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Inova Semiconductors

Digitale LED soll Innenlicht im Fahrzeug neu definieren

15. November 2016, 11:54 Uhr | Hagen Lang

Inova Semiconductors, Dominant Opto Technologies, NXP, TE Connectivity und die Hochschule Pforzheim entwickeln eine digitale LED-Plattform, die das Innenlicht in Automobilen revolutionieren soll.

Auf der electronica hat Inova Semiconductors ein neues LED-Beleuchtungskonzept für Fahrzeuge vorgestellt, das von der »ISELED« Allianz entwickelt, von Dominant Opto technologies erhältlich sein soll. Die offene ISELED Allianz will ein neues Konzept zur Steuerung und Überwachung von LED zur Entwicklung eines neuen Ökosystems für die Entwicklung von Produkten auf Basis der neuen Plattform bereitstellen.

Die neueste Generation der Innenraumbeleuchtung im Fahrzeug besteht in der Regel aus einem flexiblen Kupferstreifen mit 10 bis 30 RGB-LEDs. Jede davon hat je eine rote, grüne und blaue LED und bildet so ein »Pixel«, das mit einer Auflösung von 24 Bit (3 x 8 Bit) mehr als 16 Millionen verschiedene Farben wiedergeben kann.

Derzeit benötigt man für die individuelle Ansteuerung der RGB-LEDs eines LED Streifens einen Mikrocontroller, in dem die Kenndaten jeder einzelnen LED abgelegt werden. Deshalb ist eine solche Lösung in der Regel zu aufwändig und zu teuer, um wirklich realisierbar zu sein. Darüber hinaus hat man heute keine Möglichkeit, Kenndaten der einzelnen LEDs wie Temperatur o.a. im Betrieb abzufragen, um die korrekte Funktion feststellen zu können.

Das ISELED-Konzept soll neue Möglichkeiten für den Einsatz von LED-Licht im Fahrzeug schaffen: Grundlage dafür ist ein kompakter und »intelligenter« LED-Controller von Inova, der von Dominant Opto Technologies zusammen mit drei farbigen LEDs in ein winziges Gehäuse von gerade einmal 2,8 x 4,1 x 0,65 mm integriert wird.

»Die erforderliche Rechenleistung wird von einem neuen Mikrocontroller von NXP bereitgestellt, der für dieses Projekt perfekt geeignet ist«, sagt Manuel Alves, VP & GM, Product Line General Purpose and Integrated Solutions bei NXP. »Bei NXP liegt der Fokus ganz klar auf Herausforderungen auf der System-Ebene, und das ISELED-Konzept entspricht exakt dem, was wir mit der kürzlich angekündigten S32K-Produktlinie anstreben – nämlich ein neues Konzept als Komplettlösung inklusive Hard- und Software auf den Markt zu bringen und das passende Ecosystem dafür zu entwickeln.«

Auf Grundlage der Erfahrungen, die Inova bei der Entwicklung seines Kommunikationsstandards APIX sammeln konnte, hat das Unternehmen ein Highspeed-Kommunikationsprotokoll entwickelt, mit dem jede LED einzeln angesprochen werden kann. Mit Datenraten von bis zu 2 MBit/s ermöglicht dieses neue Protokoll dynamische Beleuchtungseffekte. Damit lassen sich skalierbare Lösungen mit Kosteneinsparungen erzielen und neue Anwendungsbereiche eröffnen.

Der intelligente LED-Controller von Inova bietet unter anderem Kalibrierfunktionen, mit dem sichergestellt wird, dass die LEDs über den gesamten Temperaturbereich hinweg dieselbe Farbe und Helligkeit wiedergeben. Dies gewährleistet eine einheitliche Ausleuchtung im gesamten Auto, zumal auch größere Fertigungstoleranzen der LEDs vollständig kompensiert werden. Ein einziger Mikrocontroller kann dabei einen LED-Streifen mit theoretisch bis zu 4.096 LEDs ansteuern.

»Wenn die Innenraumbeleuchtung sich wie von BMW und Prof. Blankenbach beschrieben entwickelt, wird es eine große Nachfrage nach höherer Integration von optischen Komponenten, Elektronik und Konnektivität geben,« sagt Hajo Wetzel, Director, Global Advanced Engineering, TE Connectivity. »Da wir schon früher mit BMW und Inova auf dem Gebiet der Konnektivität zusammengearbeitet haben, entschlossen wir uns, dieses Projekt mit der Herstellung der frühen Applikations-Prototypen zu unterstützen. Aufgrund der Kurzfristigkeit war das eine große Herausforderung für unsere Advanced-Engineering-Teams, die von unseren Lighting Hubs in Europa und Kanada unterstützt wurden.«

Das erste Produkt besteht aus einem Controller von Inova mit einer bidirektionalen seriellen Kommunikations-Schnittstelle mit der bis zu 4096 LEDs in Serie verbunden werden können. Dieser Controller wird von Dominant Opto Technologies zusammen mit drei LEDs (rot, grün und blau) in ein kompaktes Gehäuse integriert und dann bereits werksseitig auf den gewünschten Weißpunkt kalibriert.

Zur Ansteuerung der roten, grünen und blauen LEDs ist der Controller mit Konstantstromquellen ausgestattet. Die Farbe der RGB-LED kann mit einer Auflösung von 24 Bit (3 x 8 Bit) eingestellt werden. Um Temperatureinflüsse und Fertigungstoleranzen auszugleichen, lässt sich die Helligkeit jeder einzelnen LED mit einer Auflösung von 12 Bit einstellen.