一种矩阵式车辆室内照明系统

文档序号:180851 发布日期:2021-11-02 浏览:31次 >En<

阅读说明:本技术 一种矩阵式车辆室内照明系统 (Matrix type vehicle indoor lighting system ) 是由 徐健 于 2020-04-30 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种矩阵式车辆室内照明系统,包括:MCU芯片、左边和右边阅读灯矩阵管理芯片、左边和右边LED光源矩阵。其中,MCU芯片与阅读灯矩阵管理芯片之间通过SPI总线向连,用于控制LED的调光控制;MCU芯片可通过模拟信号线,或者CAN总线,再或者LIN总线接收阅读灯调节指令,具有接口丰富的优点。与传统阅读灯照射位置不可调节、照射光束不可条件的现状相比,本发明设计更加人性化。同时,本发明所述系统本身配备了多种接口,仅修改控制器软件即可适配不同车型,避免了硬件的重复设计,降低了成本。(The invention discloses a matrix type vehicle indoor lighting system, comprising: MCU chip, left side and right reading lamp matrix management chip, left side and right LED light source matrix. The MCU chip is connected with the reading lamp matrix management chip in a backward direction through an SPI bus and is used for controlling dimming control of the LED; the MCU chip CAN receive the reading lamp adjusting instruction through an analog signal line, or a CAN bus, or a LIN bus, and has the advantage of abundant interfaces. Compared with the current situation that the irradiation position of the traditional reading lamp can not be adjusted and the irradiation light beam can not be conditioned, the design of the invention is more humanized. Meanwhile, the system is provided with various interfaces, and different vehicle types can be adapted only by modifying controller software, so that repeated design of hardware is avoided, and cost is reduced.)

一种矩阵式车辆室内照明系统

技术领域

本发明所述系统属于车辆室内灯领域,尤其涉及一种矩阵式车辆室内照明系统。

背景技术

阅读灯是在车内光线不足时,其能提供给乘坐人员足够亮度,便于车内阅读之用,同时又不会影响驾驶员的正常驾驶。目前,市面上绝大多数的阅读灯都是固定照射位置的,即阅读灯照射范围无法根据乘客的坐姿、位置等进行调节。进一步,阅读灯的照射光束也无法调整大小,实用性偏低。

现有技术中,每颗LED都有对应的线性恒流模组对其供电,并通过开关组的开关实现LED的调光操作,随着LED数量的增加,整个电路会变得很庞大。

发明内容

为了解决上述问题,本发明所述的照明系统实现了通过调节光源矩阵中每颗LED单元的亮度,即可对阅读灯的照射位置及照射光束大小进行动态调节。

本发明提出了一种矩阵式车辆室内照明系统,包括MCU芯片、左边和右边阅读灯矩阵管理芯片、左边和右边LED光源矩阵;

MCU芯片与阅读灯矩阵管理芯片之间通过SPI总线向连,用于控制LED的调光控制;

MCU芯片可通过模拟信号线、CAN总线、或LIN总线接收阅读灯调节指令;指令含有调节照明的位置信息,每个位置都会有对应匹配的LED照明亮度值;

阅读灯的照射范围和照射位置均通过调节LED光源矩阵内每颗LED的亮灭及亮度来实现。

更进一步,通过调整电流值,调节光源矩阵中每颗LED单元的亮度,实现阅读灯照射位置及照射光束大小的动态调节。

为去除因用户误触或者按键抖动造成的影响,MCU芯片内置程序间隔连续检测端口电压值n次。

更进一步,当MCU芯片自检测到端口电平变化起,打开内部定时器计时,若该电平变化持续m秒以上,则认为此次操作为长按;MCU芯片会以500ms间隔进行连续调节;

更进一步,MCU芯片使用NXP公司的KEA128系列芯片。

更进一步,阅读灯矩阵管理芯片选用德州仪器公司的TLC6C5724-Q1芯片。

更进一步,CAN收发器为NXP公司的TJA1044。

更进一步,LIN收发器为NXP公司的TJA1021。

更进一步,MCU芯片的第32、33、34脚分别为LIN收发器的使能脚(LIN-EN)、MCU端LIN的发送脚(LIN-TXD)、MCU端LIN的接收脚(LIN-RXD),分别按顺序与LIN收发器端的第2、1、4脚连接;MCU芯片的第49、50脚和第37、38脚可配置为ADC采样口,因此作为外部模拟信号输入接口。

