معرفی سیستم های روشنایی جلو (AFS)

معرفی سیستم های روشنایی جلو (AFS)

سیستم های روشنایی جلو مربوط به خودروها می باشند که چراغ های ال ای دی نقش مهمی در این سیستم ها دارند. در این مطلب قصد داریم، در مورد طراحی هایی که به توسعه راه حل های سازگار با نورپردازی خودرو انجام می شود، بپردازیم. وسایل نقلیه های امروزی با تنظیم دینامیکی چراغ های جلو سعی در بهینه سازی دید در شب دارند.

وظیفه ی سیستم های روشنایی جلو (AFS) این است که چراغ های جلو خودرو را بطور پویا تنظیم کنند تا بدون این که امنیت سایر افراد در جاده به خطر بیافتد، راننده دید بهینه تری در شب داشته باشد. AFS از موتورهای پله ساز برای کنترل زاویه چراغ های جلو در هنگام هدایت وسیله استفاده می شود. علاوه بر این، سیستم تطبیقی تلاش می کند تا از درخشش مستقیم نور، برای خودروهای روبرو جلوگیری کند. از چراغ جلو به خاطر اینکه از LED تشکیل شده، استفاده می کنند.
بسته به موقعیت خودرو ، برخی از این LED ها به طور خودکار کم رنگ می شوند. به این ترتیب، اگر در اطراف خودروی روبرو روشن می شود، چراغ های راننده نور کمتری به خود می گیرد. AFS از سنسورهای تصویر برای تشخیص موقعیت وسیله نقلیه، استفاده می کند. در واقع AFS چراغ های جلو را تنظیم می کنند تا سمت راننده خودروی روبرو، نور کمتری داشته باشد.

به همین ترتیب، AFS با روشن نکردن مستقیم نور، بر روی آینه های دید عقب راننده جلویی، از کور کردن راننده خودرو جلوگیری می کند.

AFS متشکل از چندین بلوک ساختمانی مختلف، مانند درایورهای LED، مدیران ماتریس LED، موتورهای استپر، سنسورهای تصویربرداری، MCU ها و غیره است. برای کنترل بهینه ی شدت نور و جهت، این بلوک ها باید سریع، کارآمد و دقیق باشند. بیایید به طور خلاصه چالش های طراحی و بلوک های اصلی ساخت AFS را بررسی کنیم.

درایور LED برای برنامه های کاربردی خودرو

LED ها نقش مهمی در سیستم های روشنای جلو دارند. عملکرد AFS به تولید الگوهای نوری پیچیده با سرعت سریع بستگی دارد. LED ها زمان افزایش نور حدود دو برابر سریعتر از منابع رشته ای را نشان می دهند. علاوه بر این، LED ها از نظر انرژی کارآمدتر هستند و وضوح بالایی از نور سفید را ارائه می دهند. با توجه به این مزایا، LED ها در صنعت خودرو مورد استفاده گسترده قرار می گیرند. برای تولید الگوهای نوری مورد نیاز AFS، می توانیم آرایه ای از LED ها را در چراغ جلو قرار دهیم و برخی از آنها را به طور انتخابی روشن کنیم. برای کار با LED ها، ما نیاز به مدار ویژه ای داریم که به آنها درایور LED گفته می شود. در درایور، برای حفظ رنگ نور باید LED ها از جریان ثابت استفاده کند.

اگرچه ولتاژ باتری خودرو به طور معمول باید در حدود 12 ولت باشد، اما در بعضی مواقع می تواند به اندازه 6 ولت برسد. این ولتاژ تنظیم نشده، نمی تواند بطور مستقیم برای تغذیه LED ها استفاده شود. به همین دلیل ما به مبدل تقویت کننده پس از باتری نیاز داریم. خروجی مبدل تقویت کننده، که تنظیم شده است و هم به اندازه کافی زیاد است، برای تغذیه مبدل های باک که به رشته های LED وصل شده اند، استفاده می شود. از هر رشته LED برای عملکرد چراغ های مختلف مانند نور زیاد، نور کم، چرخش، موقعیت، مه و غیره استفاده می شود.

