Днешните превозни средства се опитват да оптимизират нощното виждане чрез динамично регулиране на фаровете. Тук първо ще разгледаме предимствата на тази технология, а след това и накратко предизвикателствата на дизайна и основните градивни елементи.

Адаптивните системи за предно осветление (AFS) се опитват динамично да регулират фаровете на автомобила, така че водачът да има оптимално нощно виждане, без да нарушава безопасността на другите участници в движението. AFS използва стъпкови двигатели за управление на ъгъла на фара, когато автомобилът се насочва или пътят не е равен. Освен това адаптивната система се опитва да избегне пряко заслепяване на насрещните превозни средства. Системата използва фарове, които се състоят от масив от светодиоди.

В зависимост от позицията на насрещния автомобил, някои от тези светодиоди автоматично се затъмняват. По този начин, докато пространството около насрещната кола е осветено, позицията на водача е затъмнена. AFS използва сензори за изображение, за да открие положението на насрещното превозно средство. AFS регулира фаровете, за да затъмни страната на водача на насрещната кола.

По подобен начин AFS избягва заслепяването на водача на предходния автомобил, като не свети директно върху огледалата за обратно виждане.

AFS се състои от няколко различни компонента, като LED драйвери, LED матрични мениджъри, стъпкови двигатели, сензори за изображения и др. За ефективно управление на интензитета и посоката на светлината, тези компоненти трябва да бъдат бързи, ефективни и точни. Нека разгледаме накратко предизвикателствата на дизайна и основните градивни елементи на AFS.

LED драйвер за автомобилни приложения

Функционалността на AFS зависи от бързото създаване на сложни светлинни модели. Светодиодите показват време за повишаване на осветяването около два пъти по-бързо от това на източници с нажежаема жичка. Освен това светодиодите са по-ефективни по отношение на мощността и предлагат превъзходна яснота на бялата светлина. Поради тези предимства те се използват широко в автомобилната индустрия. За да се създадат моделите на светлината, изисквани от AFS, можем да включим масив от светодиоди във фара и избирателно да включваме някои от тях.

За да управляваме светодиодите, се нуждаем от специални схеми, които се наричат светодиодни драйвери. Превозното средство трябва да осигурява на светодиодите постоянен ток, за да запази светлия цвят.

Напрежението на акумулаторната батерия в автомобила обикновено трябва да бъде около 12 V, но понякога може да достигне 6 V. Това ниско, нерегулирано напрежение не може да се използва директно за захранване на светодиодите. Ето защо се нуждаем от усилващ конвертор след батерията. Изходът на усилващия преобразувател, който е регулиран и достатъчно висок, се използва за захранване на преобразувателите, които са свързани към поредиците от светодиоди. Всеки LED низ се използва за различна функционалност на фаровете, като дълги светлини, къси светлини, пътепоказатели, габарит, осветление при мъгла и т.н.

И всяка LED редица изисква различен ток. Преобразувателят на тока действа като идеален източник и го поддържа през LED редиците постоянен. По този начин светлият цвят се запазва. Освен това конверторите на тока могат да предпазят LED от късо съединение или повреда.

Управление на LED матриците

Необходимо е да се осигурява на светодиодите постоянен ток, за да се запази светлия цвят. Все пак трябва да затъмним някои от светодиодите, за да създадем различните необходими светлинни модели. За тази цел може да се използва концепцията за широчинно-импулсна модулация (PWM). Широчината на импулса е разнообразна, за да се регулира интензивността на светодиода.

Когато импулсът е висок, постоянният ток, произведен от LED драйвера, се прилага към светодиода. Когато импулсът е нисък, токът се прекъсва. По този начин, докато токът, приложен към светодиода, е почти постоянен, можем да променим цикъла на импулса, за да регулираме интензитета на светлината.

Масивът от превключватели, използвани за индивидуално включване / изключване на светодиодите, може да бъде поставен успоредно със светодиодите.

Стъпкови мотори

Адаптивното осветление използва бързи и точни стъпкови двигатели, за да регулира позициите на лампата в зависимост от информацията, събрана от различни сензори, като положението на волана, скоростта на автомобила, стъпката и приближаващото превозно средство.

Стъпковите двигатели  на AFS трябва да бъдат надеждни и устойчиви на повреди, за да се избегнат опасни условия на шофиране. Освен това е важно да се вземат предпазни мерки за блокиране и претоварването на двигателя.

AFS контролер

За да генерираме инструкциите за различните градивни елементи на AFS като LED Matrix Manager и стъпковите двигатели, можем да използваме микроконтролери. Те работят на честота 80 MHz и поддържат функции като CAN и LIN. Освен имат вградени функции за безопасност, които ги правят подходящи за критични ситуации. 

заключение

В тази статия първо разгледахме предимствата на адаптивните системи за осветление.  Освен това разгледахме накратко предизвикателствата на дизайна и основните градивни елементи. AFS включва функции, които са интересни както за купувачите на автомобили, така и за законодателите. Освен това той предоставя на инженерите и компаниите чудесна възможност за създаване на иновативни продукти за приложения на AFS (и автомобилни системи за нощно виждане).

Източник: Стив Арар