آپشن سیستم چراغ های تطبیقی جلو خودرو

تصور کنید در جاده‌ای تاریک و پر پیچ‌وخم در حال رانندگی هستید؛ به‌جای چراغ‌های ثابت و معمولی، سیستم چراغ‌های تطبیقی جلو خودرو به‌طور خودکار مسیر را روشن کرده و با چرخش فرمان، نور چراغ‌ها نیز تغییر می‌کند تا بهترین دید را داشته باشید. این فناوری پیشرفته، که در خودروهای جدید به عنوان آپشن ارائه می‌شود، به شکلی هوشمندانه رانندگی در شب را ایمن‌تر و لذت‌بخش‌تر می‌کند. در این مقاله، به بررسی عملکرد سیستم چراغ‌های تطبیقی، مزایا، و نحوه کار آن می‌پردازیم تا شما بیشتر با این ویژگی جذاب آشنا شوید و در انتخاب خودروی آینده‌تان، اطلاعات بهتری داشته باشید.

معرفی سیستم چراغ های تطبیقی جلو خودرو

سیستم چراغ های تطبیقی جلو خودرو (AFLS) میکوشد با پویایی چراغهای جلو خودرو را تنظیم کند تا راننده امکان دید بهتری در شب داشته باشد و امنیت رانندگان دیگر در جاده حفظ شود.این سیستم از استپر موتور برای تنظیم زاویه چراغ های جلو در هنگام چرخش فرمان و در پستی و بلندی های جاده استفاده میکند. بعلاوه این سیستم میکوشد تا از تابش مستقیم نور به چشم راننده نزدیک شونده رو به رو جلوگیری کند.

در این سیستم چراغهای جلو شامل یک دسته از چراغ های LED هست.بسته به موقعیت خودرو نزدیک شونده در رو به رو روشنایی بعضی از این چراغهای LED به صورت خودکار کم میشوند. در این حالت چراغهایی که به سمت اطراف خودرو رو به رو هستند پرنور و چراغهایی که به سمت راننده خودرو رو به رو هستند کم نور میشوند.  این سیستم همچنین برای جلوگیری از اختلال در دید راننده جلویی از تابش مستقیم نور به آینه وسط آن خودرو خودداری میکند.

سیستم چراغ های تطبیقی جلو خودرو شامل قطعات مختلفی است.

 راه اندازهای LED

هدایت گرهای ماتریکس LED

استپرموتورها

سنسورهای تصویری

میکروکنترلرها و غیره.

برای کنترل بهتر شدت و زاویه نورعملکرد قطعات باید سریع دقیق و بدون نقص باشد. در زیر مختصرا چالشهای طراحی و قطعات اصلی این سیستم را بررسی میکنیم.

راه انداز LED برای کاربردهای خودرویی

عملکرد AFLS به ایجاد الگوهای نوری پیچیده در یک سرعت بالا بستگی دارد.سرعت لحظه تابش نور این LEDها دو برابر سرعت منابع نوری دیگر است.بعلاوه این LEDها از نظر مصرف انرژی خیلی به صرفه هستند و نوری که تولید میکنند بسیار شفاف و سفید است.

با توجه به این مزیت ها این LEDها بسیار در صنعت خودرو به کار برده میشوند. برای تولید الگوهای نوری لازمه در سیستم AFLS میتوانیم دسته ای از این LEDها را هماهنگ در کنار یکدیگر قرار دهیمو هر یک را به دلخواه فعال یا غیر فعال کنیم.

برای روشن کردن این LEDها به یک مدار برقی ویژه به نام راه اندازهای LED نیاز داریم.راه انداز باید برای ذخیره رنگ نور یک جریان ثابت را برای LEDها تدارک ببیند.

درحالی که معمولا ولتاژ باتری خودرو باید تقریبا 12 ولت باشد میتواند به دفعات به 6 ولت هم تقلیل یابد.این ولتاژ پایین و غیر قابل تنظیم نمیتواند به طور مستقیم برای تغذیه LEDها استفاده شود.به همین خاطر بعد از باتری به یک مبدل تقویتی نیازمندیم. خروجی مبدل تقویتی که تنظیم شده و به اندازه کافی بالا استبرای تغذیه مبدل های دی سی به دی سی که به رشته های LEDها متصل هستند استفاده میشود.

هر رشته LED برای یک عملکرد متفاوت چراغ استفاده میشود. برای مثال سو بالا، سو پایین، چرخش، موقعیت، مه و غیره هر رشته LED مستلزم یک جریان متفاوت است. مبدل دی سی به دی سی به عنوان یک منبع جریان مطلوب عمل میکند و جریان را در مسیر رشته های LED ثابت نگه میدارد. در این حالت رنگ نور ذخیره میشود. بعلاوه مبدل های دی سی به دی سی میتوانند در مقابل اتصالات باز یا کوتاه مصونیت بهتری نشان دهند.  یک راه انداز LED و جزئیاتی از سیستم روشنایی جلو خودرو در زیر آمده است.

هدایت گر ماتریکس LED

راه انداز باید برای ذخیره رنگ نور یک جریان ثابت را برای LEDها مهیا کند.هرچند که هنوز لازم است برای ایجاد الگوهای نوری لازمه تعدادی از  LEDها را کم نور کنیم.به این منظور مفهموم نوسانی عرض-پالس را که در شکل زیر نشان داده شده است را میتوان استفاده کرد.

