẽ nhận các sóng này và phân biệt giƣ̃a băng AM và FM máy thu rađiô có thể nhận cả các sóng thuộc băng AM và FM có hai núm dò sóng cho các băng AM và FM . Việc lƣ̣a chọn các băng này đƣợc thƣ̣c hiện bằng một núm điều khiển. Vì ôtô di chuyển qua rất nhiều vị trí nhƣ thành phố, thị trấn, nông thôn và miền núi nên độ mạnh của sóng rađiô mà máy thu nhận đƣợc qua ăng ten cũng thay đổi rất lớn . Do đó hệ thống rađiô trên xe phải có độ nhạy cao để có thể nhận đƣợc tín hiệu rađiô ở nhƣ̃ng nơi che khuất bởi các tòa nhà hoặc các ngọn núi. Việc giảm tiếng ồn không cần thiết đƣợc tín hiệu bởi các mạch AGC -ATC- ASC. Hình 6.7: Máy thu rađiô - Nguyên lý làm việc của rađiô Băng sóng AM và FM 67 Hình 6.8: Mô tả băng sóng AM và FM Việc phát các sóng ở băng AM và FM khác nhau ở phƣơng pháp điều biến (phƣơng pháp trộn giƣ̃a tín hiệu âm thanh và sóng mang). AM là chƣ̃ viết tắt của điều biến theo biên độ tƣ́c là thay đổi biên độ của sóng mang theo tín hiệu âm thanh . FM là chƣ̃ viết tắt của điều biến theo tần số tƣ́c là biến đổi tần số sóng mang theo tín hiệu âm thanh. Ta có thể thấy sƣ̣ khác nhau khi so sánh sóng phát thanh AM và FM đƣợc th ể hiện trên hình vẽ trên Hình 6.9: Các loại sóng tín hiệu - Chƣ́c năng của rađiô 68 Ngoài việc lựa chọn các chƣơng trình phát thanh thông qua ăng ten rađiô còn loại bỏ những sóng mang tín hiệu điện (sóng mang + tín hiệu âm thanh) để tạo ra tín hiệu âm thanh. Quá trình này đƣợc gọi là sƣ̣ giải điều biến . Hình: 6.10: Mô phỏng mạch giải điều biến Tín hiệu âm thanh của âm nhạc và giọng nói từ đài phát đƣợc trộn với sóng mang và trở thành tín hiệu điều biến do đó để chuyển tín hiệu này thành tín hiệu âm nhạc và giọng nói cần thiết phải loại bỏ sóng mang và chỉ giữ lại tín hiệu âm thanh. Vì việc phát sóng FM sử dụng phƣơng pháp Stereo nên tín hiệu khác nhau giữa bên phải và bên trái đƣợc truyền đi. Do đó máy thu Rađiô FM cũng phải có chƣ́c năng để phân biệt tín hiệu đƣợc tổng hợp đối với bên trái và bên phải. Vì tín hiệu âm thanh do máy thu nhận đƣợc là rất yếu nên cần có bộ khuếch đại để khuếch đại tín hiệu này đủ cho loa phát ra âm thanh. Bộ khuếch đại này có thể đƣợc đặt ngay trong máy thu mà cũng có thể để rời giống nhƣ bộ Stereo + Chức năng thiết lập trước chương trình Bằng cách lƣu trƣ̃ sóng phát thanh vào nút dặt trƣớc “ Preset” ngƣời ta sƣ̉ dụng có thể lƣ̣a chọn chƣơng trình mà mình thích bằng cách nhấn vào nút này + Chức năng tìm kiếm tự động (SEEK) Bằng cách ấn vào nút chọn sóng,các tần số nhận đƣợc sẽ thay đổi theo thứ tự . Khi hệ thống xác định đƣợc độ mạnh nhất định của sóng rađiô nhận đƣợc nó sẽ dừng việc tìm kiếm và phát ra chƣơng trình của đài phát . 