Neues Konzept für die LED-Beleuchtung Allianz IseLED revolutioniert Innenlicht im Fahrzeug

Im Rahmen der IseLED genannten Allianz, bestehend aus Inova Semiconductors, Dominant Opto Technologies, NXP, TE Connectivity und der Hochschule Pforzheim, sowie in enger Zusammenarbeit mit BMW wurde eine digitale LED-Plattform entwickelt, die bereits 2017 erhältlich sein soll.

“Neue Funktionen und Tagsichtbarkeit werden erst durch mehr Lichtobjekte erreicht”, erklärte Robert Isele von BMW den Beweggrund für die Entwicklung der digitalen LED und betont “ Eine neue LED-Technologie muss eine einfach zu realisierende und applikationsfähige Lösung für die Herausforderungen der LED-Innenraumbeleuchtung im Fahrzeug bieten.”

Angesichts des unaufhaltsamen Trends hin zum autonomen Fahren wird die Beleuchtung eine immer wichtigere Rolle spielen. Ziel der IseLED-Allianz ist die Entwicklung und Umsetzung von LED-Produkten und -Lösungen für den Einsatz im Fahrzeug. Grundlage dafür ist ein völlig neues Konzept für die Steuerung und Überwachung der Leuchtdioden.

Die aktuelle 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 mehr als 16 Millionen verschiedene Farben wiedergeben kann.

Derzeit ist für die individuelle Ansteuerung der RGB-LEDs eines LED-Streifens ein Mikrocontroller notwendig, 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 gibt es heute keine Möglichkeit, Kenndaten der einzelnen LEDs wie Temperatur  im Betrieb abzufragen, um die korrekte Funktion feststellen zu können.

Im Vergleich dazu will das neue Konzept neue Möglichkeiten für den Einsatz von LED-Licht im Fahrzeug schaffen. Grundlage: ein kompakter und „intelligenter“ LED-Controller von Inova, der von Dominant Opto Technologies zusammen mit drei farbigen LEDs in ein winziges Gehäuse von 2,8 x 4,1 x 0,65 mm integriert wird. Inova hat zudem 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 mühelos skalierbare Lösungen mit erheblichen Kosteneinsparungen erzielen und zusätzlich neue Anwendungsbereiche eröffnen.

Der intelligente LED-Controller von Inova verfügt unter anderem über hochentwickelte  Kalibrierfunktionen. Damit wird sichergestellt, dass alle LEDs über den gesamten Temperaturbereich hinweg dieselbe Farbe und Helligkeit wiedergeben. Dies wiederum garantiert 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.

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 eingestellt werden. Um Temperatureinflüsse und Fertigungstoleranzen auszugleichen, lässt sich die Helligkeit jeder einzelnen LED mit einer Auflösung von 12 Bit einstellen. Der geringe Wärmewiderstand des Gehäuses ist um 30 % niedriger als bei vergleichbaren Produkten und senkt den Stromverbrauch dank der höheren Lichtausbeute der kühleren LEDs.

Ein eingebauter Temperatursensor sorgt dabei für höchste Präzision, und sowohl die Kalibrierwerte der Konstantstromquellen als auch die Messwerte für die Temperaturkompensation werden in einem nichtflüchtigen Speicher im Controller abgelegt. Eine wichtige Voraussetzung für eine völlig einheitliche Farb- und Helligkeitswiedergabe jeder einzelne LED auf dem Streifen und damit einer echt digital ansteuerbaren LED.  

Muster des ersten Prototyps dieser hochentwickelten, intelligenten Mehrfarb-LED werden schon im ersten Quartal 2017 bei Dominant Opto Technologies verfügbar sein.