Pas het licht voor de auto LED-licht nauwkeurig en gemakkelijk aan

- Dec 21, 2017-

20171212071236405.jpg Wanneer u 's nachts rijdt, mag u niet denken aan de koplampen en achterlichten van de auto, maar ik ben gefascineerd door veel van de ontwerpelementen in deze verlichtingssystemen:

De carrosserie-stylist ontwierp een verbluffend koplicht en een achterlicht omtrek en vorm, om de wens van consumenten om te kopen te stimuleren

Overheidsregulators richten zich op de vorm en helderheid van de straal

De systeemarchitect bepaalt de lichtbron en functie

Optische ingenieurs hebben reflectoren en glaseigenschappen ontwikkeld

De mechanische ingenieur selecteert het materiaal en ontwerpt de fysieke structuur van de lichtbron

Elektrotechnici ontwerpen circuits voor lichtbronnen en communiceren met elektronische apparaten aan boord.

Gezien de vele disciplines die betrokken zijn bij lichtontwerp, zal het uiteindelijke productontwikkelingsproces natuurlijk vele ontwerpkeuzes hebben. Vandaag wil ik het hebben over LED-verlichting.

LED lichten

Net als bij huishoudelijke verlichting worden gloeilampen vaker gebruikt dan buitenverlichting. Omdat light-emitting diode (LED) lampen in huizen vaker voorkomen, is het in de automarkt steeds populairder geworden. LED-achterlichten en remlichten zijn voorbeelden. Ontwerpers gebruiken vaak een gedeelde reeks LED-strings als lichtbron voor beide lichten. Wanneer de bestuurder remt, gaan de remlichten aan en dimmen de achterlichten. Deze functie wordt door de ontwerper bereikt door de dimfunctie van het elektronische apparaat dat de LED-lichtbron aanstuurt.

Figuur 1 toont het blokschema van de elektronische componenten die LED-koplampen en achterlichten aandrijven. LED.jpg

Figuur 1: een blokschema van een typische architectuur die de LED van een auto aanstuurt.

Enkele belangrijke overwegingen bij de verlichting van LED-koplampen en achterlichten zijn:

LED-aandrijving met PWM: zoals getoond in figuur 1, ontvangt de LED-aandrijving, het elektronische circuit dat stroom levert aan de LED, pulsbreedtemodulatie (PWM) signalen van het timercircuit. Het PWM-signaal heeft een luchtverhouding die de gemiddelde stroom regelt die wordt aangedreven door LED-aandrijvingen, terwijl de gemiddelde stroom de helderheid van de LED-lichtbron regelt. Dus wanneer de bestuurder remt, gaat het lampje van de LED branden, terwijl het licht alleen wordt gedimd wanneer de omringende voertuigen en voetgangers worden gevraagd. Elektronische ontwerpingenieurs gebruiken gewoonlijk de 555 timer-geïntegreerde schakeling (IC) van TI om PWM-signalen te genereren, en de timer-geïntegreerde schakeling (IC) wordt veel gebruikt in auto's, de industrie en vele andere industrieën.

De ratio nauwkeurigheid: de tekortkoming van PWM-signaal op basis van 555 timer is het gebrek aan nauwkeurigheid. De 555 timer IC-parameters die van invloed zijn op de ruimteverhouding, verschillen in verschillende IC's. Dit betekent dat, zelfs als elke component van het ontwerp hetzelfde is, een 555 IC-timer een lege verhouding produceert die kan verschillen van die van een andere 555 IC. In de auto kunnen de lichten aan de linker- en rechterkant anders zijn. Een manier om dit probleem op te lossen, is door de 555-IC te vervangen door een microcontroller voor het kristal als de klokbron, waardoor een nauwkeurig PWM-signaal wordt gegenereerd. Deze oplossing vereist echter duurdere componenten en complexere softwareprogrammering. Een andere methode is om de helderheid van het achterlicht in het productieproces te kalibreren. Deze methode vereist echter elektronische apparatuur om kalibratie te ondersteunen, zodat de vereiste productietijd langer is en de totale productkosten kunnen worden verhoogd.

Feedback: de derde mogelijkheid is om feedback te gebruiken. Figuur 2 geeft deze benadering weer. Het principe is eenvoudig: vergelijk PWM met de exacte referentiewaarde en pas vervolgens de circuituitgang van de timer overeenkomstig aan. Deze methode is eenvoudig en kosteneffectief. LED2.jpg

Figuur 2: feedback wordt toegevoegd om de nauwkeurigheid van het PWM-signaal dat wordt gegenereerd door het TI 555-timercircuit te verbeteren.

Ik weet zeker dat je zult vragen: is dit effectief? Het antwoord is ja! Het precieze PWM-dimmen van het LED-referentieontwerp voor autoverlichting omvat relevante ontwerpdetails en testresultaten.

Hopelijk heb ik een nuttige tip gegeven voor ontwerpers van autoverlichting. Ik geloof dat het toepassen van feedback om de nauwkeurigheid van de ruimteverhouding te verbeteren eenvoudiger en duurder is dan de andere methoden. Probeer het nu en vergeet niet om mij feedback te geven!