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2023年10月3日发(作者:童叶庚)
飞思卡尔半导体
应用笔记
文件编号:AN3380
第0版,12/2006
加速度传感器高亮度LED刹车灯
作者:Matt Ruff and Wolfgang Bihlmayr
Automotive Systems Engineering
Austin, Texas and Munich,Germany
加速度传感器高亮度LED 刹车灯的应用是针对摩
托车驾驶人员的安全性所设计的。从理论上讲,它
可用于任何机动车辆,尤其适用于两轮车的驾驶员。
在交通中摩托车驾驶人员很难被看到,特别是在加
速和减速比汽车快的时候更甚。这些组合因素增加
了摩托车驾驶人员受伤和致命的几率。
g-传感器刹车灯提供了与机动车辆减速度成正比的
高强度可变光强的光输出,从而为摩托车后面的驾驶
员提供有价值的信息。刹车灯使用封装在一起的
MMA7260Q 三轴向、低g加速计,以及高度集成的
飞思卡尔MM908E625系统;该封装器件中还有
HC908EY16 微型控制器和完全自我保护且智能的
模拟电路。HC908EY16读取来自加速计三个轴向的
加速和减速数据,并控制系统和驱动8个高亮度LED。
目录
系统基本说明 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . 2 1
1.1 系统主要特点 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.2 系统结构图. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.3 系统的基本状态. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
2 加速计: 系统的核心 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . 5
2.1 使用 MMA7260Q测量减速度. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
2.2 采集加速度/减速度数据. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . 6
2.3 振动和噪声管理 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
3 驱动高亮度 LED. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . 10
3.1 带有 MM908E625的基本HBLED半桥通道驱动. . . . . . . . . . .. 10
3.2 附加的LED控制电路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
4 附加的系统特征 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .. . . . .. .. .. . . . . . . . 12
5 软件设计 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .. . . . . . .. . . . . . . . . . . 13
5.1 软件状态机 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . .. . . . . .. . . . . . . . . 13
5.2 加速计的初始化和校准 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . 14
6 展望 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . .. . . . . . . . . . . . . . . 15
7 参考文献. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . 16
8 电路图 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . .. . . . . . . . . . . . . . 17
8.1 材料清单 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . .. . . . . . . . . . . . . 18
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General Business Information
系统基本说明
1 系统基本说明
1.1 系统主要特点
加速度传感器刹车灯是一种亮度输出正比于机动车辆减速度的刹车灯。除了比例制动灯之外,该刹车灯还
有很多功能:
• 高亮度 LED 输出共有8个一瓦的高亮度 LED (输出最大亮度大致为350流明)
• 基于减速度的四个等级制动强度告警(对减速的四个等级的刹车警示)
• 为了增加安全性,为标准刹车灯做了额外的备份
• 具有自我校准功能 - 传感器安装的物理位置的自动定位和再校准
• 对白天或者夜间的亮度输出进行补偿的光传感器
• 闪光转向信号复制
• 白光LED输出照亮车牌
• LIN 网络通讯
1.2 系统结构图
图1 展示了加速度传感器刹车灯设计的结构图。为了更加清晰地阐明,将包含在单个封装中的MM908E625
各个部件进行了单独展示。该封装包含了用于驱动高亮度 LED的MCU和模拟电路,(该封装包含了单片机
和用于驱动高亮度 LED的模拟电路)它们监视加速度传感器的输出、刹车、左转向和右转向信号灯以及与
LIN网络通讯。
可选通讯接口
开关
HVDD
3轴向加速计
半桥驱动器
HB1-4
旁通控制
时钟
图象
传感器
刹车
左转
霍尔输入
H1-H3
右转
电流控制
89×1W-LED
的刹车灯
模拟输入
HC908EY16
核
闪存16K
高侧
驱动器HS
牌照照明
(5个白色
LED)
RAM512K
图1: g-传感器刹车灯的结构图
加速度传感器高亮度 LED 刹车灯, 第0版
2 General Business Information 飞思卡尔半导体
系统基本说明
图2 显示了电路板两侧的情况。电路板的布局使HBLED相互隔开以利于散热,并且在安装到机动车辆上时
便于视觉分离。LED安装到电路板的一侧,而电路板被设计安装在一个开孔的沟槽内,而孔则是为LED所
开。所有其他元件都被安装到电路板的另一侧。
7.5英寸
1.5英寸
PCB的LED侧
光传感器
PCB的零件侧
牌照照明用白色LED
Vbatt,Grid,LIN
左转信号,刹车。右转
信号接头
图2: g-传感器刹车灯硬件-PCB的前铡和后侧(版本2)
设计的基本零部件:
• MCU从加速计读取信息并对信息进行解释,确定哪些LED作为输出,然后将它传送给模拟半桥输
出和定时器以进行显示。
• 加速计测量所有三个轴向综合的加速度。这可以在装置处于静止状态时通过测量重力加速度进行自
我校准。
• MM908E625模拟部分中的半桥驱动电路用来为HBLED提供电流。
• 光传感器测量环境亮度等级并提供一个可变阻抗给MCU用于确定环境中的光亮等级并调整
HBLED的亮度。通过这种方式,HBLED在夜间降低光亮输出,而在白天输出最大的能见度。.
