Sensoristica avanzata per il monitoraggio della luce

Nel corso degli ultimi anni si è assistito a una diffusione crescente di tecnologie più sofisticate di illuminazione nel settore automotive. L’uso degli emettitori Led si è rivelato essere molto vantaggioso e ha visto un’ampia adozione, per funzioni di illuminazione sia interna, sia esterna. Ciò ha portato ad una riduzione marcata del consumo di potenza nei sistemi di illuminazione, e allo stesso tempo alla disponibilità di una maggiore varietà di funzionalità con il supporto ad intervalli di vita operativa più estesi di quanto non fosse possibile con le lampade ad incandescenza convenzionali (basate su tecnologia alogena o allo xeno). Attualmente stanno emergendo ulteriori innovazioni che potrebbero avere un impatto ancora maggiore sul mercato automotive per molto tempo a venire. L’inclusione di diodi laser all’interno dei fari frontali delle auto ha il potenziale di rivoluzionare completamente il concetto di sicurezza su strada. Tale approccio sta già assistendo alla sua implementazione - in alcuni modelli di auto di alta fascia che utilizzano questa tecnologia rivoluzionaria - e, dalla loro introduzione sul mercato introdotti sul mercato, quest’ultima sta ottenendo molta attenzione da parte dei mezzi di informazione. È probabile che nel tempo si avrà una maggiore diffusione dei meccanismi di illuminazione a laser, che diventeranno più comuni, passando lentamente dalla fascia di lusso ai modelli di classe intermedia.

L’illuminazione a laser

I principi alla base dei sistemi di illuminazione a laser sono i seguenti. I diodi laser in ciascuna unità di illuminazione forniscono rispettivamente un fascio di luce coerente monocromatica (con una lunghezza d’onda nel blu). I fasci sono diretti su elementi fosforescenti che li convertono in luce bianca con un’intensità molto alta. Il vantaggio principale dell’illuminazione frontale a laser è che consente di quadruplicare con efficacia la luminosità del fascio di luce emesso dai fari del veicolo, estendendo facilmente in questo modo la distanza di illuminazione da circa 350 metri a oltre 600 metri. Il sensibile aumento della visibilità che ne consegue, che è particolarmente importante quando si viaggia a velocità superiori, fa sì che i conducenti siano allertati della presenza di possibili ostacoli/pericoli che si trovano sulla strada con maggiore anticipo ed abbiano così più tempo per intraprendere qualsiasi azione necessaria. Oltre alla distanza maggiore che è ottenibile attraverso la luce laser, questo approccio è anche considerevolmente più efficiente dal punto di vista energetico (superiore di circa il 30 %) rispetto all’illuminazione a Led, che in sé costituiva già un miglioramento sostanziale rispetto alle lampade ad incandescenza, ancora ampiamente in uso nei modelli di autovetture in circolazione. Inoltre, la tecnologia supporta fattori di forma ridotti, che forniscono ai gruppi di progettazione del veicolo possibilità più ampie per lo sviluppo di nuovi modelli dall’aspetto esteticamente accattivante (oltre che con un’aerodinamica migliorata). Una funzione vitale che è necessaria per questi sistemi è la possibilità di monitorare costantemente l’uscita prodotta dalle unità di illuminazione a laser, per assicurarne il mantenimento del livello corretto. I sensori utilizzati a questo scopo, per essere efficaci, devono possedere tutte le seguenti caratteristiche.

  • Prestazioni - Questi dispositivi devono presentare un alto grado di accuratezza, linearità e reattività.
  • Robustezza - I dispositivi devono essere in grado di far fronte alle temperature elevate, agli sbalzi di tensione, alle scariche elettrostatiche, ecc.
  • Economicità - Ciò riflette il fatto che il settore automobilistico è incredibilmente competitivo e i costi della distinta materiali devono essere tenuti sono controllo.
  • Compattezza - A causa dello spazio disponibile limitato negli ultimi modelli di autovetture, qualsiasi tecnologia incorporata deve avere un fattore di forma piccolo.

Sensori di luce per applicazioni critiche

Lo staff di ingegneri esperti di Melexis sta lavorando assieme ai principali produttori di automobili e ai più importanti fornitori per sviluppare sistemi di monitoraggio della luce altamente efficaci basati sulla tecnologia laser, usando la nostra serie MLX75305 di sensori di luce. Questi dispositivi sono ottimizzati specificamente per essere installati all’interno di applicazioni critiche esposte a condizioni ambientali ostili e senza compromessi. Ricoprendo una banda spettrale compresa fra 500 e 1000 nm, questi circuiti integrati mantengono una linearità del ±2% lungo l’intero intervallo di tensioni di uscita, con una risposta tipica di 70mV/(uW/cm2). Alloggiato in un package Soic a 8 pin di formato compatto, il dispositivo MLX75305 fornisce una soluzione su chip singolo robusta ed altamente integrata per funzioni di monitoraggio della luce prodotta dai fanali. Questo dispositivo avanzato comprende un fotodiodo, un amplificatore a transimpedenza e uno stadio di uscita. Esso fornisce agli ingegneri l’hardware su semiconduttore, che è immediato all’uso e richiede solo un piccolo numero di componenti esterni aggiuntivi, con un conseguente aumento minimo dell’occupazione di spazio su Pcb. Diversamente dai sensori della concorrenza, questo dispositivo è completamente conforme allo standard Aec-Q100 ed è in grado di supportare qualsiasi intervallo di temperature operative che si estende fra - 40°C e +125°C.

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