Sistem de faruri adaptive [626162]

Universitatea POLITEHNICA din București

Facultatea de Electronică, Telecomunicații și Tehnologia Informației

Sistem de faruri adaptive

Ρroiect de diplomă

prezentаt cа cerință pаrțiаlă pentru obținereа titlului de

Ιnginer în domeniul Electron ică și Τelecomunicаții

progrаmul de studii de licență Electronică Aplicată

Ϲonducător științific Absolvent

Ș.l. dr. ing. Lucian Andrei PERIȘOARĂ Constantin MATEI

2016

Cuprins

Introducere………………………………………………………………………………………………….. ..9

Capitolul 1 . Introd ucere în domeniul farurilor adaptive….. …………… ……………….11
1.1. Definiția farurilor adaptive……………………………………………………….. …………………………. …….. 11
1.2. Clase de faruri adaptive……………………………………………………………………….. …………………….. 12
1.3. Arhitectura unui sistem de faruri adaptive …………………… …………………….. …………………………14
1.4. Funcțiile iluminării folosind sisteme de faruri adaptive………………………….. ………………………1 6
1.5. Implementarea farurilor adaptive în Europa și America de Nord……………………………………..1 8

Capitolul 2 . Senzori………. …………………………………………………………………….. ……… 21
2.1. Senzori de lumină…………………………………. ………………………. …………………………………………. 21
2.2. Fotorezistoare ……….. ………………………… ………………………………. ………………………………………. 23

Capitolul 3 . Implementarea hardware a sistemului……. ………………………………….2 7
3.1. Schema bloc și principiul de funcționare…………………………………………………… …………………2 7
3.2. Arduino………………………………………………………………………………………………….. ……………….. 31
3.2.1 Prezentare generală Arduino……………………………………. …………………………………………….. 31
3.2.2 Utilitatea plăcii Arduino…………………………………………………………………………………. ……… 32
3.2.3. Tipuri de plăci Arduino………………….. …………………………………………………………………….. 33
3.3. Releu……………………………………………………………………………………………………. ………………….3 5
3.3.1. Caracte risticile unui releu……………………………………………………………………………………. ..35
3.3.2. Tipuri de relee…………………………………………………………………………………………. …………..3 6
3.3.3. Relee electromecanice……………………………………………………………………………………. …….3 6
3.3.4. Relee semiconductoare…………………………………………………………. ……………………………… 39
3.4. Potențiometru………………………………………………………………………………. …………………………..4 1
3.5. Servomotor………………………………………………………………………………. ………………………………4 2

Capitolul 4. Implementarea software a sistemului………………. …………………………4 5

Concluzii…………………………………………………………………… ………………………. ………..4 9

Bibliografie………………………………………………………………………………………………. ….51

Anexe…………………………………………………………………………………………….. ……………. 53

Listă figuri

Fig 1.1 Far adaptiv cu LED ……………………………………………………………………… …11

Fig 1.2. Funcțiile standard ale unui far adaptiv ………………………………………………………………………1 2

Fig 1.3.a. Rețeaua un ei structuri de automobile …………………………………………………………………….1 4

Fig 1.3.b. Rolul controlerului AFS într-un sistem de far uri adaptive ……………………………………….1 5

Fig 1.4.a. Comparație de iluminare între faruri ad aptive și faruri standard ………………………………..1 6

Fig 1.4.b. Diferența între distribuția de lumină a AFS în reprezentare logaritmică ……………………..1 7

Fig 1.4.c. Modul în care luminează farurile adapti ve pe timp de noapte în curbe ………………………. 17

Fig 2.1. Senzor de lumină …………………………………………………………………………………………………… 21

Fig 2.2. Celula fotovoltaică …………………. …………………………………………………………………………….. 22

Fig 2.2.1 Fotorezistor …………………………………………………………………………….. ………………………… .23

Fig 2.2.2 Circu it LDR ………………………………………………………………………………. ……………………….24

Fig 2.2.3. Componentele unui fotorezistor ………………………………………………………………………… ….24

Fig 3.1. Schema bloc a proiectului ………………………………………………………………………………………. 27

Fig 3.1.2 Machetă finală………………………………………………………………………… …………………………..29

Fig 3.1. 3.Montaj Arduino ……………………………………………………………………………………………………3 0

Fig 3.1. 4. Aprinderea farurului stâng la efectuarea virajului …………… ……………………………………….3 9

Fig 3.1. 5. Aprinderea farurului drept la efectuarea virajului ……………………………………………………31

Fig 3.2.1. Placă Ard uino UNO ……………………………………………………………………………………………. 32

Fig 3.3.1. Releu 5V……………………………………………………………………………………… ……………………. 33

Fig 3.3.3.a. Schema unui releu cu contact normal deschis ………………………………………………………. 35

Fig 3.3.3.a. Schema unui releu cu contact normal închis ………………………………………. ……………….. 36

Fig 3.3.3. c. Releu electrom ecanic ………………………………………………………………………………………… 37

Fig 3.3.3. d. Releu de uz general Siemens …………………………………………… ………………………………… 38

Fig 3.3.4. a. Releu cu comutare analogică ……………………………………………………………………………… 39

Fig 3.3.4.b. Releu cu comutare analogică……………………………….. …………………………………………….40

Fig 3.4.1.a Potenț iometru…………………………………………………………………………………………………… 41

Fig 3.4.1. b Potențiometru 100 K …………………… …………………………………………………………………….2 2

Fig 3.5.a. Servomotor ………………………………………………………………………………………………………… 43

Fig 3.5.b. Componentele un ui servomotor ……………………………………………………………………………. 43

Fig 3.5.c. Servomotor AC …………………………………………………………………………………………………… 44

Fig 3.5 .d. Servomotor DC ………………………………………………………………………………………………….. 44

Fig 4.1. Instanță de cod scrisă în Arduino IDE ………………………………………………………………… ……45
Fig 4.2. Schema software bloc a programului…………………………………………………. ……………………. 47

Listă acronime

AFS- Adaptive Front Lighting S ystem

ECU – Electronic Control Unit

ISO- International Organ ization of Standardization

CAN – Controller Area Network

BCM –Body Control Module

LIN- Local Interconnect Netwok

EPS- Electronic Power Steering

ESP- Electronic Stability Program

HID- High -Intensity Discharge

CCD – Charge -Coupled Device

LDR – Light De pendent Resistor

DRL – Daytime Running Lights

IDE- Integrated Development Environment

PWM – Pulse -width modulation

LED – light emitting diode

SRAM – Static Random Access Memory

EEPROM – Electrically Erasable Programable Read -Only Memory

AC- Alternative Current

DC- Direct Current

9

Introducere

În prezent, industria automobilistică este într -o continua creștere pe zi ce trece ,
reprezentând unul dintre cele mai importante sectoare economice ca și venit. Conform ultimelor
statistici, în 2015 , existau aproximativ 1 miliard și 280 de milioane de automobile pe Glob
presupunându -se ca peste 20 de ani cifra s ă ajungă la 2 miliarde. Cele mai importante piese de
desfacere sunt Statele Unite și China, în SUA reg ăsindu -se un sfert din numărul total de mașini
prezentate pe suprafața Terrei, procentul fiind de un automobil la 1,3 oameni.

La sfârșitului anului 2014, în țara noastră existau 6,27 milioane de automobile. Dezvoltarea
continuă a acestei piețe este posi bilă doar prin inovații continue a tot ce dă acuratețe, calitate și
esteticul unei mașini (motorul, transmisia, axul planetar, frânele, suspensiile și direcția, faruri
,culoarea etc.) . Farurile adaptive sunt considerate ca fiind o componentă principal ă a conceptului de
iluminare inteligentă, concept intocmit pentru a crește siguranța conducătorului auto sau a
vehiculului. În țara noastră conceptul a fost introdus destul de târziu , la începutul anului 2011,
implement ând o regulă strictă și anume , ca fiecar e vehicul să conțină sistemul DLR (lumini de
rulare pe timp de zi).

Contribuția personală

Lucrarea de față este structurată în patru mari capitole, fiecare având rolul lui diferențial.

În primul capitol este evidențiat în amănunt conceptul de far adapt iv, principiul de
funcționare al unui far adaptiv, necesitatea de implementare al unui astfel de sistem și condițiile în
care a fost adoptat. De asemenea, sunt prezentate în mod succint toate diferențele și asemările între
un far standard și un far adaptiv .
Partea practică a acestui proiect constă în realizarea unui sistem de faruri adaptive pentru
automobile folosind o placă de dezvoltare Arduino cu un microcontroler pentru a realiza diferite
funcții ce întăresc veridicitatea tranziției de la faruri st andard la faruri adaptive, funcții ce nu sunt
comune farurilor standard, și anume: aprinderea farurilor în condiții de iluminare redusă,
comutarea automată între faza de întâlnire și faza de drum, aprinderea proiectoarelor
suplimentare la efectuarea unui viraj sau reglarea automată pe înălțime a farurilor principale în
funcție de înclinarea autovehiculului. Pentru aceasta, în capitolul doi al acestei lucrări am
prezentat toți senzorii utilizați pentru a realiza aceste funcții, capitolul trei însemnând part ea
hardware a proiectului, unde este prezentată în amânunt schema bloc prin care a fost posibilă
întocmirea proiectului, componentele fizice și principiul de funcționare pe care se bazează
sistemul de faruri adaptive ( sunt prezentate placa de dezvoltare Arduino, releele folosite sau
rolul fiecare tip de senzor în parte în cadrul proiectului).
Partea software a proiectului conține programul pentru microcontroler care descrie în
detaliu fiecare tip de funcție creată. Pentru a fi clară funcționarea și expli carea fiecărei tip de
funcție sunt realizate scheme logice pentru fiecare funcție în parte.

10

11

Capitolul 1 – Introducere în domeniul farurilor adaptive

1. Definiția farurilor adaptive

Farurile adaptive sunt o caracteristică de sigu ranță activă ce au menirea de a face
conducerea pe timp de noapte sau în condiții de iluminare redusă, mult mai sigură. Acest fapt este
posibil prin creșterea vizibilității în jurul curbelor și prin dealuri. Atunci când se conduce pe o
bandă de stradă , farurile standard continuă să strălucească drept înainte, iluminând pa rtea laterală a
drumului și lăsând drumul din faț a șoferului în întuneric. F aruri le adaptive, pe de altă parte, pornesc
luminile în funcție de direcția vehicului fâcand astfel posibilă o s esiune de condus mult mai liniștită
și mai protejată din punct de vedere al eventualelor accidente.