图3 展示了配置较早版本硬件的零部件布局
加速度传感器高亮度 LED 刹车灯, 第0版
飞思卡尔半导体 General Business Information 3
系统基本说明
图3: g-传感器刹车灯零部件的布局
1.3 系统的基本状态
g-传感器刹车灯基于减速度来提供一个可变的刹车灯输出。图4 和图5 展示了所能够提供的标准的和最大
的刹车景象。图4 展示了在行驶过程中的刹车灯,以及仪表上显示的速度和减速度。最大刹车量发生在汽
车突然驶向摩托车的前方。如仪表所示,我们可以注意到减速度非常大,并且摩托车的后悬架都没有载荷。
g-传感器刹车灯(在标准刹车灯下面)通过点亮更多LED来作出反应。
图4 g-传感器刹车灯输出 - 模拟比较
:
图5 展示了g-传感器刹车灯原型硬件在测试时的实际情况。g-传感器刹车灯安装在摩托车行李箱顶盖板上,
在标准刹车灯之上。在标准刹车图像上,有四个LED被点亮。最大刹车量图像上所有八个LED都点亮,指
示速度减得更快。
加速度传感器高亮度 LED 刹车灯, 第0版
4 General Business Information 飞思卡尔半导体
加速计:系统的核心
图5 g-传感器刹车灯输出比较
:
2 加速计:系统的核心
2.1 使用 MMA7260Q测量减速度
系统的核心就是MMA7260Q 3-轴向加速计。它在测量X, Y和 Z三个轴向上的正负加速度,为每个轴向提供
一个模拟电压输出。加速计灵敏度可以调整到最大刻度读数的1.5, 2, 4, 或者 6倍重力加速度。
图6展示了由传感器观察到的加速度/减速度和由10位模数转换器测量的那个轴向的传感器输出的读数之间
的关系。虽然加速度/减速度和输出电压之间的关系是线性的,但是在设备处于静止状态时读数会自然落到
中点电压处,因为传感器在感兴趣的轴两侧方向测量加速度。
就g-传感器刹车灯的安装朝向而言, 增加减速度将导致输出电压下降。将电路板严格垂直安装,则该重力完
全出现在Z轴方向。因此,你刹车越狠,在Z轴上的输出电压越小,ADC结果值也越小。
该图还说明,即使ADC 参考电压设置为5 V, MMA7260Q的工作电压也仅有3 V。这导致最大的 10位 ADC
读数也只有614左右 (而不是1024)。ADC的参考电压应该保持在5 V,以检测MM908E625模拟部分的参数,
它会降低系统的灵敏度。
加速度传感器高亮度 LED 刹车灯, 第0版
飞思卡尔半导体 General Business Information 5
加速计:系统的核心
10位 ADC 读数
最大的 ADC读数大约为614,
因为Vrefh被设置为5V,
并且MMA7260最大输出大约为3 V
“0”减速度点可以基于安装位置进
行重新校准。
如果主板完全垂直的话,它将是
300左右。
(非刻度)
最大
最大
减速度
加速度
动态g
传感器
停止
图6
:
减速度和加速度转换为 ADC读数
在g-传感器刹车灯的应用中, 减速度是唯一感兴趣的数据。任何ADC读数超过停止读数约300 到330 时都
会被忽略(假设主板是完全垂直安装的)。
2.2 采集加速度/减速度数据
在测试过程中,采用了ZSTAR 无线传感三轴参考设计来采集减速度数据。ZSTAR设计结合有相同的
MMA7260Q 三轴加速计,并带有一对飞思卡尔的MC13191 2.4 GHz ISM 波段低功耗收发器。一个收发器
位于带有加速计的主板上,另一个在使用飞思卡尔的MC68HC908JW32 MCU主板上,从而允许将收发器
插入USB口。因此,传感器数据可以从一个小型的、便携式电池供电的板无线传输到笔记本电脑。
为了确保测量到合理的最大刹车力,传感器电路板被安装到摩托车的尾部(总重量大概为400磅 - 毛重)。
通过在塑料检查粘贴板上钻孔进行安装,用拉链将PCB系到该板上,然后将检查粘贴板安装到牌照下。这
近似于刹车灯总成的最终安装,因为MMA7260Q是对着尾部安装的,但Z轴倒装除外。
图7 展示了安装布置.