69 Hình 6.11: Chức năng tự động tìm kiếm chương trình + Chức năng RSD (Hệ thống dữ liệu Rađiô) RSD là hệ thống truyền số liệu sƣ̉ dụng các kênh trống của sóng FM và là dịch vụ thông tin để truyền các số liệu có ích khác nhau hoặc thông tin khác dƣới dạng văn bản Rađiô, trong chƣ́c năng này thì chƣ́c năng linh hoạt nhất là A Hình 6.12: Chức năng RSD của rađiô - Việc sƣ̉ dụng chƣ́c năng này cho phép tƣ̣ động chuyển sang trạm phát khác có cùng chƣơng trình khi tình trạng nhận sóng tƣ̀ trạm phát hiện tại xấu đi . Bằng cách sử dụng chƣ́c năng BTY tần số sẽ tƣ̣ động điều chỉnh theo đài phát đang phát chƣơng trình yêu thích. Chúng ta có thể thấy các chức năng ngày một pháy triển cao của Rađiô . 70 - Chƣ́c năng AF (thay đổi tần số)“ Đài phát có đƣợc phát cùng một chƣơng trình trên các tần số khác nhau” Chƣ́c năng này cung cấp thông tin về tần số của đài phát đang truyền cùng một chƣơng trình mà ngƣời sƣ̉ dụng thu tƣ̀ các khu vƣ̣c lân cận . - Chƣ́c năng PTY (loại chƣơng trình) xác định nội dung chƣơng trình - Chƣ́c năng này phân loại các chƣơng trình nhận đƣợc là gì và nhận dạng chúng . Ví dụ ngƣời sử dụng muốn nghe chƣơng trình thời sự thì máy thu có thể tự động tìm kiếm đài đang phát chƣơng trình thời sƣ̣ b. Nguyên lý của ăng ten - Khái quát: Ăng ten là cƣ̉a vào tín hiệu của Rađiô vì vậy nó là một phần rất quan trọng để tạo âm thanh tốt. Hai loại ăng ten sau đây đƣợc sƣ̉ dụng trên ôtô là : + Ăng ten cần + Ăng ten in sẵn ở kính sau. Hình 6.13: Các loại ăng ten sử dụng trên ôtô Ăng ten cần có thể đƣợc chia thành các loại sau : + Loại lắp ở bađờsốc trƣớc hoặc sau và loại lắp ở nửa trần xe phía sau . Ăngten loại mô tơ có thể tƣ̣ động dƣ̣ng lên hạ xuống khi bật hoặc tắt công tắc . + Loại ăngten in sẵn ở kính sau có sơn dẫn điện ở trên kính sau . Đặc điểm của loại ăng ten này là không phải nâng lên hạ xuống nhƣ ăng ten cần không gây tiếng ồn do gió và tuổi thọ cao không bị gấp hoặc cọ sát . - Ăng ten và độ nhạy thu sóng 71 Hình 6.14: Độ nhạy thu sóng của ăng ten Sóng rađiô do ăngten bắt đƣợc là những tín hiệu điện có cƣờng độ điện rất yếu đƣợc truyền tới Rađiô thông qua cuộn dây điện gọi là cáp đồng trục. Để thu đƣợc sóng Rađiô vào ăng ten chiều dài của nó phải bằng nƣ̉a chiều dài bƣớc sóng của Rađiô (ví dụ: khi đài phát sóng ở băng sóng AM với tần số 1300 KHz thì ăng ten cần phải có chiều dài là 115m).Không thể đặt một ăng ten dài nhƣ vậy trong ôtô nhƣng ăng ten trang bị trên ôtô cần phải dài tới mƣ́c có thể đƣợc Khi dùng ăng ten cần để nghe đƣợc âm thanh có chất lƣợng tốt thì cần phải kéo dài hết ăng ten. Trong trƣờng hợp ăng ten in sẵn ở kính sau ngay cả một vết xƣớc nhỏ ở chỗ in cũng làm cho độ nhạy giảm đi . - Ăngten và tiếng ồn Tín hiệu điện do ăng ten bắt đƣợc đi vào rađiô thông qua lõi dây của cáp đồng trục. Nếu có bất kì một âm thanh nào khác ngoài sóng rađiô đƣợc đƣa vào thì sẽ có tiếng ồn trong xe Rađiô và việc nghe chƣơng trình Rađiô sẽ rất khó khăn . Hình 6.16: Ảnh hưởng của tiếng ồn tới khả năng thu sóng của rađiô Các trang thiết bị điện trên xe nhƣ hệ thống đánh lửa hệ thống nạp và mô tơ điện tạo ra rất nhều tiếng ồn khác nhau . Để ngăn tiếng ồn này lõi dây của cáp đồng trục đƣợc bọc một lớp bảo vệ. Lớp bảo vệ dạng lƣới này ngăn chặn tiếng ồn và tiếp đất + Ăng ten in trên kính Đây là loại ăng ten đƣợc in trên kính hậu của xe có hình dạng nhƣ hình vẽ bên các hình dạng ăng ten này khác nhau tùy theo kiểu xe . Các tín hiệu điện đƣợc ăng ten thu đƣợc phải đƣợc khuếch đại nhờ bộ khuếch đại . 72 Hình 6.17: Ăng ten in trên kính xe + Ăng ten FM linh hoạt Hệ thống ăng ten này duy trì tình trạng thu tín hiệu tốt bằng cách kết hợp hai ăng ten để loại bỏ tình trạng nhận tín hiệu xấu nhƣ tín hiệu tăng dần hoặc giảm dần . Hình 6.18: Ăng ten FM linh hoạt Nhìn chung loại ăng ten này có một ăng ten chính và một ăng ten phụ . Khi độ nhạy của ăng ten chính kém thì hệ thống sẽ so sánh độ nhạy giữa ăng ten chính và ăng ten phụ để chọn ra độ nhạy tốt hơn. + Ăng ten trên trần xe Ăng ten trần xe chỉ dài bằng 1/8 ăng ten cần thông thƣờng do đó nó không chạm vào đƣờng hầm hoặc cửa ra vào chỗ đỗ xe . Để nâng cao độ nhạy cho ăng ten ngƣời ta lắp bộ khuếch đại lên đế của ăng ten do đó nó có thể nhận sóng rađiô tốt nhƣ 73 ăng ten cần thông thƣờng. Đây là loại ăng ten có thể tháo rời khi ăng ten bị hỏng có thể tháo ra thay bằng cách vặn ngƣợc chiều kim đồng hồ . Hình 6.19: Ăng ten trên trần xe c. Những vấn đề thu sóng rađiô - Khái quát Vì rađiô của xe phụ thuộc vào chiều dài ăng ten và tiếng ồn của xe nên diện tích phủ sóng mà xe có thể nhận đƣợc các chƣơng trình của đài phát là rất nhỏ . Tiếng ồn ở đây là tiếng ồn xung nhìn chung sóng FM cho ta chất lƣợng âm thanh tốt. Tuy nhiên vì ôtô hoạt động ở nhƣ̃ng nơi mà sóng rađiô yếu nên điều này không phải lúc nào cũng đúng. - Sóng phát thanh AM + Mô tả tiếng ồn Sóng phát thanh AM dễ ảnh hƣởng bởi tiếng ồn xung quanh. Nếu có tia lƣ̉a điện ở nơi có sóng rađiô hoặc ở nhƣ̃ng nơi gần tín hiệu giao thông đƣờng dây điện hoặc đƣờng tàu đi thì dễ gây ồn nhiễu . Ngoài ra hệ thống âm thanh ôtô cũng dễ bị ảnh hƣởng bởi tiếng ồn điện tạo ra bởi các bộ phận có lắp đặt các hệ thống âm thanh nhƣ bugi cuộn dây đánh lƣ̉a máy phát điện . Các tiếng ồn từ tự nhiên hoặc các tiếng ồn từ nguồn khác thì có thể dễ dàng tránh đƣợc. + Việc tạo ra tiếng ồn do điện Khi dòng điện chạy trong các thiết bị điện đặc biệt là các cuộn dây mà các thiết bị này đƣợc đóng cắt bằng rơ le hay công tắc thì tia lƣ̉a điện sẽ đƣợc tạo ra giƣ̃a các điểm tiếp xúc. 74 Hình 6.20. Ảnh hưởng của nhiễu điện Các tia lửa này tạo ra các xung điện không mong muốn gọi là “ tiếng ồn “ hoặc “ nhiễu “ sẽ đƣợc bổ sung vào dòng điện đang chạy trong dây dẫn nối với các tiế p điểm của công tắc hay rơ le . Các nguồn gây tiếng ồn khác có thể là máy phát đi ện xoay chiều các dòng điện xung đƣợc tạo ra tƣ̀ ECU động cơ.. v. v Nhƣ̃ng nhiễu điện này có ảnh hƣởng