Lichtsteuerung: Unterschied zwischen den Versionen

Version vom 22. Januar 2015, 14:25 Uhr

Ziel dieses Spezialthemas ist die Steuerung der Lichtanlage gemäß §54 StVO ^[1]. Als Inputs werden hierfür die Fahrsignale für das Gas und den Lenkwinkel benötigt.

Projektteam

Jan Kifmann
Hauke Ludwig

Allgemeines

Die Fahrzeugbeleuchtung besteht aus folgenden LED's:

Verbauposition	Front		Heck
Blinker:	Links	Rechts	Links	Rechts
Fahrlicht:	Links	Rechts
Rückfahrlicht:			Links	Rechts
Bremslicht:			Links	Rechts	Mitte

Diese einzelnen LED's werden zur Steuerung zu Gruppen zusammengefasst, welche folgende Funktionen haben:

Gruppe:	Blinker Links		Blinker Rechts		Bremslicht			Fahrlicht		Rückfahrlicht
LEDs:	Front Links	Heck Links	Front Rechts	Heck Rechts	Heck Rechts	Heck Links	Heck Mitte	Front Links	Front Rechts	Heck Links	Heck Rechts
Funktion:	Richtungsänderung nach Links		Richtungsänderung nach Links		An bei aktiven Bremseingriffen			Immer an		An bei v < 0 m/s
	Warnblinken (Einparken beendet)

Die aktuelle Pinbelegung der DS1104 ist dem Pinbelegungsplan im SVN ( Dokumentation\Systemarchitektur\DS1104 - Adapterkabel - Pinbelegungsplan.xlsx ) zu entnehmen.

Schaltung

Berechnung

Ein IO-Pin der DS1104 darf maximal mit 5mA belastet werden, pro LED sind aber 20-25mA nötig. Deshalb wird eine Transistorstufe dazwischengeschaltet. Es wurden Transistoren vom Typ BC337-400 ausgewählt, da diese bereits im Inventar des Mechatroniklabors vorhanden sind. Der Basiswiderstand berechnet sich wie folgt:
${\displaystyle I_B = \frac{I_C}{\beta} = \frac{0.5A}{400} = 1.25mA }$
${\displaystyle R_B = \frac{U_{Vcc}}{I_B} = \frac{5V}{1.25mA} = 4k\Omega }$
Gerundet auf Widerstandswerte der E12-Reihe ergibt das einen Basiswiderstand von 3.9kOhm.

Für die LED's sind keine zusätzlichen Vorwiderstande notwendig, da es sich um LED-Module mit integrierten Vorwiderständen für 5V handelt.

Schaltplan

Der Schaltplan des Lichtmoduls ist Teil des Schaltplans der Adapterplatine.

Platinenlayout

Logik

Die Logik wurde im Simulinkmodell implementiert. Sie befindet sich im Modell unter "AKT - Aktoren" und ihre Signale liegen für das offline Modell auf dem Bus unter dem Bereich "Akt_LED*_f64" mit dem jeweiligen Namen anstelle des *.

Blinken

Die Blinklogik orientiert sich am Eingang "FAMO_LwSoll_f64" welcher im ersten Schritt einen downsample auf eine Simulationsfrequenz von f= 2Hz. Anschließend wird der Lenkwinkel mit einem Schwellwert verglichen, wodurch boolscher Wert ermittelt wird, welcher bestimmt, ob die jeweilige Richtung blinken soll oder nicht. Durch eine AND-Verknüpfung mit einem kontinuierlichen Signal, welches in einer Frequenz von f = 2Hz zwischen den Zuständen 0 und 1 wechselt, kann ein Blinksignal für die Linke und Rechte Seite erzeugt werden. Dieser Zusammenhang ist im folgenden Bild abgebildet.

Fahranzeiger

Die Entscheidung für die Signale der Fahranzeige basiert auf dem Signal "FAMO_VxSoll_f64". Zuerst wird bestimmt, ob das Fahrzeug sich in einer Vorwärts- oder Rückwärtsfahrt befindet. Dies passiert durch Vergleichen der Geschwindigkeit mit 0. Ist die Geschwindigkeit kleiner 0, so wird das Rückfahrlicht aktiviert. Das gleiche Signal wird auch für die Entscheidung über das Bremssignal verwendet. In jedem Zyklus wird die aktuelle Geschwindigkeit mit der letzten Geschwindigkeit verglichen, ist die letzte Geschwindigkeit größer, wenn das Fahrzeug geradeausfährt, oder kleiner, wenn das Fahrzeug rückwärts fährt, so wird das Bremssignal aktiviert. Die Entscheidung welcher Fall gerade beachtet wird, wird über einen nachgelagerten Schalter ausgewählt, welcher als Umschalter das Signal des Rückfahrlichts benutzt. Der Zusammenhang ist im folgenden Bild abgebildet.

