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1、主動式自動頭燈系統電之設計及改裝研究 1/11 篇名 主動式自動頭燈系統電之設計及改裝研究 蔡文。國內埔農工。汔科三甲班。 徐維壕。國內埔農工。汔科三甲班。 陳中。國內埔農工。汔科二甲班。 壹前言 在汽的燈光系統中，頭燈等於是汽的眼睛，主要是看清前方道是否有障礙物或是提醒過人有子要經過，同時也讓其它的人知道這有子存在。一般輛之頭燈系統必須由駕駛者手動操作，依外界光線明暗以適時換小燈、大燈之近光燈、大燈之遠光燈等。而我們能常常在道上發現，有很多人因為燈之光源就能看清面而忽將本身之燈光打開，這可能造成別人因沒注意到您而發生禍。另外，在沒有燈之道上駛時，我們可能使用遠光燈以使可視範圍遠，所以有些人可
2、能在燈稀少的道上開遠燈，到市區卻忘換回，造成燈光直接投射在駕駛者的眼睛上而看清楚道，因此可能造成危險。在台市區規定，在黃昏至夜晚未開頭燈者，警察是可以發罰單的。 雖然在一些較先進的輛已搭配有自動頭燈系統功能，但其只能在無燈光及近光燈間換。而且其光源感測較精確，所以如光線受雲或物體陰影遮蔽就可能會發生在白天中自動開燈之現象。因此，市面上之自動頭燈系統皆另外裝置一換開關以決定是否打開此功能。而一般使用者通常都選擇關閉此功能，所以目前之自動頭燈系統可毫無用武之地。因此，本研究設計一主動式自動頭燈系統系統電。所謂主動式，即用再裝置任何換開關。駕駛者可自操作以變換同燈光，如駕駛者沒有自操作時，則主動式自
3、動頭燈系統會主動打開燈光，並依外界明暗以適時自動地換小燈、近光燈及遠光燈。這樣就能減少駕駛者分心去操作燈光系統，並減少因看清楚而發生之禍。 本研究包含汽科汽電子學、汽學及電系實習課程，搭配汽聲光系統教學。 貳正文 一、研究目的 本研究的目的為，設計並製作主動式自動頭燈電並將其改裝至傳統頭燈系統。其能依外界光源適時換小燈、近光燈及遠光燈，以避免必要之禍產生。 二、研究設備器材 1. 電源供應器 4. 個人電腦 2. 燈光系統平台(自製) 5. 照計 3. 8051 單晶片燒器 6. 焊槍 6. 電子材： 電阻器、LED 燈、七段顯示器、8051 單晶片、光敏電阻 電晶體、繼電器、電板、IC080
4、4、IC7805 2三、研究過程或方法 首先，介紹傳統頭燈系統及目前裝置於上之自動頭燈系統。傳統頭燈系統之電圖， 如圖一所示。在綜合開關中 OFF、1ST、2ND 為燈控制桿旋轉之換位置，A、B、C 為燈控 制桿下中上之換位置。當燈控制桿旋轉置於 OFF 時為關閉頭燈、1ST 位置為開啟小燈、2ND 位置為開啟小燈及頭燈。當燈控制桿下中上置於 C 於為直接遠燈而 AB 位置僅在開啟頭燈時 作用，A 為開啟遠光燈、B 為開啟近光燈。在傳統頭燈系統中，駕駛者必須操作燈控制桿以 換小燈及頭燈。 目前裝置於上之自動頭燈系統，如圖二所示。紅色線部份為自動頭燈系統電，當 換自動頭燈時則如同傳統式頭燈，需如
5、駕駛者自己操作燈控制桿以換燈光。當駕駛者 換至自動頭燈及點火開關 ON 時則紅色線電作用。當自動頭燈電作動時，藉由光敏電 阻之電阻值會隨光源變化之特性以轉換成至電晶體之電壓變化。當光源大時則光敏電阻之電 阻值小，至電晶體之電壓小而使電晶體作用，則繼電器也作動，小燈及近燈亦。當 光源小時則光敏電阻之電阻值大，至電晶體之電壓超過 0.7V 以上會使電晶體作用，則繼電器 作動並使小燈及近燈點。此種自動頭燈系統電可由廠家依選擇電阻器及光敏電阻之範圍 值設定何種光源以下時作動燈光，雖然成本高但設計簡單導致實用性佳。 保險絲 電瓶 搭鐵 綜合開關 近燈 遠燈 小燈 圖一 傳統式頭燈系統電圖 光 敏 電 阻
6、 電晶體 繼電器 遠燈 近燈 點火開關 IG 自動頭燈換開關 圖二 目前用自動頭燈系統電圖 小燈 3本研究所設計之主動式自動頭燈系統使用個光敏電阻，一個裝於頭以感測前之光源、另一個裝於擋風玻璃駕駛室內以感測上方光源。籍由光敏電阻轉換位訊號之電將外界光源變化送至 8051 單晶片，並由 8051 單晶片運算出光源之明暗以適時點小燈、近光燈或遠光燈。以下將詳述電設計、單晶片程式及光源測定方式。 01.電設計 為轉換光敏電阻之電阻值變化成電壓訊號並傳送至 8051 單晶片，首先設計一由光敏電阻至位訊號之轉換電，如圖三所示。因此，可用光源、照計及此電得知光源照(LUX)與輸出位訊號之關係。 圖三 訊號
7、轉換電圖 最後設計主動式自動頭燈系統改裝電，如圖四。黑色線為傳統頭燈系統，紅色線則為主動式自動頭燈控制電。在電源部份，當點火開關 ON 時才供給自動頭燈控制電電源，以避免子在鑰匙拔況下仍點燈光系統而耗損電。在光源測方面，本研究使用個光敏電阻電並分別安裝於前及內 。 當前及內光源皆低於小燈點標準時(黃昏時)則作動小燈、當前及內光源皆低於近光燈點標準時(夜晚並有燈)則作動近光燈及小燈、當前及內光源皆低於遠光燈點標準時(夜晚無燈)則作動遠光燈及小燈。另外，當作動遠光燈後，前光源高於設定光源(表示會中)而內光源未超過設定光源，則將遠光燈換回近光燈以避免在會中影響別人之視線而避免禍之產生。 另外，為避免