ngƣợc lại tới hệ thống âm thanh ôtô gây ra t iếng ồn ở loa . d. Các biện pháp chống nhiễu điện (tiếng ồn) - Hệ thống đánh lƣ̉a Điện cao áp đƣợc tạo ra tƣ̀ cuộn cao áp đƣợc truyền tới bugi thông qua các dây cao áp điện áp cao này tạo ra các xung nhiễu rất mạnh ở cuộn dây cao áp và bugi . Nhiễu điện này lan tỏa vào nắp capô và tƣ̀ đó đi vào ăng ten rađ iô để ngăn chặn việc tạo ra nhiễu này cần phải thực hiện các biện pháp sau . + Dây cao áp: dùng lõi trở kháng hoặc lõi cuốn làm lõi của dây cao áp để chuyển thành phần nhiễu này thành nhiệt năng . Hình 6.21: Dây cao áp chống nhiễu điện 75 + Các bugi loại có điên trở: Một điện trở đƣợc cấy vào lõi của bugi để giảm nhẹ thành phần nhiễu điện. + Tiếp mát nắp capô: Ngƣời ta dùng giảm chấn nắp cácpô làm bằng cao su dẫn điện để nối nắp cácpô với thân xe. Một số xe có trang bị bộ lọc nhiễu điện cho cuộn dây đánh lƣ̉a trên động cơ. Hình 6.22: Biện pháp chống nhiễu dùng e. Sóng phát thanh FM Sóng phát thanh FM khác với sóng phát thanh AM sự ảnh hƣởng của nhiễu trong khu vƣ̣c phủ sóng là rất thấp và không có phản xạ của tầng điện li . Kết quả là hiện tƣợng tín hiệu sóng giảm dần không xảy ra nhƣng hiện tƣợng nhiễu nhƣ âm thanh giảm dần hoặc hiện tƣợng sóng phản xạ có thể xảy ra - Hiện tƣợng âm thanh giảm dần Vì tần số của sóng rađiô FM cao nên nó bị phản xạ của đồi núi hoặc các công trình bằng bê tông. Khi ôtô chạy trong các khu vƣ̣c này sóng rađiô trở nên rất yếu , âm thanh có thể mất đột ngột và nhiễu nặng có thể xảy ra . Hiện tƣợng này đƣợc gọi là hiện tƣợng sóng âm thanh giảm dần. - Hiện tƣợng đa đƣờng truyền do phản xạ Khi nhận sóng phát thanh FM, sóng rađiô đƣợc truyền trực tiếp từ ăng ten của đài phát và phản xạ bởi các vật cản rồi truyền tới máy thu . Sóng trực tếp và sóng phản xạ cùng 76 truyền một lúc chúng gây nhiễu lẫn nhau và do đó tạo ra nhiễu cũng nhƣ sƣ̣ méo mó tín hiệu. Hiện tƣợng này đƣợc gọi là hiện tƣợng đa đƣờng truyền do phản xạ . Hình 6.23: Hiện tượng đa đường truyền do phản xạ f. Bộ khuếch đại - Khái quát Tín hiệu âm thanh từ băng casset hoặc máy thu rađiô là rất yếu do đó chúng ta không thể nghe đƣợc trƣ̣c tiếp tƣ̀ loa. Bộ khuếch đại là thiết bị dùng để khuếch đại âm thanh tƣ̀ máy quay băng hoặc từ máy thu rađiô sau đó chuyển tới loa . Đối với các máy thu và máy quay băng thông thƣờng bộ khuếch đại đƣợc đặt ngay bên trong . Tuy nhiên gần đây một số bộ khuyếch đại đƣợc thiết kế thành thành một bộ phận trong hệ thống âm thanh Hình 6.25: Bộ khuyếch đại - Cấu tạo của bộ khuyếch đại 77 Bộ khuếch đại gồm có khuyếch đại điều khiển (khuyếch đại sơ bộ) và khuyếch công suất (khuyếch đại chính). Một số bộ khuyếch đại đƣợc thiết kế độc lập một số đƣợc đặt ngay trong máy thu và máy quay băng . Trong sóng phát thanh Stereo Có hai loại tín hiệu do vậy cần phải có hại bộ khuyếch đại đối với loại bốn loa thì hệ thống Stereo