الهيكل الأساسي ومبدأ العمل من إشارات المرور LED

هيكل قذيفة المصباح
هيكل قذيفة LED إشارات المرور يلعب بشكل أساسي دورًا وقائيًا ودعمًا لضمان التشغيل المستقر للمصابيح في ظل ظروف مناخية مختلفة. عادة ما تكون القشرة مصنوعة من المواد البلاستيكية الهندسية عالية القوة أو مواد سبيكة الألومنيوم ، ولديها القدرة على أن تكون مقاومة للماء ، ومقاومة للأشعة فوق البنفسجية. يتم رش سطح القشرة بشكل عام أو أنوود لتحسين مقاومة الطقس.
تم تصميم القشرة مع بالوعة حرارة أو بنية تهوية لمساعدة الحرارة على تبديدها بسرعة ومنع ارتفاع درجة الحرارة من التأثير السلبي على مصدر ضوء LED. يتم تثبيت لوحة واقية شفافة في الواجهة الأمامية ، مصنوعة عمومًا من مادة البولي كربونات ، مع نقل الضوء الجيد ومقاومة التأثير ، مما قد يضمن تأثير الضوء مع تحسين السلامة.

وحدة مصدر مصباح LED
LED هو جوهر مضيئة لدغة حركة المرور بأكملها. يتبنى مصدر ضوء LED مبدأ انبعاثات ضوء أشباه الموصلات ، ويطلق الطاقة من خلال إعادة تجميع الإلكترونات والثقوب ، والتي يتم تحويلها إلى ضوء مرئي. يمكن أن ينبعث مصدر مصباح LED من الضوء الأحمر والأصفر والأخضر على التوالي ، مما يفي بمتطلبات العرض الثلاثة ألوان من إشارات المرور.
تتكون وحدة LED عادةً من رقائق LED عالية السطوع مرتبة في صفيف ، ويتم استخدام العدسة البصرية لتعزيز تأثير التركيز ، بحيث يكون لحزمة الضوء اتجاهًا معينًا. كل مصدر ضوء اللون له آلية تحكم في الدائرة والتحكم الحصري في الدائرة لضمان أن كثافة الضوء تلبي المعايير الوطنية.
في تطبيقات محددة ، تكون الأطوال الموجية للانبعاثات لمصابيح LED المختلفة كما يلي:

أطوال موجية انبعاثات LED بواسطة لون الإشارة

مصادر LED LED ليس لديها فقط سرعات استجابة سريعة ، ولكن أيضا حياة طويلة الخدمة. معظم المنتجات تتمتع بعمر تصميم أكثر من 50000 ساعة. نظرًا لسرعة الإضاءة السريعة ، فإنه يساعد على تحسين كفاءة تنفيذ قيادة حركة المرور.

العدسة البصرية والبنية العاكسة
يتكون النظام البصري في إشارات المرور LED من العدسات البصرية والعاكسات. يمكن تصميم العدسة بزوايا مختلفة وفقًا لغرض المصباح لضبط زاوية الضوء وزيادة النطاق المرئي. يتم استخدام الهيكل العاكس لجمع وتعزيز الضوء من LED ، بحيث يتركز في اتجاه محدد لتحسين كفاءة الضوء. تم تجهيز بعض المصابيح الراقية أيضًا بنظام ضوئي ثانوي ، والذي يتحكم في الحجم الفوري ، وتوحيد السطوع والمسافة المرئية من خلال بنية بصرية متعددة الطبقات لتعزيز الأداء في الطقس الممطر والضباب.
يتبنى السطح عمومًا ملمس العسل أو الشبكة البصرية لتقليل تداخل "الإشارة الخاطئة" الناجم عن انعكاس أشعة الشمس المباشر. يساعد هذا التصميم على تحسين دقة التعرف على مصابيح إشارة LED في بيئات الإضاءة الخارجية المعقدة.

دائرة التحكم ونظام القيادة
تعتمد التشغيل العادي لأشعة المرور LED على دوائر التحكم المستقرة وأنظمة الطاقة. دائرة التحكم هي المسؤولة عن تلقي التعليمات من وحدة تحكم الإشارة العلوية ، والتحكم في حالات ON and OFF ذات مصابيح LED مختلفة للألوان وفقًا لمنطق الوقت المحدد ، وتحقيق وظيفة تبديل الإشارة.
يوفر مزود طاقة محرك الأقراص ناتج تيار ثابت للحفاظ على تيار شريحة LED مستقرة ومنع تغييرات السطوع أو تسوس الضوء بسبب تقلبات الجهد. تم تجهيز برامج تشغيل LED الحديثة في الغالب بحماية الدائرة القصيرة وحماية ارتفاع درجة الحرارة وحماية الطفرة وغيرها من الوظائف لتحسين استقرار وسلامة النظام.
سيتم توصيل دائرة التحكم أيضًا بمنصة التحكم المركزية لتحقيق المراقبة عن بُعد وإنذار الصدع واختبار الذات والوظائف الأخرى. في نظام النقل الذكي ، يمكن أيضًا توصيل وحدة التحكم بالكاميرات وكاشفات التدفق وغيرها من المعدات لتحقيق الجدولة في الوقت الفعلي.

