Trên các mẫu Audi cao cấp, hệ thống đèn Digital matrix led sử dụng DMD với vi gương siêu nhỏ để điều khiển tia sáng theo thời gian thực: tạo vùng cắt chính xác, chiếu sáng thích ứng theo tốc độ – làn đường, hiển thị ký hiệu cảnh báo và tối ưu tầm nhìn mà không gây chói.
1. Khái quát
Digital Matrix LED về cơ bản biến đèn pha của xe thành một chiếc máy chiếu kỹ thuật số có độ phân giải cao công nghệ DMD này ban đầu được dùng trong các máy chiếu rạp phim, nhưng Audi đã thu nhỏ nó để đưa lên ô tô.
Hệ thống chiếu sáng của Audi không chỉ là một thiết bị an toàn mà còn là một tuyên ngôn thiết kế và công nghệ. Đứng phía sau công nghệ nói trên là ông Stephan Berlitz – người đứng đầu bộ phận chuyên nghiên cứu về tầm nhìn và các hệ thống chiếu sáng của Audi.
Hệ thống này sẽ phát ra một ‘tấm thảm ánh sáng’ (Lane Light) trải dài 50 mét bao quát làn đường mà chiếc xe đang di chuyển giúp người lái xác định vị trí xe trong làn đường một cách chính xác khi đi đêm hoặc qua các đoạn đường hẹp/đang thi công.
Trong bất kể điều kiện hay tình huống nào, chùm sáng được phát ra được đảm bảo độ chính xác ở mức cao nhất. Hệ thống chiếu sáng hoàn toàn mới, người lái có thể chiếu lên trên các bề mặt những ‘thước phim’ ánh sáng vô cùng sinh động và thú vị. Audi gọi đó là các vòng lặp động (dynamic loop).
2. Chức năng của hệ thống đèn Digital matrix led
Ngoài khả năng chiếu sáng cơ bản, hệ thống tích hợp các tính năng thông minh:
- Lane Light (Đèn làn đường): Tạo “thảm ánh sáng” dài 50m bao phủ làn đường đang chạy, tự động mở rộng khi chuyển làn.
- Orientation Light (Đèn định hướng): Sử dụng các vùng tối/mờ để tạo ra các vạch điều hướng, giúp lái xe căn giữa làn chính xác trong các đoạn đường hẹp hoặc khu vực thi công.
- Marking Light (Đèn đánh dấu): Kết hợp với Night Vision Assist để chiếu tia sáng nhấp nháy vào người đi bộ được phát hiện, cảnh báo cho lái xe và người đi bộ.
- Advanced Traffic Information: Chiếu các biểu tượng cảnh báo nguy hiểm (tai nạn, đường trơn) trực tiếp xuống mặt đường phía trước xe.
- Dynamic Animations: Hiển thị 5 kịch bản chào mừng/tạm biệt (Coming/Leaving Home) sinh động lên tường hoặc mặt đất.
3. Cấu tạo
Phần quan trọng nhất là một tập hợp bao gồm 1 triệu gương siêu vi với độ dài cạnh chỉ khoảng vài phần trăm của 1mm. Các trường tĩnh điện cho phép những chiếc gương này có thể thay đổi góc chiếu lên tới 5000 lần mỗi giây.
“Trái Tim” của Hệ Thống: Chip DMD
- DMD (Digital Micromirror Device): Đây là công nghệ cốt lõi. Chip DMD là một con chip bán dẫn chứa hơn 1,3 triệu gương siêu nhỏ (micromirrors) cho mỗi bên đèn pha.
- Gương siêu vi (Micromirrors): Mỗi gương có độ dài cạnh chỉ khoảng vài phần trăm của 1mm và rộng vài micromet. Chúng hoạt động như những pixel ánh sáng có thể điều khiển độc lập.
- Nguồn sáng LED: Một cụm LED cường độ cao chiếu sáng vào chip DMD qua một thấu kính hội tụ.
- Thấu kính Projection: Phóng đại hình ảnh từ chip DMD ra mặt đường.
- Hệ thống tản nhiệt: Sử dụng quạt và tấm tản nhiệt Peltier để ổn định nhiệt độ cho chip DMD hoạt động ở tần số cao.
- Hệ thống quang học và bổ trợ: Bao gồm thấu kính (projection lens), nguồn sáng LED, các gương phản chiếu sơ cấp và hệ thống làm mát (Peltier cooling).
- Vỏ cụm đèn: Làm bằng nhựa polycarbonate chống tia UV, tích hợp các dải LED chạy ban ngày (DRL) và đèn báo rẽ động
- Pixel Ánh Sáng: Mỗi gương siêu nhỏ này chỉ rộng vài micromet và hoạt động như một pixel ánh sáng có thể điều khiển độc lập. Tổng cộng, hai đèn pha có thể tạo ra hơn 2,6 triệu pixel ánh sáng.