cần phải có bốn bộ khuyếch đại . - Bộ khuyếch đại điều khiển Bộ khuyếch đại điều khiển đƣợc dùng để điều khiển khuyếch đại công suất nó đƣợc đặt trƣớc khuyếch đại công suất nó chuyển mạch tín hiệu đầu vào giƣ̃a rađiô và máy quay băng điều khiển âm lƣợng và cân bằng âm thanh , tông giọng.. v. v Nhìn chung việc điều khiển tông giọng gồm có hai loại là giọng trầm và giọng cao . Trong trƣờng hợp này độ mạnh của giọng trầmvà giọng cao có thể điều khiển độc lập. - Khuyếch đại công suất Bộ khuyếch đai công suất khuyếch đại tín hiệu tƣ̀ bộ khuyếch đại điều khiển với một hệ số ổn định và phát thanh ở loa. Do đó khi tín hiệu tƣ̀ bộ khuyếch đại điều khiển yếu thì âm thanh ở loa cũng yếu khi tín hiệu tƣ̀ bộ khuyếch đại điều khiển khỏe thì âm thanh ở loa cũng to. Hình 6.25: Bộ khuyếch đại công suất - Công suất của bộ khuyếch đại Công suất của bộ khuyếch đại cho biết mƣ́c độ âm thanh to nhỏ mà loa có thể phát ra và đƣợc đo bằng đơn vị oát (W) do đó công suất càng cao thì âm thanh càng lớn. Ở hệ thống âm thanh trên ôt ô công suất cần thiết để ngƣời lái có thể nghe đƣợc 78 chỉ là vài oát nhƣng ngƣời ta dùng bộ khuếch đại tới 20–30 oát (W) đó là vì sƣ̉ dụng bộ khuyếch đại có công suất lớn sẽ làm cho âm thanh ít bị méo và dễ chịu g. Loa - Khái quát Loa chuyển tín hiệu đƣợc khuyếch đại ở bộ khuyếch đại thành âm thanh . Hệ thống loa gồm có hai loa ở dải tần số thấp (âm trầm) loa ở dải tần số trung ,loa ở dải tần số cao và loa ở toàn bộ dải tần ngoài ra còn có các loa hai màng và loa ba màng . Loa hai màng thì tách tần số phát lại thành hai dải tƣ̀ thấp đến trung bình và cao và âm thanh ở loa tần số thấp và loa tần số cao để tạo ra âm thanh chất lƣợng cao ở một loa mặt khác loa có 3 màng tách tần số thành 3 dải thấp, trung bình và cao. - Cấu tạo và nguyên lý làm việc của loa Lƣ̣c tƣ̀ trƣờng tạo ra bởi nam châm đƣợc truyền tới đĩa thép và cƣ̣c trung tâm và đƣợc truyền dẫn qua khoảng trống hình trụ giữa các cực. Mặt khác có một cuộn dây chuyển động lên xuống tƣ̣ do trong khoảng chống này . Cuộn dây chuyển động này đƣợc nối với màng loa khi tín hiệu dòng điện đƣợc khuyếch đại bởi cuộn dây chuyển động đi qua thì cuộn dây động chuyển động lên xuống theo dòng điên tạo ra âm. Hình 6.26: Cấu tạo của loa - Trở kháng của loa Trở kháng của loa là giá trị điện trở của loa ƣ́ng với tín hiệu đầu vào và có thể nhìn thấy ở phía cực đầu vào. Gía trị này cho thấy đặc tính đƣợc chỉ ra ở đồ thị bên dƣới và nó đạt giá trị cƣ̣c đại ở một điểm nhất định ở một dải tần số thấp. 79 Trở kháng mà tần số của nó cao hơn tần số cƣ̣c đại và trở kháng có giá trị thấp nhất đầu tiên đƣợc gọi là trở kháng danh nghĩa nhìn chung các giá trị trở kháng là 4 ôm và 8 ôm là phổ biến và cần thiết để đáp ƣ́ng với trở kháng ra tƣ̀ bộ khuếch đại - Đầu vào cực đại cho phép Đây là một chỉ số giới về giới hạn công suất đầu ra tƣ́c