更进一步,MCU芯片的第51和52脚作为CAN报文的接收脚(CAN0_RX)和发送脚(CAN0_TX),分别与CAN收发器的相应管脚相连。

本发明的有益效果

(1)与传统阅读灯照射位置不可调节、照射光束不可条件的现状相比,设计更加人性化。同时,本发明所述系统本身配备了多种接口,仅修改控制器软件即可适配不同车型,避免了硬件的重复设计,降低了成本。

(2)本发明采用了集成度更高的方案,即通过一颗驱动芯片TLC6C5724-Q1以替代对比专利中的“开关组”和“线性恒流模组”。

(3)本发明阅读灯照射范围可调。乘客可根据自己的坐姿和位置来调整阅读灯的照射范围,以获取在室内阅读的最佳照明。

(4)本发明阅读灯照射光束大小可调,乘客可根据自己的需求,通过调节照射光束的大小,来实现不同场景的应用。例如:当需要寻找物件的时候,可以增加照射光束大小,以获取更大范围的室内照明。

(5)本发明传统阅读灯相比更具人性化,配置了丰富的接口,在不改变硬件的情况下,即可匹配不同车型,避免了硬件的重复设计,降低了成本。

附图说明

图1为本发明矩阵式车辆室内照明系统框架图。

图2为本发明矩阵式车辆室内照明系统中的MCU芯片电路图。

图3为本发明矩阵式车辆室内照明系统中的矩阵管理芯片电路图。

图4为本发明矩阵式车辆室内照明系统中的LIN端口电路图。

图5为本发明矩阵式车辆室内照明系统中的CAN端口电路图。

图6为本发明矩阵式车辆室内照明系统调节工况示意图。

具体实施方式

下面结合本发明实例中的附图,对本发明实例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明的实施例,本领域技术人员在没有做创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明的保护范围。

下面将结合附图对本发明实例作进一步地详细描述。

实施例1

如图1所示,本发明所述的一种矩阵式车辆室内照明系统,其主要包括有:MCU芯片、左边和右边阅读灯矩阵管理芯片、左边和右边LED光源矩阵。其中,MCU芯片与阅读灯矩阵管理芯片之间通过SPI总线向连,用于控制LED的调光控制;MCU芯片可通过模拟信号线,或者CAN总线,再或者LIN总线接收阅读灯调节指令;为了使得在灯光切换过程中更加柔和,对每颗LED的亮度调节都进行不同的处理。例如,LED1按10%亮度等级调节,LED2按5%亮度等级调节,LED3按20%亮度等级调节;上述参数通过实车标定而来,以多人的实际使用体验及主观感受来确定。

通过本发明所述的技术方案,通过调节光源矩阵中每颗LED单元的亮度,实现阅读灯照射位置及照射光束大小的动态调节。与传统阅读灯照射位置不可调节、照射光束不可条件的现状相比,设计更加人性化。同时,本发明所述系统本身配备了多种接口,仅修改控制器软件即可适配不同车型,避免了硬件的重复设计,降低了成本。

本发明所述技术方案支持模拟信号线,或者CAN总线,再或者LIN总线。下面我们具体讲述模拟信号线与LIN总线的具体实施方法。特别的,使用模拟信号作为输入信号的情况下,一般阅读灯调节按键多为实体按键,不同的按键会输出不同的电压值。而采用总线通讯方式的情况下,按键多为虚拟按键或者触摸按键。

【输入信号为模拟信号】:

1.系统上电,各模块初始化成功,系统进入待机状态;

2.用户通过按下阅读灯调整按键,MCU芯片端通过模拟信号输入端采样电压值(AD采样),从而识别用户按下了哪个按键;

3.进一步,MCU芯片内置程序以20ms间隔连续检测端口电压值5次的方式,去除因用户误触或者按键抖动造成的影响;

