โครงสร้างพื้นฐานและหลักการทำงานของสัญญาณไฟจราจร LED

โครงสร้างเปลือกโคมไฟ
โครงสร้างเปลือกของ สัญญาณไฟจราจร LED ส่วนใหญ่มีบทบาทในการป้องกันและสนับสนุนเพื่อให้แน่ใจว่าการทำงานที่มั่นคงของหลอดไฟภายใต้สภาพภูมิอากาศที่หลากหลาย เปลือกหอยมักจะทำจากพลาสติกวิศวกรรมที่มีความแข็งแรงสูงหรือวัสดุอัลลอยอลูมิเนียมและมีความสามารถในการกันน้ำกันน้ำและทน UV พื้นผิวของเปลือกโดยทั่วไปจะฉีดพ่นหรืออะโนไดซ์เพื่อปรับปรุงความต้านทานสภาพอากาศ
เปลือกได้รับการออกแบบด้วยอ่างล้างจานความร้อนหรือโครงสร้างการระบายอากาศเพื่อช่วยให้ความร้อนกระจายไปอย่างรวดเร็วและป้องกันไม่ให้อุณหภูมิเพิ่มขึ้นจากการมีผลกระทบต่อแหล่งกำเนิดแสง LED มีการติดตั้งแผงป้องกันโปร่งใสที่ส่วนหน้าโดยทั่วไปทำจากวัสดุโพลีคาร์บอเนตโดยมีการส่งผ่านแสงที่ดีและความต้านทานต่อแรงกระแทกซึ่งสามารถมั่นใจได้ว่าผลกระทบของแสงในขณะที่ปรับปรุงความปลอดภัย

โมดูลแหล่งกำเนิดแสง LED
LED เป็นแกนที่ส่องสว่างของสัญญาณไฟจราจรทั้งหมด แหล่งกำเนิดแสง LED ใช้หลักการของการปล่อยแสงเซมิคอนดักเตอร์และปล่อยพลังงานผ่านการรวมตัวกันของอิเล็กตรอนและหลุมซึ่งถูกแปลงเป็นแสงที่มองเห็นได้ แหล่งกำเนิดแสง LED สามารถปล่อยแสงสีแดงสีเหลืองและสีเขียวตามลำดับตรงตามข้อกำหนดการแสดงผลสามสีของสัญญาณไฟจราจร
โมดูล LED มักจะประกอบด้วยชิป LED ความสว่างสูงหลายตัวที่จัดเรียงในอาร์เรย์และเลนส์ออปติคัลใช้เพื่อเพิ่มเอฟเฟกต์การโฟกัสเพื่อให้ลำแสงมีทิศทางที่แน่นอน แหล่งกำเนิดแสงสีแต่ละแห่งมีกลไกการควบคุมวงจรพิเศษและกลไกการหรี่แสงเพื่อให้แน่ใจว่าความเข้มของแสงเป็นไปตามมาตรฐานระดับชาติ
ในแอพพลิเคชั่นเฉพาะความยาวคลื่นการปล่อยของ LED สีที่แตกต่างกันมีดังนี้:

ความยาวคลื่นการปล่อย LED โดยสีสัญญาณ

แหล่งกำเนิดแสง LED ไม่เพียง แต่มีความเร็วในการตอบสนองที่รวดเร็ว แต่ยังมีชีวิตการบริการที่ยาวนาน ผลิตภัณฑ์ส่วนใหญ่มีอายุการออกแบบมากกว่า 50,000 ชั่วโมง เนื่องจากความเร็วแสงที่รวดเร็วช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพของการดำเนินการตามคำสั่งการจราจร