8、駕駛者操作及主動式自動頭燈作動以產生近光燈及遠光燈同時點之現象，本研究將遠光燈改為完全由 8051 單晶片控制。當駕駛者操作遠光燈而近光燈仍受自動頭燈系統電點時，可能造成遠光燈及近光燈同時點，所以 8051 單晶片可依駕駛者操作燈控制桿遠光燈時之訊號再控制遠光燈點，並同時關閉近光燈。等駕駛者沒有操控時，再換回原之近光燈。 4圖四 主動式自動頭燈系統電圖 表、程式設計及明： 編 號 程式設計 程式明 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 START： BEGIN： ORG JMP ORG LAMP_SV LIGHT1_SV LIGHT2_SV
9、DATA DATA1 DATA2 IRQ MOV MOV MOV MOV MOV CLR 00H START 50H EQU 34H EQU 35H EQU 36H EQU 37H EQU 38H EQU 39H REG P3.2 A, #00H P2, A LAMP_SV, #50H LIGHT1_SV, #27H LIGHT2_SV, #03H P1.0 記憶體使用初始位置 宣告 資變宣告 將暫存器 A 清為 將 PORT 2 清為 設定 LAMP_SV 值為#50H 設定 LIGHT1_SV 值為#27H 設定 LIGHT2_SV 值為#03H使用 P1 以選擇輸入訊519 20 21
10、22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 COMP： TURN_LIGHT2： COMP1： NO_EQU： CLR CALL MOV SETB SETB CALL MOV MOV CALL MOV CALL MOV CALL MOV CALL JMP JNB JNB CLR SETB JB SETB CLR JMP SETB JB CLR MOV MOV ANL ANL CJNE MOV SUBB JN
11、B JMP SUBB JNC P1.1 READ_DATA DATA, A P1.0 P1.1 READ_DATA DATA1, A R3, LAMP_SV COMP R3, LIGHT1_SV COMP R3, LIGHT2_SV COMP R5,#50 DELAY BEGIN P1.4, COMP1 P2.1, TURN_LIGHT2 P2.1 P2.2 P1.4, $ P2.1 P2.2 COMP1 P2.2 P1.4, $ P2.2 A, DATA DATA2, R3 A, #F0H DATA2,#F0H A, DATA2, NO_EQU A,DATA A, R3 AC, NO_OP
12、COMP2 A, DATA2 NO_OP 號之源。#00H 為 內光敏電阻轉換之訊 號、#02H 時為外光 敏電阻轉換之訊號 將 小 燈 設 定 值 輸 入 R3，並比較光敏電阻轉 換值與 R3。 將近光燈設定值輸入 R3，並比較光敏電阻轉 換值與 R3。 將遠光燈設定值輸入 R3，並比較光敏電阻轉 換值與 R3。 程式跳至 BEGIN 重新執 檢查是否手動遠光燈 檢查近光燈是否已經點 關近光燈 開遠光燈 等待手動遠光燈是否關 閉 開近光燈 關遠光燈 開遠光燈 等待手動遠燈是否關閉 關遠光燈 比較 R3 與內光敏電 阻轉換值，轉換值較大 時則跳至 NO_OP 迴圈661 62 63 64 65
13、 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 COMP2： NO_EQU1： ACT： GO_ON： GO_ON1： PASS： NO_OP： NO_OP1： READ_DATA： MOV MOV ANL ANL CJNE MOV SUBB JNB JMP SUBB JNC MOV CJNE MOV RET JB CJNE MOV RET MOV MOV SUBB JNC SETB RET CLR RET MOV
14、 CJNE MOV RET RET MOVX JB A, DATA1 DATA2, R3 A, #F0H DATA2,#F0H A, DATA2, NO_EQU1 A,DATA1 A, R3 AC, NO_OP ACT A, DATA2 NO_OP A, R3 A, LAMP_SV,GO_ON P2, #01H PSW.5, GO_ON1 A,LIGHT1_SV,GO_ON1 P2, #03H P2, #05H A, LIGHT2_SV A, DATA1 PASS PSW.5 PSW.5 A, R3 A, LAMP_SV,NO_OP1 P2, #00H R0, A IRQ, $ 比較 R3 與
15、外光敏電 阻轉換值，轉換值較大 時則跳至 ON_OP 迴圈程式至此表示個光 敏電阻轉換值低於作 動設定值。 因此，判斷是否為低於 小燈設定值。是則作 動小燈、否續判為近 光燈或遠光燈。 判斷是否已點遠光 燈，如已點遠光燈則 作動近光燈。 判斷是否如低於近光 燈設定值。是則作動 近光燈、否續判為遠 光燈。 當外界光源大於小燈 作動條件時，將燈光全 部關閉 7103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 DELAY： $1： MOVX RET MOV MOV DJNZ DJNZ DJNZ RET END A, R0 R6, #50 R7, #100 R7, $ R6, $1 R5, DELAY 取光敏電阻之轉換 訊號之副程式 延遲