În mod similar, atunci când un vehicul cu farurile standard se află pe un vârf al unui deal,
farurile temporare se orientează spre cer. Acest lucru face d ificil pentr u șoferi să vadă calea de
urmat. În contrast, faruri le adaptive folosesc un sistem de auto -nivelare, care indică fasciculul de
lumină în sus sau în jos, în funcție de poziția vehiculului. Farurile adaptive mai sunt numite și faruri
active.

Un sistem de faruri adaptiv e reprezintă o parte de siguranță al unui automobil ce oferă o
viziune optimizată șoferului în timpul nopții prin adaptarea unghiului de intensitate al luminii ,
judecând după direcția mașinii, condițiile meteo și rata de înclinare a autovehiculului. Conceptul de
far adaptiv este definit mult mai simplist conform ECE324 -R123 , acesta fiind un dispoz itiv de
iluminare, ce produce raze de lumin ă cu diferite caracteristici pentru adaptare automat ă la diferite
condiț ii atunci când se utilizează faza scurt ă sau fază lungă.

Fig 1.1 Far adaptiv cu LED

12

2. Clase de faruri adaptive

În mod standard , clasele de faruri adaptive sunt împărțite astfel:

 Clasa V (Clasa farurilor de oraș)

 Clasa C (Clasa farurilor de bază)

 Clasa E (Clasa farurilor pentru autostradă)

 Clasa W (Clasa farurilor de drum umed)

 Lumini statice în viraje .

 Lumini dinamice în trepte sau în nivele.
Clasa V (Clasa farurilor de oraș): La o viteză mai mare de 50 km/h farurile de oraș produc o
distribut ie mai largă a luminii la un interval mai redus, ajuntând conducătorii auto să poată vizualiza
mult mai clar pietonii de -a lungul drumului.

Clasa C (Clasa farurilor de bază): Farul de bază ilumineză colțul din stânga și din dreapta
drumului mult mai coer ent și intens decât farurile convenționale.

Clasa E (Clasa farurilor pentru autostradă): Farurile pentru autostradă improvizea ză
vizibilitatea pe autostrăzi . De la 100 km/h farul iluminează drumul semnificativ mai departe și se
concentrează mai mult pe c olțul din partea stângă a drumului. Lumina de autostradă se schimbă
automat la o viteză mai mare de 100 km/h.

Clasa W ( Clasa farurilor de drum umed ): Aceste lumină este activată atunci când senzorul
de ploaie detectează dacă sunt precipitații existente de-a lungul parbibrizului de mai mult de 2
minute. Colțurile drumului sunt iluminate mai puternic pentru o orientare mai bună la liniile
detectoare.

Fig 1.2. Funcțiile standard ale unui far adaptiv

13
Luminile statice în viraje ajută manevrele conducăt orului auto pe drumuri de șosea dificile.
La viteze mai mari 40 km/h în curbe, o lumină suplimentară se aprinde atunci când indicatorul este
activat sau volanul se se schimbă de la stânga la dreapta cu 90 grade.

Pivotarea și nivel ul dinamic:

Nivel ul: Sistemul de faruri adaptive adjustează direcția proiectorului vertical conform cu
senzorul de înalțim e pe șasiul din față și spate. Reglarea unghiul de înclinare a farurilor conform
transferului de sarcină statică a vehiculului se numește nivel stati c, în timp ce regla rea unghiului de
înclinare a farurilor conform conform transferului de sarcină dinamică a vehiculului
(acceler are,decelerare) se numește nivel dinamic .

Pivotarea: Sistemul de faruri adaptive pivotează luminile pe orizontală judecând după
intrarea senzorului unghiului de direcție și viteza mașinii. Sistemul asigură o viteză în curbă până la
15 grade; obstacolele devin mai ușor vizibile. [1]

Farurile adaptive sunt de ajutor la deplasarea pe drumur ile sinuoase pe timp de noap te, sau
în alte condiții de luminozitate scăzută. Ele pot aborda multe situații potențial periculoase, inclusiv:

 Un animal care se află pe drum sau în jurul unei curbe slab luminate.

 Un vehicul ce se află pe sens opus de conducere și alunecă accidental p e banda de conducere
a șoferului.
Farurile adaptive redirecționează lumina conform direcției în care circulă vehicului propriu.

Sistemele de faruri adaptive sunt formate din mai multe componente secundare, care sunt
monitorizate ș i controlate de către o unitate de control electronic (ECU). Subcomponente includ:

 senzori de viteză a roții care monitorizează viteza de rotație a fiecărei roți.

 un senzor de girație care urmărește un vehicul ce se află în mișcare, de exemplu, atunci câ nd
se află la un colț de cotitură.

 un senzor de intrare de direcție, care monitorizează unghiul volanului.

 motoare mici, atașate la fiecare far.
Datele de la senzori sunt interpretate de ECU (Electronic Control Unit) , care determi nă apoi
viteza vehiculu lui , unghiul și lungimea curbei cu care negociază. ECU direcționează motoarele
atașate fiecărui far pentru a trece fasciculul la gradul specificat de ECU. Cele mai multe sisteme de
faruri adaptive pot transforma farurile de până la 15 de grade pe fiecare parte. Versiunile mai noi ale
sistemului de faruri au avansat intervale mai mari de mișcare.

Cele mai multe configurații de faruri adaptive includ, de aseme nea, un sistem de autonivel .
Un sistem de auto nivel include un senzor de nivel care transmite infor mații la ECU cu privire la
poziția vehiculului, în special dacă acesta este înclinat înainte sau înapoi. Farurile sunt apoi
deplasate în sus sau în jos pentru a corecta poziționarea vehiculului.

14
În 2008, farurile adaptive reprezentau o tehnologie relativ nouă de siguranță, astfel încât nu
exist au date limitate cu privire la eficacitatea lor. Cu toate acestea, Institutul de Asigurare pentru
Siguranța Rutieră din Statele Unite a definit accidentele unde farurile ad aptive ar fi relevante și
anume: în cazul coliziunilot față -spate pe timp de noapte și în cazul coliziunilor puternice pe
partea din spate a vehicului. Institutul de Asigurare pentru Siguranță Rutieră, de asemenea, a
confirmat faptul că s -a produs o limitare a numărului de accidente ce se produc în timp ce un
conducător auto negociază o curbă. Având în vedere acest lucru, Institutul estimează că farurile
adaptive ar fi ajutat în cazul a 143.000 de accidente în Statele Unite în 2008, statistică ce include
31000 de accidente ce au rezultat cu vătăm ări corporale și 2553 ce au fost fatale.

Farurile adaptive, de asemenea aduc un beneficiu sporit celorlalți automobiliști pe drum. De
exemplu, atunci când un vehicul se rotește în jurul unei curbe în condiții de lumină slabă, farurile
standard vor indica temporar direcția celorlalți participanți în trafic. Acest lucru poate duce la
disconfort și orbire temporară pentru șoferii din sens opus. Această problemă este evitată cu farurile
adaptive, deoarece luminile lor rămân îndreptate spre șosea și nu rămân în dreptate către ceilalți
participanți în trafic. În plus, din moment ce luminile farurilor nu deranjează alți automobiliști, este
de recomandat ca pentru conducătorii auto care dețin un vehicul cu faruri adaptive să utilizeze faruri
bi-xenon.

3) Arhitectu ra unui sistem de faruri adaptive

Design -ul de referință al AFS (Adaptive Front Lighting S ystem ) asigură modul de iluminare
cu funcții de comutar e. Acest lucru se face prin judecarea vitezei vehiculului trimis prin magistrala
CAN (Controlle r Area Network) . Toate cele patru clase de moduri de lumină sunt susținute de
designul de referință.

Bifând modul de iluminare, viteza vehiculului, precum și poziția volanului, proiectarea de
referință furnizează funcția de iluminare statică în viraje. Cunoscând informația nivelului de
înclinare al mașinii prin magistrala CAN, proiectarea de referință poate de asemenea să execute
nivel ul și pivotarea farurilor.

Acest design ia în considerare condițiile generale de funcționare auto cum ar fi tulburările
electrice (ISO7637), condițiile de mediu (ISO16750) și alte standarde industriale existente .

Fig 1.3.a. Rețeaua unei structuri de automobile

15
Aceasta este o structură concept de conexiune la rețea pentru toate componentele din
vehicul, care sunt interesate în tr-un AFS. Senzorii în diferite poziții în jurul vehiculului sunt
conecta ți la BCM (Body Control Module) prin intermediul modulului CAN (Controller Area
Network) sau LIN (Local Interconnect Netwok) . Senzorii din față și din spate șasiu lui detectează
înălțimea vehiculului și sunt conecta ți prin LIN la BCM sau prin intermediul HS -CAN la sistemul
de șasiu. În cazul din urmă, informația despre înălțimea vehiculului este transferat la BCM printr -o
unitate de magistrala CAN -Gatew ay.

Senzorul unghiului de direcție este conectat cu EPS (Electronic Power Steering) , și
subsistemul ESP (Electronic Stability Program) face parte din sistemul de șasiu prin HS -CAN. Aici,
conexiunile lor sunt simplificate pentru o conexiune directă la BCM prin intermediul HS -CAN.

Controlerul AFS primește informații semnificative senzor oriale de la BCM prin LS -CAN a
sistemului de caroserie sau HS -CAN a sistemului de șasiu. În urma prelucrării acestor senzori de
intrare, controlerul AFS trimite comenzi prin magistrala LIN către slave -ul AFS și slave -ul HID
(High -Intensity Discharge) pentru a efectua operația pe ambele faruri stânga și dreapta.

Fig 1.3.b. Rolul controlerului SFA într -un sistem de far adaptiv

Următoarele trei categorii de module sunt impl ementate:

•Panou de control (Pentru demo)

•controler AFS

•Slave -ul AFS

Panoul de control oferă interfață pentru manifestant / utilizatorul cu butoane, întrerupătoare,
display -uri. Panoul de control colectează comenzile de in trare și le transferă în pse udosemnale de
senzori. Aceste semnale sunt transmise controlerul ului AFS prin HS -CAN.

