▌01 發光碟

1.背景介紹

光電信標 是用于 全國大學生智能車競賽 中的信標所使用的比賽信標，它通過紅色、紅外引導車模追逐點亮的信標運動，這個比賽可以單個車模運行、也可以兩個車模進行對抗比賽，

在 第十六屆智能車競賽 中，信標組采用 無線充電并導航 ，在 節能充電信標 上包括有三種信號用于導航：

• 紅色LED
• 紅外LED
• 高頻無線信號（100kHz ~ 200kHz）

其中的紅色與紅外LED導航信號采用與最初的光電信標相同的方式，

本文對于最初的光電信標特性進行測驗，對節能充電信標中的光電盤的設計提供資料，

2.發光碟結構

光電信標的發光碟包括有12組LED以及IRLED的發光組，LED發光組與IRLED發光組之間相互并聯，通過介面連接在驅動板的+7V以及LED，IRLED的驅動MOS管的D極，

▌02 發光碟測量

1.整體特性

（1）紅色與紅外LED的作業電壓與電流之間的關系

（2）單個LED+R的作業電壓與電流

在供電電壓U1=7V，情況下，測量發光碟上每個發光組的限流電阻以及發光二極管的電壓，

紅外LED：

限流電阻(200Ω)電壓：5.584V
LED電壓：1.337V
作業電流：Iled=5.584/200=27.92mA

紅色LED：

限流電阻（200Ω）電壓：4.965V
LED電壓：1.944V
作業電流：Iled=4.965/200=24.83mA

▌03 無線節能發光碟

由于 新版無線節能信標 的作業電壓為+24V，所以為了提高發光碟的效率，將會采用串聯的方式進行設計，如果保證LED的作業電流與原來的光電發光碟相同，下面設計相應的限流電阻，

新版無線節能信標上的紅色LED與紅外LED的配置如下圖所示，包括一組有八個紅外LED組成可見光燈組與兩組紅外LED組，

1.紅色LED

包括八組紅色LED，對應的LED25mA左右，對應的所有LED的電壓為： U L E D × 8 = 1.944 × 8 = 15.552 V U_{LED \times 8} = 1.944 \times 8 = 15.552V ULED×8?=1.944×8=15.552V

對應限流電阻總電壓： U R × 8 = 24 ? U L E D × 8 = 24 ? 15.552 = 8.448 V U_{R \times 8} = 24 - U_{LED \times 8} = 24 - 15.552 = 8.448V UR×8?=24?ULED×8?=24?15.552=8.448V

電阻阻值： R 8 = U R × 8 0.025 = 8.448 0.025 = 337.92 Ω R_8 = {{U_{R \times 8} } \over {0.025}} = {{8.448} \over {0.025}} = 337.92\Omega R8?=0.025UR×8??=0.0258.448?=337.92Ω

單個電阻為：

R 1 = R 8 8 = 337.92 8 = 42.24 R_1 = {{R_8 } \over 8} = {{337.92} \over 8} = 42.24 R1?=8R8??=8337.92?=42.24

可以選擇：R1 =42歐姆，

2.紅外LED

紅外LED采用六個LED+R串聯，對應的LED上，在28mA左右，對應的LED電壓為：
U I R × 6 = 1.337 × 6 = 8.022 V U_{IR \times 6} = 1.337 \times 6 = 8.022V UIR×6?=1.337×6=8.022V

所有IRLED限流電阻上的電壓為： U R × 6 = 24 ? U I R × 6 = 24 ? 8.022 = 15.978 V U_{R \times 6} = 24 - U_{IR \times 6} = 24 - 8.022 = 15.978V UR×6?=24?UIR×6?=24?8.022=15.978V

對應每個電阻上的電壓： U 1 = U R × 6 6 = 15.978 6 = 2.663 V U_1 = {{U_{R \times 6} } \over 6} = {{15.978} \over 6} = 2.663V U1?=6UR×6??=615.978?=2.663V

則限流電阻： R 1 = U 1 0.028 = 2.663 0.028 = 95.107 Ω R_1 = {{U_1 } \over {0.028}} = {{2.663} \over {0.028}} = 95.107\Omega R1?=0.028U1??=0.0282.663?=95.107Ω

可以取限流電阻R1=100Ω，

▌結論

通過對于原來的光電信標組的發光碟上的作業條件，分別針對新版的LED燈盤上的限流電阻進行計算，

對于紅色LED選擇限流電阻R1=42歐姆；
對于紅外LED選擇限流電阻：R1=100歐姆；

■ 相關文獻鏈接:

• 信標組裁判系統原理與實作
• 智能車競賽相關的教高司公函：公函[2005]201號文、教高司[2005]13號
• 第十六屆全國大學智能汽車競賽競速比賽規則
• 使用LCC網路補償設計無線功率系統
• 節能信標燈設計第一版本：預備實驗