هر رشته LED به جریان متفاوتی احتیاج دارد. مبدل باک به عنوان یک منبع جریان ایده آل عمل می کند و جریان را از طریق رشته های LED ثابت نگه می دارد. در این روش، رنگ روشن حفظ می شود. علاوه بر این، مبدل های باک می توانند مصونیت بهتری نسبت به خرابی های باز یا کوتاه LED نشان دهند.

مدیر ماتریس LED

به ادامه مقاله سیستم های روشنایی جلو می پردازیم. درایور برای حفظ رنگ نور باید برای LED ها از جریان ثابت استفاده کند. با این وجود ، هنوز باید نور برخی از LED ها را کم رنگ کنیم تا الگوهای مختلف نور مورد نیاز را ایجاد شود. برای این منظور می توان از مفهوم مدولاسیون عرض پالس (PWM) استفاده کرد. همانطور که مشاهده می کنید، برای تنظیم شدت LED، پالس متنوع است.

وقتی پالس زیاد باشد، جریان ثابت تولید شده توسط درایور LED بر روی LED اعمال می شود. وقتی پالس کم شود، جریان قطع می شود. به این ترتیب، در حالی که جریان اعمال شده بر روی LED تقریباً ثابت است، می توان چرخه وظیفه پالس را برای تنظیم شدت نور تغییر داد.

متأسفانه، حتی وقتی ما نور را از 100٪ به 50٪ کم می کنیم، چشم انسان نمی تواند تغییر چشمگیر در شدت نور را تشخیص دهد. به همین دلیل درایور LED باید چرخه وظیفه PWM را با نسبت زیاد تغییر دهد. به عنوان مثال، LT3952 قادر به نسبت کاهنده به اندازه 300: 1 PWM است. آرایه سوئیچ های مورد استفاده برای روشن یا خاموش کردن جداگانه LED ها می توانند به صورت موازی با LED ها  قرار بگیرند.

استپر موتور (پله ساز موتور)

AFS برای تنظیم موقعیت لامپ بسته به اطلاعات جمع آوری شده از سنسورهای مختلف از قبیل موقعیت فرمان ، سرعت ماشین ، قدم زدن و … از موتورهای پله ای سریع و دقیق استفاده می کند.

موتورهای پله ای AFS برای جلوگیری از هرگونه شرایط رانندگی ناایمن ، باید قابل اطمینان باشد و خطایی نداشته باشند. علاوه بر این ، اقدامات احتیاطی برای تشخیص غرفه اضافه بار موتور مهم است. وضعیت غرفه را می توان با نظارت بر رابطه فاز بین جریان سیم پیچ موتور و عقب-EMF تشخیص داد.

جمع بندی معرفی سیستم های روشنایی جلو

در این مقاله به بررسی سیستم های روشنایی خودرو پرداختیم. سیستم های روشنایی جلو خودروها برای فراهم کردن امکان دید بهتر خودروهایی که از جلو به سمت ما می آیند تنظیم شده است. این سیستم می تواند میزان تصادفات از این طریق را به میزان زیادی کاهش دهد.

واحد شار نوری این چراغ ها را با لومن اندازه می گیرند و چراغ های ماشین که اکثرا از جنس هالوژن هستند بین 700 تا 1200 لومن نور تولید می کنند. البته لامپ های جدید شدت نور بیشتری تولید می کنند. لامپ های ال این دی نوع دیگری از این لامپ ها هستند که بین 2000 تا 4000 لومن متغیر هستند. شدت نور این چراغ ها به فاکتورهای متعددی بستگی دارد. سیستم های جدید در چراغ سمت راننده از لومن کمتری استفاده می کنند تا دید راننده جلو نسبت به جاده کور نشود.