Controlerul AFS acționează la fel ca un controler central de luminii. El primește și
analizează semnalele senzorilor de la magistrala CAN, și hotără ște determina rea mișcar ii și
intensit ății luminii lor farurilor. Controlerul AFS trimite comenzi prin LIN către slave -ul AFS pentru
mișcarea lămpii și aprinde și stinge toate lămpile din far. Slave -ul AFS controlează motoarele le pas
cu pas și realizează mișcarea luminii în c onformitate cu comenzile trimise de controlerul AFS.

16

4. Funcțiile iluminării cu sisteme de faruri adaptive

Conducerea pe timp de noapte necesită reacția sistemului farurilor în diferite situații de
trafic. Sistemul de iluminat trebuie să se adapteze l a diferite condiții de drum și geometrii precum și
la condiții diferite de mediu și nu în ultimul rând să se adapteze să nu afecteze ceilalți participanți la
trafic. Există două cerințe contradictorii, pe de o parte iuminarea activ ă a peisajului stradal și pe de
altă parte, reducerea nivelului de orbire a conducătorilor auto aflați pe partea opusă. Sistemele de
iluminat statice reprezintă un compromis între o iluminare optimă pentru șofer și efectul de orbire
redus pentru traficul din sens opus.

Fig 1 .4.a. Comparație de iluminare între faruri adaptive și faruri standard

Pe baza a mai multor evaluări și discuții au fost derivate noi orientări de proiectare pentru
AFS. Acest lucru permite furnizorilor de faruri proiectarea sistemelor de il uminat cu mult mai
multă libertate. Rezultatele investigațiilor în timpul proiectului sunt patru funcții de bază de lumină
cu caracteristici speciale care sunt întâlnite frecvent în situațiile de trafic.

Luminile de oraș: Modele de fascicule de lumină cu o strălucire simetrică redusă pentru
situații de conducere lentă și cantitate definite de iluminare a ambientală.

Luminile folosite pe drumuri de țară: Model asimetric similar cu modelul de fază scurtă
întâlnit astăzi.

Lumina de autostrada: Model fascicu l cu iluminare îmbunătățită simetric ă a zonelor cu
mult îndepărtate totodată are calitatea de reducere a efectului de orbire în oglinda retrovizoare
pentru autovehiculele din față.

Fază lungă: Similar cu faza lungă de astăzi.

17

Fig 1.4.b. Diferența înt re distribuția de lumină a AFS în reprezentare logaritmică

În figura 1.4.b. în colțul din stânga sus este reprezentată distribuția luminilor de oraș, în
colțul din dreapta sus este reprezentată distribuția lumini lor folosite pe drumuri de țară , pe când în
colțurile din stânga jos și dreapta jos sunt reprezentate distribuțiile luminilor de autostradă și fazei
lungi.

Diferite combinații ale funcțiilor de bază ușoare, combinate cu modul de pendulare dinamic
al sistemului farurilor și a luminilor de încov oiere statică duce la un maxim de flexibilitate a
situației adaptate de modele de fascicul. Aceasta a fost baza pentru evaluări în cadrul proiectului
CLARESCO cu obiectivul de a crește siguranța și confortul în timpul nopții de conducere.

Fig 1.4.c . Modul în care luminează farurile adaptive pe timp de noapte în curbe

18

5. Implementarea farurilor adaptive în Europa și America de Nord

Doar 25% din activitate de conducere se produce p e timp de noapte, în schimb 55% din
decesele de conduc ere au loc în această perioadă. A tunci când se confruntă cu situații de vizibilitate
redusă, conducătorii auto devin vulnerabili, așadar, accidentele auto reprezintă un motiv major de
îngrijorare.

Proiectul european CLARESCO finalizat în iunie 2005 , a vizat îmbună tățirea siguranței și
a confortului șoferului folosind tehnologii de iluminat inovatoare printr -o analiză a percepției
umane în termeni de eficiență și comfort. Aceste obiective au fost realizate prin utilizarea de
instrumente de simulare în timp real. Pe parcursul proiectului au fost tratate trei sarcini principale:

1. Dezvoltarea unui model de fascicul luminos pentru sistemul de faruri adaptiv și
corespondența algoritmului pentru comportamentul dinamic.

2. Integrarea algoritmului de sistem de far adaptiv și a datelor de iluminat într -un simulator de
conducere.

3. Definirea unor investigații și scenarii de test al unui impact acestei noi funcții de lumină în
termeni de confort și siguranță.
Organizațiile participante la proiect au fost Renault, Volvo 3P, Oktal, LPPA – College de
France (Fran ța), AutoSim, SINTEF (Norvegia), TRL (Marea Britanie), Trademco (Grecia) și Hella
KgaA (Germania).

Principalele obiective al acestui proiect a u constat în suplimentarea încercăril or privind
TRL , simulatorul de încercări Volv o Trucks și investigarea în ce măsură creșterea sau scăderea
subită a vitezei poate să conducă subit la accidente auto. Aceste măsurători își propun să ofere
descrierea unor posibile modele de conducere cu Sisteme de Faruri Adaptive față de Sistemele de
Faruri Standard. Un total de 22 de șoferi au fost expuși la aproximativ 140 de kilometri de
conducere durând peste șase zile, în simulatorul de conducere SINTEF. Testul combină medii
rurale și urbane cu densitate scăzută a traficului.

Rezultatele au ara tat ca șoferii au crescut viteza atât în oraș cât și în mediile rurale pe
parcu rsul celor șase zile de testare. Montajul experimental a fost un design mixt. Ziua 1 în cadrul
studiului de șase zile a fost realizată cu ajutorul unui desen al unu i model in trasubiectiv, aproape
identic cu studiile CLARESCO descrise pentru simulatorul pentru medii urbane și rurale. Ziua 2 -6
a studiului a fost realizat ă ca un design între subiecți, implicând unsprezece drivere expuse în
sistemele de faruri adaptive și unsprez ece drivere de control. Măsurile obiectivelor înregistrate în
prima zi au fost comparate cu măsuri obiective lor în a doua zi și ultima zi de conducere. Toți
participanții recrutați pentru studiu au avut o experiență anterioară cu simulatorul de conducere
SINTEF. În total, douăzeci și doi conducători auto au com pletat testul ( având vârsta medie de 37 de
ani si experient a de conducere medie 16,7, varii nd de la 4 ani la 33 de ani). Grupurile de conducător
auto recrutați pentru a lua parte la testarea în oraș și scenarii rurale a u condus fiecare traseu de
încercare de șase ori. Toți participanții au completat chestionare după test pentru a se contoriza
opinii subiective despre fiecăre sistem de iluminat în parte.

19

Experimentul a implicat șase scenarii cu s ituații și evenimente relevante pentru funcționarea
corespunzătoare ale unui sistem de far adaptiv. Scenariile s -au axat pe variații ale unui mediu rutier
urban, rural și pe autostradă care conțin e trafic de joasă densitate. [2]

În concluzie, rezultatele acestui studiu sugerează că există un comportament
al adaptării la AFS în ceea ce privește alegerea vitezei dar nu și pentru ceilalți indicatori selectați de
adaptare comportamentală. Există o creștere a vitezei medii generale in ambele medii, urban și rur al
din prima zi la șase, dar creșterea este mai mică decât pentru faruri standard. În intervalul de timp
de 6 zile a experimentului de noapte nivelul de viteză de conducere pare să fie stabil pentru trecerea
pericolelor potențiale de trafic în mediile urba ne.

Studiul a demonstrat o calitate net superioară a farurilor adaptive în deprimentul farurilor
standard la majoritatea testelor la care au fost supuse. S -a prezis implementarea sistemelor de faruri
adaptive la aproape toate automobilele pe viitor, fap t ce s -a și adeverit.

Farurile adaptive au fost introduse pe piața din America de Nord din anul 2003. În zilele
noastră se dorește introducerea acestora la toate automobilele ce se vor fabrica pe viitor. Termenul
de iluminare inteligentă nou introdus în implementarea farurilor adaptive a fost regăsit puțin mai
târziu și în România. Acest a a fost conceput ul introdus pentru a spori siguranța activă a
automobilului respectiv și a conducătorului auto. În concordanță cu acest fapt au fost introduse noi
norme de legislație și securitate privind siguranța auto. Astfel începând cu data de 1 ianuarie 2011
este necesar ca fiecare autovehicul care se înscrie să conțină sistemul DLR (lumini de rulare pe timp
de zi). Fiecare sistem de iluminare , fie el pe baza de hal ogen, xenon sau LED este supus unor testări
foarte mari la anumite condiții neprielnice precum: densitate foarte ridicată a traficului, modificări
majore ale fluxurilor de circulație rurală, urbană și interurbană sau condiții meteo nefavorabile.

20

21
Capitolul 2 – Senzori

În cele ce urmează vor fi prezentate în detaliu principalele tipuri de senzori utilizați pentru
partea practică a lucrării, rolul acestora și principiul de funcționare.
1. Senzori de lumină

Un sensor de lumină este un dispozitiv folosit pentru a detecta lumina. Există mai multe
tipuri diferite de senzori de lumină, fiecare dintre ele lucrează într -un mod ușor diferit. O fotocelulă
sau o fotorezistență, de exemplu, este un senzor mic, care își schimbă rezistența atunci când lumina
strălucește pe ea; acestea sunt utilizate în multe produse de consum pentru a determina intensitatea
luminii. Un dispozitiv cuplat încărcat (CCD) este un dispozitiv ce deplasează sarcina electrică și
este folosit ca u n senzor de lumină în camere le digitale.

Dispozitivele care includ acești senzori au multe util izări în aplicații științifice, dar, de
asemenea, sunt găsite în articole cu care oamenii se confruntă în fiecare zi. Spre exemplu, u n senzor
de lumină simplă poate face parte dintr -un dispozitiv de securitate sau de siguranță, cum ar fi o
alarmă de ușă deschisă.

Fig 2.1. Senzor de lumină

Multe produse electronice moderne, cum ar fi calculatoarele, telefoanele mobile și
televizoarele, utilizează senzori d e lumină ambientală pentru a controla automat luminozitatea unui
ecran, mai ales în situații de lumină slabă sau situații de lumină ridicată. Ele pot detecta cât de
ridicată este lumina într -o cameră și cresc sau reduc luminozitatea la un nivel mai confort abil pentru
utilizator. Senzori i de lumină, de asemenea, pot fi folosiți pentru a porni automat luminile din
interior ul sau din exteriorul unei case , la întuneric.

