Solutia viitorului pentru iluminatul interior al autovehiculelor

Iluminatul interior al autovehiculelor exista inca de la aparitia pe piata a autovehiculului si s-a dezvoltat extraordinar de mult in ultimii 100 de ani.

Odată cu tranziția către o mobilitate sporită, timpul petrecut în autovehiculul personal a crescut exponențial de-a lungul timpului. Astfel, iluminatul interior al autovehiculului a trebuit să se adapteze, pentru a oferi șoferului o experiență de condus cât mai plăcută. Sistemul de iluminat al autovehiculului modern trebuie să asigure o capacitate mare de diminuare a intensității luminoase pe timpul nopții, asigurând totodată o vizibilitate sporită și pe timpul zilei.

Iluminatul interior modern al autovehiculelor cu ajutorul LED-urilor

Iluminatul interior al autovehiculelor există încă de la apariția pe piață a autovehiculului și s-a dezvoltat extraordinar de mult în ultimii 100 de ani. Astfel, urmând trendurile impuse de domeniul arhitectural, în special cel al design-ului interior, s-a trecut de la utilizarea luminii monocromatice albe la sisteme dinamice de iluminare ce conțin sute și poate chiar mii de LED-uri RGB. În acest sens au apărut diferite elemente de iluminat interior pentru autovehiculele premium precum plafon pixelat, care creează senzația conducătorului că deasupra sa se află cerul înstelat, sau folosirea benzilor de lumini pentru iluminatul contururilor. Apariția LED-ului RGB a permis realizarea tuturor acestor soluții tehnice, deoarece în funcție de semnalul primit el poate realiza o întreagă paletă cromatică asigurând un confort sporit conducătorului.

LED-ul este o componentă electronică, mai exact reprezintă o diodă cu emisie de lumină. Acesta a fost creat în anul 1907, însă abia din anul 1962 a început să prezinte interes comercial pentru diferitele companii din domeniul electronicii. Motivul pentru care s-a început lucrul la dezvoltarea acestei componente a fost posibilitatea de a înlocui sistemul de iluminare bazat pe becuri incandescente ce consumau multă energie. Astfel, avantajele folosirii sistemelor LED prezintă în principal consumul redus de energie, timpul ridicat de utilizare, dimensiunile reduse, iar per total forța componentei în sine.

În domeniul auto se observă o tendință ce presupune trecerea către un număr cât mai ridicat de LED-uri, număr ce poate atinge chiar cifra de 1.000, pentru a realiza tehnici complexe de iluminare diferite sau efecte de iluminare și de a oferi șoferului senzația unui living room confortabil. De asemenea, se dorește utilizarea LED-urilor în interiorul autovehiculelor pentru a putea afișa diferitele moduri de conducere precum și statusul autovehiculului modern de tip autonom sau semi-autonom.

Provocările întâmpinate în realizarea unor sisteme de iluminat moderne

Sistemele moderne de iluminat interior trebuie să îndeplinească o serie de criterii dificile, fapt ce necesită o fină optimizare a parametrilor tehnici optici și o bună integrare cu sistemele dedicate electronici, atât hardware cât și software. Printre criteriile impuse se numără următoarele:

  • LED-uri cu intensitate luminoasă mare pentru vizibilitate pe timpul zilei
  • Ghidaje luminoase dedicate pentru iluminare directă din fundal ( direct-lit backlight)
  • Drivere eficiente pentru interfețe digitale cu viteze de transfer ridicate
  • Unități de control dedicate pentru adresarea unui număr ridicat de LED-uri
  • Necesitatea unei durate de viață cât mai ridicată în condiții dure și variate de funcționare
  • Întrunirea standardelor de siguranță ce presupun diminuare intensității luminoase în timpul condusului nocturn sau a vizibilității sporite în timpul condusului autonom
  • Percepția luminii date de sistemele de LED-uri RGB sub diferite iluminări
  • Uniformitatea intensității luminoase, mai ales în timpul condusului nocturn, deoarece ochiul este predispus la a sesiza micile variații de intensitate luminoasă, mai ales în condiții de iluminare redusă specifice condusului noaptea

Pentru a întruni toate aceste condiții impuse, sistemele moderne de iluminat necesită construcția unor LED-uri cu capacități deosebite. O soluție care se remarcă în multitudinea soluțiilor oferite de diferitele companii de optoelectronice o reprezintă cea de la producătorul OSRAM și anume seria de LED-uri TOPLED®.