加速度传感器高亮度 LED 刹车灯, 第0版
6 General Business Information 飞思卡尔半导体
加速计:系统的核心
安装的特写镜头
图7
:
Z-STAR g-传感器数据采集安装
在直道上驾驶摩托车达到规定速度然后以不同的压力刹车使摩托车停止,从而采集这些数据。目的是确定
刹车力参数。
然后在笔记本电脑上恢复驾驶数据,但是距离要求达到初始速度(20 MPH 到 40 MPH),并保持从数据记
录仪的距离,该距离对于收发器而言已经太远。最后,保持无线连接,将笔记本电脑固定到后座上。
通过可靠的连接,可通过变化的速度和刹车力来完成大量的数据采集运行。图8 展现了45秒钟典型数据采
集运行的图片。在刹车过程中出现的减速度最大值已几近于满量程,但是看起来还没有饱和。这表明大致
的最大刹车力为 1.5 g (安装在这个方向上的8位刻度主板读数为255)。这就允许对于MMA7260Q的灵敏度
进行恰当的设置。
通过加速度/减速度信息也能显现振动噪声。在任何需要确定机动车辆的实际状态的时候,这就成为设计中
需要克服的最大问题。
加速度传感器高亮度 LED 刹车灯, 第0版
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加速计:系统的核心
没有过滤的Z轴加速计数据
8位分辨率(大概45秒钟的数据)
8
位
A
D
C
读
数
时间(10毫秒为一个增量)
图8 未经处理的8-位加速计数据
:
2.3 振动和噪声管理
振动始终是个关注点,尤其对摩托车而言,因为摩托车的质量相对较小并且不能衰减路面和发动机的振动。
以下的部分我们将就振动问题以及在数据中导出的噪声进行阐述。
2.3.1 从机械方面考虑
处理振动的基本方式就是将传感器与振动机械的隔绝。这在摩托车上特别难实现,而将灯安装在摩托车行
李箱上是最好的机械绝缘方式(图5)。这种方式实现了悬架和骑手的质量偏离,从而衰减了路面和发动机
振动。
2.3.2 模拟滤波
采取完所有的机械绝缘方式之后,也可以通过控制MMA7260Q输入的ADC上的模拟电路来过滤额外的振动
噪声。每个传感器输出都具有一个RC滤波器,可以通过调谐该滤波器来降低更高频率的噪声。由于应用只
考虑减速度中相对较慢的变化,因此忽略了快速变化(即高频噪声)。在这些RC滤波器上调整电阻或电容
可以降低高频噪声。在选择最终值的时候,请先参考数据手册。
加速度传感器高亮度 LED 刹车灯, 第0版
8 General Business Information 飞思卡尔半导体
驱动高亮度 LED
2.3.3 软件滤波
在使用完所有机械的、电子的滤波方式之后,本方案有第三级滤波。该滤波方式是在软件中完成的,并且
由下面三个部分构成:
• 数字低通滤波
• 状态机状态处理延时
• 阈值滞后
数字低通滤波保持按照测量的减速度平均值进行运行。该滤波器的采样率和时间常数都是可配置的,但是
滤掉的噪声越多,系统响应速度就会更慢。图9展现了数字LP滤波器的程序代码。
图9数字低通滤波器程序代码实例
:
可配置状态机处理延时是在采样减速度过程中能够采用的第二种软件技术。这不应该与数据滤波器的实际
采样率相混淆。因为在本程序代码实例中通过主循环进行的滤波器采样每个循环只有一次,状态机处理延
时能够影响到整个系统的采样率。因此,执行循环的时间越长,MCU采样减速度的频率越低。这可以进一
步控制低通滤波器的采样率,但是程序代码实例表明,状态机处理延时被最小化到比LP滤波器采样率更低
的水平,以防止出现这一影响。
最终软件方法用来控制振动和噪声,防止当减速度值接近两个状态之间的阈值时而在两个状态之间振荡。
将滞后作用插入状态传输中就不会过滤掉数据中的噪声,但是它确实过滤了到HBLED的输出,从而使得刹
车灯在两个刹车等级指示之间时不会有明显的闪烁。图10 展示了该滞后作用是如何实现状态变化的。
加速度传感器高亮度 LED 刹车灯, 第0版
