Módulos de comando eletrônicos em veículos modernos com faróis LED

Módulos de comando eletrônicos em veículos modernos com faróis LED

HELLA TECH WORLD – O aliado da oficina

A digitalização dos sistemas de faróis, uma crescente complexidade técnica de funções variáveis, conduzem a requisitos e exigências cada vez mais elevados na eletrônica de iluminação. O controle preciso de LEDs individuais permite uma ótima distribuição de luz e intensidade luminosa, proporcionando ao motorista a melhor visão possível da estrada, em cada situação. Além disso, o controle preciso impede a perturbação de outros ocupantes da via nas proximidades.

As seguintes informações técnicas e dicas práticas foram elaboradas pela HELLA, com o intuito de apoiar as oficinas profissionalmente nos trabalhos do dia a dia. As informações disponibilizadas nesse site somente devem ser usadas por pessoal especializado e devidamente qualificado.

Estrutura e funcionamento dos módulos de comando eletrônicos em veículos modernos com faróis LED

Farol Matrix LED Audi A6 — Farol Matrix LED Audi A6 (1.º Módulo de potência para luz de circulação diurna e luz indicadora de direção, 2.º Módulo de potência para luz alta e luz de conversão, 3.º Módulo de potência para luz baixa)

Além das já conhecidas aplicações LED, como luz de circulação diurna, luz de posição, lanterna de marcha à ré ou luz indicadora de direção, também nos faróis a luz baixa e a luz alta já são equipadas com tecnologia LED. A fim de garantir essas funções, são necessários módulos de comando adicionais.

A principal tarefa destes módulos de comando de luz consiste em controlar e monitorar as funções individuais da luz no farol. Além do controle central de todas as funções de iluminação, também são realizadas tarefas adicionais de coordenação, tais como o ajuste individual e dinâmico da distribuição da luz em sistemas de iluminação adaptáveis à respectiva situação na estrada. Em veículos com assistentes de luz alta, os módulos de comando integrados no sistema controlam a ativação dos LEDs individuais em cada farol, de acordo com a situação e a demanda. Assim, é possível regular individualmente a intensidade da luz.

Os faróis LED de última geração, como os do VW Touareg, Audi A7 ou A8, são praticamente controlados digitalmente.

Dependendo do veículo e do sistema, podem ser usados diferentes tipos e modelos de módulos de comando. Por norma, os módulos de comando estão instalados diretamente na carcaça do farol.

Disposição dos módulos de comando (módulos de potência), a título exemplar, em um farol Matrix LED.

Módulo de comando do farol principal Matrix LED

Módulo de comando hella audi a7

No Audi A7, nas variantes de faróis LED é usado um módulo de comando com um conceito escalável de 4, 6 ou 8 canais, que está projetado de forma ideal para controlar as várias funções de luz nos faróis LED. Assim, é possível controlar individualmente os 32 díodos luminosos do módulo LED Matrix HD. Ele também cria a assinatura de luz de circulação diurna, que no A7 é composto por doze segmentos de luz. Neste caso, os faróis reproduzem uma "coreografia de luz" após destrancar as portas. A animação é executada em ordem inversa no final da viagem. Além disso, a luz indicadora de direção dinâmica com efeito de "varredura" também é controlada pelo módulo de comando. Além disso, o módulo de comando está equipado com um modo de "fail safe". Este assegura a existência de luz suficiente no caso de uma falha.

Dados técnicos
Dimensões	88 x 130 x 25 mm (C x L x A)
Peso	300 g
Faixa da temperatura de funcionamento	-40 °C até 105 °C
Canais LED	8
Saídas LED	3–8 Tensão 2–60 V Corrente 100–1400 mA Potência 40 W por canal / máx. 90,120 ou 150 W
Classe de proteção	IP6K9K2
Funções	Matrix Beam Luz alta Luz baixa (frontal, alcance) Luz de circulação diurna (dinâmica) Indicador do sentido de deslocamento, ver em cima (dinâmica) Luz de posição, ver em cima (dinâmica) Regulação de nível dinâmica Comando dos motores de passo
Interface do veículo	Alimentação da tensão, borne 30 Massa CAN Bus
Particularidades	Comunicação CAN com o Body Control Modul (BCM) Controle paralelo da carga LED possível com os dois canais Interface de diagnóstico, incluindo monitoramento de falhas via CAN Comunicação LIN com outros módulos de comando

Dispositivos de controle de luz em faróis de LED: estrutura, função, diagnóstico e ajuste

Uma pequena atualização de conhecimento: em nosso curso intensivo em vídeo, oferecemos uma visão geral sobre o assunto de dispositivos de controle de luz em faróis de LED. Saiba mais sobre estrutura, funcionamento e diagnóstico.

