ساختار اساسی و اصل کار چراغ راهنمایی LED

ساختار پوسته لامپ
ساختار پوسته از چراغ راهنمایی LED عمدتا برای اطمینان از عملکرد پایدار لامپ ها در شرایط مختلف آب و هوایی ، نقش محافظتی و پشتیبان ایفا می کند. این پوسته معمولاً از پلاستیک های مهندسی با استحکام بالا یا مواد آلیاژ آلومینیومی ساخته شده است و توانایی ضد آب ، ضد گرد و غبار و مقاوم در برابر اشعه ماوراء بنفش را دارد. برای بهبود مقاومت در برابر آب و هوا ، سطح پوسته به طور کلی پاشیده یا آنودایز می شود.
این پوسته با یک سینک گرما یا ساختار تهویه طراحی شده است تا به گرما به سرعت از بین برود و از افزایش دما از اثر منفی بر روی منبع نور LED جلوگیری کند. یک پنل محافظ شفاف در قسمت جلویی نصب شده است ، که به طور کلی از مواد پلی کربنات ساخته شده است ، با انتقال نور خوب و مقاومت در برابر ضربه ، که می تواند در ضمن بهبود ایمنی ، اثر نور را تضمین کند.

ماژول منبع نور LED
LED هسته درخشان کل چراغ راهنمایی است. منبع نور LED اصل انتشار نور نیمه هادی را اتخاذ می کند و انرژی را از طریق نوترکیبی الکترون ها و سوراخ ها آزاد می کند ، که به نور مرئی تبدیل می شود. منبع نور LED می تواند به ترتیب چراغ قرمز ، زرد و سبز ساطع کند و نیازهای نمایش سه رنگ چراغ راهنمایی را برآورده کند.
ماژول LED معمولاً از چندین تراشه LED با تابش بالا در یک آرایه تشکیل شده است و از لنز نوری برای تقویت اثر تمرکز استفاده می شود ، به طوری که پرتوی نور از جهت خاصی برخوردار است. هر منبع نور رنگ دارای مکانیسم کنترل و کمبود مدار خاص خود است تا اطمینان حاصل شود که شدت نور مطابق با استانداردهای ملی است.
در برنامه های خاص ، طول موج انتشار LED های رنگی مختلف به شرح زیر است:

طول موج انتشار LED توسط رنگ سیگنال

منابع نور LED نه تنها سرعت پاسخ سریع دارند ، بلکه دارای زندگی طولانی هستند. بیشتر محصولات عمر طراحی بیش از 50،000 ساعت دارند. با توجه به سرعت روشنایی سریع ، به بهبود کارآیی اجرای فرمان ترافیک کمک می کند.

لنزهای نوری و ساختار بازتاب
سیستم نوری در چراغ راهنمایی LED از لنزهای نوری و بازتابنده تشکیل شده است. لنزها را می توان با زاویه های مختلف با توجه به هدف لامپ برای تنظیم زاویه نور و افزایش دامنه قابل مشاهده طراحی کرد. از ساختار بازتاب برای جمع آوری و تقویت نور از LED استفاده می شود ، به طوری که برای بهبود راندمان نور در یک جهت خاص متمرکز شده است. برخی از لامپ های سطح بالا نیز به یک سیستم نوری ثانویه مجهز شده اند ، که بیشتر اندازه نقطه ، یکنواختی روشنایی و فاصله قابل مشاهده را از طریق یک ساختار نوری چند لایه برای تقویت عملکرد در هوای بارانی و مه آلود کنترل می کند.
سطح به طور کلی یک بافت لانه زنبوری یا شبکه نوری را برای کاهش تداخل "سیگنال کاذب" ناشی از بازتاب مستقیم نور خورشید اتخاذ می کند. این طرح به بهبود صحت تشخیص چراغهای سیگنال LED در محیط های پیچیده روشنایی در فضای باز کمک می کند.

سیستم کنترل و سیستم درایو
عملکرد عادی چراغ راهنمایی LED به مدارهای کنترل پایدار و سیستم های قدرت درایو بستگی دارد. مدار کنترل وظیفه دریافت دستورالعمل از کنترل کننده سیگنال فوقانی ، کنترل حالت های روشن و خاموش LED های مختلف رنگی را با توجه به منطق زمان تعیین شده و تحقق عملکرد سوئیچینگ سیگنال دارد.
منبع تغذیه درایو خروجی جریان ثابت را فراهم می کند تا جریان تراشه LED را پایدار نگه دارد و از تغییر روشنایی یا پوسیدگی نور به دلیل نوسانات ولتاژ جلوگیری کند. درایورهای LED مدرن عمدتاً مجهز به محافظت در مدار کوتاه ، محافظت بیش از حد ، محافظت از افزایش و سایر کارکردها برای بهبود ثبات و ایمنی سیستم هستند.
مدار کنترل همچنین برای تحقق نظارت از راه دور ، زنگ خطر ، خودآزمایی و سایر توابع به پلت فرم کنترل متمرکز متصل خواهد شد. در سیستم حمل و نقل هوشمند ، واحد کنترل نیز می تواند برای تحقق برنامه ریزی در زمان واقعی به دوربین ها ، ردیاب های جریان و سایر تجهیزات متصل شود.