Scanerele de coduri de bare găsite în majoritatea locațiilor distribuitorului utilizează
tehnologia senzorului de lumină. Lumina emisă de scaner iluminează codul de bare, care este citit și
decodificat de un senzor.

Cât timp unele produse care utilizează senzori de lumină au fost comercializate peste tot în
ultimii ani , acești senzori vor d eveni din ce in ce mai importanți, în special în tehnologia infraroșu .
Animalele cu sânge cald emit caldură care poate fi văzută ca lumină în infraroșu.

Senzorii de lumină pot fi găsiți spre exemlu, chiar și în magazinele alimentare. Mulți
comercianți și o ameni de afaceri u tilizează tehnologii cu infraroș u pentru a controla luminile din
camere care nu sunt în utilizarea constantă,cum ar fi săl i de conferințe sau grupuri sanitare.

22

Infraroșu nu reprezintă altceva decât o radiație electromagnetică unde lung imea sa de undă
este mai lungă decât a luminii ce se poate detecta (undeva între 400 -700 nm), fiind mai scurta decât
cea a radiației terahertz (100 μm -1 mm) și cea generate de microunde (aproximativ 30000 μm ).
Este binecunoscut faptul că majoritatea din cantitatea radiației termice emise de către obiectele
aflate la la temperatura camerei este în infraroșu. Radiațiile cu infraroșu sunt folosite în aplicații
știinfice sau medicale.

Un senzor de lumină generează un semnal de ieșire care indică intensitate a luminii prin
măsurarea energiei radiante ce se află într -un interval foarte îngust de frecvențe.

Senzorul de lumină este un dispozitiv pasiv care transformă energia luminoasă fie în părțile
vizibile sau în părțile de infraroșu ale spectrului într -un se mnal de ieșire electric. Senzorii de lumină
sunt mai frecvenți cunoscuți sub numele de dispo zitive fotoelectrice sau fotosenzori deoarece
convertesc energia luminii (fotonii) în energie electrică (electronii).

Dispozitivele fotoelectrice pot fi grupate î n două categorii principale, cele care produc
energie electri că atunci când sunt iluminate , precum și cele care schimbă proprietățile lor e lectrice
într-un fel sau altul ( fotorezistențe sau fotoconductori ). Aceasta conduce la următoarea clasificare
a dispozitivelor:

-celule fotoemisive: Acestea sunt fotodispozitivele care eliberează electronii liberi dintr -un
material sensibil la lumină, cum ar fi cesiu . Cantitatea de energie a fotonilor nu depinde de
frecvența luminii, mai mult , energia fotonilor conve rtește energia luminoasă în energie electrică.

-celule fotoconductoare: Aceste fotodispozitive variază rezistența electrică atunci când sunt
supuse la lumină. Fotoconductivitatea rezult ă de la lumina unui material semiconductor ce
controlează fluxul de curent de -a lungul ei. Cel mai utilizat material fotoconductor este sulfura de
cadmiu utilizat în fotocelulele LDR.

-celule fotovoltaice: Aceste fotodispozitive generează o forță electromotoare proporțională
cu energia luminoasă radiantă primită. Energi a luminoasă cade pe două materiale semiconductoare
comasate, împreună creând o tensiune de aproximativ 0.5V. Cel mai comun material fotovoltaic
este seleniul utilizat in celule solare.

Fig 2.2. Celula fotovoltaic ă

-dispozitive fotojoncțiune: Acest e fotodispozitivele sunt, în principal dispozitive
semiconductoare reale, cum ar fi fotodiod a sau fototranzistorul care folosesc lumina pentru a
controla fluxul de electroni și găuri în întreaga lor joncțiune PN. Dispozitivele de joncțiune foto
sunt proiec tate special pentru aplicarea detectorului și pătrunderea lu minii cu răspunsul lor spectral
reglat la lungimea de undă a luminii incidente. [3]

23

2. Fotorezistoare

Fotorezistoarele cunoscuți sub numele de rezistențe dependente de lumina (LDR) sunt
dispoz itive sensibile la lumină fiind cel mai des folosite pentru a indica prezența sau absenț a luminii
sau pentru a măsura intensitatea luminii. În întuneric, rezistența lor este foarte mare, uneori până la
1MΩ, dar atunci când senzorul LDR este expus la lumină , rezistența scade dramatic, chiar până la
câteva ohmi, în funcție de intensitatea luminii. LDR -urile au o sensibilitate care variază în funcție
de lungimea de undă a luminii aplicate și sunt dispozitive neliniare . Ele sunt utilizate în multe
aplicații, da r uneori sunt considerate învechite față de alte dispozitive, cum ar fi fotodiodele și
fototranzistorii. Unele țări au interzis LDR -urile din plumb sau cadmiu din cauza preocupărilor
privind siguranța mediului.

Pe baza materialelor utilizate, fotorezisto arele pot fi împărțite în două tipuri; intrinsece și
extrinsece. Fotorezistoarele intrinsece folosesc materiale nedopate, cum ar fi siliciu sau germaniu.
Fotonii care cad pe dispozitiv excită electronii din banda de valență la banda de conducție, iar
rezultatul acestui proces constă în mai mulți electroni liberi în material, care pot transporta curenți.
Fotorezistoarele extrinsece sunt realizate din materiale dopate cu impurități, de asemenea, acestea
sunt numite dopanți. Dopanții creează o nouă bandă de energie deasupra benzii de valență
existente, populate de electroni. Acești electroni au nevoie de mai puțină energie pentru a face
trecerea la banda de conducție datorită diferenței de energie mai mic ă. Rezultatul este un dispozitiv
sensibil la diferite lungimi de undă ale luminii.

Fig 2. 2.1 Fotorezistor

Rezistențe dependente de lumină au o sensibilitate mai mică decât fototranzistorii.
Fotodiodele și fototranzistorii sunt dispozitive semiconductoare reale care folosesc lumina pentru a
controla flux ul de electroni și găuri le peste joncțiuni PN. În cazul în care intensitatea luminii este
menținută constantă, rezistența poate varia în continuare în mod semnificativ din cauza
modificărilor de temperatură, astfel încât acestea sunt sensibile la schimbăr ile de temperatură.

O altă proprietate interesantă a fotorezistențelor este că există timp de latență între
schimbările de iluminare și schimbările în rezistență. Acest fenomen se numește rata de recuperare
a rezistenț ei. De obicei este nevoie de aprox imativ 10 ms pentru ca rezistența să scadă complet
atunci când lumina este aplicată după întuneric total, în timp ce poate dura până la o secundă pentru
ca rezistența să se ridice din nou la valoarea de pornire, după îndepărtarea completă a luminii. Din
acest motiv, rezistența depedentă de lumină nu poate fi utilizată în cazul în care urmează să fie
înregistrată sau utilizată pentru echipamente de control.

24

Fotorezistențele sunt cel mai des folosite ca senzori de lumină. Ele sunt adesea utilizate
atunci câ nd este necesar pentru a detecta prezența și absența luminii sau pentru a măsura
intensitatea luminii. Exemple concrete sunt lumini le de noapte și contoare de lumină fotografi că.

Dacă este necesar un senzor de lumină de bază, poate fi utilizat un circuit LDR cum ar fi cel
din următoarea figură. LED -ul se aprinde atunci când intensitatea luminii atinge rezistorul LDR.
Rezistorul variabil 10K este folosit pentru a seta pragul la care LED -ul se va aprinde. În cazul în
care lumina LDR -ului este sub intensita tea de prag, LED -ul va rămâne în starea de oprire. În
aplicații din lumea reală, LED -ul va fi înlocuit cu un releu. [4]

Fig 2. 2.2 Circuit LDR

Fotorezistorul este alcătuit dintr -o porțiune de material semiconductor ce este prevezută la
capete cu term inale ohmice fiind protejată prin acoperire cu lac.

Fig 2.2.3. Componentele unui fotorezistor

Fotorezistoarele sunt utilizate în curent continuu dar și în curent alternativ. Rezistența
ohmică este invers proporțională cu ilumin area. De asemenea, coefiecientul de modificare a
rezistenței cu temperatura este destul de scăzut și se micșorează odată cu creșterea iluminării.

Timpul de răspuns pentru fotorezistențe este de ordinul zecilor și al sutelor de milisecunde,
așadar pentru f otorezistențele din sulfură din cadmiu se admite un timp de răspuns de 100 ms ,iar pe

25
de altă parte , pentru rezistențele din selenură de cadmiu se admite un timp de răspuns de
aproximativ 10 ms.

Sensibilitatea specifică și rezistența de întuneric reprez intă parametrii cei mai importanți ai
fotorezistențelor. Rezistența de întuneric reprezintă rezistența inclusă în circuitul electric de către
fotorezistorul neiluminat , pe când ,sensibilitatea specifică este definită ca raportul dintre curentul
prin fotor ezistență și fluxul luminos. Caracteristicele cele mai importante ale unei fotorezistențe
constau în caracteristica curent -tensiune și depedența rezistenței de iluminare.

26

27
Capitolul 3 – Implementarea hardware a s istemului

3.1. Schema bloc și principiul de funcționare

Fig 3.1. 1. Schema bloc a proiectului

Releu far
dreapta
Releu far
stânga

Arduino Uno

D11

D10

D9

A0

A1

A2

A3
Senzor
lumină
ambientală
(fotorezistor)
Senzor
lumină
far Senzor
înclinare Senzor
viraj Sursă1
Far Drept
Sursă 2
Far Stâng
Ieșire PWM
către servomotor

28

Obiectivul principal al proiectului a constat în proiectarea și implementarea u nui sistem de
faruri adaptive capabil să asigure diferite funcții: reglarea automată pe înălțime a farurilor
principale în funcție de înclinarea autovehiculului, aprinderea farurilor în condiții de iluminare
redusă, aprinderea proiectoarelor suplimentare l a efectuarea unui viraj, comutarea automată
între faza de întâlnire și faza de drum.

Sistemul de faruri adaptive reacționează în funcție de intrările de la senzorii utilizați.