飞思卡尔半导体 General Business Information 9
驱动高亮度 LED
刹车等级
极端刹车
高等刹车
中等刹车
低等刹车
没有刹车
减速度%
图10 状态变化的滞后作用
:
例如,当减速度达到最大值的20%时,状态机移动到1级(两个HBLED点亮)。即使减速度由于噪声而发
生了些许下降,它也仍将保持在这个状态。在状态机允许软件关闭灯并转到0级之前,减速度必须下降到低
于最大值的10%。
3 驱动高亮度 LED
3.1 带有 MM908E625半桥的基本HBLED驱动
对于这种应用而言,使用MM908E625器件的一个优点就是MCU集成了先进的、充分保护的电源电路。在
这个电路中包含四个半桥电源级,它们可以驱动电机和更高的电流载荷。
每个半桥的低侧用于驱动一对HBLED,并为HBLED提供恒定电流。这些低侧开关具有可配置的电流极限以
用来自动防止电流过载,并可以预设成55 mA, 260 mA, 370 mA, 550 mA, or 740 mA (典型值)。对于本应
用而言,这点非常有益,其平均载荷电流为350 mA左右。另外的半桥低侧驱动提供一个电流再复制功能,
从而允许MCU通过ADC通道测量载荷的实际电流。
加速度传感器高亮度 LED 刹车灯, 第0版
10 General Business Information 飞思卡尔半导体
驱动高亮度 LED
驱动HBLED要求的唯一外部零件是一个电感,用于管理载荷电流脉动。图11展示了电路布置。该电感的数
值选择是开关的开关频率、驱动电路的工作电压、HBLED的总正向压降的函数。半桥输出包括一个飞轮二
极管,用于消耗关闭开关时引起的电压尖峰信号。
图11
:
使用MM908E625低位侧开关基本高亮度 LED 驱动电路
因为半桥的低侧驱动器防止HBLED的过载电流,因此可通过及时控制驱动器来控制亮度。图12展示了三种
不同亮度强度下HBLED的一个驱动通道的阴极电压。当驱动通道处于开的状态时,限流开关快速的打开和
关闭,而亮度开关在较低频率处打开。对于特定的频率,请参考本应用笔记的程序代码。在本例中,亮度
开关频率大概是200 Hz,并且限流开关频率大概为20 kHz。
图12在LED阴极测量的电压(分别为低、中、高强度)
:
另一个好处是偏移限幅特征,该特征延伸了峰值开关电流从而降低了辐射。如果在H-桥控制(HBCTL)寄存
器中设置了位OFC_EN,则HB1和HB2继续以FGEN时钟信号的上升沿在低侧MOSFET进行开关,而HB3
和HB4继续以FGEN时钟输入的下降沿在低侧MOSFET进行开关。
如何使用MM908E625半桥输出来调节HBLED中电流的细节可以在应用笔记AN3321LED
高亮度控制接口
中找到。该应用笔记同时也阐述了控制HBLED的其他方法。
加速度传感器高亮度 LED 刹车灯, 第0版
飞思卡尔半导体 General Business Information 11
额外的系统特征
3.2 其它LED控制电路
由于MM908E625器件只有四个半桥输出,它只能驱动HBLED的四个通道。对于渐进刹车灯输出显示机动
车辆的减速度而言是足够了,因为对于这种情况,两个HBLED成组分到每个驱动通道,并布置在主板中央
任何一侧。这可以使每个LED驱动通道控制一对围绕在主板中心两侧的HBLED。但是,为了增加设计中的
灵活性,就希望对所有八个HBLED进行单独控制。
为了使用仅有的4个驱动通道来控制8个HBLED,在平行于每个HBLED的地方增加了一个固态光继电器从
而允许旁通HBLED,以便关闭某个HBLED时仍保持通道为开的状态。图13展现了这些继电器的工作原理。
在本图中,如左图所示,当继电器被停用时,两个HBLED 都被点亮。如果只有其中某个HBLED 被点亮,
则对应于熄灭的HBLED的继电器被激活。如图13的右图所示,HBLED2被旁通了,电流经继电器流通而非
HBLED2,从而只允许HBLED1被点亮。