4.当MCU芯片自检测到端口电平变化起,打开内部定时器计时,若该电平变化持续1s以上,则认为此次操作为长按。反之,则为短按操作。

5.当被确认为长按操作后,MCU芯片会以500ms间隔进行连续调节。

【输入信号为LIN】:

1.系统上电,各模块初始化成功,系统进入待机状态;

2.用户按下按键后,通过LIN总线发送控制命令输入到MCU芯片;

3.MCU芯片的34脚(LIN-RXD)在接收到LIN报文后,对报文内容进行解析并处理;

4.根据接收到的控制命令对LED的照射范围和照射位置进行实时调节。

本发明的报文内容为操作者所希望调节照明的“位置信息”,每个“位置”都会有对应匹配的LED照明亮度值。

如图2所示,MCU芯片使用NXP公司的KEA128系列芯片,阅读灯矩阵管理芯片选用德州仪器公司的TLC6C5724-Q1芯片,CAN收发器为NXP公司的TJA1044,LIN收发器为NXP公司的TJA1021。其中,MCU芯片的第32、33、34脚分别为LIN收发器的使能脚(LIN-EN)、MCU端LIN的发送脚(LIN-TXD)、MCU端LIN的接收脚(LIN-RXD),分别按顺序与LIN收发器端的第2、1、4脚连接。同理,MCU芯片的第51和52脚作为CAN报文的接收脚(CAN0_RX)和发送脚(CAN0_TX),分别与CAN收发器的相应管脚相连。此外,MCU芯片的第49、50脚和第37、38脚可配置为ADC采样口,因此作为外部模拟信号输入接口。

如图3所示,为阅读灯的矩阵管理芯片,左、右LED光源矩阵各由一颗该所述芯片来控制。所述芯片最多可支持24颗LED的亮灭及灰度控制,通过与MCU端相连的SPI总线获取控制命令来实现。

如图4所示,为标准的LIN收发器电路,其中LIN_RXD、LIN_TXD和LIN_EN端口与MCU端相连,LIN端口与车身端相连。

如图5所示,为标准的CAN收发器电路,其中CAN_RX、CAN_TX端口与MCU端相连,CAN_L和CAN_H端口与车身端相连。

特别的,本发明所述技术方案中,阅读灯的照射范围和照射位置均通过调节LED光源矩阵内每颗LED的亮灭及亮度来实现的,具体如图6所示。其中,每个方块代表一颗LED单元,方块颜色的深浅代表LED亮度的大小,即颜色越深代表LED亮度越高。

通过调节光源矩阵中每颗LED单元的亮度,实现阅读灯照射位置及照射光束大小的动态调节。与传统阅读灯照射位置不可调节、照射光束不可条件的现状相比,设计更加人性化。同时,本发明所述系统本身配备了多种接口,仅修改控制器软件即可适配不同车型,避免了硬件的重复设计,降低了成本。

本发明通过调节光源矩阵中每颗LED单元的亮度,实现阅读灯照射位置及照射光束大小的动态调节。与传统阅读灯照射位置不可调节、照射光束不可条件的现状相比,设计更加人性化。同时,本发明所述系统本身配备了多种接口,仅修改控制器软件即可适配不同车型,避免了硬件的重复设计,降低了成本。

本发明所述的照明系统实现了通过调节光源矩阵中每颗LED单元的亮度,即可对阅读灯的照射位置及照射光束大小进行动态调节。与传统阅读灯照射位置不可调节、照射光束不可条件的现状相比,本发明所述照明系统的照射范围可根据乘客的坐姿、位置等进行调节,更加人性化。同时,本发明所述系统本身配备了多种接口,仅修改控制器软件即可适配不同车型,避免了硬件的重复设计,降低了成本且实用性更强。

本发明采用了集成度更高的方案,即通过一颗驱动芯片TLC6C5724-Q1,如图3所示,以替代对比专利中的“开关组”和“线性恒流模组”。与传统阅读灯照射位置不可调节、照射光束不可条件的现状相比,本发明所述照明系统的照射范围可根据乘客的坐姿、位置等进行调节,更加人性化。同时,本发明所述系统本身配备了多种接口,仅修改控制器软件即可适配不同车型,避免了硬件的重复设计,降低了成本且实用性更强。

以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

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