4. Nguyên lý hoạt động
Hệ thống hoạt động dựa trên việc điều khiển hướng của các gương siêu nhỏ thông qua trường tĩnh điện. Các gương này có thể thay đổi góc nghiêng theo hai hướng đối lập với tốc độ lên đến 5.000 lần mỗi giây.
Điều khiển tĩnh điện: Các gương được đặt trên một ma trận bán dẫn, thay đổi góc nghiêng thông qua trường tĩnh điện với tốc độ 5.000 lần mỗi giây.
- “Bật” (ON): Gương nghiêng về phía thấu kính, phản chiếu ánh sáng từ nguồn LED ra mặt đường.
- “Tắt” (OFF): Gương nghiêng ra khỏi thấu kính, khiến ánh sáng bị triệt tiêu hoặc phản hướng khác.
Việc bật/tắt hàng triệu điểm ảnh này cho phép tạo ra các luồng sáng có hình dạng bất kỳ, che khuất chính xác xe ngược chiều để chống chói mà không làm giảm tầm nhìn xung quanh.
5. Sơ đồ hệ thống
Quá trình điều chỉnh ánh sáng diễn ra trong vài mili giây nhờ sự kết hợp của 3 thành phần:
- Cảm biến & Camera: Camera gắn phía trước xe liên tục thu thập dữ liệu về phương tiện khác, người đi bộ, biển báo giao thông, và điều kiện môi trường. Ngoài ra còn có nhận dữ liệu từ các cảm biến tốc độ, góc lái (từ hệ thống lái), hệ thống định vị (GPS).
- Bộ điều khiển Headlight Control Module (ECU LED DMD): Dữ liệu gửi qua mạng CAN CAN FlexRay tới bộ điều khiển trung tâm (J519 – BCM) và sau đó tới ECU LED DMD. Xử lý hình ảnh và dữ liệu từ camera/cảm biến theo thời gian thực để tính toán vùng nào cần chiếu sáng, vùng nào cần làm mờ.
- Chip DMD: Nhận lệnh từ ECU và điều chỉnh góc nghiêng của 1,3 triệu gương tương ứng để tạo ra chùm sáng được tính toán vị trí từng pixel cần tắt/mở và gửi lệnh tới chip DMD trong cụm đèn.
6. Kiểm tra hư hỏng
Để bảo trì hoặc sửa chữa, quy trình kiểm tra bao gồm:
- Điều kiện hoạt động: Công tắc đèn ở chế độ “AUTO”, cài đặt MMI ở chế độ “bật”, cảm biến ánh sáng nhận diện trời tối và tốc độ xe đạt ngưỡng quy định (thường >30km/h).
- Chẩn đoán qua OBD-II: Sử dụng thiết bị chuyên dụng để kiểm tra mã lỗi (DTC) của module điều khiển đèn.
- Kiểm tra độ kín: Kiểm tra các gioăng cao su và lỗ thông hơi để đảm bảo không có hơi ẩm ngưng tụ bên trong mặt kính.
- Hiệu chuẩn (Calibration): Sử dụng thiết bị hiệu chuẩn đèn pha chuyên dụng (VAS 621001) để cài đặt lại góc chiếu cơ bản (Basic Setting) sau khi thay thế cụm đèn hoặc sửa chữa hệ thống treo.
- Self-test: Kích hoạt chế độ kiểm tra chức năng (Output Diagnostic Test Mode) để xem các pixel có bị “chết” hoặc các gương có hoạt động đồng đều không.
7. Thông số tiêu chuẩn
- Độ phân giải: 1,3 triệu pixel mỗi bên (Tổng 2,6 triệu pixel).
- Tần số chuyển mạch gương: 5 kHz (5.000 Hz, 5.000 lần nghiêng/giây).
- Nhiệt độ màu: 5.500 Kelvin (Tương đương ánh sáng ban ngày).
- Tầm chiếu xa (Laser bổ trợ): Lên đến 600m (trong điều kiện trời tối hoàn toàn và tốc độ trên 70km/h).
- Chiều rộng Lane Light: Tương ứng với chiều rộng làn đường tiêu chuẩn (~3.5m – 4m).
8. Vị trí và hình ảnh chi tiết
Hy vọng với những chia sẻ trên của VATC, bạn đã hiểu hơn về chủ đề hệ thống đèn Digital Matrix LED (LED Ma trận Kỹ thuật số) trên Audi. Mong rằng bạn đã có thêm một kiến thức kỹ thuật thú vị trong ngày.
Nếu bạn có đang đam mê hoặc muốn tìm hiểu về các khóa học trong ngành ô tô thì liên hệ ngay với trung tâm VATC theo thông tin dưới đây để được tư vấn chi tiết nhất nhé!
Trung Tâm Huấn Luyện Kỹ Thuật Ô Tô Việt Nam – VATC
- Địa chỉ: Số 4-6, Đường số 4, Phường Hiệp Bình Phước, Thành Phố Thủ Đức, Thành phố Hồ Chí Minh
- Điện thoại: 0945711717
- Email: info@oto.edu.vn
Xem thêm:
