Proiectarea Si Realizarea Unui Sistem Adaptiv de Lumini Fata (afs)

CUPRINS

CAPITOLUL 1. Introducere

Conform unui studiu global, efectuat la finele veacului trecut, între 750 și 880 de mii de oameni își pierd viața în urma accidentelor rutiere și alte 34 de milioane sunt rănite în fiecare an. Conform aceluiași studiu se arată că peste 30% din totalul accidentelor au loc pe timp de noapte, mai ales în zone slab iluminate și în care pietonii sunt participanți la trafic .

Deoarece farul frontal static asigură doar anumite câmpuri iluminate pentru șoferi pe timpul nopții și este insuficient în cadrul iluminării drumului curbat și a intersecțiilor, sistemul adaptiv de lumini față (AFS – adaptive front-lighting system), a fost propus de mai mulți cercetători și prezintă un interes crescut asupra sa.

Scopul sistemului de iluminat este de a îmbunătăți vizibilitatea pentru șoferi, astfel determină o creștere semnificativă în siguranța rutieră și în confortul pe timpul conducerii. Numeroase studii asupra farurilor adaptive au arătat o creștere de până la 300% în iluminarea percepută în punctul de vedere al șoferului când vehiculul execută un viraj la dreapta sau la stânga. Iluminarea suplimentară la viraje asigură o creștere de 58% în abilitatea șoferului de a recunoaște un obstacol.

Sistemul adaptiv de lumini față modifică în mod activ și continuu direcția fasciculului de lumină, urmărind schimbările de drum (ex: curbe), mărind eficiența iluminării, precum și siguranța deplasării în trafic.

Iluminarea adaptivă în timpul virajelor are ca rezultat: viraje sigure, recunoașterea rapidă a obstacolelor, percepție îmbunătățită a împrejurimilor, evitarea accidentelor .

Tehnologiile de iluminare combină efectele pozitive cu un înalt nivel de siguranță: farurile au devenit adaptive, reacționând la mediul înconjurător și la prezența altor vehicule în trafic, arată bine, fiind un aspect important din imaginea unei mașini (ex BMW, Audi, Mercedes), îndeplinesc cu succes funcțiile de bază, adaugând valoare produsului final prin integrarea de funcții inteligente, ce reacționează la factori externi (ex: lumină din față, ploaie).

În cele mai multe cazuri, recunoașterea târzie a obiectelor din zona traficului, joacă un rol important în creșterea riscului de producere a unui accident. Pentru îmbunatățirea măsurilor de siguranță pe timp de noapte a participanților la trafic, se recomandă ca și obiect de studiu la proiectul de diplomă, proiectarea și construirea unui prototip care simulează funcționalitatea sistemului adaptiv de lumini, respectă standardele în vigoare și asigură o iluminare optimă, având în vedere costul și fiabilitatea .

CAPITOLUL 2. Analiza performanțelor surselor de lumină folosite în industria auto

2.1 Considerente generale privind sursele de iluminat din industria auto

În studiile recente despre siguranța rutieră, conducătorii cu o vârstă înaintată produc accidente în trafic din cauza scăderii capacității de percepție. Vederea se schimbă odată cu vârsta, ochii își pierd capacitatea de a focaliza rapid, iar retina devine mai puțin sensibilă la lumină.

În tabelul de mai jos este prezentat un raport, referitor la cantitatea de lumină necesară unei activități în funcție de vârstă .

Tabel 2.1 Comparație, pe vârste, a necesarului de lumină la locul de muncă

În concluzie, persoanele mai în vârstă de la volan ar trebui sa aibă faruri mai luminoase, care proiectează lumina pe o distanță mai mare.

Când se trece de la o zonă mai luminoasă la una mai întunecată, vederea umană are nevoie de un timp de adaptare a sensibilității la estomparea luminii. În timpul acestei adaptări la întuneric, abilitatea ochilor de a detecta contururile este redusă. Așadar, o schimbare majoră în intensitatea farurilor prin adaptarea luminii poate afecta vizibilitatea obstacolelor percepute de șofer, în anumite condiții. Aceasta implică faptul că este important să se evite o mare scădere în iluminare când se schimbă funcțiile sistemului adaptiv.

Principalul scop al farurilor automobilelor este de a mări siguranța în condiții de iluminare slabă, dar și în condiții de vreme nefavorabilă. În ciuda secolelor de inovație a surselor de lumină, mai mult de jumatate din accidente au loc noaptea, deși traficul este mai redus. Descoperirile recente privind iluminarea adaptivă au adresat unele limitări ale farurilor standard, cu toate acestea, farurile adaptive au flexibilitate limitată – comutarea între faza lungă și faza scurtă sau rotirea fasciculului pe măsură ce vehiculul își schimbă direcția de mers – nu sunt proiectate pentru toate mediile de conducere (condiții meteo nefavorabile – ceață, ploaie).

Farurile tradiționale sunt alcătuite dintr-un număr mic de lămpi și încorporează un sistem optic folosit pentru direcționarea fasciculului de lumină. Primele faruri, apărute în anul 1880 erau de fapt niște lămpi cu gaz, iar cercetările desfășurate în continuare au fost orientate în principal către dezvoltarea farurilor controlate electric, cu o durată lungă de viață și eficiente din punct de vedere al luminii produse și energiei consumate. Aceste cercetări au dus la apariția lămpilor cu halogen, cu xenon (HID), cele mai recente fiind sursele LED și LASER.

Acestea din urmă au temperaturi de culoare ridicate (aproximativ 5000K), îmbunătățind considerabil vizibilitatea la volan.

Faza scurtă (luminile de întâlnire) trebuie să lumineze drumul din fața mașinii la o distanță mică, în timp ce faza lungă (luminile de drum) permite proiectarea la distanță mai mare a luminii în față și au un unghi de deschidere mai mare. Faza lungă este foarte utilă, oferind atât vizibilitate pe o suprafață mai mare, cât și de-a lungul drumurilor înguste și în curbe. Cu toate acestea, produce „orbire” celorlalți paricipanți la trafic, mai ales în condiții de ploaie și ceață.

Farurile sunt montate în apropierea barei de protecție din fața mașinii și au ambele stări, fază scurtă/ fază lungă. Există diferite tipuri de faruri care utilizează diverse tehnologii, acestea sunt descrise mai jos:

2.2 Studiul lămpilor cu incandescență

Becurile incandescente funcționează cu eficiență relativ scăzută în comparație cu tehnologiile de iluminat concurente. Există, de asemenea, un compromis între eficiența și durata de viață a becului. În primii 60 de ani de istorie auto, practic toate luminile electrice într-un automobil foloseau becurile incandescente. Astăzi, acestea au fost înlocuite în mare parte cu alte tehnologii de iluminat.

Aproximativ 90% din energia consumată este convertită în căldură și nu în lumină. Corpurile de iluminat cu incandescență nu convertesc direct electricitatea în lumină. Ele folosesc electricitatea pentru a încălzi un filament de tungsten aflat într-un tub umplut cu gaz inert până ce acesta devine incandescent și începe să strălucească. Pe lângă faptul că sunt cel mai puțin eficiente, lămpile incandescente au și cea mai mică durată de viață. În plus, la sfârșitul duratei de viață, intensitatea luminii emise scade cu aproximativ 20% față de valoarea inițială. În timpul funcționării, filamentul de tungsten se evaporă, eliminând molecule de metal. Acestea se depun pe peretele interior al lămpii, astfel încât acesta devine din ce în ce mai întunecat. Durata de viață medie a lămpilor cu incandescență este de aproximativ 1.000 ore .

2.2.1 Studiul lămpilor cu halogen

Farurile cu halogen sunt în prezent cele mai folosite în industria auto, acestea având o durată de viață mai mare decât a celor incandescente. Un bec cu halogen poate funcționa până la 1.500 de ore în condiții normale, iar prețul este accesibil.

Primul far cu halogen pentru vehicule a fost introdus în 1962. Tehnologia cu halogen determină ca filamentele incandescente să fie mai eficiente, producând cu 50% mai multă lumină decât filamente ne-halogenice la același consum de energie.

Figura 2.1 Bec cu halogen pentru far

Becul cu halogen are la bază tot ideea de filament incandescent întâlnită la becurile clasice. Spre deosebire de acestea, în interiorul bulbului de sticlă, în afară de argon, se introduce halogen. La temperatura de incandescență, filamentul de tungsten se evaporă, iar în interiorul bulbului de sticlă apare astfel tungsten sub formă de vapori. Substanța halogenă permite redepunerea tungstenului evaporat înapoi pe filament, prelungind astfel durata de viață a becului .

2.3 Studiul lămpilor cu descărcare în gaze

Lămpile cu descărcare produc lumină la trecerea unui curent electric printr-un gaz, care emite lumină atunci când este ionizat. Un dispozitiv auxiliar, cunoscut sub denumirea de balast, determină o tensiune între electrozii lămpii, care sunt acoperiți cu un amestec de oxizi alcalini, pentru a spori emisia de electroni. Două categorii de lămpi cu descărcare sunt folosite pentru iluminare: lămpi cu descărcare în gaz de tip xenon și lămpi fluorescente.

Lămpile cu descărcare în gaz nu folosesc un filament. Lumina este creată de un arc care se formează între doi electrozi. Xenonul fiind cel mai utilizat gaz din industia auto.

2.3.1 Studiul lămpilor cu xenon

Aceste becuri sunt de fapt lămpi de mare intensitate (denumirea în engleză – HID – high intensity discharge). Au fost introduse în domeniul auto încă din anii 90 .

Becurile de tip xenon conțin 2 baloane de sticlă, unul mai lung în exterior și unul mai mic în interior. Balonul de sticlă din interior este plin cu gaz xenon. Între electrozii care se află în acest balon se formează un arc electric stabilizat, care generează o lumină mai albă și mai intensă decât cea generată de un bec cu halogen. Este nevoie de un stabilizator de curent (balast) pentru a iniția și menține un curent constant pe toată durata de funcționare a becului.

Așadar, zona în care se produce lumina este balonul de sticlă mai mic din interiorul becului. Aici se găsesc 2 electrozi de tungsten care nu ajung în contact unul cu celalalt. Balonul de sticlă este umplut cu gaz xenon și un amestec de săruri minerale aflate în stare de vapori. După alimentarea electrozilor, se produce un arc electric prin gazul xenon, iar de la căldura degajată de acest arc electric, sărurile minerale aflate în amestecul de gaz se transformă în plasmă și produc o lumină de intensitate foarte mare.

Tehnologia becurilor cu xenon este cea mai avansată tehnologie folosită azi în domeniul auto. Există mai multe tipuri de becuri cu xenon, în principiu toate funcționează la fel, diferențele cele mai mari se observă la nuanța de culoare degajată de acestea: nuanțe de alb – neutru (3500-4100K) și alb rece – albastru (4200-6000K).

Figura 2.2 Bec cu xenon pentru far

O caracteristică aparte a acestor tipuri de lămpi este aceea că ele nu emit lumină de intensitate maximă din primul moment în care sunt pornite. Există un flash scurt, de intensitate mare, după care iluminarea scade și revine la intensitate maximă după o scurtă pauză.

Lămpile HID sunt utilizate pe scară largă în vehicule, deoarece furnizează o cantitate mai mare de lumină raportată la puterea consumată, au temperatură de culoare și durată de viață mare. Tehnologia led se apropie cu pași mici, dar repezi, de performanțele oferite de becurile cu xenon.

2. 4 Specificul utilizării lămpilor solid-state

Tehnologia iluminării cu semiconductori („solid state lighting” – SSL) este cea mai inovatoare tehnologie apărută pe piață. Aceasta se bazează pe materiale semiconductoare emițătoare de lumină, care transformă energia electrică în lumină și include iluminarea cu diode luminiscente (LED) și diode electroluminiscente organice (OLED) .

Diodele emițătoare de lumină (LED) sunt surse solide care emit lumină prin mișcarea electronilor într-un material de tip semiconductor. Sunt considerate sursa de lumină a viitorului: au consum infim de energie, au durată de viață extrem de lungă, dimensiuni reduse și un timp de răspuns foarte rapid. O sursă de tip LED folosește doar 10% din energie, comparativ cu un bec incandescent. Dezavantajul lor, momentan, este faptul că o sursă puternică dotată cu LED-uri este relativ scumpă și are nevoie de un management al disipării de căldură foarte precis .

Figura 2.3 Bec cu LED-uri pentu far

2.5 Standardul care reglementează iluminatul auto

În Europa, regulamentul ECE a fost introdus în 2004. Acesta prevede iluminarea laterală suplimentară, combinată cu fază scurtă și fază lungă. Implementarea presupune folosirea unei lămpi separate, care se poate activa la viteze mai mici de 40 km/h de indicatoarele de direcție sau prin citirea unghiului de virare. Deoarece înălțimea de montare a sistemului de lumină în viraje este limitată între 250 mm și 900 mm, lămpile pot fi instalate în bara de protecție. Totuși, acestea nu trebuie să fie montate mai sus decât cel pentru faza scurtă.

Iluminarea este unul dintre cei mai importanți factori pentru siguranța activă a automobilului. Legislația europeană reglementează acest sistem prin reglementarea ECE R-123 și prin amendamentul ECE R-48 .

Conform standardului aplicat în domeniul auto, sistemul adaptiv de lumini este definit ca:

2.6 Avantaje, dezavantaje ale sistemelor de iluminat auto

Statisticile afirmă faptul că șofatul pe întuneric aduce cu sine, un risc de accident de 2 ori mai mare decât pe timpul zilei, deși traficul este mult mai redus noaptea. În acest sens, funcționarea farurilor auto în parametri este esențială pentru asigurarea unei vizibilități sporite și a scăderii riscului de producere a unor accidente rutiere.

Scopul principal al oricărui sistem de iluminat este de a oferi o vizibilitate adecvată conducătorilor auto în condiții de vizibilitate reduse.

Tabel 2. 2 Comparație între cele 3 tipuri de surse de lumină folosite în industria auto:

Deși tehnologia xenon a fost dezvoltată destul de recent, aceasta are avantaje clare față de tehnologia halogen: sursele HID au o eficiență mult mai mare, deoarece cea mai mare parte a radiațiilor produse se regăsesc în lumină și nu în căldură, luminozitate de 3 ori mai mare decât halogenele, consum de curent de 2 ori mai mic, iar durată de viață de 5 ori mai mare .

După cum se observă în figura 2.4, avantajele lămpilor cu xenon sunt evidente față de cele cu halogen. Lămpile cu xenon generează mai multă lumină, oferind un fascicul de lumină cu 50% mai lung și 100% mai lat față de lămpile standard cu halogen.

Figura 2.4 Nivelul de iluminare oferit de farurile cu halogen, respectiv farurile cu xenon

S-a demonstrat că șoferi reacționează mai rapid și mai precis la obstacolele de pe carosabil, dacă mașina este echipată cu faruri HID și nu cu halogen. Prin urmare, farurile de tip HID contribuie la siguranța condusului. Un dezavantaj ar fi că strălucirea produsă de aceste faruri poate reduce siguranța, prin “orbirea” celorlalți participanți la trafic.

CAPITOLUL 3. Studiul sistemului de iluminat auto în contextul implementarii unui sistem adaptiv

Primul far a fost inventat în 1880. La acel moment, lumina produsă de far se datora alimentării cu acetilenă sau ulei. Câțiva ani mai târziu, în 1908 apare farul electric. Aspectul fiind unul foarte simplu, fără reflectoare și lentile. Pentru dispersia luminii proiectate se folosea o oglindă concavă cu o sticlă montată în față.

Primul sistem care schimba automat faza scurtă cu faza lungă a apărut în 1952 și este cunoscut sub denumirea „Autronic Eye”. Pe automobile era montat un fotorezistor, pentru a ajusta automat faza lungă cu faza scurtă, atunci când existau vehicule din sens opus, precum și pentru a reveni la faza lungă după ce vehiculele au trecut .

Sistemul de iluminat a farurilor conține, în general, două moduri de iluminare, și anume, fază scurtă și fază lungă.

Figura 3.1 Schema bloc a sistemului de iluminat auto simplificat

În figura de mai sus sunt 2 surse de lumină alimentate la baterie (12V). La pornirea motorului (acționare întrerupător) bateria de acumulatori alimentează consumatorii electrici ai automobilului, după ce motorul devine autonom, alternatorul preia funcția de furnizor de energie electrică pentru consumatori, încărcând în același timp și bateria.

Comutatorul va activa una din cele două faze, faza scurtă sau faza lungă, în funcție de necesitățile conducătorului auto.

3.1 Analiza structurii unui far din perspectiva implementării unui sistem de comandă

Principalele elemente al sistemului de iluminat folosind farurile sunt prezentate în figura 3.2. Acestea reprezintă o adevărată provocare pentru inginerii de proiectare a acestor surse. Problema esențială care se pune, este aceea de a direcționa suficientă lumină pe drum și pe marginea drumului, fără a provoca „orbire” celorlalți participanți la trafic .

Figura 3.2 Structura și modul de funcționare a unui far

Subansamblele dintr-un far auto îndeplinesc două funcții majore:

Găzduiesc farul

Proiectează lumina

Se pot identifica două tipuri de faruri:

Faruri reflectoare

Faruri proiectoare

a. b.

Figura 3.3 Tipuri de faruri: a. Reflector b. Proiector

Reflectoare

Până de curând, toate mașinile erau echipate cu acest tip de faruri, numite faruri reflectoare. Designul este simplu: o sursă de lumină, a cărei intensitate este mărită, până când aceasta devine un fascicul puternic de lumină. Carcasa este curbată și acoperită cu un material reflectorizant, similară unei oglinzi. Un bec este montat chiar în centru, și atunci când este pornit, lumina ajunge pe suprafața reflectorizantă și se întoarce înapoi o lumină mult mai puternică și de intensitate mai mare. Dezavantajul acestui tip de lampă este faptul că o parte din lumină se împrăștie și se pierde .

Proiectoare

Cele mai performante sisteme de iluminat din industria auto, funcționează la fel ca reflectoarele tradiționale, dar prezintă un avantaj în plus. După ce fasciculul de lumină atinge suprafața reflectorizantă, acesta trece printr-o lentilă, care concentrează lumina într-un fascicul îngust și foarte puternic. Cea mai mare parte din lumina produsă este proiectată în fața mașinii, oferind conducătorului auto condiții maxime de vizibilitate. Recunoscând limitele farurilor tradiționale, sistemele adaptive de lumini au fost dezvoltate pentru a-și regla luminozitatea, ca răspuns la schimbarea condițiilor de conducere .

3.2 Analiza sistemelor adaptive de lumini față (AFS) implementate în industria auto

În ultimii ani, din ce în ce multe vehicule sunt utilizate în viața de zi cu zi, deci, mult mai multe accidente au loc în trafic. Conform sondajelor, din toate accidentele rutiere, 82% dintre ele au loc pe timp de noapte din cauza condițiilor slabe de iluminare. De asemenea, numărul de accidente grave petrecute pe timp de noapte este de aproximativ 1.5 ori mai mare decât cele petrecute pe timp de zi, iar 60% dintre ele se petrec în zonele slab iluminate. Principalul motiv al accidentelor este „unghiul mort”, acesta este cauzat de aria de iluminare fixă. Vehiculul care face manevre pe timp de noapte nu permite ajustarea direcției axei optice și a "unghiului mort ". Pentru a rezolva această problemă a aparut „sistemul adaptiv de lumini față”, și anume AFS, care controlează direcția și distribuția luminii, în funcție de sensul de rotire a volanului în timpul virajelor .

În funcție de condițiile meteo, condițiile de drum și de conducere, sunt necesare diferite tipuri de lumină. Sistemul adaptiv de lumini față este un sistem activ de siguranță care poate schimba în mod automat două sau mai multe tipuri de lumină, în funcție de diferiți factori externi.

Există o serie de tehnologii de faruri adaptive, dar toate sunt proiectate pentru a îmbunătăți gradul de vizibilitate pe timp de noapte .

3.2.1 Vehicule cu faruri adaptive

Încă din anul 1930 s-au folosit diverse strategii de adaptare a farurilor. Multe dintre ele au folosit un singur far rotativ montat între farurile normale. Acestea erau montate pe bara de protecție, astfel încât să se rotească în funcție de direcția de rotire a volanului.