图13 LED 驱动和控制电路 - 图片继电器被停用或者使用
:
4 其它系统特征
• 车辆牌照照明 - 在MM908E625上的单个高侧驱动输出(HS)用来驱动设计用于照明机动车辆牌照
• 使用光传感器补偿白天亮度 - 将一个高度灵魂光敏电阻器与专用的模拟输入终端连接,该终端提
的白光LED。电路板设计成可以集成到牌照安装架的顶部,而白光LED可以向下照射到牌照上。
供其自身的可选定的常电流源。此传感器可测量环境光亮等级,因此HBLED的光亮度在白天可以
得到增强以便达到更好的可见度,而在晚上可降低光亮度以防止令其他驾驶员眩目。
• 12 V 机动车辆信号的监测 - 设计使用MM908E625霍尔效应传感器来监测机动车辆刹车灯和左、
右转向信号指示灯的状态。晶体管可以监测灯的电压而无需从灯本身获得电流。这对于拥有先进的
自适应刹车灯控制器的摩托车非常重要,刹车灯控制器通过监测刹车灯的电流消耗来探测故障。当
接线错误时,机动车辆错误地解释在刹车灯电源上的过量电流。
• LIN 联网能力 - 虽然这里不会详细阐述,但g-传感器刹车灯是作为一个LIN汽车网络的从装置进行
通讯。目前仅建立0x3C和0x3D保留的LIN系统命令标识符。关于LIN通信配置的详细信心,请参考
源代码,特别是HC908EY16的"l_gen.h"和"l_gen.c"文件和LIN驱动手册。
加速度传感器高亮度 LED 刹车灯, 第0版
12 General Business Information 飞思卡尔半导体
软件设计
5 软件设计
5.1 软件状态机
刹车灯设计的中心功能在于软件的基本状态机。有基本的六种标准工作状态,带有基于转向信号闪烁状态
的最多18个子状态。图14展示了这些状态,其中初始复位状态以黑点表示。
校准
为了ADC比较而
设置为“0”G等级
校准
初始顺序:
1 左转灯开
2 刹车灯开
3 右转灯开
4 左转灯开
校准完成
左开 左关 左开左关 左开左关 左开左关 左开 左关 左开左关
停止 刹车编号 低等刹车 中等刹车 高等刹车 极端刹车
刹车灯关
减速度
>20%
减速度
>40%
减速度减速度
>60% >80%
刹车灯开
减速度
<10%
减速度
<30%
减速度
<50%
减速度
<70%
右开 右关 右开 右关 右开右关 右开右关 右开 右关 右开右关
图14 g - 传感器刹车灯软件状态机 (包括转向信号功能)
:
状态体现了不同减速度等级以及不同的LED显示模式。基本状态为:
• 校准状态- (没有在实例程序代码中执行) - 当被激活时,刹车灯假设它没有移动并且处于校准的恰当
的中间位置。对于摩托车而言,这要求摩托车垂直摆放 (不是用一个撑脚撑起来的)。使用重力来确
定下降的方向,和向前、向后方向,以及用于测量前进方向减速度的传感器数据的X,Y和Z分量。
加速度传感器高亮度 LED 刹车灯, 第0版
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软件设计
注意
下列状态包括激活左转、右转以及同时激活左右转的三个子状态。
只发生左转和只发生右转的状态已经在状态机图中给出,但是没有
给出同时激活左右转的情况。这只有在机动车辆处于紧急状态情况
下才会同时闪烁左右转向灯。这在摩托车上更加少见。
• STOPPEDALERT(停止)
- 当没有或者几乎没有减速度时显示外侧的两对HBLED,但是机动车
辆刹车灯处于开启状态 (说明驾驶员正在激活刹车)。这模仿在低减速度或者交通灯时的标准第三
种刹车灯,使得摩托车在交通灯处时停止并闪烁其刹车灯,以便警告出现或者停止在靠近其后面的
车辆、摩托车。打开刹车杆会开始闪烁而不制动机动车辆。在交通灯时的可见度是摩托车驾驶人员
的共同关注点。
• BRAKE_NO(刹车编号) - 不显示HBLED并在几乎没有或者没有减速度时进入。
• BRAKE_LOW(低等刹车) - 为低等减速度显示一对HBLED(20% 到40%的最大减速度时激活该
状态).