เลนส์ออปติคัลและโครงสร้างสะท้อนแสง
ระบบแสงในสัญญาณไฟจราจร LED ประกอบด้วยเลนส์ออปติคัลและตัวสะท้อนแสง เลนส์สามารถออกแบบในมุมที่แตกต่างกันตามวัตถุประสงค์ของหลอดไฟเพื่อปรับมุมแสงและเพิ่มช่วงที่มองเห็นได้ โครงสร้างการสะท้อนแสงถูกใช้เพื่อรวบรวมและเพิ่มแสงจาก LED เพื่อให้มีความเข้มข้นในทิศทางที่เฉพาะเจาะจงเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของแสง หลอดไฟระดับไฮเอนด์บางตัวยังติดตั้งระบบออปติคัลรองซึ่งควบคุมขนาดสปอตความสม่ำเสมอความสว่างและระยะทางที่มองเห็นได้ผ่านโครงสร้างออปติคัลหลายชั้นเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในสภาพอากาศที่ฝนตกและหมอก
โดยทั่วไปพื้นผิวใช้รังผึ้งหรือพื้นผิวกริดออปติคัลเพื่อลดการรบกวน "สัญญาณเท็จ" ที่เกิดจากการสะท้อนแสงแดดโดยตรง การออกแบบนี้ช่วยปรับปรุงความแม่นยำในการรับรู้ของไฟสัญญาณ LED ในสภาพแวดล้อมแสงกลางแจ้งที่ซับซ้อน

วงจรควบคุมและระบบไดรฟ์
การทำงานปกติของสัญญาณไฟจราจร LED ขึ้นอยู่กับวงจรควบคุมที่เสถียรและระบบขับเคลื่อนขับเคลื่อน วงจรควบคุมมีหน้าที่รับผิดชอบในการรับคำแนะนำจากตัวควบคุมสัญญาณด้านบนควบคุมสถานะเปิดและปิดของไฟ LED สีที่แตกต่างกันตามตรรกะเวลาที่กำหนดและตระหนักถึงฟังก์ชั่นการสลับสัญญาณ
แหล่งจ่ายไฟไดรฟ์ให้เอาต์พุตกระแสคงที่เพื่อให้กระแสของชิป LED มีเสถียรภาพและป้องกันการเปลี่ยนแปลงความสว่างหรือการสลายตัวของแสงเนื่องจากความผันผวนของแรงดันไฟฟ้า ไดรเวอร์ LED ที่ทันสมัยส่วนใหญ่มีการป้องกันการลัดวงจรการป้องกันความร้อนสูงเกินไปการป้องกันไฟกระชากและฟังก์ชั่นอื่น ๆ เพื่อปรับปรุงความมั่นคงและความปลอดภัยของระบบ
วงจรควบคุมจะเชื่อมต่อกับแพลตฟอร์มควบคุมส่วนกลางเพื่อรับรู้การตรวจสอบระยะไกลสัญญาณเตือนความผิดพลาดการทดสอบตนเองและฟังก์ชั่นอื่น ๆ ในระบบการขนส่งอัจฉริยะชุดควบคุมยังสามารถเชื่อมต่อกับกล้องเครื่องตรวจจับการไหลและอุปกรณ์อื่น ๆ เพื่อรับรู้การกำหนดเวลาแบบเรียลไทม์

โครงสร้างการกระจายความร้อนและระบบควบคุมอุณหภูมิ
แม้ว่าแหล่งกำเนิดแสง LED นั้นมีประสิทธิภาพสูง แต่ก็ยังคงสร้างความร้อนในจำนวนหนึ่งในระหว่างการทำงานอย่างต่อเนื่อง หากความร้อนไม่สามารถกระจายไปได้อย่างมีประสิทธิภาพมันจะส่งผลกระทบต่ออายุการใช้งานของชิปและประสิทธิภาพแสง ด้วยเหตุนี้สัญญาณไฟจราจร LED มักจะติดตั้งโครงสร้างการกระจายความร้อนที่ใช้งานอยู่หรือแบบพาสซีฟ
วิธีการกระจายความร้อนที่พบบ่อย ได้แก่ การนำความร้อนของอลูมิเนียมพื้นผิว, การกระจายความร้อนของเปลือกหอยชนิดครีบ, การระบายอากาศแบบพาความร้อนตามธรรมชาติ ฯลฯ ในหมู่พวกเขาสารตั้งต้นอลูมิเนียมซึ่งเป็นพาหะของชิป LED ไม่เพียง แต่ให้การสนับสนุนเชิงกล แต่ยังมีค่าการนำความร้อนที่ดี
ผลิตภัณฑ์ระดับไฮเอนด์บางอย่างยังติดตั้งโมดูลควบคุมอุณหภูมิอัจฉริยะซึ่งตรวจสอบอุณหภูมิของโมดูล LED ในเวลาจริงผ่านเซ็นเซอร์อุณหภูมิและปรับกระแสไฟไดรฟ์แบบไดนามิกเพื่อป้องกันความร้อนสูงเกินไป