Cel mai vechi model practic de AFS, a fost implementat în 1948 la o mașină americană, Tucker Torpedo (2002). Mașina era echipată cu trei faruri; două plus unul central, care era sincronizat cu unghiul de rotire al roților. Cea de a doua încercare a fost făcută de Citroen în Europa, în anii 1950, și din nou farurile erau fost rotite în funcție de direcția de rotire a volanului .

Sistemul adaptiv de lumini față (AFS) cuprinde mai multe caracteristici avansate care îmbunătățesc gradul de iluminare, obligatoriu pentru vehiculele de astăzi. Prin mărirea gradului de iluminare pe direcția de mers, șoferul poate detecta rapid pietonii sau obstacolele, ce pot apare pe direcția de mers, mai ales în „unghiurile moarte”.

Acesta include capacitatea lămpilor de a se roti în funcție de direcția de rotire a volanului, îmbunătățind astfel vizibilitatea în curbe. În plus, poziția lămpii poate fi reglată și în plan vertical, reglând automat nivelul de înalțime al fasciculului luminos, indiferent de numărul pasagerilor sau de distribuția greutății în interiorul vehiculului. De asemenea un alt avantaj, fiind cel de comutare automată a farurilor, la detecția un vehicul din sens opus .

În figura 3.4 sunt prezentate comparativ cele 3 tipuri de sisteme de iluminat: cu halogen, xenon și adaptive. Se observă o diferență clară în ceea ce privește raza de acțiune și nivelul de iluminare oferit de farurile adaptive, față de cele cu xenon, respectiv cu halogen.

Figura 3.4 Comparație între cele 3 sisteme de iluminat: halogen, xenon, adaptive

3.3 Analiza sistemelor adaptive din perspectiva implementării unui astfel de sistem

Un sistem de faruri adaptiv este format din mai multe sub-ansamble care sunt monitorizate și controlate de o unitate electronică de control (ECU – Electronic Control Unit).

Există trei senzori care monitorizează viteza de rotație a roților, girația (mișcare de-a lungul axei verticale), și direcția volanului (unghiul la care conducătorul auto a poziționat volanul). Aceste date sunt interpretate de către ECU, care trimite comenzi la motoarele atașate fiecărui far. Aceste motoare vor deplasa luminile, la unghiul specificat de unitatea electronică. Sistemele adaptive actuale se pot roti 15 de grade în fiecare direcție, dintr-o gamă totală de 30 de grade, crescând substanțial gama de vizibilitate a conducătorului auto .

Figura 3.5 Schemă bloc – sistem adaptiv – implementat în sistemele actuale

Cele mai multe sisteme adaptive includ și un sistem de reglaj. Sistemul de reglaj automat al farurilor modifică unghiul de incidență al fasciculului de lumină proiectat de far, astfel încât acesta să ajungă la aceeași distanță în fața mașinii, indiferent de denivelările de pe drum sau de gradul de încărcare al mașinii. Pentru a realiza acest lucru se folosește un sistem format din senzori de poziție amplasați pe caroserie, un calculator care interpretează semnalele transmise de senzori și un motor electric care primește comenzi și acționează asupra blocului optic pentru a regla unghiul de incidență al fasciculului de lumină .

Sistemul de reglare are și neajunsuri, în sensul că există o mică întârziere între momentul modificării poziției mașinii și momentul în care sistemul reușește să regleze fasciculul de lumină.

În timp ce reglarea acționează asupra fasciculului de lumină în plan vertical (sus-jos), sistemul adaptiv de faruri acționează în plan orizontal (stânga – dreapta). Acest sistem echipează cele mai multe mașini dotate din fabrică cu sistem de iluminat cu xenon și asigură o mai bună vizibilitate în curbe. Un motor electric rotește blocul optic spre stânga sau spre dreapta în funcție de direcția în care este rotit volanul.

Unele sisteme adaptive includ și lumini adiționale pentru viraje în curbe. Aceste sisteme automate sunt concepute pentru a îmbunătăți vizibilitatea în timpul manevrelor foarte strânse realizate în condiții de lumină scăzută. Acest lucru sporește vizibilitatea în curbe cu un sector luminat suplimentar de 35° – 40° în funcție de producători. Luminile se vor opri automat atunci când vehiculul a terminat virajul, iar roțile s-au îndreptat.

În figura 3.6 este prezentată diferența dintre fasciculul de iluminare oferit de un sistem de lumină standard și cel oferit de un sistem de lumină inteligent, care se adaptează automat condițiilor de conducere îmbunătățind considerabil nivelul de vizibilitate.

Figura 3.6 Gradul de iluminare oferit de un sistem de lumină standard și un sistem de lumină inteligent

O altă funcție realizată de sistemul adaptiv este comutarea automată a tipului de lumină (fază lungă/ fază scurtă), asigurând o vizibilitate excelentă în timpul conducerii pe timp de noapte. Funcția de Automatic High/Low Beams detectează sursele de lumină din apropiere, cum ar fi farurile sau stopurile vehiculelor din jur și asigură comutarea automată a nivelelor de iluminare.

Figura 3.7 Comutare automată a fazelor de iluminare

Dacă alte vehicule se apropie și faza lungă este inadecvată, sistemul va comuta automat la faza scurtă pentru a nu orbi conducătorii auto din sens opus.

3.3.1 Funcțiile îndeplinite de sistemele adaptive de lumini

Pe lângă faza scurtă și faza lungă, AFS oferă și alte moduri de controlare a fasciculului de lumină, care sunt activate în anumite condiții:

Faza de oraș (Clasa V): la viteze sub 50 km/h faza de oraș oferă o distribuție largă a luminii cu intensitate redusă, asigurând o vedere mai clară a pietonilor de pe marginea drumului.

Faza de întâlnire (de bază, Clasa C): aceasta luminează marginile din stânga și din dreapta mai intens și mai larg decât faza scurtă convențională. Aceasta este, de obicei activată la viteze între 50 și 100 km/h.

Faza de întâlnire (luminile de autostradă, Clasa E): lumina pentru autostradă îmbunătățește vizibilitatea pe autostrăzi și drumurile expres. De la 100 km/h, raza de acțiune a fascicului crește semnificativ și se concentrează mai mult pe marginea stângă a drumului. Lumina de autostradă pornește automat la viteze mai mari de 100 km/h.

Faza de întâlnire (condiții de ploaie, Clasa W): acest fascicul este activat atunci când senzorul de ploaie detectează precipitații sau ștergătoarele de parbriz funcționează mai mult de 2 minute.

Faza de iluminare în curbe: aceasta asigură o mai bună vizibilitate în cazul virajelor. La viteze de până la 40 km/h, o lumină suplimentară se aprinde când indicatorul este acționat sau volanul se rotește la dreapta sau la stânga.

3.4 Tendințe actuale de dezvoltare a sistemelor de iluminat din industria auto

Inginerii auto propun mai multe inovații în tehnologia iluminării auto, care ar trebui să apară pe modelele produse în următorii ani. Luminile adaptive la frânare vor oferi conducătorului informații suplimentare, referitoare la modul de frânare al vehiculului din față. De asemenea se va știi cât de tare apasă șoferul frâna, având informații despre pericolul din față sau cât de mult ar trebui să încetinească. În cazul unei opriri bruște, luminile de frână vor străluci mai puternic, iar intensitatea luminii va crește progresiv, în funcție de forța cu care este acționată frâna.

Sistemele de iluminat folosind fibră optică ar putea revoluționa iluminatul auto, permițând o varietate mare de opțiuni pentru iluminat, în configurații optime. Se folosește o singură sursă de lumină situată undeva în mecanismele interne ale mașinii, de unde va fi transportată folosind fibră optică. Pentru ca sistemul adaptiv de lumini să devină și mai versatil, fibrele optice ar putea fi manipulate de motoare. Dezavantajul pentru moment este că acestea pierd din intensitatea luminii, astfel încât este nevoie de o sursă de lumină foarte puternică.

CAPITOLUL 4. Proiectarea unui prototip pentru sistemul adaptiv de lumini față

Conform celor prezentate în capitolele anterioare, sistemul adaptiv de lumini față cuprinde o serie de funcționalități, care au rolul de a spori vizibilitatea în condiții de iluminare reduse, dar și de a mări gradul de confort al conducătorului auto.

Prototipul implementat în această lucrare permite simularea, înțelegerea și posibiliatea de dezvoltare ulterioară a următoarelor principii:

Comutare automată a fazelor de iluminare

Reglarea luminii pe verticală

Creșterea gradului de iluminare în curbe

4.1 Simulare prototip – sistem adaptiv de lumini față

Consider că primul pas în realizarea unui produs, indiferent că este de tip hardware sau software, este crearea unui prototip, deoarece astfel se obține o imagine clară, o previzualizare exactă a produsului final. Prototipul va deveni complet funcțional după finalizarea implementării.

În acest subcapitol este prezentat prototipul, care simulează produsul real și viitor, atât din punct de vedere hardware, cât și software. S-a dorit testarea corectitudinii proiectării, eventuale erori de proiectare, evitând compromiterea întregului produs.

În figura 4.1 este ilustrată o imagine de ansamblu a sistemului, din punct de vedere hardware. Acesta conține câte 2 led-uri pentru fiecare funcție implementată:

Figura 4.1 Vedere de ansamblu a unui model la scară proiectat pentru simularea comenzilor automate, pe baza informațiilor provenite de la senzorul giroscopic

Pentru simularea direcției de rotire a volanului s-a folosit senzorul L3G4200D – giroscop pe 3 axe, cu scală variabilă.

Citirea datelor de la giroscop s-a făcut prin intermediul platformei de procesare, open-souce, ARDUINO UNO. Aceasta este construită în jurul unui procesor de semnal, capabil de a prelua date din mediul înconjurător printr-o serie de senzori și de a efectua acțiuni asupra mediului prin intermediul luminilor, motoarelor, servomotoarelor, și alte tipuri de dispozitive mecanice. Procesorul este capabil să ruleze cod scris într-un limbaj de programare care este foarte similar cu limbajul C++.

Figura 4.2 Prototip sistem adaptiv (AFS)

În vederea realizării unei simulări software, s-a folosit processing. Acesta este un limbaj și un mediu de dezvoltare open source pentru cei care vor să programeze imagini, animații și sunet. Sintaxa este bazată pe Java, iar limbajul este creat pentru a învăța fundamentele programării într-un context vizual.