• BRAKE_MEDIUM(中等刹车) - 为中等减速度显示两对HBLED(40% 到60%的最大减速度时激活
该状态).
• BRAKE_HIGH(高等刹车) - 为严重的减速度显示三对HBLED(60% 到80%的最大减速度时激活
该状态).
• BRAKE_EXTREME (极端刹车) - 为极端严重的减速度显示四对HBLED (80%及其以上的最大
减速度时激活该状态)。通常该状态仅适用于紧急情况。进入这种状态时,计时器将软件闭锁到极
端刹车状态以便保持该状态到减速后。当计时器计时终止时,减速测量继续控制确定刹车灯状态。
在紧急刹车情况下计时器闭锁是必须的,以便将此时的警告持续几秒钟,因为引起紧急停止的环境
可能还存在着呢。
当激活左转或者右转信号(或者两者都被激活)时,将从主刹车等级状态进入子状态。唯一的区别是在
HBLED中的显示。当一个转向信号被激活时,点亮四个HBLED,另一侧根据刹车力确定显示减速度等级。
以电流的方式,软件仅支持一个信号,有时哪个都不会激活。
5.2 加速计的初始化和校准
g-传感器刹车灯具有精确测量所有三个轴的加速度,因此g-传感器刹车灯能被校准到任何安装角度。由于
垂直向下时重量施加1g的力,MMA7260Q测量这个很精确。从传感器上出现的每个轴上的力给MCU传递足
够的信息,从而能确定刹车灯的安装位置。由于HBLED通常被安装在主板的一侧,而MMA7260Q通常被安
装在另一侧,假设安装刹车灯时将HBLED面向机动车辆的尾部。这给出了用于确定运动前进方向的最后一
组数据,作为加速计的X, Y, 和 Z轴的函数。
加速度传感器高亮度 LED 刹车灯, 第0版
14 General Business Information 飞思卡尔半导体
展望
如图15中的例子,一个主板与车辆后轴进行平行安装,但是将HBLED以45度角朝天安装,而不是正常的水
平安装。这意味着从机动车尾部开始,主板从左到右显示等级,但是主板顶部靠在机动车辆的前部,并且
HBLED朝上。给定MMA7260Q朝向,传感器输出电压指示为X轴+0.5g,Y轴0g,Z轴-0.5g。由于安装角度
与前进方向成45度,因此摩托车减速度在X和Z轴上的观测值相等。当主板被水平安装时,通常减速度只在
X和Z轴上进行测量。类似地,如果安装主板使得HBLED垂直一线,则减速度是Y和Z轴的函数。
从机动车辆后侧
从机动车辆右侧
前进方向
X,Y,Z指示的方向如同由MMA7260Q看到的质点运动方向
图15 g-传感器刹车灯朝向安装校准实例
:
为了确定机动车辆减速度的修正因素,考虑传感器轴的方向和朝向与运动轴的相对关系。该校准算法还没有
在当前软件中执行,但是减速度阈值被保存在闪存中的一个数组内以促进这类校准算法的执行。MMA7260Q
的数据手册包含关于传感器相对于封装的朝向信息,以辅助确定PCB在地球重力场中的安装角度。
6 展望
• 每个刹车等级的可变闪烁率 - 随着减速度速率的增加,点亮更多的HBLED,并且闪烁得更快。闪
• 常开驾驶灯 - 当没有在完全强度情况下点亮HBLED时,可以在一个削减强度下以恒定的光强
• 执行校准算法。
• 顺序转向信号 - 转向信号顺序熄灭,从左或右,进一步加强转向的信息。
• 坑洼和倾斜补偿 - 由于突然晃动或者长久倾斜会影响到g-传感器刹车灯的精度,可以推导出补偿
烁可吸引人们的注意并且说明情况更加紧急。
工作。
和算法,并进行测试。
可能的设计改进:
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飞思卡尔半导体 General Business Information 15
参考
7 参考文献
• 软件 - 由C语言写成的完整CodeWarrior™ 5.1 程序,包括转向信号,刹车灯监视支撑,以及LIN
• 硬件Gerber 文件 - 生产PCB 要求的Orcad 文件。
• 参考视频 - 视频照亮g-传感器刹车灯的操作和功能。
驱动。
根据本应用笔记,可以下载下列相关文件:
额外的信息可从 获取:
• MM908E625 technical data sheet
• MC68HC908EY16 technical data sheet
• DRM083 - High Brightness LED Driver Using the MM908E625 Design Reference Manual