Senzorul de viraj este de fapt un potențiometru cu rezistență de 100K utiliza t pe post de
encoder . Dacă volanul se află în cadranul stang sau drept până în limita de 45 de grade, atunci nu se
va emite nicio comandă către relee deoarece mișcările acestea de volan nu reprezinta un viraj , în
cazul în care se face această depășire se v or aprinde atât farul drept cât și farul stând . Revenirea în
poziția inițială va dezactiva comanda către releele de c ontrol , oprind astfel farurile .

Pentru a simula mai ușor situațiile în care mașina va fi înclinată s-a folosit un senzor de
înclinare rep rezentrat printr -un potențiometru folosit ca intrare analogică. Reglarea se face dupa
aceasta intrare printr -un algoritm de tip PI. Elementul acționat de această reglare este un servomotor
care va ridica sau scădea nivelul la care se află farurile.

Pentr u comutarea automată între faza de drum și faza de î ntâlnire se folosește un fotorez istor
aflat la nivelul farurilor mașinii în spat ele unei fante de dimensiuni mici. Astfel,lumina ambientală
nu va patrunde prin fantă și acesta va reacționa doar când va pătrunde lumina perpendicular pe
fantă, adică în momentul în care din față se apropie o altă mașină. Intrarea de la fotorezistor este
analogică și există nivele de prag ce vor determina comanda către relee.

Procesul de pornire automata a farurilor pe timp de noapte s -a putut implements folosind un
fotorezistor ca intrare analogică, unde nivelul de prag îl reprezintă valoarea dată de ac esta atunci
când nu există lumina naturală în jurul acestuia. În funcție de valoarea returnată de senzor, se va
trimite comanda corectă către releu.

Alimentarea corectă a celor două faruri s -a făcut folosind două surse în comutație cu ieșirea
de 12V si 5A. Am ales surse în comutatie pentru că la aprinderea inițială a farurilor, curentul
necesar este mai mare de 5A, iar sursele liniare și transformatoarele de 12v și 5A în curent continuu
încetau alimentarea din cauza sarcinii foarte mari aplicata asupra acestora.

29

Fig 3.1.2 Machet ă finală

30

Fig 3.1.3 Montaj Arduino

Fig 3. 1.4. Aprinderea farurului stâng la efectuarea virajului

31

Fig 3. 1.5. Aprinderea farurului drept la efectuarea virajului

3.2. Arduino

Proiect ul curent a fost conceput pe o platformă de dezvoltare Arduino UNO, cea mai
folosită variantă de placă Arduino datorită caracteristicilor ei superioare și a prețului său rentabil.
Vor fi prezentate o serie de versiuni Arduino făcându -se comparații între fi ecare placă de circuit
programabil.

3.2.1 . Prezentare generală Arduino

Arduino este o platformă de tip open source utilizată pentru cre area de proiecte electronice.
Arduino constă atât într -o placă de circuit programabil fizic cât și într -o bucată de software sau IDE
(Integrated Development Environment), care rulează pe computer, folosită pentru a scrie și a
încărca un cod de computer pe placa fizică.

Arduino a fost concepută pentru prima data la Institutul de Design și Interacțiune Ivrea ca
fiind un instrument simplu de realizare de prototipuri rapide. De îndată ce a ajuns la o comunitate
mai largă, placa Arduino început să se schimbe pentru a se adapta la noile nevoi și provocări,
adaptând oferta sa simplă de 8 biți la produse pentru aplicații, d ispozitive de i mprimare 3D și medii
integrate. Toate plăcile Arduino sunt complet open -source, permițând utilizatorilor să le
construiască în mod independent și în cele din urmă să le adapteze la nevoile lor specifice.
Software -ul, de asemenea, este open -source, și este în creștere, datorită contribuțiilor utilizatorilor
din întreaga lume.

32

Fig 3.2.1. Placă Arduino UNO

Arduino poate fi folosită pentru a citi senzori sau elemente de control precum motoare și
lumini. Aceasta permite uploadarea de program e pe această placă ce interacționează cu lucruri din
lumea reală. Cu aceasta, se pot face dispozitive care să răspundă si să reacționeze în lume pe scară
largă. De exemplu putem citi un senzor de umiditate conectat la o instalație de plantație sau putem
porni un sistem automat de irigație în cazul în care mediul este prea uscat , sau este posibilă
realizarea unui server de chat autonom care este conectat la routerul de Internet.

Practic , dacă există orice lucru care este controlat de energie electrică , Arduino poate să
producă o interfață într -un anumit mod. Și chiar dacă nu este controlat de energie electrică putem
probabil utiliza obiecte auxiliare cum ar fi motoare sau electromagneți pentru a realiza o interfață.

3.2.2. Utilitatea plăcii Arduino

Datorită experienței sale de utilizare simplă și accesibilă, Arduino a fost folosită în mii de
diferite proiecte și aplicații. Software -ul Arduino este ușor de utilizat pentru incepatori, dar suficient
de flexibil pentru utilizatorii avansați. Se rulează pe Mac, Windows și Linux. Cadrele didactice și
elevii îl folosesc pentru a construi instrumente științifice de costuri reduse, pentru a dovedi principii
de chimie și fizică, sau pentru a începe cu tainele programării și roboticii. Designerii și arhitecții
folosesc Arduino pentru a constru i prototipuri interactive iar muzicienii și artiștii îl folosesc pentru
instalații și să experimenteze noi instrumente muzicale.. Arduino este un instrument -cheie pentru a
învăța lucruri noi. Oricine, copii, amatori, artiști, programatori pot începe procesul de învățare doar
urmând instrucțiunile pas cu pas a unui kit, sau schimb de idei online, cu alți membri ai comunității
Arduino.

Există mai multe alte microcontrolere și platforme de microcontroler disponibile pentru
calcul fizic. Parallax Basic Stamp, Netmedia's BX -24, Phidgets, MIT's Handyboard și multe altele
oferă o funcționalitate similară. Toate aceste instrumente iau mai multe detalii de programare al
unui microcontroler și le transformă într -un pachet ușor de uti lizat. Arduino simplifică procesul de
lucru cu microcontrolere, dar oferă unele avantaje pentru profesori, studenți și amatori interesați în
comparație cu alte sisteme:

– Este rentabil: Plăcile Arduino sunt relativ ieftine în comparație cu alte platforme de
microcontroler. Cea mai ieftină versiune a modulului Arduino poate fi asamblată manual, și chiar
modulele pre -asamblate Arduino costa mai putin de 50 $.

33
– Platformă flexibilă: Software -ul Arduino (IDE) ruleaza pe Windows, Macintosh OSX,
Linux și alte sisteme de operare. Cele mai multe sisteme cu microcontroler sunt limitate la
Windows.

– Mediu simplu și clar de programare : Software -ul Arduino este ușor de utilizat pentru
începători, și oferă destul de multe avantaje utilizatorilor avansați.

– Softwa re extensibil de tip open source: Software -ul Arduino este publicat ca fiind
instrument de tip open -source, disponibil pentru extensie de către programatorii cu experiență.
Limbajul poate fi extins prin intermediul librăriilor C ++ și persoanele care dores c să înțeleagă
detaliile tehnice pot face saltul de la Arduino la limbajul de programare AVR -C. În mod similar
putem adăuga un cod AVR -C într -un program Arduino.

– Hardware extensibil de tip open source : Planurile plăcilor Arduino sunt publicate sub o
licență Creative Commons, astfel încât proiectanții de circuite pot face propria lor versiune a
modulului, extinzându -l și îmbunătățindu -l.

3.2.3. Tipuri de plăci Arduino

Arduino produce mai multe plăci diferite, fiecare cu capacități diferite.În plus, o parte a
calității de a fi hardware de tip Open Source înseamnă că alți pot modifica și produce derivați de
plăci Arduino care oferă chiar mai mulți factori de formă și o bună funcționabilitate.

Arduino UNO

Versiunea cea mai comună a Arduino și versiunea folosită în proiectul de față este Arduino
Uno. Aceasta este placa la care cei mai mulți dintre oameni se gândesc despre atunci când se referă
la un Arduino. Placa conține 14 pini dde intrare/ieșire digitali ( din care doar 6 pot fi utilizate ca
ieșiri PW M), 6 intrări analogice, o conexiune USB, o mufa de alimentare și un buton de resetare.

Fig 3.2.3. Componentele unei plăci Arduino UNO.

34

Arduino Uno poate fi alimentat prin intermediul conexiunii USB sau cu o sursă de
alimentare externă. Sursa de alim entare este selectată automat.

Bateria externă poate veni fie de la un adaptor ce transformă curent alternativ în curent
continuu sau de la o baterie. Adaptorul poate fi conectat prin conectarea unui ștecher 2.1 mm
centru -pozitiv în mufa de alimentare a plăcii.

Placa poate funcționa pe o sursă externă de la 6V până la 20 de volți. În cazul în care sunt
mai mult decât 12V, regulatorul de tensiune se poate supraîncălzi și deteriora placa. Intervalul
recomandat este de 7 până la 12 volți.

Pinii de alimentare sunt următorii:

– VIN reprezintă tensiunea de intrare la placa Arduino când se folosește o sursă de alimentare
externă (față de cei 5 volți de la conexiunea USB sau a altei surse de alimentare reglementate).

– 5V reprezintă alimentarea cu ene rgie reglată utilizate pentru a alimenta microcontrolerul și alte
componente de pe bord.

– 3V3 reprezintă o sursă de 3,3 volți al cărui consum maxim de curent este de 50 mA.

– GND sunt reprezentați de pinii de masă.
Atmega328 are o memorie flash de 32kB pentru stocarea de cod prezentând de asemenea și
o memorie de 2KB pentru SRAM și o memorie de 1KB pentru EEPROM.

Fiecare dintre cele 14 pinii digitali de pe UNO pot fi utilizați ca intrare sau ieșire, folosind
funcțiile pinMode (), digitalWrite () și dig italRead (). Acestea funcționează la 5 volți. Fiecare PIN
poate oferi sau primi un maxim de 40 mA și are o rezistență pull -up intern (deconectat implicit) de
20-50 kohmi. În plus, unii pini au funcții specializate:

– Serial: 0 (RX) and 1 (TX). Este folos it pentru a primi (RX) și transmite date seriale (TX) TTL.
Acești pini sunt conectați la pinii corespunzătoari la cipul serial ATmega8U2 USB -TTL.