Figura 4.3 IDE Processing dezvoltat de MIT (Massachusetts Institute of Technology) pentru dezvoltare de aplicații, modelare, simulare tip Open Sources

Aplicația realizată în processing comunică serial cu arduino, oferind utilizatorului, în timp real, o simulare care poate fi vizualizată și controlată de pe PC.

Interfața de simulare a controlului luminilor unui far, cu evidențierea spoturilor de lumină disponibile (faza scurtă, spoturile adiționale stânga / dreapta) care funcționează în conformitate cu datele primite de la giroscop.

Figura 4.4 Simularea funcționării dispozitivului în processing

Figura 4.5 Sistemul adaptiv de lumini față, dintr-o altă perspectivă

4.1.1 Culegerea datelor legate de direcție utilizând giroscopul

Giroscopul este un dispozitiv folosit pentru măsurarea sau păstrarea orientării în spațiu, bazat pe principiul conservării momentului unghiular . Cea mai cunoscută aplicație este măsurarea înclinației unui avion.

Figura 4.6 Modelul tri-axial al unui dispozitiv MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) tip giroscop

Principiile de funcționare ale acestora se bazează pe legătura dintre procesele mecanice și cele electronice. Astfel, senzorul care măsoară accelerația folosește o „masă seismică” minusculă. Fiind parcurse de un curent electric, orice modificare a poziției sau orice mișcare, face ca această piesă mobilă să inducă un curent în căile conductoare învecinate. Intensitatea acestui curent dă informații despre direcția și intensitatea mișcării .

Structurile mecanice din aceste cipuri sunt de mărimea câtorva microni, iar căile conductoare au dimensiuni nanometrice. Pe lângă mini-masele aflate în mișcare și pe lângă circuitele care permit trecerea curentului prin ele sau care măsoară intensitatea curentului indus, în cipuri este integrat și un sistem electronic de comandă, care înregistrează valorile măsurate de partea electromecanică .

Date tehnice privind senzorul L3G4200D:

Tensiune alimentare 3.3V

3 grade de libertate (x,y,z)

Rezoluție 16 biți

Scara de măsurare poate fi programată de la  ± 250 dps până la ± 2000 dps

Interfețele digitale I2C și SPI oferă posibilități multiple de comunicații de date

În figura 4.7 este prezentată dispunerea pinilor acestui senzor. Interfațarea cu microcontrollerul se face prin interfața serială I2C, prin pinii SDA(date), SCL (ceas), CS (chip select).

Figura 4.7 L3G4200D

Tabel 4.1 Distribuția pinilor și modul de conectare a senzorului L3G4200D

Deoarece senzorul comunică folosind protocolul I2C, microcontroller-ul trebuie să invoce bibliotecile Wire.h, respectiv L3G.h . Secțiunea de program interpretată se găsește în Anexa1.

4.2 Proiectarea unei arhitecturi generale de control a sistemului adaptiv de lumini

Ținând cont de cele prezentate în capitolele precedente, am putut deriva o schemă bloc a sistemului de control pentru blocul de iluminat, pe baza căruia fiecare modul, va fi analizat și proiectat.

Figura 4.8 Schema bloc a sistemulul de iluminat

După cum se poate observa în figura 4.8, sistemul este format din:

Sursele de lumină – față (FS – FD ) : alcătuite din două LED-uri de putere SHARP GW5D*C**M04 capabile să ofere un fluxul luminos necesar unei bune vizibilități pe timp de noapte

Surse de lumină – laterale (FS1 – FD1) : alcătuite din 2 bare de LED-uri ce conțin câte 3 led-uri fiecare

Modulele Driver 1, Driver2 – modulul furnizează energie electrică sub forma unui curent constant surselor de lumină LED

Modulul 5V – reprezinta un stalilizator de tensiune, folosit pentru alimentarea servomotorului

Modulul Arduino – este format dintr-un microcontroller și componente auxiliare, care pe baza unu algoritm intern și a datelor primite de la giroscop, transmite unul sau mai multe semnale de comandă driverelor.

Modulul giroscop – citește date referitoare la modificarea direcției de deplasare a autovehiculului

Modulul alimentare – reprezintă bateria mașinii 12 V

4.3 Proiectarea driverului de curent constant pentru LED

Pentru a avea un control precis al fluxului luminous debitat de LED-uri este necesară comandarea acestora în curent și nu în tensiune. În prototipul propus de mine, acest rol este îndeplinit de driverul de curent constant, care pentru a furniza un curent constant LED-urilor ridică mai întâi tensiunea de alimentare de la 12 V la 37 V. Pentru a putea determina specificațiile acestui modul am utilizat caracteristicile din foaia de catalog a LED-ului folosit .

Figura 4.9 Caracteristici LED GW5D*C**M04 *C**: MC27, MC30, MC35, LC40, LC50, LC65

dependența tensiunii ce cade pe LED (VF) în funcție de curentul prin joncțiune (IF)

valoarea relativă a fluxului lumios emis de LED, în funcție de curentul prin joncțiune(IF)

tensiunea ce cade pe LED (VF) în funcție de temperatura carcasei (TC)

Din figura 4.9, se observă că nivelul relativ al fluxului luminos de 100%, se obține la o valoare a curentului prin joncțiune IF de 700mA, în condițiile unei temperaturi a carcasei TC de 25˚C.

4.3.1 Noțiuni generale despre convertorul ridicător de tensiune

Stabilizatoarele de tensiune cu funcționare în comutație sunt foarte răspândite în industrie datorită avantajelor acestora comparativ cu stabilizatoarele liniare de tensiune: randament ridicat obținut prin funcționarea în regim de comutație a dispozitivelor semiconductoare de putere, gabarit scăzut și flexibilitate ridicată a valorii tensiunii medii de ieșire față de valoarea tensiunii continue de intrare. Prin alegerea tipului de convertor ridicător din componența sursei, tensiunea medie de ieșire va fi mai mare decât tensiunea de intrare, în funcție de valoarea raportului de conducție al convertorului .

Punctul de plecare în realizarea acestui driver de curent constant a fost folosirea unei arhitecturi de convertor de c.c – c.c. ridicător (boost), pentru a putea realiza conversia de tensiune de la 12 V la 37 V necesari funcționării LED-ului.

Figura 4.10 Schema de principiu a unui convertor ridicător

Principiul de funcționare a circuitului este închiderea și deschiderea comutatorului (tranzitorului). Când tranzitorul este ON (în conducție sau închis) curentul prin inductor crește și energia înmagazinată în inductor crește. Când tranzitorul este OFF (blocat sau deschis) curentul din inductanță continuă să circule prin diodă, grupul format din condensator și sarcină și înapoi spre sursă. Energia din inductor este descărcată pe sarcină prin diodă; dioda este polarizată corect, deci terminalul inductorului conectat la anodul diodei este mai pozitiv decât terminalul conectat la sursa de alimentare. Pe anodul diodei este o tensiune mai mare decât cea de pe catod, adică tensiunea de ieșire este egală cu tensiunea de intrare, plus tensiunea generată de inductanță .

În figura 4.11 sunt ilustrate formele de undă reprezentative ale circuitului. În intervalul în care comutatorul este închis (ON), tensiunea de intrare este în paralel cu inductorul, fapt ce determină creșterea liniară a curentului prin acesta.

Pe durata intervalului în care comutatorul este deschis (OFF), tensiunea indusă de inductor se adaugă la cea de la intrare și cade pe sarcină prin diodă, iar curentul începe să scadă liniar, datorită tensiunii constante la bornele inductorului.

Forma de undă a curentului prin condensator este aceeași cu cea a curentului prin inductor, când comutatorul este deschis, condensatorul se încarcă și este negativ datorită descărcării energiei pe sarcină când comutatorul este închis.

Figura 4.11 Formele de undă reprezentative ale circuitului

4.3.2 Metoda de control în curent

Trei aspecte importante trebuie luate în considerare atunci când se discută despre convertoare de putere cu modul de control în curent. În primul rând, se pot înțelege 2 lucruri diferite:

bucla de control are ca mărime de ieșire o tensiune, dar se utilizează și un curent din circuit pentru a controla tensiunea de ieșire

bucla de control este închisă în curent, mărimea ce trebuie controlată fiind un curent

Funcționarea în primul mod presupune ca un convertor ideal cu controlul în curent să fie dependent doar de curentul continuu prin inductorul său. Curentul continuu este egal cu integrala în timp a semnalului sau mai simplu se poate defini ca și curentul mediu. Există și o buclă de control a tensiunii, considerată buclă externă. Bucla de curent, considerată internă buclei în tensiune, „transformă” inductorul într-o sursă de curent controlată în tensiune, rezultând eliminarea efectului buclei de tensiune la frecvențe joase și în curent continuu (0 Hz).

Acest mod de control oferă ca avantaje o viteză mai mare de reacție la schimbări în tensiunea de intrare sau/și consumul sarcinii. În cazul regulatorului cu bucla doar în tensiune, există posibilitatea variației câștigului buclei de control cu tensiunea de intrare, eliminată în cazul controlului în curent. Compensarea este mai ușor de implementat, iar întreg circuitul prezintă un produs câștig-bandă mai mare.

Bineînțeles, există și dezavantaje sau complexități ascunse date de utilizarea unui convertor cu control în curent. Bucla de curent are un câștig, dat de elementul modulator (uzual, un comparator), care trebuie să depindă de panta rampei aplicată la intrarea în acesta. Fiecare mod de operare va avea o ecuație caracteristică unică pentru acest câștig. În funcție de modul de funcționare (ex. coborâtor, ridicător etc.), există o valoare a factorului de umplere de unde încep să se acumuleze erori în calculul următorului factor de umplere, ce duce la pierderea controlului mărimii de ieșire și la instabilitatea convertorului. În acest caz, se poate reduce domeniul de calcul al factorului de umplere (de nedorit) sau se poate căuta o metodă de compensare a pantei semnalului de intrare, astfel încât erorile acumulate să fie suprimate și convertorul să devină stabil pentru orice factor de umplere/condiții de tensiune de intrare sau încărcare.