• LIN driver manuals for HC908EY16,available on /LIN
• MMA7260Q technical data sheet
• AN3107 - Measuring Tilt with Low-g Accelerometers
• AN3111 - Soldering the QFN Stacked Die Sensors to PC Board
• AN3152 - Using the Wireless Sensing Triple Axis Reference Design
• RD3152MMA7260Q - Wireless Sensing Triple Axis Reference Design (ZSTAR)
加速度传感器高亮度 LED 刹车灯, 第0版
16 General Business Information 飞思卡尔半导体
电路图
8 电路图
加速度传感器高亮度 LED 刹车灯, 第0版
飞思卡尔半导体 General Business Information 17
线路图
8.1 材料清单
表1: 材料清单
标志符 值/说明 供应商零件号 供应商
MM908E625 MM908E625ACDWB Freescale 1 U9
MMA7260Q MMA7260Q-ND Freescale 1 U10
100pF PCC101CGCT-ND DIGIKEY 1 C1
4.7uF 587-1294-1-ND DIGIKEY 1 C8
每个
PCB用量
10 C4,C5,C6,C7,C9,C10,C21 0.1uF PCC1840CT-ND DIGIKEY
2 C11, C1100” 100uF 478-1724-1-ND DIGIKEY
1 D1 CMS03CT-ND DIGIKEY
5 D2,D3,D4,D5,D6 516-1468-ND DIGIKEY
1 D7 DFLT22A DFLT24ADICT-ND DIGIKEY
1 D29 MAZ80330HCLT-ND MAZ80330HLCT-ND DIGIKEY
8
D31,D32,D33,D34,D35, LXHL-PD01-LF FUTURE Electronics
D36,D37,D38”
新的热熔保险丝
新的慢速保险丝
CON6 1 J1 A33965-ND DIGIKEY
1mH 4 L1,L2,L3,L4 513-1217-1-ND DIGIKEY
2N2222A 晶体管
PhotoRes 1 R1 PDV-P9001-ND DIGIKEY
二极管
白色 LED
HBLED1 (红色Luxeon 发生器)
1 F1 RUEF400-ND DIGIKEY
1 F2 F2571CT-ND DIGIKEY
3 Q1,Q2,Q3 568-1741-1-ND DIGIKEY
5 R2,R7,R33,R36,R39 10K P10KACT-ND DIGIKEY
11
R3,R4,R5,R21,R22,R23, 1K P1.0KACT-ND DIGIKEY
R24,R25,R26,R27,R28
20K P20KACT-ND DIGIKEY 1 R6
4.7K P4.7KACT-ND DIGIKEY 2 R14,R16
3.1K P3.3KACT-ND DIGIKEY 2 R15,R18
180 P180ACT-ND DIGIKEY 1 R19
750 3 R20,R34,R37 P750ACT-ND DIGIKEY
40K 3 R30,R35,R38 P40.2KCCT-ND DIGIKEY
5 R9,R10,R11,R12,R13 1.5K P1.50KFCT-ND DIGIKEY
8 U1,U2,U3,U4,U5,U6,U7,U8 AQY212S AQY212S-LF FUTURE Electronics
1 J2
1 J3
1 J4
旋风头(2x8头, 0.1” 芯体)
CON2 (1x2 头, 0.1”芯体)
CON2 (1x3头, 0.1”芯体)
加速度传感器高亮度 LED 刹车灯, 第0版
18 General Business Information 飞思卡尔半导体
本页有意留空
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