– Întreruperi externe : 2 și 3. Acești pini pot fi configurați pentru a declanșa o întrerupere la o valoare
scăzută.

– PWM: Furnizează ieșiri de 8 biți PWM folosind funcția analogWrite().

– SPI: 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). Acești pini suportă comunicarea SPI, care, desi
este furnizat ă de hardware -ul de bază, nu este inclusă în prezent în limbajul Arduino.

– LED_ 13. Este un LED conectat la pinul digital 13. Atunci când PIN -ul are o valoare mare, LED –
ul este aprins iar atunci când PIN -ul are valoarea LOW, este oprit. [5]

35

3) Releu

3.3.1 Caracteristicile unui releu

Releele sunt circuite ca re închid și deschid circuite electromecanice sau electronice. Releul
controlează un circuit electric prin închiderea și deschiderea contactelor într -un alt circuit. Mai
general, reprezintă un dispozitiv simplu de comutare acționat de un semnal electric , fiind prevăzut
cu unul sau mai multe contacte.

Relee sunt utilizate în general pentru a comuta curenți mai mici, într -un circuit de control și
nu controlează, de obicei, dispozitive consumatoare de energie, cu excepția motoarelor mici și
solenoizii care at rag amperi mici. Cu toate acestea, relee pot "controla" tensiuni mai mari având un
efect de amplificare, deoarece o mică tensiune aplicată la o bobină de relee poate duce la o tensiune
mare, fiind comutată de contact.

Relee de protecție pot preveni deteri orarea echipamentului prin detectarea anomaliilor
electrice, inclusiv supracurent, curent subteran, supraîncărcări și curenți inverși. In plus, releele
sunt, de asemenea, utilizate pe scară largă pentru a comuta bobine de pornire, elemente de încălzire,
lumini pilot si alarme sonore.

Toate releele conțin o unitate de detecție, bobina electrică, care este alimentată la curent
alternativ sau curent continuu. Când curentul sau tensiunea aplicată depășește o valoare de prag,
bobina activează armătura, care f uncționează fie să închidă contactele deschise sau pentru a
deschide contactele închise. Atunci când puterea este furnizată bobinei, generează o forță magnetică
care acționează mecanismul de comutare. Forța magnetică este, de fapt, retransmiterea acțiunii de la
un circuit la altul. Primul circuit se numește circuitul de comandă al doilea numindu -se circuit de
sarcină. [6]

Fig 3.3.1. Releu 5V

36
3.3.2. Tipuri de relee

Releele pot fi electrom ecanice sau semiconductoare. La releele electromecanice, contacte le
sunt deschise sau închise printr -o forță magnetică pe când la releele semiconductoare nu există
niciun contact de comutare și este complet electronic.

Decizia de a utiliza relee electromecanice sau relee semiconductoare depinde de cerințele
electric e ale unei aplicații și de constrângerile de costuri. Releele semiconductoare comută curent
folosind dispozitive electronice care nu se deplasează, cum ar fi redresoare controlate cu siliciu.

Aceste diferențe în cele două tipuri de relee rezultată în av antajele și dezavantajele fiecarui
sistem. Lipsa contactelor și a pieselor în mișcare într -un releu semiconductor înseamnă că releele
semiconductoare sunt supuse arcului electric și nu se u zează, contactele de pe releele
electromecanice pot fi înlocuite în timp ce întregul releu semiconductor trebuie înlocuit atunci când
o parte devine defectă. Datorită construcției de relee există o rezistență electrică reziduală, micile
căderi de tensiune care sunt create nereprezentând o pr oblemă. Cu toate acestea, relee
electromecanice furnizează o stare mai adecvată stării ON sau OFF datorită distanței relativ mare
între contacte, care acționează ca o formă de izolare.

3.3.3 Relee Electromecanice

Principala clasificare a releelor electromecanice este influenț ată de valoarea zero a mărimii
de intrare.

Un releu cu contact normal deschis este un releu în care valoarea zero a mărimii de intrare
corespunde cu valoare minimă a mărimii de ieșire.

Fig 3.3.3.a. Schema unui releu cu contact normal deschis

Componen te:

1 -armătura fixă

2- bobina

37
3 – armătura mobilă

4 – arc

5- contacte deschise

6 – contacte deschise

Un releu cu contact normal închis este un releu în care valoarea zero a mărimii de intrare
corespunde cu valoare maximă a mărimii de ieșire.

Fig 3.3.3.b. Schema unui releu cu contact normal închis

Componente :

1 – armătura fixă;

2 – bobina

3 – armătura mobilă

4 – contacte

5 – izolator

Așadar, f uncțiile și părtile de bază ale releelor electromecanice includ:

1) Cadru: Cadru pentru sarci ni grele, care conține și susține componentele releului.

2) Bobina: Sârma este înfășurată în jurul unui miez metalic. Bobina de sârmă produce un
câmp electromagnetic.

3) Armatura: Armătura deschide și închide contactele. Un arc atașat returnează armătura în
poziția sa inițială.

4) Contactul : Partea conductoare a comutatorului care închide sau deschide un circuit.

38

Fig 3.3.3.c. . Releu electrom ecanic

Relee implică două circuite: circuitul energizant și circuitul de contact. Bobina este pe partea
energ ică ; iar contactele relee sunt pe partea de contact. Atunci când o bobină de releu este
alimentată, fluxul de curent prin bobină creează un câmp magnetic. Dacă într -o unitate de curent
continuu polaritatea este fixată sau într -o unitate de curent alternat iv unde polaritatea se schimbă de
120 de ori pe secundă, funcția de bază rămâne aceeași, bobina magnetică atrage o placă de fier, care
este o parte a armăturii. Un capăt al armăturii este atașat la cadru metalic, care este format astfel
încât armătura să poată pivota, în timp ce celălalt capăt deschide și închide contactele. Contacte vin
într-un număr de configurații diferite, în funcție de numărul de pauze, poli și aruncări care
alcătuiesc releul. De exemplu, relee poate fi descris ca un Singur Pol o Sin gură Aruncare (SMST)
sau Dublu Pol o Singură Aruncare (DPST).

– Pauza reprezintă numărul de locuri sau contacte separate pe care un comutator le
utilizizează pentru a deschide sau închide un singur circuit electric. Toate contactele pot avea fie o
singură pauză sau o pauză dublă. Un contact Single Break va sparge un circuit electric într -un
singur loc pe când un contact Double Break va sparge circuitul electric în două locuri. Contactele
Single Break sunt utilizate la comutarea dispozitivelor de putere mai mici, cum ar fi luminile
indicatoare. Contactele Double Break sunt utilizate la comutarea de dispozitive de mare putere, cum
ar fi solenoizi i
– Polul reprezintă numărul ul circuite lor complet izolate de relee ce pot trece printr -un
comutator. Un contact cu un singur pol poate transporta curent printr -un singur circuit la un moment
dat. Un contact dublu -pol poate transporta curent prin două circuite izolate simultan. Numărul
maxim de poli este de 12, în funcție de designul releelui .

-Aruncarea este număru l de poziții de contact închise per pol care sunt disponibile pe un
comutator. Un comutator cu un singur contact de aruncare poate controla doar un singur circuit, în
timp ce un contact dublu aruncare poate controla două .

Tipuri de relee electromagnetice :

-Releele de uz general sunt comutatoare electromecanice, de obicei, acționate de o bobină
magnetică. Relee de uz general funcționează cu curent alternativ sau curent continuu la tensiuni

39
comune, cum ar fi 12V, 24V, 48V, 120V și 230V și pot controla cure nți de la 2A la 30A. Aceste
relee sunt economice, ușor de înlocuit permit o gamă largă de configurare a comutatorului.

Fig 3.3.3.d. . Releu de uz general -Siemens

Releele control -mașină sunt de asemenea operate de o bobină magnetică. Ele sunt relee gre le
folosite componente industriale . Deoarece acestea sunt mai scumpe decât rel ee de uz general,
acestea sunt, în general, mai durabile. Cel mai mare avantaj al releelor de control față de relee le
de uz general este funcționabilitatea extinsă posibilă pr in adăugarea de accesorii. O selecție largă de
accesorii este disponibilă pen tru relee de control al mașinii și include stâlpi suplimentari, contacte
convertibile sau suprimarea tranzitorie a zgomotului electric .

Releele registru sunt mici, compacte, av ând o performanță ridicată deși posedă un singur
comutator. Releele registru sunt închise ermetic într -un înveliș de sticlă, ceea ce face ca și
contactele să fie neafectate de contaminanți, fum sau umiditate . Cap etele de contact, care sunt de
multe ori placate cu aur sau un alt material de rezistență scăzută pentru a crește conductivitate a, sunt
reunite și închise de către un magnet. La releele registru este posibilă schimbarea componentelor
industriale, cum ar fi selenoizii, contactoare le sau demaroare le. Releele registru sunt formate din
două registre.

3.3.4. Relee semiconductoare
Releele semiconductoare constau într -un circuit de intrare, un circuit de comandă și un
circuit de ieșire. Circuitul de intrare este o parte a unui cadru de relee la care es te conectată
componenta de control. Circuitul de intrare realizează aceeași funcție ca bobina la releele
electromecanice. Circuitul este activat atunci când o tensiune mai mare decât tensiunea de referință
este aplicată la intrarea releelor. Circuitul de intrare este dezactivat când tensiunea aplicată este mai
mică decât tensiunea de abandonare minimă specifică a releului. Gama de tensiune de la 3V la 32V
, utilizată în mod obișnuit la cele mai multe din releele semiconductoare, este utilă pentru
majoritat ea circuitelor electronice.

40

Fig 3.3.4.a. Releu semiconductor

Circuitul de control este partea releului care determină atunci când componenta de ieșire
este pusă sub tensiune sau fără tensiune. Un releu de ieșire a circuitului este porțiunea releulu i care
comută pe sarcină și îndeplinește aceeași funcție ca și contactele mecanice din cadrul releelor
electromecanice. Releele cu semiconductori, în mod normal au singur contact de ieșire.