OSRAM își mărește portofoliul produselor optoelectronice de joasă putere, oferind unul dintre cele mai mici LED-uri existente în industrie. Povestea TOPLED® începe însă acum 28 de ani, când OSRAM lansa pe piață primul LED cu tehnologie de montare SMD, care cu timpul a devenit un standard în industrie. Astfel, acesta a suplinit necesitatea industriei automotive de iluminat atât interior cât și exterior, oferind soluții și pentru sistemele de semnalizare. Dorința de a oferi industriei o soluție de dimensiuni reduse ce nu reduce calitatea și intensitatea energiei luminoase a condus inginerii de la OSRAM spre a crea soluția TOPLED® E1608 în urmă cu 3 ani.
De la apariția pe piață până în momentul de față, acesta a devenit mai robust, paleta de culori disponibilă a fost mărită, intensitatea luminoasă a fost crescută.

Acest produs este compatibil cu standardul AEC-Q102 ceea ce îl face un candidat perfect pentru aplicațiile tradiționale de iluminat precum și pentru cele neconvenționale. De asemenea, acest produs se pretează utilizării pentru iluminatul de fundal al ceasurilor de bord, al butoanelor și pentru iluminatul ambiental. Cum însă dezvoltarea domeniului auto spre autovehicule autonome este din ce în ce mai accentuată, necesitatea unor LED-uri de dimensiuni mici pentru interacțiunea dintre om și mașină este din în ce mai pronunțată.

TOPLED® E1608 oferă o gamă variată de culori, de la nuanța de alb rece până la variante de LED-uri colorate, precum albastru, verde, galben sau roșu. Pentru a evidenția și mai bine calitățile acestui produs, în continuare vom prezenta datele tehnice oferite de către OSRAM:

  • Dimensiune de 1,6 mm x 0,8 mm x 0,6 mm 
  • Intensitatea curentului de trecere cuprinsă între valoarea minimă de 0.1mA și cea maximă de 20mA 
  • Tensiune de alimentare cuprinsă între 2.5V și 3V de curent continuu, în funcție de tipul LED-ului utilizat 
  • Intensitate luminoasă cuprinsă între 97 și 280 mcd, corespunzătoare unei intensități a curentului de 20 mA funcționând la o temperatură de 25°C 
  • Intervalul temperaturii de funcționare cuprins între -40°C și +110°C

În portofoliul RS se regăsesc următoarele variante de LED-uri de la OSRAM din familia TOPLED® E1608, de culoare albă: Nr. stoc RS: 203-4977203-4979203-4974203-4980

Aplicații ale LED-urilor monocromatice albe 

1. Ghid luminos subțire

Atunci când se dorește realizarea unui ghid luminos pentru realizarea unei unități de iluminat de fundal, se pot aranja LED-urile sub forma unui rând cu o spațiere de 1,7 mm între LED-uri după cum se poate observa și în imaginea următoare. Dacă se realizează un astfel de ghid luminos cu o lungime de 20mm, se obține o luminanță de 35 cd/m².

Datorită dimensiunilor sale reduse, LED-urile din familia TOPLED® E1608 pot fi așezate astfel încât să se realizeze o matrice monocromatică cu o distanță între LED-uri de 1.3 mm, dacă aceștia sunt rotiți cu 45°.

