MCUs & Leuchtdioden Intelligente Ansteuerung für Verkehrsampeln und Signaltechnik

Lichttechnik-Mikrocontroller enthalten neben spezieller Peripherie für LED-Treiber auch Analogtechnik und eine Datenanbindung. Eine hohe Integration und Kosteneinsparungen sind damit garantiert.

Anbieter zum Thema

MES Electronic Connect GmbH & Co. KG

RECOM Power GmbH

Shanghai Yongming Electronic Co., Ltd.

Renesas Electronics Europe GmbH

Auf dem Markt gibt es heute verschiedene Systeme für Verkehrslichtzeichen. Die meisten einfachen beziehen ihre Versorgungsspannung aus einer Verteiler-Stromversorgung in der zentralen Steuereinheit. Der Steuerungsblock liefert über normale Stromkabel eine DC-Versorgungsspannung an die einzelnen Leuchtengehäuse, bei denen ein einfaches Ein-/Aus-Signal verwendet wird.

Entsprechend der unterschiedlichen Bestimmungen der verschiedenen Länder hängt die an das Lichtzeichen gelieferte Spannung vom jeweiligen Land und dessen standardisierten Leuchtdichte-Anforderungen ab. Bekanntlich enthalten einfache Verkehrsampeln die drei Signalfarben Rot, Grün und Gelb.

In vielen Fällen enthält das rote Licht allerdings auch eine orangefarbene Komponente und das grüne Licht eine blaue Komponente, damit rotgrünblinde Personen die Farben besser erkennen können. Ein solches System benötigt zusätzliche Intelligenz und Unterstützung für einen Mehrfarbenbetrieb.

20 Prozent weniger Stromverbrauch als bei Halogenleuchten

Die verschiedenen Hersteller nutzen verschiedene Techniken zur Integration von LEDs in Lichtzeichen-Systeme, wobei sich der Stromverbrauch im Vergleich zu Halogenleuchten um 20% verringert. Manche dieser Systeme nutzen nur 2 bis 5 LEDs in jeder einzelnen Ampelleuchte. Um ausreichend Helligkeit entsprechend den Bestimmungen der lokalen Verkehrsbehörde liefern zu können, müssen sich LED-gestützte Verkehrsampeln dimmen lassen. Dies ermöglicht es den Technikern, den erforderlichen Helligkeitswert einzustellen.

Verkehrssignale machen ebenfalls einen großen Teil des Marktes für Lichtzeichenanlagen aus. Sie reichen von einfachen Zeichen mit nur wenigen Ein- bis Dreikanal-LEDs, die meist innerhalb von Städten oder bebauten Gebieten eingesetzt werden, bis zu großen, variablen Informationsanzeigen an Autobahnen. Diese bestehen aus einer Matrix von RGB-LED-Pixeln, die sich farblich steuern lassen und je nach Anforderung bewegte Objekte anzeigen können.

Bei der Entwicklung großformatiger LED-gestützter Verkehrsignalanlagen nutzen die Hersteller unterschiedliche Konzepte. Die gängigste Methode teilt die Display-Fläche in Pixel-Segmente auf und implementiert in diese mehrere kleinere, identische Treiberschaltungen, die für jedes Segment eine bestimmte Anzahl von Pixeln steuern.

Nachlassen der Helligkeit und Farbverschiebungen vermeiden

LEDs bieten zwar wichtige Vorteile wie etwa lange Betriebsdauer, gute Lichtleistungseffizienz und Niederspannungsbetrieb. Dennoch hat die heutige LED-Technik auch zwei unvermeidbare Nachteile: ein alterungsbedingtes Nachlassen der Helligkeit und Farbverschiebungen abhängig von der Betriebstemperatur. Alle auf dem Markt erhältlichen LEDs besitzen leider unterschiedliche Charakteristika. Entwickler von LED-Treibern müssen diese bei der Entwicklung von LED-Stromversorgungen für Verkehrsampeln und andere industrielle LED-gestützte Beleuchtungsprodukte berücksichtigen.

Bei Lichtzeichenanlagen, Straßenbeleuchtungen und anderer LED-Lichttechnik ist es wichtig, den Beginn einer Verschlechterung der Lichtintensität erkennen zu können. Eine solche Funktion gewährleistet, dass die gelieferte Lichtintensität den entsprechenden europäischen Bestimmungen für die minimale Helligkeit von Lichtzeichenanlagen (z.B. ECE65) entspricht. Ein derartiges System lässt sich für eine automatische Kompensation der Lichtintensität konfigurieren, indem es den durch die LEDs fließenden Strom vergrößert, sobald es eine Verschlechterung erkennt. Dabei wird der durch jeden LED-Kanal fließende Strom ständig überwacht.

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