Tipuri de relee semiconductoare:

a) Relee comutare zero – Releel e aprind sarchina atunci când tensiunea de control atinge
minimul de funcționare și tensiunea sarcinei comutate este aproape de zero. Releele de comutare
zero opresc sarcina atunci când curentul în sarcină este aproape de zero. Releele de comutare zero
sunt cele mai utilizate pe scară largă.

b) Releele Instant On cresc valoarea sarcinii imediat ce o tensiune intermediară este
prezentă.

c) Releele cu comutare de vârf: pornesc sarcina atunci când tensiunea de comandă este
prezentă și tensiunea de sarcină a tinge valoarea maximă. Releele de comutare de vârf se opresc
atunci când tensiunea de comandă este nulă și curentul în sarcină este aproape de zero.

d) Releele cu comutare analogică: au un număr infinit de posibile tensiuni de ieșire din cadrul
intervalul ui nominal al releelor. Releele de comutare analogică au un circuit de sincronizare care
controlează valoarea tensiunii de ieșire în funcție de tensiunea de intrare. [ 7]

Fig 3.3.4.b. Releu cu comutare analogică

41

4. Potențiometru

Un potenț iometru este un rezistor variabil reglabil manual, cu 3 terminale. Două terminale
sunt conectate la ambele capete ale unui element rezistiv, iar al treilea terminal se conectează la un
contact alunecător, numit ștergător. Poziția ștergătorului determină te nsiunea de ieșire a
potențiometrului. Potențiometrul funcționează în esență, ca un divizor de tensiune variabilă.
Elementul rezistiv poate fi văzut ca două rezistențe în serie, unde poziția ștergătorului determină
raportul de rezistență a primului rezistor la al doilea rezistor.

În lucrarea de față sunt folosite două potențiometru de 100K care au rolul de trimite comenzi
utile releelor prezentate de a efectua operațiile descrise mai sus, și anume, de componentă de
decizie în cazul efectuării unui viraj. A stfel dacă volanul se află în cadranul drept sau stâng nu se va
efectua nicio comandă, altfel se va transmite comanda și se va efectua depășirea. Rolul fizic al
acestei operații îl reprezintă aprinderea farurilor adaptive în cadrul efectuării unui viraj, p roces ce
nu este comun farurilor standard.

Există o varietate mare de potențiometre. Potențiometrele manuale reglabile pot fi împărțite
în funcție de tipul de mișcare pe care îl exercită: de rotație sau liniară.

Potențiometrele digitale sunt potențiome tre care sunt controlate electronic. În cele mai
multe cazuri sunt compuse dintr -o serie de elemente rezistive mici în serie. Fiecare element rezistiv
este echipat cu un comutator care poate servi drept punct sau poziție de ștergere virtuală. Un
potențiome tru digital poate fi controlat prin, protocoale cum ar fi I²C și SPI. Un potențiometru
poate fi, de asemenea, o rezistență variabilă unică.

Fig 3.4.1.a Potențiometru

Materiale folosite pentru compoziția potențiometrelor:

– Compoziție din carbon: Cerneala din compoziție de carbon este turnată pe un substrat
(rășină fenolică). Cele mai multe materiale confecționate din acest material au costuri reduse și
caracteristici rezonabile la uzură.

42
– Bobinate: Potențiometrele bobinate pot ocupa putere mare, sunt de lungă durată și pot fi
foarte precise. Din nefericire, au o rezoluție limitată și sunt foarte dure, în schimb, sunt cele mai
utilizate în aplicații de mare putere.

– Plastic conductor : Are o rezoluție în altă netedă, putând fi construit pentru a efectua
milioane de cicluri. Pot ocupa doar o putere limitată și sunt scumpe.

– Cermet: Este un material foarte stabil, având coeficientul de temperatură foarte scăzut având
abilitatea de a fi utilizat l a temperaturi ridicate.

Aplicații pentru potențiometre

Potențiometrele sunt utilizate într -o gamă foarte largă de industrii și aplicații. În aplicațiile
auto, pedala de accelerație este adesea un potențiometru. O altă aplicație pentru potențiometre su nt
joystickurile pentru controlul mașinii.

Controlul volumului este adesea realizată cu un potențiometru în aplicațiile audio. Pentru un
control de echilibru poate fi filosit un potentiometru dublu -bandă , în cazul în care banda are o
conicitate logari tmică, iar cealaltă bandă are o conicitate logaritmică inversă.

Potențiometrele sunt adesea folosite ca poziție a unghiul ui traductor pentru măsurarea
distanțelor sau unghiurilor. [8]

Fig 3.4.2. Potențiometru 100K

5. Servomotor

Servomotorul este un actuator liniar sau rotativ ce permite un control precis al poziției
unghiulare. Acesta este format dintr -un motor cuplat la un senzor de poziție de feedback. Este

43
nevoie, de asemenea, o servounitate pentru a completa sistemul. Unitatea utilizează senzoru l de
feedback pentru a controla cu precizie poziția de rotație a motorului. Această operație se numește
buclă închisă. Prin rularea unui sistem de buclă închis, servomotoarele furnizează o alternativă de
înaltă performanță pentru motoarele asincrone de cur ent alternativ.

Fig 3.5.a. Servomotor

Servomotorul utilizat în lucrare este un servomotor TowerPro SG -50 ce operează la o
tensiunde de 4,8 V și poate dezvolta o viteză de 0,1 sec/60 ° având dimensiuni relativ mici pentru un
servomotor (Lungime: 21,5 mm, Lățime: 0,46 mm, Înălțime: 21,5 mm) .Acest tip de servomor se
poate roti cu aproximativ 180 de grade (90 ° în fiecare direcție).

Servomotoarele au fost de -a lungul timpului utilizate în mai multe aplicații.Ele sunt mici în
dimensiune ceea ce le permit e să fie folosite pentru a opera mașini , roboți sau avioane de jucărie
controlate de la distanță. Servomotoarele sunt de asemenea utilizate în aplicații industriale sau în
robotică.

În interiorul unui servomotor se află un motor de dimensiuni mici com andat în curent
continuu, potențiometru și un circuit de control. Motorul este atașat de către niște roți dințate la
roata de control. Pe măsură ce se rotește motorul, rezistența potențiometrului se schimbă astfel încât
circuitul de precizie poate determin a în ce direcție este mișcarea. Viteza motorului este
proporțională cu diferența dintre poziția reală și poziția dorită. Așa că, dacă motorul este aproape de
poziția dorită, se va transforma încet, în caz contrar se va transforma rapid. Acest fenomen se
numește control proporțional.

Fig 3.5.b. Componentele unui servomotor

44
Servomecanismele sunt controlate prin trimiterea unui impuls electric de lățime variabilă
sau o modulație PWM, prin firul de control. Există un puls minim, un puls maxim, și o rat ă de
repetiție. Un servomotor, de obicei, se poate transforma numai cu 90 de grade în ambele direcții,
pentru un total de 180 de grade de circulație. Poziția neutră a motorului este definit ca poziția în
care servomotorul are aceeași cantitate de potențial de rotație în sensul acelor de ceasornic atât în
direcția sau în sens invers acelor de ceasornic.

Atunci când servomotoarele sunt comandate să se miște, în prima fază își va schimba poziția
pentru ca apoi să și -o mențină. Valoarea maximă a forței servomo torului pe care o poate exercita
este numită rating -ul servomotorului.

Există două tipuri de motoare servo – AC și DC. Servomotoarele AC pot manipula
supratensiuni de curent mai mari și au tendința de a fi utilizate în mașini industriale pe când
servome canismele DC nu sunt proiectate pentru supratensiunile de curent înalt și sunt de obicei
mai potrivite pentru aplicații mai mici. În general vorbind, motoare de curent continuu sunt mai
puțin costisitoare decât omologele lor AC. Acestea sunt, de asemenea , servomotoare care au fost
construite special pentru rotație continuă, realizând o modalitate ușoară de a obține mișcarea unui
robot spre exemplu.

Fig 3.5.c. Servomotor AC

Fig 3.5.d. Servomotor DC

Servomecanismele sunt utilizate în avioane cont rolate de radio pentru a poziționa
suprafețele de control. În serviciile de alimentare și farmaceutice, instrumentele sunt concepute
pentru a fi utilizate în medii mai aspre în cazul în care potențialul de coroziune este mare. Acest
fapt se realizează din cauza spălărilor la presiuni si temperaturi ridicate în mod repetat, pentru a
menține standarde stricte de igienă. Servomotoarele sunt, de asemenea, utilizate în producții de
linie. [9 ]

45
Capitolul 4: Implementarea software a sistemului

Codul acestei lu crări este scris în totalitate folosind versiunea 1.6. 4 a unui software special
Arduino (IDE).

Arduino Integrated Development Environment sau Arduino Software (IDE) conține un
editor de text pentru scrierea de cod, o zonă de mesaj, o consola de text, o bară de instrumente cu
butoane pentru funcții comune și o serie de meniuri. Se conecteaza la hardware -ul Arduino pentru a
încărca programe și de a comunica cu el.

Programele scrise folosind Arduino Software (IDE) sunt numite schițe. Aceste sch ițe sunt
scrise în editorul de text și sunt salvate cu extensia de fișier .ino.c Editorul are caracteristici pentru
tăiere / lipire și pentru căutarea / înlocuirea textului. Zona de mesaje oferă un feedback în timp ce
economisirea și exportul și afișează, de asemenea erori. Consola afișează ieșirile textului de către
software -ul Arduino , incluzând mesajele de eroare complete și alte informații. Colțul din dreapta
jos a ferestrei afișează configurările plăcii și porturile seriale. Butoanele de pe bara d e instrumente
permit verificarea și încărcarea programelor , crearea , deschiderea și salvarea schițelor.

Selecția plăcii are două efecte: se setează parametrii ( de exemplu, viteza microprocesorului
sau rata de transfer) utilizați atunci cân d se realizează compilarea și încărcarea schițelor și pe de altă
parte se setează fișierele utilizate de către comanda bootloader. [10]

Fig 4.1. Instanță de cod scrisă în Arduino IDE

Pentru a se putea implementa toate funcțiile descrise în lu crare au fost necesare câteva setări
inițiale:

– includerea bibliotecii Servo.h pentru utilizarea servomotoarelor.

46

– transmiterea microcontrolerului ca pin de semnal al servomotorului 9.

– releul principal și releul secundar au fost conectați la ieșire a 10 respectiv 11.