Cum am menționat și mai sus, TOPLED® E1608 vine într-o gamă variată de culori, ce pot fi aranjate în așa fel încât să se obțină diferite scheme de culori. Cele mai comune variante de culori folosite sunt roșu, verde și albastru deoarece cu ajutorul acestora, în funcție de intensitățile fiecăruia se pot obține o gamă largă de culori. Un avantaj pe care folosirea LED-urilor TOPLED® E1608 îl oferă este flexibilitatea în realizarea diferitelor proiecte. Astfel prin stabilirea numărului de LED-uri precum și a organizării acestora dar și prin modificarea intensității luminoase, soluțiile LED colorate de la TOPLED® E1608 îl fac candidatul perfect pentru iluminatul ambiental.
Cum am menționat și mai sus, TOPLED® E1608 vine într-o gamă variată de culori, ce pot fi aranjate în așa fel încât să se obțină diferite scheme de culori. Cele mai comune variante de culori folosite sunt roșu, verde și albastru deoarece cu ajutorul acestora, în funcție de intensitățile fiecăruia se pot obține o gamă largă de culori. Un avantaj pe care folosirea LED-urilor TOPLED® E1608 îl oferă este flexibilitatea în realizarea diferitelor proiecte. Astfel prin stabilirea numărului de LED-uri precum și a organizării acestora dar și prin modificarea intensității luminoase, soluțiile LED colorate de la TOPLED® E1608 îl fac candidatul perfect pentru iluminatul ambiental.

În portofoliul RS se regăsesc mai multe variante de LED-uri colorate din gama TOPLED® E1608 după cum se va observa în enumerația următoare: 203-4957 albastru203-4959 verde203-4984 galben203-4964 portocaliu203-4968 roșu.

După cum am realizat și pentru LED-urile de culoare albă, în continuare vom prezenta câteva soluții de utilizare a LED-urilor colorate recomandate de către OSRAM

Aplicații ale LED-urilor colorate din familia TOPLED® E1608
1. Matrice duală de culoare
Această aplicație presupune folosirea a 2 tipuri de LED-uri colorate diferite, pentru a obține o nouă culoare, rezultată din combinarea celor 2. Această aplicație nu se rezumă doar la obținerea unei singure culori noi, ci din contră poate fi adaptată și îmbunătățită pentru a obține indicatoare multicolore prin montarea LED-urilor unul lângă celălalt, fapt ce asigură și o iluminare uniformă. De asemenea, această soluție asigură utilizarea unui spațiu cât mai mic, mult mai mic decât dacă s-ar folosi soluția Multi TOPLED®. Cu o astfel de matrice se pot realiza o paletă variată de culori ce asigură funcționarea optimă în majoritatea scenariilor de iluminare de fundal. În imaginea următoare se poate observa cum se poate realiza această aplicație.
2. Ghid luminos cu mai multe culori
Atunci când se dorește realizarea unui ghid luminos cu mai multe culori se poate realiza o configurație alcătuită din 3 LED-uri de culori diferite. În general se folosește combinația de roșu, verde și albastru datorită faptului că în funcție de intensitatea fiecăruia se poate realiza o întreagă paletă cromatică. Acest lucru asigură designerului de produs o mai mare flexibilitate în realizarea unor sisteme de lumină ambientală. O metodă foarte bună de realizare a unui ghid luminos este asamblarea LED-urilor cu un spațiu de doar 0.9mm între ele, după cum se poate observa în figură.

Se observă că soluția oferită de OSRAM și anume TOPLED® E1608 a fost creată cu scopul de a satisface nevoile industriei auto de iluminare, atât pentru realizarea confortului ambiental cât și pentru obținerea unei instrumentații de bord cât mai bune, capabilă să atenționeze șoferul de starea vehiculului său. De asemenea, OSRAM oferă documentație tehnică pentru utilizarea produsului său în funcție de aplicația dorită, de la soluții practice, testate și verificate, până la metode de implementare și conducerea LED-urilor. Datorită tehnologiei de montare de tip SMD se asigură o integrare rapidă în procesul de fabricație, LED-urile din familia TOPLED®E1608 sunt astfel optim proiectate pentru a fi compatibile cu majoritatea tehnicilor de asamblare. 

Autor: Grămescu Bogdan