Cerința pentru compensarea pantei depinde de valoarea curentului mediu în momentul eșantionării. Pentru o valoare fixă a frecvenței, dacă valoarea curentului eșantionat ar fi egală cu curentul mediu, bucla de compensare nu ar mai fi necesară.

Ținând cont de cele prezentate mai sus, următorul pas este alegerea circuitului integrat corespunzător necesităților noastre.

4.3.3 Folosirea mediului de simulare WEBench

Pentru proiectarea și realizarea unui driver cu astfel de cerințe s-a folosit mediul de proiectare simulare WEBench, accesibil online la Texas Instruments . În funcție de opțiunea dorită se poate accesa una din metodele disponibile.

Figura 4.12 Panoul frontal de acces pentru opțiunile disponibile

În urma criteriilor stabilite:

tensiune de intrare VIN 10V – 12V

tensiune de ieșire VOUT 37V

curent ieșire IOUT 0.7A

s-a generat automat o configurație ce îndeplinește condițiile cerute, folosind ca circuit de comandă și control integratul TPS55340.

Figura 4.13 Date de intrare pentru alegerea circuitului de control

Pe baza criteriilor impuse pe prima poziție se situează circuitul integrat TPS55340, așa cum reiese și din figura 4.14.

Figura 4.14 Soluții propuse de aplicația online

În figura 4.15 se prezintă locul unde se plasează TPS55340 din punct de vedere al eficienței, respectiv a cablajului necesar pentru montaj: o eficiența foarte mare, o dimensiune a cablajului foarte mică și un cost al realizării acceptabil.

Figura 4.15 Reprezentare grafică comparativă a parametrilor de proiectare

Imaginea din figura 4.16 oferă o privere de ansamblu în WEBench asupra aspectelor care trebuie urmărite, în vederea obținerii rezultatelor dorite.

Figura 4.16 Circuit, componente, plasament și eficiență estimată de WEBench

Accesând secțiunea de schemă electronică avem la dispozitie o serie de instrumente de proiectare avansată. Odată inițiată comanda Start New Simulation, începe procesul de simulare a parametrilor electrici în diferite puncte (cei mai importanți sunt Vout= f (Vin)). Pe schema electronică asociată se menționează punctele critice care se urmăresc în simulare.

Figura 4.17 Schemă generată de WEBench

Pentru a funcționa în configurația dorită, și anume aceea de ridicător de tensiune, circuitul integrat TPS55340 are nevoie de câteva componente adiționale:

Inductorul – alegerea valorii inductorului depinde de frecvența de comutație dorită

Dioda Shottky – în această configurație nu are rol de redresor, ci are funcția de a direcționa curentul prin inductanță; pentru a limita pierderile în comutație este necesar ca dioda să comute foarte rapid, ceea ce presupune alegerea unei diode cu tensiune de polarizare cât mai mică (VF).

Conform datelor din foaia de catalog a integratului TPS55340, în figura de mai jos este prezentată diagrama bloc a parametrilor monitorizați în simulare.

Figura 4.18 Diagramă de circuit TPS55340

VIN, VOUT – tensiunea de intrare, tensiunea de ieșire

IIN, IOUT – curentul de intrare, curentul de ieșire

USW, ISW – tensiunea de comutare pe dioda Shottky, curentul de comutare a MOSFET-ului

IINDUCTOR , ICOUT – curentul prin inductor, curentul de ieșire pe condensator

În figura 4.19 este prezentată simularea în regim tranzitoriu a tensiunii de ieșire în funcție de tensiunea de intrare (alimentare).

Figura 4.19 Forma de undă a tensiunii de ieșire în funcție de tensiunea de intrare

Figura 4.20 Forma de undă a curentului de ieșire este similară cu a tensiunii de ieșire

Figura 4.21 Forma de undă a curentului prin diodă, în funcție de curentul și tensiunea de ieșire

Figura 4.22 Forma de undă a curentului prin condensator, în funcție de curentul și tensiunea de ieșire

Figura 4.23 Forma de undă a curentului prin inductor, în funcție de curentul și tensiunea de ieșire

Figura 4.24 Forma de undă a curentului de comutație, în funcție de curentul și tensiunea de ieșire

Figura 4.25 Proiectarea „termică a driver-ului”

Folosind principiul prezentat mai sus, pentru realizarea modulului de comandă a LED-ului am folosit circuitul integrat TPS55340 produs de compania Texas Instruments.

Figura 4.26 Circuitul integrat TPS55340 – dispunerea pinilor

Parametrii de funcționare ai acestui circuit integrat sunt:

tensiune de intrare : 2.9 V – 32 V

elementul de comutație al integratului este un MOSFET de putere (RDS,ON 100 mΩ)

referință de tensiune internă de precizie de ±0.7 %

tensiune de ieșire reglabilă, maxim 38 V

temperatură de funcționare -40˚C – 150˚C

componente auxiliare puține

diponibil în carcasă de tip HTSSOP (14 pini) și WQFN (16 pini)

Figura 4.27 Structura internă TPS55340

Dacă se dorește utilizarea în mod de convertor ridicător, integratul TPS55340 regulează ieșirea în mod PWM cu monitorizarea curentului. Circuitul de control PWM comandă comutatorul în conducție la începutul fiecărui ciclu al oscilatorului. Tensiunea de intrare este aplicată asupra inductorului și acesta va începe să stocheze energie odată cu creșterea curentului prin acesta. În timpul acestei porțiuni al ciclului de comutație, curentul de sarcină este asigurat doar de capacitatea de la ieșire. Când curentul prin inductor atinge un prag stabilit de amplificatorul de eroare, comutatorul este blocat și dioda Schottky este polarizată în conducție, permițând energiei să fie transferată spre ieșire. Inductorul oferă energia necesară încărcării capacității de ieșire și alimentării sarcinii pe această perioadă. Acest fenomen de pompare are loc în fiecare ciclu de comutație. Factorul de umplere al convertorului este determinat de comparatorul de control PWM ce compară semnalul de ieșire al amplificatorului de eroare cu valoarea semnalului de curent. Frecvența oscilatorului este setată de un rezistor extern sau sincronizată la un ceas extern.

Un semnal de tip rampă este extras din oscilator și adăugat rampei de curent din inductor pentru a implementa compensarea pantei în modul de control în curent. Acest tip de compensare este necesar pentru a evita oscilații subarmonice care sunt intrinseci modului de control în curent, la factori de umplere mai mari de 50%. Dacă valoarea inductorului este prea mică, compensarea internă poate fi insuficientă. Bucla de control PWM compară semnalul FB cu o tensiune de referință cu ajutorul unui amplificator de eroare. Ieșirea amplificatorului de eroare este conectată la pinul de compensare COMP, permițând conectarea unei rețele externe de tip RC, pentru a asigura atât stabilitatea buclei de reacție cât și un răspuns tranzient optim .

Figura 4.28 Schema generală de conexiune folosind circuitul TPS55340

În această configurație tensiunea de ieșire Vout este stabilită prin divizorul de tensiune format din RSH și RSL conectate la pinul FB, formând un sistem cu buclă închisă. Valoarea tensiunii de ieșire se calculează după relația:

(4.1)

Pentru a determina riplul curentului prin inductor, riplul tensiunii de ieșire și factorul de compensare în modul continuu de funcționare este necesar calculul factorului de umplere a undei dreptunghiulare de comandă a comutatorului, care depinde de tensiunea de intrare și de tensiunea de ieșire, este dat de relația:

(4.2)

unde: VIN =12V, VOUT =37V, VD – tensiunea de polarizare directă a diodei Shottky 0.4 V.

Pentru valorile date se obține D=0.68%.

Valoarea inductorului este un parametru foarte important, deoarece aceasta determină stabilitatea buclei de curent și riplul de curent al inducorului. Valoarea vârf la vârf a curentului de riplu este invers proporțional cu valoarea inductorului și este dat de relația:

(4.3)

valoarea inductorului , unde fSW – frecvența de comutare (4.4)

Valoarea curentului prin inductor (4.5)

Condensatorul de ieșire este o componentă importantă pentru întregul sistem, asigurând tensiunea de ieșire și stabilitatea circuitului. Acesta influențează în mare măsură riplul tensiunii de ieșire a convertorului, care se calculează după formula:

(4.6)

Dioda va conduce curentul din inductor spre condensatorul de ieșire și sarcină, în timpul în care tranzistorul MOSFET va fi blocat. Curentul prin diodă va fi egal cu valoarea curentului din sarcină.

Bucla de feedback – necesită ca tensiunea dată de divizor în cazul standard să fie la echilibru egală cu tensiunea comparatorului; motiv pentru care necesită o modificare, astfel încât să fie aceeași cădere de tensiune pe rezistorul unic de sub LED, cu rol de șhunt. La curentul nominal prin LED căderea de tensiune pe LED trebuie să asigure 0V la ieșirea amplificatorului de eroare. Deci, Vref = 1.229V, Iout=700mA => un șhunt de 1.75Ω.

Bineînțeles, un rezistor de această valoare este greu de găsit, va disipa mult și nu e preferat în automotive pentru că în cazul unor vibrații, se poate desprinde. Soluția propusă a fost punerea în paralel a mai multor rezistori de valori mai mici.

O altă soluție mai bună, dar mai complicată și mai eficientă ar fi folosirea unui șhunt mic, de 1.75mΩ și amplificarea tensiunii de 1000 ori, caz în care amplificatorul va necesita la rândul său o buclă de compensare și alte componente externe.

4.3.3 Importarea modelului WEBench în softul de proiectare Orcad Cadence

Figura 4.29 Schema electrică a sursei în comutație

În figura 4.30  se observă că în intervalul 0.4ms – 0.8ms circuitul se comportă ca un repetor, deoarece oscilatorul încă nu e amorsat, iar tranzistorul de boost este oprit. După 0.8ms oscilatorul este startat.

  În intervalul 0.8ms – 1.2ms, are loc încărcarea condensatorului de ieșire. La 1.2ms apare o supra-creștere (overshoot) din cauza polului din planul drept (RHP zero). În teoria stabilității este descris acest fenomen, la convertoarele boost apare această anomalie și este normală, dar se diminuează prin circuitul de compensare.

  După 1.4ms circuitul intră în regim staționar (modul normal de funcționare), furnizând la ieșire cei 37 V necesari alimentării LED-ului.