thời cƣ̣c đại mà với công suất này không làm rách loa, đơn vị của nó là oát (W), do đó chỉ số này càng lớn thì thiết bị càng có khả năng chịu đƣợc dòng điện lớn . Nếu giá trị đầu vào cƣ̣c đại cho phép quá nhỏ thì loa rất rể bị hỏng. Do đó khi lắp đặt loa hoặc bộ khuếch đại phi tiêu chuẩn thì phải tiến hành thao tác rất cẩn thận h. Máy quay băng - Khái quát Máy quay băng gồm có mạch điện để chuyển âm nhạc hoặc giọng nói ghi trên băng tƣ̀ ở dạng tín hiệu tƣ̀ thành tín hiệu điện và cơ cấu để dẫn động băng. Cấu tạo cơ bản của máy quay băng có thể nghe nhạc ở dạng âm thanh Stereo cũng giống nhƣ máy phát thanh sóng FM. Rất nhiều máy quay băng là một thiết bị đƣợc trang bị kèm với bộ khuyếch đại, rađiô sóng AM/FM đầu đọc đĩa CD v. v. - Nguyên lý hoạt động của máy quay băng Âm nhạc hay giọng nói đƣợc chuyển thành tín hiệu điện nhờ một micrôphôn và đƣa vào máy quay băng . Máy quay băng ghi lại các tín hiệu điện này lên băng casset ở dạng tín hiệu từ khi mở băng casset đã ghi này trên máy quay băng thì tín hiệu từ của băng casset đƣợc chuyển thành tín hiệu điện tín hiệu này đƣợc khuyếch đại nhờ bộ khuyếch đại và truyền tới loa tạo thành âm thanh với mộ t công suất nào đó. - Nguyên lý thu phát Phát lại: Việc phát lại băng casset ngƣợc lại với quá trình thu nhƣng sƣ̉ dụng cùng một cơ cấu nhƣ khi thu băng. Để băng tƣ̀ đã ghi tiếp xúc với đầu tƣ̀ và cho băng tƣ̀ chạy qua đầu từ với một tốc độ không đổi nhƣ khi thu sẽ tạo ra một lực điện động tỉ lệ với lƣ̣c tƣ̀ và hƣớng của tƣ̀ trƣờng trong cuộn dây của đầu tƣ̀ sóng tín hiệu của lƣ̣c điện động sẽ giống với tín hiệu âm thanh của quá trình ghi . Tín hiệu này đƣợc khuyếch đại bởi bộ khuyếch đại rồi truyền tới loa rồi phát ra âm thanh . 80 Hình 6.27: Máy quay băng Cơ cấu kéo băng của máy quay băng Để phát lại một cách chính xác âm thanh đã ghi thì cần kéo băng casset với một tốc độ không đổi (4,76cm/giây). Cơ cấu kéo băng casset với tốc độ không đổi tời kéo đang quay với một tốc độ không đổi tì băng bằng một con lăn cao su (con lăn tì) và kéo băng ra từ ống cuộn phía nhả băng. Một cơ cấu phanh đƣợc bố trí ở ống nhả băng và cơ căng cũng đƣợc bố trí ở đây để tránh làm tuột băng . Ống cuộn băng phải kéo băng bằng tời kéo mà không để trùng băng tuy nhiên vì tốc độ quay ở phía kéo băng thay đổi theo lƣợng băng kéo nên khớp nối truyền chuyển động quay tới ống cuộn băng trong khi lƣ̣c kéo của mô tơ bị trƣợt và do đó băng đƣợc cuộn lại với một tốc độ không đổi Hình 6.28: Cơ cấu kéo băng của máy quay băng i. Máy quay đĩa CD (đầu CD) - Khái quát 81 Đầu đĩa CD có thể là một dạng máy chuyển đổi D /A để chuyển các tín hiệu âm nhạc giọng nói đƣợc ghi ở dạng kỹ thuật số trên đĩa CD thành tín hiệu Analog nguyên bản. Vì tín hiệu số không bị suy biến trong quá trình điều chế tín hiệu việc lặp lại quá trình ghi sẽ làm cho hệ số S/N bị xấu đi nhƣ tín