ساختار اتلاف گرما و سیستم کنترل دما
اگرچه منبع نور LED بسیار کارآمد است ، اما در حین کار مداوم مقدار مشخصی از گرما ایجاد می کند. اگر گرما به طور مؤثر از بین نرود ، بر عمر تراشه و عملکرد نور تأثیر می گذارد. به همین دلیل ، چراغ راهنمایی LED به طور کلی مجهز به سازه های اتلاف گرما فعال یا منفعل است.
روشهای متداول اتلاف گرما شامل هدایت گرمای بستر آلومینیوم ، اتلاف گرمای پوسته از نوع باله ، تهویه همرفت طبیعی و غیره است. در میان آنها ، بستر آلومینیوم ، به عنوان حامل تراشه LED ، نه تنها پشتیبانی مکانیکی را فراهم می کند ، بلکه از هدایت حرارتی خوبی نیز برخوردار است که به انجام سریع گرما کمک می کند.
برخی از محصولات با کیفیت بالا همچنین به ماژول های کنترل دما هوشمند مجهز هستند که دمای ماژول LED را در زمان واقعی از طریق سنسورهای دما نظارت می کنند و به طور پویا جریان درایو را تنظیم می کنند تا از گرمای بیش از حد جلوگیری شود.

ماژول برق و سیستم سیم کشی
ماژول برق هسته تأمین انرژی کل سیستم است. این قدرت اصلی (مانند AC 220V) را به ولتاژ جریان ثابت DC (مانند DC 12V/24V) مورد نیاز LED تبدیل می کند و خروجی پایدار را فراهم می کند. ماژول های با کیفیت بالا باید از راندمان تبدیل بالا ، نوسانات کم و قابلیت تداخل ضد الکترومغناطیسی خوب برخوردار باشند.
به منظور دستیابی به عیب یابی سریع اتصال و گسل ، چراغهای سیگنال LED معمولاً مجهز به بلوک های ترمینال مدولار ، رابط های سریع بسته بندی یا اتصالات ضد آب هستند. اتصال الکتریکی کل سیستم باید مطابق با مقررات ایمنی ملی ، مانند سطح عایق ، سطح حفاظت ، سطح حفاظت از رعد و برق و غیره باشد.

توضیحات مختصر از روند اصلی کار
اصل اصلی کار چراغهای راهنمایی و رانندگی LED می تواند به صورت خلاصه شود: منبع تغذیه → جریان ثابت ماژول درایو → مدار کنترل دستورالعمل دریافت می کند → کنترل سوئیچینگ رنگ LED → هدایت چراغ سیستم نوری → سیستم اتلاف گرما عملکرد پایدار را حفظ می کند.
در زیر یک نمودار گردش کار ساده است:

گردش کار ساده چراغ های سیگنال ترافیک LED

کل سیستم می تواند به عملکرد مداوم 24 ساعته برسد و به طور دوره ای با تنظیم برنامه زمان ، صفحه نمایش سیگنال را تغییر دهد.

توابع هوشمند و رابط های گسترش
چراغ های راهنمایی و رانندگی مدرن دیگر فقط یک دستگاه نوری واحد نیستند ، بلکه به تدریج در سیستم حمل و نقل هوشمند ادغام می شوند. از طریق شبکه کنترلر و بستر مرکزی ، توابع گسترده زیر قابل تحقق است:
کنترل از راه دور: شروع و توقف از راه دور و تغییر حالت از طریق ماژول ارتباطی.
بازخورد داده ها: انتقال در زمان واقعی وضعیت عملیاتی ، ولتاژ ، جریان ، روشنایی و سایر پارامترها.
کم نور اتوماتیک: برای بهبود صرفه جویی در مصرف انرژی ، خروجی LED را با توجه به روشنایی محیط تنظیم کنید.
Fault Alarm: به طور خودکار اطلاعات خطا را هنگام آسیب دیدگی تراشه یا منبع تغذیه غیر طبیعی گزارش می کند.
این نوع عملکرد هوشمند از طریق MCU داخلی (واحد کنترل میکرو) و ماژول های ارتباطی (مانند GPRS ، NB-IOT) تحقق می یابد ، که نه تنها انعطاف پذیری سیستم حمل و نقل را بهبود می بخشد ، بلکه مدیریت و نگهداری بعدی را نیز تسهیل می کند. $ $ $