Figura 4.30 Forma de undă a tensiunii de ieșire (Vout) a sursei de tensiune în comutație

În concluzie, rezultatele simulării confirmă cu o bună aproximație rezultatele teoretice. De asemenea, atingerea regimului permanent de funcționare arată că sursa de tensiune în configurație de convertor ridicător, folosind ca circuit de comandă și control integratul TPS55340 este stabilă în timp.

4.4 Proiectare driver de curent constant – LED-uri auxiliare

Din considerente de siguranță, se dorește asigurarea unui curent constant prin led-uri indiferent de variațiile tensiunii de intrare, având permanent un flux luminos constant. Acesta fiind principalul motiv pentru care s-a ales ca alimentare pentru led o sursă de curent constant.

Indiferent de tip, dimensiune, culoare sau putere, toate LED-urile funcționează cel mai bine atunci când sunt alimentate printr-o sursă de curent constant. Producătorii menționează caracteristicile LED-urilor, cum ar fi : eficiența luminoasă, culoare, etc., la un anumit curent (IF) și la o anumită tensiune de funcționare (VF) .

Pentru a determina specificațiile acestui modul, am avut ca suport caracteristicile din foaia de catalog a led-ului folosit .

Fiecare led are specificațiile de mai jos, acestea sunt grupate câte 3, iar tensiunea de alimentare este de 12 V:

Tabel 4. 2 Specificații LED-uri laterale

Figura 4.31 Schema circuitului

Sursa de curent constant folosește ca element de control al curentului prin LED un tranzitor bipolar și anume BCP56. Reglajul curentului se face prin calcularea rezistorului din emitorul tranzitorului, astfel încât la atingerea pragului de deschidere a tranzistorului BC817 (apariția unei tensiuni de 0.6-0.7 V) pe joncțiunea BE, tranzistorul BCP56 va limita curentul prin colector și implicit prin led.

În această configurație tranzistorul BC817 asigură protecția la scurtcircuit a montajului.

Folosirea celor doua rezitențe RSENSE în paralel în locul uneia singure, s-a făcut ținând cont de putea disipată pe fiecare din ele.

(4.7)

În situația cea mai critică, având un 63, IC=126mA, dar de fapt .

, valoarea minimă a curentului prin LED (4.8)

, valoarea maximă a curentului prin LED (4.9)

= (4.10)

(4.11)

(4.12)

Puterea disipată pe o rezistență fiind de 60mW, în condițiile în care o rezistență în capsulă 0805 poate disipa până la 125mW, la o temperatură de 70˚.

4.5 Proiectarea sursei de alimentare pentru servomotor

Servomotorul transformă comenzile electrice provenite de la Arduino, mișcarea lui fiind proporțională cu comanda electrică.

Viteza unui servomotor reprezintă timpul necesar pentru ca brațul servomotorului să parcurgă un anumit număr de grade. Cuplul se referă la forța pe care brațul servomotorului o exercită asupra obiectului și se exprimă în kg/cm. De exemplu viteza unui servomotor medium este de 0.20sec/60 grade la o tensiune de alimentare de 4.8V, ceea ce înseamnă că brațul servomotorului parcurge 60˚ în doar 0.20 secunde.

Cuplul servomotorului medium este de 2.8 kg/cm la o tensiune de alimentare de 4.8V. Asta înseamnă că servomotorul poate susține o sarcină cu o masă de 2.8kg la o distanță de 1 cm pe brațul lui. În schimb cuplul motorului crește cu micșorarea distanței și scade cu mărirea ei.

4.5.1 Principiu de funcționare a servomotorului

Părți componente servomotor:

Figura 4.32 Structură internă servomotor

Linia de semnal sau linia de control este conectată la un controler, care trimite impulsuri codificate, determinând unghiul la care servomotorul trebuie să ajungă. Această procedură este cunoscută sub numele de „Pulse Width Modulation”. Servomecanismele așteaptă un impuls (tensiune activă) la fiecare 20ms sau mai puțin și în funcție de lungimea acestui impuls servomotorul se va roti un anumit număr de grade. Tensiunea pe linia de semnal este între 3V și 5V.

Convertorul de tensiune este un circuit decodor, care transformă impulsul de la intrare în tensiunea corespunzătoare. Cu alte cuvinte, atunci când circuitul detectează un impuls, un condensator intern se încarcă. În cealaltă perioadă a impulsului aplicat, condensatorul se descarcă printr-un amplificator tampon, care asigură tensiunea pentru amplificatorul de eroare.

Potențiometrul acționează ca un senzor de poziție care detectează poziția arborelui servo. Axul din potențiometru este atașat la arborele de angrenare al servo-ului. Când acesta se rotește, potențiometru își schimbă rezistența. Fiecărui unghi de rotație îi corespunde o rezistență a potențiometrului, care determină o tensiune proporțională cu rezistența.

Amplificatorul de eroare este un comparator de tensiune (amplificator operațional cu reacție negativă), care are ca intrare tensiunea de la convertorul de tensiune și potențiometru. Diferența dintre cele două tensiuni de intrare este amplificată și alimentează motorul. Dacă diferența este pozitivă, motorul se va învârti într-o direcție, respectiv în direcția opusă, dacă diferența este negativă, până când diferența dintre cele două tensiuni devine minimă.

Motorul și roțile dințate au ca și date de intrare unghiul și tensiunea provenită de la amplificatorul de eroare. Roțile dințate dintr-un servomotor reduc viteza și cresc cuplul motorului.

Un servomotor nu este niciodată inactiv, acesta verifică în mod continuu dacă există un semnal extern pentru a-și corecta poziția. Pentru a-și menține poziția, acesta trebuie să primească tot timpul un semnal dreptunghiular, cunoscut sub denumirea de PWM (pulse width modulation), definit de frecvență și de factorul de umplere.

Există foarte multe tipuri de servomotoare, toate se comandă după același principiu, având o durată a impulsului corespunzătoare unghiului de 0˚ și 2 valori extreme, singura diferență fiind durata semnalului de comandă.

Valorile impuse pentru implementarea în acest proiect sunt cele din figura de mai jos, dar ele diferă de la caz la caz:

Figura 4.33 Semnal de comandă servomotor

Dacă se aplică un impuls pozitiv cu durată de 1.45ms, atunci servo rămâne la 90 ° (poziția de centru), atâta timp cât acesta primește același impuls. Dacă se trimite un impuls de 0.6ms servo se va deplasa la 0 °, în cazul unui impuls cu durată de 2.3ms servomotorul atinge valoarea maxima de 180 °. Cu alte cuvinte un impuls cu durată mai mică de 1.45ms va roti servomotorul într-un sens, iar cu durată mai mare de 1.45ms în celălalt sens.

Pentru alimentarea servomotorului s-a folosit un stabilizator de tensiune de 5V.

Conectare servomotor:

Servo fir maro – pin GND stabilizator

Servo fir galben – pin 5V stabilizator

Servo fir portocaliu – pin comandă Arduino

Alimentarea servomotorului presupune proiectarea și realizarea unui stabilizator de tensiune de la 12V (tensiune de alimentare a bateriei) la 5 V (tensiunea de alimentare a servomotorului).

Un stabilizator de tensiune este un circuit electronic care păstrează (aproape) constantă tensiunea de ieșire, între anumite limite ale tensiunii de intrare, curentului de ieșire, temperaturii, etc .

Figura 4.34 Principiu de funcționare stabilizator de tensiune

Stabilizatorul de tensiune fixă implementat în lucrarea de față prezintă avantajul simplității maxime de utilizare, deoarece nu necesită componente externe. De asemenea sunt avantajoase din punct de vedere al raportului cost-performanță. Capsula folosită prezintă doar 3 terminale, existând posibilitatea montării pe un radiator .

Figura 4.35 Modul de conectare a unui stabilizator de tensiune fixă

Se remarcă legarea tuturor conexiunilor de masă într-un singur nod. În acest fel se evită apariția unor curenți de bucla de masă (curenți între puncte de masă diferite).

Deoarece curentul cerut de la stabilizator este destul de mic nu este necesară montarea acestuia pe radiator.

CAPITOLUL 5. Realizarea practică a modulelor

În acest capitol este prezentat modul de realizare a circuitelor imprimate (PCB – printed circuit board), începând cu realizarea schemelor electronice, a cablajului în soft-uri dedicate, modul de imprimare a cablajului și tot procesul de realizare practică a fiecărui modul în parte.

5.1 Realizarea practică a driver-ului pentru LED

După stabilirea arhitecturii în partea de proiectare, s-a trecut la realizarea practică a modulului. Primul pas a fost realizarea schemei electronice în programul dedicat.

În figura de mai jos este prezentată schema electronică a driverului, pe baza modelului utilizat în OrCAD:

Figura 5.1 Schema electronică a driver-ului

În figurile următoare este prezentată placheta electronică, în stadiul de proiect. Sunt ilustrate ambele părți ale viitorului cablaj imprimat. Cu galben este partea de sus a circuitului, partea pe care vor fi montate componentele smd, iar cu roșu este partea de jos, parte pe care vor fi lipite terminalele componentelor through-hole. S-a optat pentru realizarea unei plăci de circuit dublu strat pentru reduce dimensiunile constructive ale dispozitivului, dar și pentru a-i asigura funcționalitatea, fiind o sursă în comutație.

Figura 5.2 Layout – stratul Top (stânga) – stratul Bottom (dreapta)

Figura 5.3 Dispunerea pieselor

Figura 5.5 Cablaj imprimat (stânga) și driver LED asamblat (dreapta)

5.2 Realizarea practică a driver-ului pentru LED-urile auxiliare

În vederea realizării practice a drivere-lor pentru LED-urile auxiliare se dorește trecerea schemei electrice pe un PCB. Atât pentru editarea schemei electronice, cât și pentru realizarea fizică a acestor PCB-uri am folosit programul Eagle. Acesta are 2 părți componente:

EAGLE Schematic – acesta permite realizarea schemei electronice a circuitului, definirea de componente și amprente noi

EAGLE Board – acesta permite dispunerea componentelor electrice pe PCB, precum și a conexiunilor electrice dintre ele

Pe schema din figura 5.6 se observă în partea stângă pinii de conectare, iar în partea dreaptă circuitul de comandă al led-urilor auxiliare.