hiệu Analog và do đó không làm giảm dải làm việc hiệu quả. - Đĩa CD “ CD” là một kí hiêu tiêu chuẩn đƣợc thống nhất toàn cầu đƣợc gián vào bên trái. Do đó đĩa CD hoặc đầu đọc đĩa CD mà không có dấu này thì nó không phải là đĩa tiêu chuẩn. CD là một đĩa có đƣờng kính ngoài 120 mm (hoặc 80mm) dày 1,2mm và là một bộ ghi loại gọn gồm 3 lớp: nhƣ̣a trong suốt Pôly cacbonnat lớp màng phản quang bằng nhôm và màng bảo vệ bằng nhƣ̣a - Nguyên lý hoạt động của đầu CD Đầu CD đọc tín hiệu điện theo cƣờng độ của ánh sáng phản chiếu bằng cách phát ra một tia laze lên các lỗ của tín hiệu số đƣợc ghi trên đĩa CD. Sƣ̉ dụng đầu đọc quang học là chi tiết phát ra chính xác 1 tia laze lên đĩa CD sau đó nó nhận các tín hiệu phản xạ ánh sáng và từ cƣờng độ ánh sáng nhận đƣợc từ đi ốt quang và dòng điện tạo ra đƣợc sƣ̉ dụng nhƣ là tín hiệu âm thanh Hình 6.28: Cơ cấu đọc tín hiệu đĩa CD sử dụng điốt laze 2.2.7. Màn hình ti vi a. Sơ đồ khối tổng quát của Ti-vi mầu Sơ đồ khối tổng quát của Ti-vi mầu về mặt chức năng có thể chia làm hai nhóm chính nhƣ sau: 82 Nhóm thứ nhất - Có chức năng tạo ánh sáng trên màn ảnh: Bao gồm khối nguồn nuôi, khối quét dòng và khối quét mành. Nhóm thứ 2 - Có chức năng thu và xử lý tín hiệu hình ảnh và âm thanh: Bao gồm: Bộ kênh và trung tần, khối chuyển mạch AV, khối xử lý tín hiệu chói, khối giải mã mầu, khối khuyếch đại công suất sắc màu và khối đƣờng tiếng, các khối trong nhóm này hoạt động sau nhóm thứ nhất. Hình 6.29Sơ đồ khối tổng quát tivi mầu b, Nguyên tắc truyền hình ảnh mầu Tất cả các nguyên tắc của truyền hình đen trắng đều đƣợc tận dụng ở truyền hình mầu, nói khác đi truyền hình mầu trƣớc hết phải làm lại các công việc đã có của truyền hình đen trắng. Điểm khác biệt giữa truyền hình đen trắng và truyền hình mầu 83 chỉ ở chỗ: Thay vì chỉ truyền đi cƣờng độ sáng của từng điểm ảnh thì bây giờ truyền hình mầu phải truyền đi cả tính chất về mầu sắc của từng điểm ảnh đó. c, Phân tích ảnh mầu thành ba hình ảnh đơn sắc Một bức ảnh mầu gồm hàng nghìn mầu sắc khác nhau, nhƣng truyền hình mầu không truyền đi tất cả các mầu sắc đó mà chỉ truyền đi ba mầu cơ bản của mỗi điểm ảnh. Mỗi hình ảnh mầu đầy đủ đƣợc hệ thống lọc mầu phân tích thành ba hình ảnh đơn sắc mang ba mầu cơ bản nhƣ sau: Hình 2.50: Quá trình phân tích hình ảnh mầu thành 3 hình ảnh đơn sắc trong Camera d, Biến đổi các bức ảnh đơn sắc thành các tín hiệu mầu R - G -B Một bức ảnh mầu trong tự nhiên, sau khi tạo ảnh qua thấu kính chúng đƣợc phân tích thành 3 bức ảnh thông qua lăng kính và các gƣơng phản xạ, ba bức ảnh đi qua ba kính lọc mầu là lọc mầu đỏ, lọc mầu xanh lá cây và lọc mầu xanh da trời, khi bức ảnh đi qua kính lọc mầu đỏ, các mầu khác bị kính lọc hấp thụ còn lại mầu đỏ đi qua và hội tụ trên màn kim loại trong suốt một bức ảnh chỉ có thành phần mầu đỏ, tƣơng tự bức ảnh đi qua kính lọc mầu