هيكل تبديد الحرارة ونظام التحكم في درجة الحرارة
على الرغم من أن مصدر ضوء LED فعال للغاية ، إلا أنه سيظل يولد كمية معينة من الحرارة أثناء التشغيل المستمر. إذا كان لا يمكن تبديد الحرارة بشكل فعال ، فسيؤثر ذلك على حياة الرقائق وأداء الضوء. لهذا السبب ، تم تجهيز إشارات المرور LED بشكل عام بهياكل تبديد حرارة نشطة أو سلبية.
تشمل طرق تبديد الحرارة الشائعة توصيل حرارة الركيزة من الألومنيوم ، وتبديد حرارة القشرة من نوع الزعنفة ، وتهوية الحمل الحراري الطبيعي ، وما إلى ذلك ، من بينها ، الركيزة من الألومنيوم ، حيث أن حاملة شريحة LED ، لا توفر الدعم الميكانيكي فحسب ، بل لديها أيضًا توصيل حراري جيد ، مما يساعد على إجراء الحرارة بسرعة.
تم تجهيز بعض المنتجات الراقية أيضًا بوحدات التحكم في درجة الحرارة الذكية ، والتي تراقب درجة حرارة وحدة LED في الوقت الفعلي من خلال أجهزة استشعار درجة الحرارة ، وضبط تيار محرك الأقراص ديناميكيًا لمنع ارتفاع درجة الحرارة.

وحدة الطاقة ونظام الأسلاك
وحدة الطاقة هي قلب إمدادات الطاقة للنظام بأكمله. إنه يحول قوة التيار الكهربائي (مثل AC 220V) إلى الجهد الحالي للتيار المستمر (مثل DC 12V/24V) المطلوبة بواسطة LED ويوفر مخرجات مستقرة. يجب أن يكون للوحدات الطاقة عالية الجودة كفاءة تحويل عالية ، تقلبات منخفضة ، وقدرات التداخل المضادة للالكترومية الجيدة.
من أجل تحقيق اتصال سريع واستكشاف الأخطاء وإصلاحها ، عادة ما تكون مصابيح إشارة LED مزودة بكتل طرفية معيارية أو واجهات سريعة أو موصلات مقاومة للماء. يحتاج الاتصال الكهربائي للنظام بأكمله إلى الامتثال لأنظمة السلامة الوطنية ، مثل مستوى العزل ، ومستوى الحماية ، ومستوى حماية البرق ، إلخ.

وصف موجز لعملية مبدأ العمل
يمكن تلخيص مبدأ العمل الأساسي لأشعة المرور LED على النحو التالي: تزويد الطاقة → تيار ثابت لوحدة محرك الأقراص → يتلقى دائرة التحكم تعليمات → التحكم في تبديل لون LED → إرشادات ضوء النظام البصري → نظام تبديد الحرارة يحافظ على تشغيل مستقر.
فيما يلي مخطط سير عمل مبسط:

سير عمل مبسط لأضواء إشارة المرور LED

يمكن للنظام بأكمله تحقيق تشغيل مستمر على مدار 24 ساعة وتغيير عرض الإشارة بشكل دوري عن طريق تعيين برنامج الوقت.

الوظائف الذكية وواجهات التوسع
لم تعد إشارات حركة المرور الحديثة مجرد جهاز واحد ينبعث من الضوء ، كما يتم دمجها تدريجياً في نظام النقل الذكي. من خلال شبكات وحدة التحكم والمنصة المركزية ، يمكن تحقيق الوظائف الممتدة التالية:
التحكم عن بُعد: البدء عن بُعد وتوقف وتبديل الحالة عبر وحدة الاتصال.
ملاحظات البيانات: نقل حالة التشغيل في الوقت الفعلي والجهد والتيار والسطوع وغيرها من المعلمات.
التعتيم التلقائي: ضبط إخراج LED تلقائيًا وفقًا للسطوع المحيط لتحسين توفير الطاقة.
إنذار الصدع: الإبلاغ تلقائيًا عن معلومات الصدع عندما تتلف الشريحة أو أن مصدر الطاقة غير طبيعي.
يتم تحقيق هذا النوع من الوظائف الذكية من خلال وحدة التحكم MCU المدمجة (وحدة التحكم الصغيرة) ووحدات الاتصال (مثل GPRS ، NB-IOT) ، والتي لا تحسن فقط مرونة نظام النقل ، ولكنها تسهل أيضًا الإدارة والصيانة اللاحقة. .