Figura 5.6 Schema electronică a driver-ului pentru LED-urile auxiliare

Figura 5.7 Layout driver LED-uri

Figura 5.8 Circuitul, după lipirea pieselor SMD

5.3 Realizarea practică a stabilizatorului de tensiune pentru servomotor

Schema electronică a stabilizatorului este făcută cu același program (Eagle) și este prezentată în figura de mai jos.

Figura 5.9 Schema electronică a stabilizatorului de tensiune

În partea stângă sunt pinii de conectare, iar în partea dreaptă circuitul de stabilizare a tensiunii de la 12V la 5 V, integratul LM7805, și condensatorii de intrare și ieșire care asigură filtrarea și netezirea tensiunii de intrare.

Figura 5.10 Layout stabilizator tensiune

Proiectul PCB-ului a fost realizat pe un singur strat, folosind componente atât din tehnologia THT cât și SMD.

Figura 5.11 Circuitul final

5.4 Realizarea practică a plăcilor de interconectare a modulelor realizate

Sistemul de iluminat, fiind unul simetric în cazul automobilelor, și cel implementat în această lucrare este unul simetric. Totul a fost proiectat modular pentru a oferi flexibilitate în proiectare.

Figura 5.12 Schema electronică de interconectare a modulelor

Figura 5.13 Layout circuit final

Ultimul circuit realizat, în vederea modularizării sistemului, asigură protecția întregului montaj în cazul alimentării inverse, pinii de conectare pentru senzorul giroscop, pinii pentu semnalele provenite de la platforma de dezvoltare Arduino, care asigură semnalele de comandă ale fiecărui subsistem.

Figura 5.14 Schema interfeței sistemului cu circuitul de control

Figura 5.15 Layout interfață

Figura 5.16 PCB final interfață

Metoda de realizare practică a PCB-urilor aferente acestei lucrări, aleasă de mine este metoda transferului de toner, care presupune parcurgerea următoarelor etape :

proiectarea și desenarea cablajului într-un soft specializat (Eagle/Orcad)

tipărirea desenului pe hărtie fotografică – folosind o imprimantă laser;

tăierea unei plăcuțe de cablaj cu dimensiunile dorite;

curățarea și degresarea cablajului;

transferarea desenului pe cablaj – folosind fierul de călcat;

corodarea cablajului – folosind clorură ferică;

curățarea tonerului – folosind acetonă;

efectuarea găurilor de trecere a pieselor;

lipirea pieselor THT și SMD;

CAPITOLUL 6. Testarea sistemului adaptiv de lumini față

În acest capitol se dorește testarea și punerea în funcțiune a modulelor proiectate și prezentate în capitolele anterioare.

După realizarea PCB-urilor am verificat funcționalitatea lor, realizând următoarele teste:

teste de continuitate a traseelor între conexiuni, precum și existența unui potențial scurtcircuit

simularea semnalelor de intrare și verificarea ieșirii

În urma verificărilor PCB-urilor, am trecut la testarea fiecărui subsistem în parte. Primul și cel mai important a constat în determinarea funcționalității, celor 2 LED-uri, alimentate cu energie electrică folosind driverul proiectat mai sus.

Figura 6.1 Modul driver LED –față testat. Părți componente

Având în vedere că rezultatele obținute sunt conforme cu simulările prezentate în capitolul de proiectare, s-a trecut la testarea următorului driver, cel care asigură alimentarea și comanda surselor de lumină auxiliare.

Figura 6.2 Modul driver LED-auxiliar testat. Părți componente

Ultima parte din procesul de testare a constat, în verificarea stabilizatorului de tensiune, care conform testelor asigură la ieșire cei 5V, necesari alimentării servomotorului.

Figura 6.3 Stabilizator de tensiune. Părți componente

Pentru a realiza un sistem care să asigure flexibilitate în proiectare, dar mai ales care să permită testarea și funcționarea modulară, am realizat circuitul de interconectare a tuturor modulelor, prezentat în figura 6.4.

Figura 6.4 Schemă interconectare module

În figura 6.5 este prezentat întreg sistemul, care asigură comanda și controlul surselor de lumină, folosite pentru a simula faza scurtă din automobile, funcția de iluminare suplimentară la viraje, și nu în ultimul rând reglarea pe verticală a direcției luminii în funcție de datele citite de giroscop.

Figura 6.5 Montaj final – sistem adaptiv de lumini față

Până acum s-a verificat doar funcționalitatea fiecărui montaj și modul în parte pentru a evidenția faptul că sistemul proiectat din punct de vedere hardware este funcțional, urmând ca după aceste rezultate să se dezvolte partea de software pentru a face întreg sistemul funcțional.

Figura 6.6 Interfață montaj-platformă microcontroller

În figura .6.7 este prezentată o imagine de ansamblu a întregului sistem, care după cum se poate observa funcționează, asigurând nivelul de iluminare dorit în faza de proiectare.

Figura 6.7 Verificarea funcționalității sistemului adaptiv de lumini față

CAPITOLUL 7. Concluzii. Dezvoltări ulterioare

Automobilul modern este un exemplu reprezentativ de produs mecatronic, în care sunt integrate discipline precum software, mecanică, electronică și informatică. Importanța acestui produs în viața economică și socială, ca și aportul la poluarea mediului, au stimulat cercetările în domeniu pentru îmbunătățirea performanțelor funcționale și a condițiilor de trafic .

Farurile auto nu ar trebui să fie un sistem pasiv, ci ar trebui să fie capabile să se adapteze la condițiile de mediu pentru a îmbunătăți siguranța pasagerilor , motiv pentru care implementarea unui astfel de sistem adaptiv (AFS) este absolut necesară. Sistemul adaptiv de lumini reglează automat fasciculul farurilor în funcție de secțiunea de drum și condițiile de vizibilitate.

Lucrarea de față „Sistem adaptiv de lumini față” este o soluție inteligentă de iluminare, care asigură conducerea pe timp de noapte în condiții de siguranță.

În prezent, tot mai multe autovehicule sunt echipate cu o opțiune AFS, care necesită o etapă de dezvoltare, testare și validare a funcționalității. Prototipul prezentat în cadrul acestei lucrări poate fi folosit în stadiul de dezvoltare a produsului pentru a analiza și a anticipa erorile de funcționare care pot apărea.

Prototipul permite simularea funcției de “iluminare după colț”, care asigură îmbunătățirea vizibilității pe timp de noapte și funcția de auto-reglare, care modifică nivelul farurilor în funcție de gradul de încărcare al vehiculului.

Un aspect important al lucrării care poate fi dezvoltat ulterior este integrarea funcției de comutare automată a fazei lungi cu faza scurtă, la detecția unui vehicul în față pe timp de noapte. Atunci când există lumină în față, se comută automat faza scurtă, iar atunci când vehiculul trece, acesta comută faza lungă.

Principalul avantaj al prototipului propus este că oferă posibilitatea de a modifica proiectul inițial înainte de a fi implementat, fără a implica costuri substanțiale de producție. Un alt avantaj al sistemului dezvoltat este gradul mare de adaptabilitate, deoarece poate fi ușor configurat, pentru a se încadra în limitele spațiale ale orcărui vehicul.

În urma realizării acestei lucrări de diplomă am dobândit cunoștiințe teoretice, mi-am dezvoltat noi abilități practice, în ceea ce privește proiectarea și realizarea unui modul electronic. Țin pe această cale să mulțumesc profesorului coordonator precum și colectivului din cadrul firmei „SC Continental Automotive Systems SRL” Sibiu care m-a susținut pe tot parcursul elaborării ei.

ANEXE

Anexa1. Programul scris în Arduino.IDe pentru determinarea direcției

#include <Wire.h>

#include <L3G.h>

#include <Servo.h>

Servo myservo;

L3G gyro; int sampleNum=100; int dc_offsetx=0; int dc_offsety=0;int dc_offsetz=0;

double noisex=0; double noisey=0; double noisez=0;

unsigned long time; int sampleTime=10;

int ratex; int prev_ratex=0; int ratey; int prev_ratey=0; int ratez; int prev_ratez=0;

double anglex=0;double angley=0;double anglez=0; int val;

int k=3;

void zgomotz()

{//Calculate initial DC offset and noise level of gyro

for(int n=0;n<sampleNum;n++){ gyro.read(); dc_offsetz+=(int)gyro.g.z; }

dc_offsetz=dc_offsetz/sampleNum;

for(int n=0;n<sampleNum;n++){

gyro.read();

if((int)gyro.g.z-dc_offsetz>noisez)

noisez=(int)gyro.g.z-dc_offsetz;

else if((int)gyro.g.z-dc_offsetz<-noisez)

noisez=-(int)gyro.g.z-dc_offsetz;

}

noisez=noisez/100;

}

void zgomoty()

{ for(int n=0;n<sampleNum;n++){ gyro.read(); dc_offsety+=(int)gyro.g.y; }

dc_offsety=dc_offsety/sampleNum;

for(int n=0;n<sampleNum;n++){

gyro.read();

if((int)gyro.g.y-dc_offsety>noisey)

noisey=(int)gyro.g.y-dc_offsety;

else if((int)gyro.g.y-dc_offsety<-noisey)

noisey=-(int)gyro.g.y-dc_offsety;

}

noisey=noisey/100;

}

void zgomotx()

{ for(int n=0;n<sampleNum;n++){ gyro.read(); dc_offsetx+=(int)gyro.g.x; }

dc_offsetx=dc_offsetx/sampleNum;

for(int n=0;n<sampleNum;n++){

gyro.read();

if((int)gyro.g.x-dc_offsetx>noisex)

noisey=(int)gyro.g.x-dc_offsetx;

else if((int)gyro.g.x-dc_offsetx<-noisex)

noisex=-(int)gyro.g.x-dc_offsetx;

}

noisex=noisex/100;

}

void setup()

{Serial.begin(9600); Wire.begin(); while (!gyro.init()); gyro.enableDefault(); zgomotz();zgomoty();zgomotx();

//delay(500);

pinMode(3, OUTPUT);

pinMode(4, OUTPUT);

pinMode(5,OUTPUT);

myservo.attach(6);

myservo.write(90);

}

void loop()

{

if (Serial.available()) { // If data is available to read,

val = Serial.read(); // read it and store it in val

}

if (val == 'H') { // If H was received

digitalWrite(3,HIGH);

if(millis() – time > sampleTime)