โมดูลพลังงานและระบบสายไฟ
โมดูลพลังงานเป็นแกนจ่ายพลังงานของระบบทั้งหมด มันแปลงพลังงานไฟ (เช่น AC 220V) เป็นแรงดันไฟฟ้ากระแสคงที่ DC (เช่น DC 12V/24V) ที่ LED ต้องการและให้เอาต์พุตเสถียร โมดูลพลังงานที่มีคุณภาพสูงควรมีประสิทธิภาพการแปลงสูงความผันผวนต่ำและความสามารถในการรบกวนจากแม่เหล็กป้องกันอิเล็กทรอนิกส์ที่ดี
เพื่อให้บรรลุการเชื่อมต่อที่รวดเร็วและการแก้ไขปัญหาข้อผิดพลาดไฟ LED มักจะติดตั้งบล็อกขั้วแบบแยกส่วนอินเทอร์เฟซแบบแพลากอย่างรวดเร็วหรือขั้วต่อกันน้ำ การเชื่อมต่อทางไฟฟ้าของระบบทั้งหมดจำเป็นต้องปฏิบัติตามกฎระเบียบด้านความปลอดภัยแห่งชาติเช่นระดับฉนวนระดับการป้องกันระดับการป้องกันฟ้าผ่า ฯลฯ

คำอธิบายสั้น ๆ ของกระบวนการหลักการทำงาน
หลักการทำงานพื้นฐานของสัญญาณไฟจราจร LED สามารถสรุปได้เป็น: แหล่งจ่ายไฟ→กระแสคงที่ของโมดูลไดรฟ์→วงจรควบคุมได้รับคำแนะนำ→การควบคุมการสลับสี LED →คำแนะนำแสงระบบออพติคอล→ระบบการกระจายความร้อนยังคงการทำงานที่มั่นคง
ต่อไปนี้เป็นแผนภูมิเวิร์กโฟลว์ที่เรียบง่าย:

เวิร์กโฟลว์ง่ายของสัญญาณไฟจราจร LED

ระบบทั้งหมดสามารถดำเนินการต่อเนื่องได้ตลอด 24 ชั่วโมงและเปลี่ยนการแสดงสัญญาณเป็นระยะโดยการตั้งค่าโปรแกรมเวลา

ฟังก์ชั่นอัจฉริยะและอินเทอร์เฟซการขยายตัว
สัญญาณไฟจราจร LED ที่ทันสมัยไม่ได้เป็นเพียงอุปกรณ์เปล่งแสงเดียวอีกต่อไปพวกเขาจะค่อยๆรวมเข้ากับระบบการขนส่งอัจฉริยะ ผ่านเครือข่ายของคอนโทรลเลอร์และแพลตฟอร์มกลางฟังก์ชั่นเพิ่มเติมต่อไปนี้สามารถรับรู้ได้:
การควบคุมระยะไกล: การเริ่มต้นระยะไกลและหยุดและการสลับสถานะผ่านโมดูลการสื่อสาร
ข้อเสนอแนะข้อมูล: การส่งผ่านสถานะการทำงานแบบเรียลไทม์แรงดันไฟฟ้าปัจจุบันความสว่างและพารามิเตอร์อื่น ๆ
การหรี่แสงอัตโนมัติ: ปรับเอาต์พุต LED โดยอัตโนมัติตามความสว่างโดยรอบเพื่อปรับปรุงการประหยัดพลังงาน
สัญญาณเตือนข้อผิดพลาด: รายงานข้อมูลความผิดพลาดโดยอัตโนมัติเมื่อชิปเสียหายหรือแหล่งจ่ายไฟผิดปกติ
ฟังก์ชั่นอัจฉริยะประเภทนี้ได้รับการรับรู้ผ่าน MCU ในตัว (หน่วยควบคุมไมโคร) และโมดูลการสื่อสาร (เช่น GPRS, NB-IOT) ซึ่งไม่เพียง แต่ช่วยเพิ่มความยืดหยุ่นของระบบการขนส่ง แต่ยังช่วยอำนวยความสะดวกในการจัดการและบำรุงรักษาในภายหลัง