همانطور که مشاهده میکنید تفاوت در عرض پالس، کمی و یا زیادی نور را توجیه میکند.وقتی پالس بالا باشد جریان ثابت تولید شده توسط راه انداز LED در LED به کار بسته میشود.وقتی پالس پایین میرود، جریان قطع میشود. در این صورت در حالی که جریان به کار گرفته شد در LED تقریبا ثابت استمیتوانیم با تغییر سیکل پالس شدت نور را کم یا زیاد کنیم.

متاسفانه حتی وقتی میزان تاریکی نور را از 100 درصد به 50 درصد کاهش میدهیم، چشم انسان قادر به تشخیص تغییر در شدت نور نیست.

به همین خاطر راه انداز LED باید سیکل عرض-پالس را با یک نسبت بالا تغییر دهد.

برای مثال LT3952 دارای ضریب تاریکی عرض-پالس 300 به 1 است. سوییچ هایی که برای ON یا OFF کردن LEDها استفاده میشدند را میتوان به صورت موازی با LEDها قرار داد.

استپرموتورها

چراغ های تطبیقی جلو خودرو از استپرموتورهای سریع و دقیق برای تنظیم موقعیتهای لامپ استفاده میکند. این سیستم بسته به اطلاعاتی که به وسیله سنسورهایی نظیر موقعیت فرمان، سرعت خودرو، پستی-بلندی و خودرو نزدیک شونده جمع آوری کرده است این کار را انجام میدهد. مثالی از راه اندازی استپرموتور برای استفاده های AFLS در شکل  آمده است.

 استپرموتورها باید مقاوم و قابل اعتماد باشند تا از ایجاد هرگونه شرایط ناایمن در رانندگی جلوگیری شود.بعلاوه به علت وجود احتمال ایست در موتور، اقدامات احتیاطی اهمیت پیدا میکنند.حالت ایست در موتور را میتوان به وسیله ی کنترل رابطه ی فازی بین جریان سیم پیچ موتور و Back-EMF شناسایی کرد.

هنگامی بار موتور در یک جریان معین سیم پیچ افزایش میابد فاز تعویض بین جریان سیم پیچ و Back-EMF کاهش میابد.

خیلی از راه اندازهای استپرموتور از این پدیده برای شناسایی ایست در موتور استفاده میکنند.

ON Semiconductor’s NCV70522 حتی میتواند Back-EMF را در یک بازده خارجی نشان دهد. اگر لازم باشد سطح شناسایی ایست در موتور را تنظیم کنیم، این میتواند برای کاربردهای AFLS مفید واقع شود.

کنترلرهای AFLS

برای ساختن دستورالعمل هایی برای قطعاتی نظیر هدایت گر ماتریکس LED و استپرموتورها میتوانیم از میکروکنترلرهایی نظیر میکروکنترلرهای خانواده TMS470M از TI استفاده کنیم. این خانواده برپایه ARM Cortex-M3 CPU است و با فرکانس 80 MHZ پردازش میشود.از ویژگی هایی نظیر CAN، UN و LIN and high-end timer برای نسل PWM پشتیبانی میکند.

بعلاوه دارای ویژگی های ایمنی درون ساختاری است که برای کاربردهای بحرانی-ایمنی با لزوم اجرایی پایین مناسب است.

آپشن سیستم چراغ‌های تطبیقی جلو خودرو و نقش ECU

سیستم چراغ‌های تطبیقی جلو (Adaptive Front-Lighting System) یکی از آپشن‌های نوآورانه است که به کمک فناوری پیشرفته و سنسورهای هوشمند، نور چراغ‌های خودرو را متناسب با شرایط جاده و جهت چرخش خودرو تنظیم می‌کند. این سیستم می‌تواند بر اساس زاویه فرمان، سرعت خودرو، و حتی شیب جاده، زاویه و شدت نور چراغ‌ها را تغییر دهد تا راننده دید بهتری در پیچ‌ها و جاده‌های تاریک داشته باشد.

نقش ECU (واحد کنترل الکترونیکی) در این سیستم بسیار کلیدی است. ECU به عنوان مغز الکترونیکی خودرو، اطلاعات لازم را از سنسورهای مختلف دریافت می‌کند – از جمله سنسور زاویه فرمان، سرعت‌سنج، و حتی گاهی سنسورهای جوی. ECU با پردازش این اطلاعات، فرمان‌های لازم را به سیستم چراغ‌های تطبیقی ارسال می‌کند تا جهت و شدت نور به‌طور دقیق تنظیم شود.

برای مثال، وقتی خودرو در حال ورود به یک پیچ است، ECU زاویه چرخش فرمان را دریافت کرده و چراغ‌ها را به سمت داخل پیچ می‌چرخاند، یا اگر سرعت خودرو زیاد شود، نور چراغ‌ها به شکلی تطبیق می‌یابد که دید بهتری در فاصله دورتر فراهم شود. این هماهنگی بین سیستم چراغ‌ها و ECU باعث افزایش ایمنی و راحتی رانندگی می‌شود، خصوصاً در شب و در مسیرهای پیچیده.

به‌طور خلاصه، سیستم چراغ‌های تطبیقی جلو یکی از نمونه‌های همکاری هوشمندانه بین سنسورها و ECU خودرو است که با تحلیل سریع داده‌ها، تجربه‌ای بهتر و ایمن‌تر از رانندگی فراهم می‌کند.