{time = millis(); gyro.read();

double ratez=((int)gyro.g.z – (int)dc_offsetz)/100;

double ratey=((int)gyro.g.y – (int)dc_offsety)/100;

double ratex=((int)gyro.g.x – (int)dc_offsetx)/100;

anglez += ((double)(prev_ratez + ratez) * sampleTime) / 2000; prev_ratez = ratez;

angley += ((double)(prev_ratey + ratey) * sampleTime) / 2000; prev_ratez = ratez;

anglex += ((double)(prev_ratex + ratex) * sampleTime) / 2000; prev_ratex = ratex;

//STANGA

if ((anglez >5)){

digitalWrite(4,HIGH);

}

//Serial.write(0);}

else { digitalWrite(4,LOW);

}

// Serial.write(1); }

//DREAPTA

if (anglez <-5){

digitalWrite(5,HIGH);

}

// Serial.write(2);}

else { digitalWrite(5,LOW);

}

// Serial.write(3);}

//SUS JOS

if ((anglex > 2)&&(anglex <20)){

myservo.write(90+ (k*anglex));}// unghiuri pozitive

if ((anglex <-2)&&(anglex > -20)){

myservo.write(90+ (k*anglex));}

if ((anglex >-2 )&&(anglex <2)){

myservo.write(90);}

}

Serial.print("Z: ");

Serial.print((String)anglez);// Serial.print(",");

Serial.print(" Y: ");

Serial.print((String)angley);// Serial.print(",");

Serial.print(" X: ");

Serial.print((String)anglex); Serial.println(",");

}

}

Anexa2. Programul scris în Processing.IDe pentru vizualizarea simulării pe PC

import processing.serial.*;

PFont f;

boolean button = false;

int x = 0;int y = 0;int w = 60;int h = 60;

int ss=0;int sd=0;

int ss1=0; int ss2=0;

int sd1=0; int sd2=0;

Serial myPort;

int val;

void setup ()

{

background(0);

size(800, 800); smooth();

println(Serial.list()); String portName = Serial.list()[0];

myPort = new Serial(this, portName, 9600);

f = loadFont( "AngsanaNew-Bold-48.vlw");

}

void draw()

{ background(0);

if (button) {

myPort.write('H');

background(106,181,245);

fill(147,106,245);

rect(x,y,w,h);

stroke(255);

} else {

myPort.write('L');

background(0);

// stroke(255);

}

if (button)

{ ss=255; sd=255;

if (val==0)

{ ss2=255; ss1=255;}

else if (val==1)

{ ss2=0; ss1=0; }

if (val==2)

{ sd1=255;sd2=255; }

else if (val==3)

{ sd1=0;sd2=0; }

}

else {ss=0; sd=0;}

ss();sd();

ss1();sd1();

ss2();sd2();

textFont(f,42);

fill(0);

text ( "SISTEM ADAPTIV DE LUMINI FATA" ,150,100);

textFont(f,28);

fill(255);

text ( "On/Off" ,0,30);

fill(0, 110, 0);

rect(x,y,w,h);

}

void mousePressed(){

if (mouseX > x && mouseX < x+w && mouseY > y && mouseY < y+h)

{ button = !button; }

}

void serialEvent(Serial myPort) {

val = myPort.read();

}

void ss()

{

stroke(255, 220, 0, ss);

fill(255,200,0, ss);

strokeWeight(2);

ellipse(330, 700, 20, 15);

line(325, 700, 220, 180); line(329, 700, 260, 180); line(329, 700, 302, 180); line(330, 700, 330, 180);

line(332, 700, 338, 180); line(334, 700, 345, 180); line(334, 700, 375, 180);line(334, 700, 405, 180); line(336, 700, 435, 180);

}

void ss1()

{

stroke(255, 220, 0, ss1);

fill(255,180,0, ss1);strokeWeight(2);

ellipse(310, 700, 20, 15);

line(305, 700, 100, 220);

line(309, 700, 120, 215);

line(309, 700, 140, 210);

line(310, 700, 160, 205);

line(312, 700, 180, 200);

line(314, 700, 205, 195);

line(314, 700, 245, 190);

line(314, 700, 305, 185);

line(316, 700, 345, 180);

}

void ss2()

{

stroke(255, 220, 0, ss2);

fill(255,180,0, ss2);strokeWeight(2);

ellipse(290, 700, 20, 15);

line(285, 700, 10, 420);

line(289, 700, 40, 380);

line(289, 700, 70, 340);

line(290, 700, 100, 310);

line(292, 700, 120, 270);

line(294, 700, 140, 240);

line(294, 700, 180, 200);

line(294, 700, 220, 185);

line(296, 700, 265, 180);

}

void sd()

{

stroke(255, 220, 0, ss);

fill(255,200,0, ss);strokeWeight(2);

ellipse(470, 700, 20, 15);

line(465, 700, 360, 180); line(469, 700, 400, 180); line(469, 700, 442, 180); line(470, 700, 470, 180);

line(472, 700, 478, 180); line(474, 700, 485, 180); line(474, 700, 515, 180);line(474, 700, 545, 180); line(476, 700, 575, 180);

}

void sd1()

{

stroke(255, 220, 0, sd1);

fill(255,180,0, sd1); strokeWeight(2);

ellipse(490, 700, 20, 15);

line(480, 700, 420, 180);

line(485, 700, 450, 180);

line(485, 700, 470, 185);

line(490, 700, 510, 190);

line(490, 700, 580, 200);

line(495, 700, 625, 205);

line(495, 700, 645, 210);

line(500, 700, 665, 215);

line(500, 700, 685, 220);

}

void sd2()

{

stroke(255, 220, 0, sd2);

fill(255,180,0, sd2);strokeWeight(2);

ellipse(510, 700, 20, 15);

line(505, 700, 530, 180);

line(509, 700, 570, 185);

line(509, 700, 610, 200);

line(510, 700, 640, 240);

line(512, 700, 680, 270);

line(514, 700, 720, 310);

line(514, 700, 760, 340);

line(514, 700, 800, 380);

line(516, 700, 845, 420);

}

Bibliografie

Bibliografie cărți

Paul Horowitz, Windfield Hill, „The Art of Electronics”, Editura Cambridge University Press(Second ed.), anul 1989

Bibliografie online

[1] http://files.cie.co.at/180.pdf

[2] http://www.hella.com/hella-ro/201.html?rdeLocale=ro

[3]http://www.bmwmotorsports.org/pdf/e70/05b4_E70%20Adaptive%20Headlight%20System.pdf.

[4] http://irep.iium.edu.my/2023/1/278C.pdf.

[5] http://repository.lib.polyu.edu.hk/jspui/bitstream/10397/2920/2/b23213905_ir.pdf

[6] http://www.cs.cmu.edu/smartheadlight/media_v3/etc/TNCCRKN-ECCV14.pdf

[7] http://www.cvel.clemson.edu/auto/systems/adaptive_front_lighting.html

[8] http://www.infobazar.ro/auto/Xenon-sau-Halogen/Becurile-de-tip-halogen

[9] http://www.bestautovest.ro/bec-h4-12v-100w-p43-vecta.html

[10] http://www.bestxenon.ro/magazin-online/fara-categorie/kit-h4-bixenon-35w-standard/

[11] http://arpee.org.ro/wp-content/uploads/2014/10/2-Electromagnetica.pdf

[12]http://www.sahibinden.com/listing/yedek-parca-aksesuar-donanim-tuning-yedek-parca-otomobil-arazi-araci-2012-hyundai-ix35-led-far-takimi-113691607/detail

[13]http://www.sae.org/servlets/product?PROD_TYP=STD&PARENT_BPA_CD=GV&TECH_CD=LIGHT

[14] http://www.al-lighting.com/lighting/headlamps/xenon/

[15] http://www.vclassics.com/archive/relays.htm

[16] http://www.autoanything.com/lights/50A22A132A1.aspx

[17] http://cartech.about.com/od/Safety/a/What-Are-Adaptive-Headlights.htm

[18] http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/TND6073.PDF

[19] http://brainonboard.ca/safety_features/safety_technology_in_development.php

[20] http://www.toyota-global.com/innovation/safety_technology/safety_technology/technology

[21] https://ro.wikipedia.org/wiki/Giroscop

[22] http://www.connect.ro/2014/05/05/smartphone-senzori-inteligenti/

[23] https://github.com/pololu/l3g-arduino

[24] http://www.farnell.com/datasheets/1303298.pdf

[25]http://ep.etc.tuiasi.ro/site/Electronica%20Industriala/referate%20laborator/ciclul_3/L11%20-%20Convertor%20boost%202007.pdf

[26] http://snet.elth.pub.ro/snet2005/cd/papers/s2p23.pdf

[27]http://www.ecnmag.com/articles/2015/03/choosing-right-schottky-diode-led-backlight-boost-converter

[28]http://digitool.library.colostate.edu/exlibris/dtl/d3_1/apache_media/L2V4bGlicmlzL2R0bC9kM18xL2FwYWNoZV9tZWRpYS8xOTgzNTU=.pdf

[29]http://webench.ti.com/webench5/power/webench5.cgiVinMin=5.00&VinMax=12.00&O1V=24.00&O1I=0.8&base_pn=TPS55340&AppType=None&op_TA=30&lang_chosen=en_US&optfactor=3

[30] http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tps55340.pdf

[31]http://solderingsunday.com/shop/components/300-led-5-meter-strip-of-3528-leds-60-per-meter/

[32] http://www.robotplatform.com/knowledge/servo/what_makes_a_servo.html

[33] http://www.bel.utcluj.ro/dce/didactic/cef/07_stabilizatoare_tensiune.pdf

[34] http://vega.unitbv.ro/~pana/cia.c/Capitolul%208.pdf

[35]http://www.scrigroup.com/tehnologie/electronica-electricitate/Surse-de-alimentare83514.php

[36] http://clacktronics.com/research/pressnpeel/

[37]http://itee.elth.pub.ro/~stefali/Raport%20tehnic%20Mecatronica%20in%20Tehnologia%20Auto.doc.

[38] http://www.cs.cmu.edu/smartheadlight/media_v3/etc/TNCCRKN-ECCV14.pdf