Estrutura do módulo de comando LED

Exemplo da estruturação do módulo de comando de luz — Exemplo da estruturação do módulo de comando de luz: 1.º Vedante da carcaça do farol, 2.º Cobertura em plástico, 3.º Chapa de blindagem (EMC= Electro Magnetic Compatibility), 4.º Placa de circuitos impressos com componentes eletrônicos, 5.º Carcaça metálica com aletas de refrigeração

A placa de circuitos impressos, com os componentes eletrônicos, está montada diretamente na parte inferior da carcaça. Para assegurar uma dissipação térmica otimizada, é usada uma carcaça metálica com aletas de refrigeração.

Por cima da placa de circuitos impressos está complementarmente montada uma chapa de blindagem, com o objetivo de evitar interferências eletromagnéticas e de alta frequência no módulo de comando. A blindagem metálica absorve os sinais de interferência e os elimina através da respectiva conexão de massa. A parte superior da carcaça é composta por uma cobertura de plástico, que é encaixada e aparafusada na parte inferior da carcaça. Além disso, a ficha de conexão está protegida por um vedante, a fim de prevenir a infiltração de sujeira e de umidade entre o módulo de comando e a carcaça do farol.

Vista da ficha

Face traseira da carcaça com aletas de refrigeração

A HELLA produz também módulos de comando de luz que são usados, por exemplo, em veículos da marca Porsche.

Com este módulo de comando são controladas as seguintes funções.

Alimentação da tensão da luz baixa, luz alta e da luz de circulação diurna
Alimentação da tesão dos periféricos internos com +5 V e +12 V (3 transformadores de tensão)
Detecção do sentido de deslocamento direita/esquerda
Controle de funções externas (p. e. luz de curva)
Controle das ventoinhas no farol
Integração de até sete entradas de sinal para a codificação da temperatura ou de classes de luz

Arquitetura do hardware

Diagrama de blocos do módulo de comando LED — A arquitetura especial do hardware dos modernos módulos de comando de luz, permite um design compacto do aparelho.

O controle dos faróis LED modernos requer o uso de um módulo de comando, a fim de cumprir os requisitos especiais da tecnologia LED e do vasto espectro de aplicações.

O módulo de comando LMS (Módulo LED Farol) da HELLA está estruturado de forma a oferecer níveis máximos de flexibilidade, através da configuração de parâmetros no respectivo farol e componentes instalados.

As funções Matrix Beam com transições escurecidas e animações (p. ex. Coming home / Leaving home) podem ser configuradas no software, criando e reforçando características de design distintivas para cada veículo. Além disso, o módulo de comando pode ser configurado em estágios graduais de expansão de hardware.

O controle do módulo de comando, no sistema do veículo, é assegurado via CAN BUS, que fornece as entradas essenciais, além da alimentação elétrica. O aparelho recebe todas as informações do módulo de comando da rede de bordo, através da entrada dos dados. A saída disponibiliza até 8 canais LED, todos com regulação do fluxo luminoso por modulação da largura de pulso (MLP), e que em alguns casos podem operar várias funções de luz por canal. Além disso, o aparelho está equipado com várias saídas de controladores de alto desempenho, bem como um controle para as ventoinhas, que muitas vezes são necessárias nos faróis para reduzir a carga térmica. As temperaturas incidentes nas platinas LED são registradas por sensores e são convertidas em funções de escurecimento para proteger os LEDs.

Um CAN Bus físico na saída disponibiliza as interfaces para os gerenciadores Matrix LED, utilizados nas platinas LED. Além disso, também é disponibilizada a alimentação elétrica dos módulos LMM. O aparelho ainda dispõe de saídas LIN Bus, a fim de disponibilizar outras interfaces de comunicação dentro do farol.

Comunicação e integração do sistema

Topologia de conexão de faróis LED

Integração do sistema no veículo

A comunicação dentro do veículo, com os restantes participantes BUS, é realizada através da conexão em rede dos módulos de comando do farol com o módulo de comando da rede de bordo, bem como com os módulos de comando dos vários sistemas de assistência ao motorista. Os módulos de comando de luz comunicam via barramento de dados e, assim, recebem dados que são convertidos de forma permanente e confiável na distribuição de luz necessária. Dependendo do modelo do automóvel e do sistema do veículo, os diagramas de conexão podem divergir de outros modelos de automóveis.

Controle e diagnóstico

Antes do diagnóstico de falhas com o equipamento de diagnóstico, deve ser realizado um controle visual dos componentes individuais do sistema, uma vez que algumas falhas podem ser detectadas e corrigidas desta forma.

A proteção ESD deve ser assegurada para todos os trabalhos de reparo em faróis LED, especialmente durante a substituição de módulos de comando ou de outros componentes eletrônicos, pois os componentes eletrônicos, como placas de circuito impressos ou módulos de comando, podem ser danificados por descargas eletrostáticas (ESD = Electro-Static-Discharge).

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Controle e diagnóstico

O monitoramento da função do farol LED e, por conseguinte, dos módulos de comando de luz é realizado por módulos de comando supraordenados no sistema da rede de bordo. Todas as falhas ocorridas são registradas na memória de falhas dos módulos de comando e podem ser analisadas com um equipamento de diagnóstico adequado. Em alguns modelos de veículos, o motorista é informado adicionalmente de um erro de sistema através de um aviso no painel de instrumentos.