– inițializarea valorilor fotorezistorului de lumină naturală , fotorezistorul utilizat pentru
detectia masinilor care vin din sens opus, nivelului de înclinare al mașinii și encoderului volanului.

– se consideră toate ope rațiile aplicate pornind de la indicatorul de stare având valoarea
False, utilizat pentru a nu se trimite comanda de pornire de două ori din secvențe diferite. ( fizic,
indicatorul de stare ar însemna un comutator între valoarea pornită și valoarea oprită a farurilor).

– pornirea comunicării pe linie serială pentru debugging.

– s-au inițializat variabilele: luminaAmbientala (valoarea fotorezistorului de lumină
naturală), SenzorPrezentaMasina (Fotorezistorul utilizat pentru detecția mașinilor care vin din se ns
opus), inclinare (nivelul de înclinare al mașinii), pozitieVolan (encoder al volanului), functionare
(număr întreg folosit pentru distingerea între modurile de funcționare, interschimbate prin interfața
serială) .

Pentru a se verifica rutina de pornire a farurilor în cazul în care s -a întunecat s -au at ribuit
următoarele initializări:

luminaAmbientala=analogRead(0);

SenzorPrezentaMasina=analogRead(1);

inclinare=analogRead(2);

pozitieVolan=analogRead(3);

Rutina de comutare între faza de drum și faza d e întâlnire în cazul în care se apropie o
mașină din sens opus și rutina de comutare a farului suplimentar la efectuarea virajelor se face prin
alocarea valorilor pornit a variabilelor ComutareFaza și Viraj.

Funcția de reglarea automată pe înălțime a far urilor principale în funcție de înclinarea
autovehiculului se face cu ajutorul unei variabile valoareMapata și a functiei VerificaLumina ce
va trimite comanda pe releu 1 pentru pornire far principal.

47

Fig 4.2. Schema software bloc a programului
Citește /Scrie
luminaAmbientala,functionare ,
inclinare, SenzorPrezentaMasina, ,
pozitieVolan.

VerificaLumina
ComutareFaza START
"Depas it"
Pornit=True
Pornit=False SenzorPrez
entaMasina
>1000 Pornit=
=True
STOP STOP
T
STOP
Dezactivare
far
Viraj
Pornit=
=True senzor
<=500 Pornit=
=True
Pozitie
volan<=256
6

STOP
STOP
Reglare
Activare
far valoareMapa
ta=inclinare/
23

STOP Scrie
Valoare
Mapata

48

49
Concluzii

În lucrarea de față s -au evidențiat toate motivele pentru care farurile adaptive au înlocuit
farurile standard, modul în care s -a făcut această tranziție și impactul pe care l -a avut pe piața
automobilistică. S -au prezentat prin comparație asemănarile și deosebirile între cele două tipuri de
faruri. De asemenea, au fost prezente în lucrare tipurile de clase de faruri adaptive și au fost
evidențiat urmările pe care le -a avut proiectul Claresco, care a întârit ideea fundamentală a
implementării conceptului de far adaptiv pe piața europeană.

Așadar, s -a constatat că farurile adaptive au calități superioa re ce sunt obligatoriu de
implementat pe orice vehicul nou fabricat. Acestea conferă o viziune optimizată unui șofer auto
prin adaptarea unghiului de intensitate al luminii judecând după direcția mașinii,condițiile meteo
sau rata de înclinare a autovehi culului. Farurile adaptive au rolul de a spori substanțial siguranța și
celorlalți conducători auto deoarece au abilitatea de lumina direct spre șosea, luminile lor nu nu
rămân îndreptate către ceilalți participanți în trafic.

Partea practică a proiectului a constat în implementarea unui sistem de far adaptiv.
Implementarea hardware a fost realizată pe o placă de dezvoltare Arduino UNO folosind diferite
componente electronice (fotorezistori, senzori Hall, releuri , potențiometru sau servomoto r) pentru a
realiza funcțiile de bază ce fac diferența între un far adaptiv și un far standard (aprinderea
proiectoarelor suplimentare la efectuarea unui viraj, reglarea automată pe înălțime a farurilor
principale în funcție de înclinarea autovehiculului , comutarea automată între faza de întâlnire și
faza de drum sau aprinderea farurilor în condiții de iluminare redus ă).

Funcțiile au fost scrise într -un cod specific Arduino IDE, explicându -se în detaliu relația
între componentele hardware des crise și variabilele inițializate în program.

Consider că întregul proiect a reprezentat un real succes, întrucât au fost atinse toate
obiectivele propuse la începutul lucrării și au fost evidențiate în amănunt, fiecare componentă,
fiecare funcție descris ă în lucrare.

50

51
Bibliografie

[1]. http://www.ti.com/lit/ug/spruhp3/spruhp3.pdf

[2].http://www.sintef.no/globalassets/upload/teknologi_og_samfunn/veg -og-
samferdsel/konferanser/afs -beijing -4152d1.pdf

[3]. http://www.electronics -tutorials.ws/io/io_4.html

[4]. http://www.resistorguide.com/photoresistor/

[5]. https://l earn.sparkfun.com/tutorials/what -is-an-arduino

[6]. https://www.pc -control.co.uk/relays.htm

[7] http://www.galco.com/comp/prod/relay.htm

[8]. http://www.resistorguide.com/potentiometer/

[9]. http://www.jameco.com/jameco/workshop/howitwork s/how -servo -motors -work.html

[10]. https://www.arduino.cc/en/Guide/Environment

52

53
Anexa 1

Codul programului

#include <Servo .h>
//Includem biblioteca Servo.h a Arduino disponibila pentru utilizarea servomotoarelor;
Servo myservo;
void setup() {
myservo.attach(9);//Transmitem microcontrollerului ca pin -ul de semnal al servomotorului 9

pinMode(10,OUTPUT);//Control releu far stanga

pinMode(11,OUTPUT);//Control releu far dreapta

digitalWrite(10,LOW);

digitalWrite(11,LOW);

Serial.begin(9600);//Pornim comunicarea pe linie seriala pentru debugging

Serial.println("Comanda 1 pentru comutare automata pe baza fotoresistorului de lumina naturala");

Serial.println("Comanda 2 pentru simularea prezentei unei masini din sens opus.Far stanga:Faza de
intalnire;Far stanga+Far dreapta:Faza de drum");

Serial.println("Comanda 3 pentru simularea virajelor la stanga sau la dreapta");

}
char command;

int luminaAmbientala;//Valoarea fotorezistorului de lumina naturala

int SenzorPrezentaMasina;//Fotorezistorul utilizat pentru detectia masinilor care vin din sens opus

int inclinare;//Nivelul de inclinare al masinii

int pozitieVolan; //Encod er al volanului

bool pornit=false;//Indicator de stare(Faruri pornite/Faruri oprite).Se utilizeaza pentru a nu se
trimite comanda de pornire de doua ori din secvente diferite

int functionare=0; //Numar intreg folosit pentru distingerea intre modurile de
functionare,interschimbate prin interfata seriala.

void loop() {

if(Serial.available()>0)

54
{
command=Serial.read();

Serial.println(command);

if(command=='1')
{
functionare=1;

Serial.println(function are);

}
if(command=='2')
{
functionare=2;
Serial.println(functionare);

}
if(command=='3'){
functionare=3;
Serial.println(functionare);
}
}

luminaAmbientala=anal ogRead(0);

SenzorPrezentaMasina=analogRead(1);

//Serial.println(SenzorPrezentaMasina);

inclinare=analogRead(2);

pozitieVolan=analogRead(3);

//Rutina de pornire a farurilor in cazul in care s -a intunecat;

if(functionare==1){ //Modul 1 de funct ionare,verificare lumina ambientala si aprindere faruri

VerificaLumina(luminaAmbientala); //Rutina de comutare intre faza de drum si faza de intalnire
in cazul in care se apropie o masina din sens opus

}

if(functionare==2){//Modul 2 de functionar e,comutare intre faza lunga si faza scurta
ComutareFaza(pornit);
}

//Rutina de comutare a farului suplimentar la efectuarea virajelor

if(functionare==3){//Modul 3 de functionare,comutare far suplimentar la viraj stanga/dreapta
Viraj(porni t);

55
//Reglare faruri dupa inclinare
}
Reglare(pornit,inclinare);

}

void Reglare(bool pornit,int inclinare){
if(pornit==true){
int valoareMapata=inclinare/23;

myservo.write(valoareMapata);
delay(15);
}
}

void VerificaLumina(int senzor){

// Serial.println(senzor);
if(senzor<=250)
{
//Trimite comanda pe releu 1 pentru pornire far principal
digitalWrite(10,HIGH);
digitalWrite(11,HIGH);
pornit=true;
}
else{
digitalWrite(10,LOW);
digitalWrite(11,LOW);

}
}

void ComutareFaza(bool pornit){

//Serial.println("Comuta");
if(pornit==true){//Se introduce aceasta conditie pentru a face comutarea dintre faza de drum si faza
de intalnire doar in conditiile in care farurile au fost aprinse ulterior
if(SenzorPrezentaMasina>1000){
digitalWrite (10,HIGH);
digitalWrite(11,LOW);
// Serial.println("Depasit");//Citirea senzorului de lumina din fanta utilizata pentru detectia
masinilor din sens opus
// Se opreste farul suplimentar(Considerat aici faza de drum)// digitalWrite(11 ,LOW);

}
else{
digitalWrite(10,HIGH);
digitalWrite(11,HIGH);
//functionare=true;

56

}

}
}

void Viraj(bool pornit){
if(pornit==true)//Pentru a nu trimite comanda de pornire a farurilor in cazul in care afara este zi
{
if(pozit ieVolan<=256)//Viraj
{
digitalWrite(11,HIGH);//Activam far suplimentar
digitalWrite(10,LOW);

}
else if((pozitieVolan>=256)&&(pozitieVolan<=512)){//Nu este viraj
digitalWrite(11,LOW);//Dezactivam far suplimentar
digitalWrite(10, LOW);

}
else if((pozitieVolan>=512)&&(pozitieVolan<=768)){//Nu este viraj,volan in cadranul drept
digitalWrite(11,LOW);//Dezactivam far suplimentar
digitalWrite(10,LOW);
}
else if(pozitieVolan>768){//Viraj
digitalWrite(11,LOW);// Activam far suplimentar
digitalWrite(10,HIGH);
}
}

}