Blinkmodus

Der Blinker kann in den Modi: Automatik, Manuell und Hybrid betrieben werden. Im Automatik-Modus wird der Blinker komplett von der Logik, basierend auf dem Lenkeinschlag, betrieben. Im Manuell-Modus kann der Blinker ausschließlich über die Signale für Links-, Rechts- oder Warnblinker betrieben werden. Sämtliche Signale der Blinkautomatik werden aktiv unterdrückt. Im Hybrid-Modus ist es möglich sowohl die Blinksignale der manuellen als auch der automatischen Logik zu nutzen.

Modus	Linksblinker	Rechtsblinker	Warnblinker	Hinweis
Automatik	abhängig von Lw_Pwm_f64	abhängig von Lw_Pwm_f64	nicht möglich	BlinkerAutomatik_ManualDisable_f64 == 0
Hybrid	abhängig von Lw_Pwm_f64 oder BlinkerLinks_ManualEnable_f64 == 1	abhängig von Lw_Pwm_f64 oder BlinkerRechts_ManualEnable_f64 == 1	Warnblinker_ManualDisable_f64 == 1	BlinkerAutomatik_ManualDisable_f64 == 0
Manuell	BlinkerLinks_ManualEnable_f64 == 1	BlinkerRechts_ManualEnable_f64 == 1	Warnblinker_ManualDisable_f64 == 1	BlinkerAutomatik_ManualDisable_f64 == 1

Einzelnachweis

↑ [1] §54 StVO Fahrtrichtungsanzeiger

Feedback zum Artikel

--Prof. Dr. Mirek Göbel (Diskussion) 13:48, 8. Aug. 2014 (CEST) Originaldateien zu den Bildern mit ablegen

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[1] [1] §54 StVO Fahrtrichtungsanzeiger

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 Die Logik wurde im Simulinkmodell implementiert. Sie befindet sich im Modell unter "AKT - Aktoren" und ihre Signale liegen für das offline Modell auf dem Bus unter dem Bereich "Akt_LED*_f64" mit dem jeweiligen Namen anstelle des *.
 === Blinken ===
+[[Datei:Logik_Blinker.jpg|thumb|right|300px|Simulink-Modell]]
 Die Blinklogik orientiert sich am Eingang "FAMO_LwSoll_f64" welcher im ersten Schritt einen downsample auf eine Simulationsfrequenz von f= 2Hz. Anschließend wird der Lenkwinkel mit einem Schwellwert verglichen, wodurch boolscher Wert ermittelt wird, welcher bestimmt, ob die jeweilige Richtung blinken soll oder nicht. Durch eine AND-Verknüpfung mit einem kontinuierlichen Signal, welches in einer Frequenz von f = 2Hz zwischen den Zuständen 0 und 1 wechselt, kann ein Blinksignal für die Linke und Rechte Seite erzeugt werden. Dieser Zusammenhang ist im folgenden Bild abgebildet.
-[[Datei:Logik_Blinker.jpg]]
 === Fahranzeiger ===
 Die Entscheidung für die Signale der Fahranzeige basiert auf dem Signal "FAMO_VxSoll_f64". Zuerst wird bestimmt, ob das Fahrzeug sich in einer Vorwärts- oder Rückwärtsfahrt befindet. Dies passiert durch Vergleichen der Geschwindigkeit mit 0. Ist die Geschwindigkeit kleiner 0, so wird das Rückfahrlicht aktiviert. Das gleiche Signal wird auch für die Entscheidung über das Bremssignal verwendet. In jedem Zyklus wird die aktuelle Geschwindigkeit mit der letzten Geschwindigkeit verglichen, ist die letzte Geschwindigkeit größer, wenn das Fahrzeug geradeausfährt, oder kleiner, wenn das Fahrzeug rückwärts fährt, so wird das Bremssignal aktiviert. Die Entscheidung welcher Fall gerade beachtet wird, wird über einen nachgelagerten Schalter ausgewählt, welcher als Umschalter das Signal des Rückfahrlichts benutzt. Der Zusammenhang ist im folgenden Bild abgebildet.