Нитрон - светодиодное освещение

Постоянство и стабильность - залог нашего успеха
Производство и поставка светодиодных светильников по всей России
+7(4712) 51-31-95
+7(4712) 51-31-94

Возможности управления светодиодами

Высокое быстродействие светодиодов позволяет управлять их яркостью простыми и нереализуемыми для других источников света методами.

Самым распространенным устройством с автоматическим управлением яркостью является, скорее всего, уличный фонарь с фотореле. Фотоприёмник фотореле обязательно должен находиться за пределами светового конуса фонаря, включение и выключение фонаря зависит не от освещённости подконтрольного объекта, а от уровня естественной освещённости. Применение в качестве источника света светодиодов позволяет направить управляемый ими фотоприёмник непосредственно на освещаемый объект, при этом ложные срабатывания от собственного отраженного света исключены. Работа автоматической системы управления яркостью светодиодов иллюстрируется рисунками 1 и 2.

На рис. 1: 1 – светодиод, 2- фотоприёмник, 3 – общая оптическая система, сплошными стрелками показан ход лучей от светодиода, пунктирными – к фотоприёмнику.

На рис.2 верхний график: положительные импульсы соответствуют включенному состоянию светодиодов, нижний график: положительные импульсы соответствуют включенному состоянию фотоприёмников.

Как видно из рис. 2 измерение интенсивности попадающего на него светового потока осуществляется фотоприёмником между вспышками светодиода, что исключает его засветку светодиодом. Фотоприёмник, в зависимости от интенсивности падающего на него светового потока управляет яркостью светодиода.
При таком алгоритме работы светодиод и фотоприёмник конструктивно можно размещать вплотную друг к другу, что позволяет использовать для них общую оптическую систему (рис.1), что в свою очередь позволяет практически совместить диаграммы направленности передающей (светодиод + оптическая система) и приёмной (фотоприёмник + оптическая система) систем. При необходимости полного совмещения диаграмм направленности приёмной и передающей систем можно направить фотоприёмник непосредственно на светодиод для измерения освещённости его кристалла между вспышками – рис.3.

Интенсивность падающего на фотоприёмник светового потока зависит от освещённости объектов, находящихся в зоне диаграммы направленности приёмной, а следовательно и передающей систем. Таким образом, яркость светильника или фонаря, оборудованных подобной системой, будет зависеть от освещённости подконтрольного объекта и не будет зависить от уровня естественной освещённости.

Применение данного способа управления яркостью светодиода позволили сконструировать бюджетную, но в тоже время надёжную неослепляющую автомобильную фару.
Световой поток и диаграмма направленности этой фары формируются сложением световых потоков отдельных светодиодов – рис.4. Каждый светодиод управляется спаренным с ним фотоприёмником (см рис.1).

Помимо освещения, фара обеспечивает обнаружение в собственном световом конусе фар других автомобилей и реагирует на их появление выключением соответствующих светодиодов – рис.5.

Выключение нужного светодиода осуществляет спаренный с ним фотоприёмник, который реагирует на появление фар (габаритных огней) в его световом конусе (диаграмме направленности).

При дефекте оптической системы (нарушении юстировки) и уходе светового потока в сторону – рис.6, фотоприёмник обнаружит фары автомобиля, находящегося в том направлении и также отключит светодиод.

Функциональная схема фары показана на рис. 7

С выхода фотоприёмника импульсы, пропорциональные освещённости в его диаграмме направленности, через детектор огибающей (R,C) управляют работой генератора управляемого напряжением (ГУН), который управляет яркостью светодиода. Предусмотрено внешнее управление светодиодом – например, для режимов псевдо-ближний и псевдо-дальний.

Принципиальная схема действующего макета фары показана на рис. 8

Красным цветом выделена часть схемы, которая добавлена относительно штатного включения светодиода. Несмотря на простоту реализации, предлагаемая фара имеет ряд преимуществ по сравнению с подобными системами и перспективы развития.

Преимущества:

  • Низкая стоимость, так как для работы системы не требуется средств обнаружения и анализа в виде видеокамеры и компьютера.

  • Высокая надёжность ввиду отсутствия подвижных механизмов, отсутствии реакции на собственный отраженный свет, снижения требований к юстировки.

  • Высокие эксплуатационные качества – отсутствие инерционности.

Перспективы развития системы - У нашей фары много перспективных возможностей – например, в её составе уже конструктивно заложены высококачественные приёмник и передатчик – это светодиод и фотоприёмник, которые работают в импульсном режиме. Применение простейшего модулятора позволит передать в излучении светодиодов любую информацию с автомобиля для другого автомобиля или наземных служб на расстояния прямой видимости на земле и на сотни километров для спутников. Например, в излучении светодиода можно передать информацию о скорости или VIN-код для дорожных служб, а фотоприёмник фары примет информацию, например, от светодиодов светофора. Много и других преимуществ, но главные – это низкая стоимость и высокая надёжность, что позволяет вести речь о новом международном стандарте.

Описанный способ управления светодиодами может использоваться для создания изображений на сверхгиганских экранах. Светодиоды экрана, размещённые к примеру на склоне горы и запитанные автономно (в продаже есть системы, накапливающие днём солнечную энергию) управляются удалённым проектором в тёмное время.

На рис. 9 показан экран, управляемый удалённым проектором.

Фотоприёмники, реагируя на кодируемые посылки проектора, включают светодиоды, являющиеся своеобразными пикселями экрана, на определённое время, затем переходят в режим ожидания до следующей посылки.