xanh lá cây cũng cho bức ảnh hội tụ chỉ có mầu xanh lá cây, bức đi qua kính lọc xanh da trời cũng cho bức ảnh chỉ có mầu xanh da trời, cuối cùng các bức ảnh đơn sắc này đƣợc chuyển đổi thành tín hiệu điện thông qua nguyên lý quét. Sau khi phân tích thành 3 bức ảnh, các bức ảnh đƣợc đổi thành tín hiệu điện thông qua nguyên lý quét, bức ảnh đƣợc tia điện tử quét từ trái qua phải, từ trên xuống dƣới với vận tốc15625 dòng/giây, tín hiệu điện lấy ra từ lớp phim là tín hiệu Video mang thông tin về độ chói của mầu sắc ảnh, bức ảnh mầu đỏ cho ta tín hiệu Video đỏ 84 gọi là tín hiệu R, bức ảnh mầu xanh lá cây cho ta tín hiệu G, bức ảnh mầu xanh da trời cho ta tín hiệu B. Hình 6.30: quá trình quét bức ảnh mầu xanh lá tạo ra tín hiệu e, Quá trình điều chế tín hiệu mầu R - G - B thành tín hiệu Video tổng hợp Ba tín hiệu R, G, B là các tín hiệu mầu có cả thành phần chói, nếu truyền trực tiếp các tín hiệu này sang máy thu thì các máy thu đen trắng sẽ không nhận đƣợc tín hiệu nhƣ mong muốn, vì vậy để tƣơng thích với các máy thu hình đen trắng vốn vẫn còn đƣợc sử dụng rộng rãi, ngƣời ta phải tách thành phần tín hiệu chói (Y) ra khỏi các tín hiệu mầu thông qua mạch Matrix. Sau khi tách, các tín hiệu mầu trở thành tín hiệu thiếu chói và có ký hiệu là R - Y, G - Y, B - Y, các tín hiệu này tiếp tục đƣợc điều chế vào sóng mang phụ f.osc để tạo thành tín hiệu C (Choma - sóng mang mầu) cuối cùng tín hiệu C lại đƣợc trộn với tín hiệu chói thông qua mạch trộn tín hiệu Mixer để tạo ra tín hiệu Video tổng hợp. 85 Hình 6.31: Quá trình điều chế tín hiệu mầu f, Quá trình giải mã tín hiệu mầu ở máy thu hình. Giả sử ta cắm trực tiếp tín hiệu Video tổng hợp sang máy thu theo đƣờng AV, quá trình giải mã và tổng hợp tín hiệu để khôi phục lại hình ảnh gốc đƣợc minh hoạ nhƣ hình dƣới đây. Tín hiệu Video đi vào máy thu hình đƣợc khuyếch đại đệm qua mạch Damper sau đó tín hiệu tách làm hai đƣờng, tín hiệu Y đi tới mạch xử lý Y, tín hiệu C đi tới mạch giải mã. Mạch xử lý chói: khuyếch đại tín hiệu Y, thay đổi độ tƣơng phản và độ sáng của ảnh sau đó cung cấp tín hiệu Y cho mạch ma trận. Mạch giải mã: Giải mã tín hiệu sóng C để tái tạo lại ba tín hiệu mầu thiếu chói là R-Y, G-Y và B-Y . 86 Hình 6.32: Quá trình giải mã tín hiệu mầu ở máy thu hình. Mạch ma trận: trộn tín hiệu mầu thiếu chói với tín hiệu chói => để tái tạo lại tín hiệu mầu đầy đủ R, G, B cung cấp cho đèn hình mầu. g, Quá trình tổng hợp hình ảnh mầu trên đèn hình Đèn hình mầu là thiết bị vừa làm nhiệm vụ tái tạo lại hình ảnh, vừa tổng hợp ba bức ảnh đơn sắc thành bức ảnh mầu đầy đủ mầu sắc ban đầu, đèn hình có ba katốt là KR, KG, KB phát xạ ra ba dòng tia điện tử mang thông tin về ba bức ảnh mầu, ba tia điện tử quét trên cùng một màn hình => tạo thành ba bức ảnh mầu chồng khít lên nhau => hình ảnh tổng hợp từ ba bức ảnh đơn sắc cho ta bức ảnh b