No âmbito do diagnóstico no farol LED, e consoante o equipamento de diagnóstico (através da leitura dos módulos de comando), podem ser usadas as seguintes funções para a detecção de erros.

Código de falha (ler, analisar e excluir registros na memória de falhas)
Parâmetros (exibição de valores de medição individuais)
Teste dos atuadores (controle das funções de luz através do equipamento de diagnóstico)

Registro na memória de falhas do módulo de comando — Exemplo: Registro na memória de falhas do módulo de comando (módulo de potência do farol Matrix LED esquerdo — Sinal falta ou com defeito)

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Reparo e ajuste

O fabricante automotivo não prevê a possibilidade de reparo dos módulos de comando de luz. Se a oficina diagnosticar um defeito no módulo de comando, esse terá de ser substituído.

Possíveis causas de falhas de funcionamento ou defeitos:

Falta de tensão de alimentação ou alimentação defeituosa (+/-)
Curto-circuitos internos, falhas de contato nas conexões
Danos mecânicos (p. ex. acidente)
Influências ambientais (água, sal, etc.)

Após a substituição de um módulo de comando ou de um farol LED, pode ser necessário um ajuste no veículo, através dos portais OEM disponíveis.

Dependendo do fabricante automotivo, do tipo de farol e do respectivo módulo de comando, têm de ser realizados trabalhos de serviço adicionais com uma ferramenta de diagnóstico adequada, para garantir o funcionamento correto do sistema de iluminação.

Nas instruções de reparo do fabricante é, neste caso, feita referência a trabalhos de codificação, programação ou flashing. O que isto significa em detalhe, é explicado abaixo a título de exemplo, sem apresentar processos detalhados da microeletrônica.

Reparo e ajuste

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Codificação

Codificar um módulo de comando em um veículo motorizado, geralmente significa definir certas funções que já estão armazenadas no software.

Nesse processo, certas funções de luz podem ser atribuídas a saídas físicas ou podem ser definidos valores nominais ou valores limite. Assim, é possível realizar ajustes específicos no veículo em uma data posterior. Esta função também é chamada de "codificação de variantes" por alguns fabricantes.

Assim, por exemplo, algumas funções de luz podem ser adaptadas às exigências específicas de cada país.

Condições de ativação das luzes de circulação diurna

Luz de circulação diurna ligada
Luz de circulação diurna desligada
Luz de circulação diurna ligada + Lanterna de marcha à ré ligada

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Programação

Na programação é alterado o software existente. Esta reescreve o programa de trabalho do módulo de comando. Neste caso, eventuais mudanças no hardware de um farol, por exemplo como parte de uma atualização de modelo, podem ser adaptadas no software.

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Flashing

Hoje em dia, todos os módulos de comando modernos estão equipados com uma memória programável eletronicamente. Estes componentes, também conhecidos como Flash EEPROM, contêm o sistema operacional (firmware) dos módulos de comando. Este firmware pode ser atualizado, com o equipamento instalado no veículo. Este processo também é chamado de atualização ou de programação flash.

Como a maioria dos módulos de comando tem que ser adaptada on-line, as várias opções de adaptação acabam por ser muito similares, pelo que o termo "flashing" se estabeleceu na vida cotidiana da oficina.

Em muitos processos flashing, a programação e a codificação são realizadas ao mesmo tempo. No entanto, no final, o que importa é que o respectivo ajuste é feito e que o sistema de iluminação do veículo funciona sem falhas.

Exemplo de reparo — Mercedes Benz

No âmbito de trabalhos de reparo de danos causados por acidente, o farol LED do lado direito de um W212 foi substituído. Para este fim, os módulos de comando antigos foram instalados no novo farol. Após a conclusão do reparo, foi conectado um equipamento de diagnóstico para ajustar o código QR-LED e para realizar um serviço MacsRemote. Para o comissionamento, os módulos de comando dos faróis esquerdo e direito foram primeiro programados com a nova versão de software e, em seguida, o farol direito foi codificado através do código QR-LED.

A programação, codificação ou flashing tem que ser realizada com um equipamento de diagnóstico adequado e com uma conexão de rede estável ao servidor do fabricante automotivo!

Preste atenção às instruções de reparo e aos aviso de segurança dos respectivos fabricantes de sistemas e de veículos! Durante os trabalhos de substituição de componentes eletrônicos no farol, é fundamental prestar especial atenção a muita limpeza. Além disso, têm que ser respeitadas e colocadas em prática as medidas para a proteção contra descargas eletrostáticas (ESD). Os trabalhos de reparo no sistema de iluminação do veículo motorizado devem ser realizados exclusivamente por técnicos especializados e devidamente qualificados. Trabalhos de reparo mal executados podem provocar falhas no sistema e ferimentos consideráveis.

Não ajuda em nada

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