LED車燈應用自動調整光源系統技術 提高行車安全

圖2 控制晶片硬體電路

環境亮度感測模組

此模組係由光照度感測器與運算(OP)放大器積體電路(IC)組成硬體環境亮度感測模組，將感測到的光照度轉換成類比電壓訊號成線性校正(圖3)。光照度感測轉換出的類比電壓值，可接至主控制晶片類比數位(AD)轉換功能區塊。

圖3 亮度感測電路馬達驅動控制模組

本系統所使用直流(DC)馬達配合可變電阻製作馬達旋轉圈數訊號回饋與多軸伺服馬達(Radio Control Servo Motor)，其程式流程(圖4)，運用控制晶片的數位輸入/輸出(I/O)接腳控制橋式電路IC--TA7257控制正反轉向調整焦距(圖5)，亦使用伺服馬達讀取脈衝寬度調變(PWM)工作週期調整旋轉角度達精確且多段的變換。

圖5 DC直流馬達控制電路

機構設計

本系統係以SolidWorks叁維(3D)模擬規畫設計反光燈筒與零件組合成實體機構，應用反光元件與透鏡之特性，移動LED與透鏡之距離，幫助LED所投射出之光源增強亮度與變焦，并使用多軸伺服馬達精確多段的定位調整遠近燈光，以及設計一機構調整LED與透鏡之距離，改變光束角度與遠近燈光，使駕駛可以明確掌握行車安全。

由于車輛行駛速度不一，為提升夜間交通行駛中安全性，本系統整合機構與控制技術，建置自動安全預警系統，在車后方應用超音波感測器檢測后方車距，若后方車距離接近低于定值，系統將給予警告；在車前方設有一光照機構，馬達帶動螺桿調整LED光源焦距、伺服馬達精確的調整機構旋轉。

本系統將可自動調整傾斜角度切換燈光源投射距離，并用光源感測器檢測四周環境光源的光照度，調整光束角度放大或聚焦。在無光照之空間實驗量測得知，此系統可以提供最適當夜間照明的投射距離與足夠的LED光照度。