為什麼雨量和光感測器攸關汽車安全？
作者 : Dan Clement，onsemi資深首席應用行銷工程師
雨量和光感測器是小型光電模組，通常位於車輛後視鏡內。這些感測器根據入射的陽光和反射的紅外線閃爍擷取當前的駕駛情況，並透過本地互連網路(LIN)介面向車身控制模組提供資訊，如今已幾乎用於所有的車輛類別。這些模組的安全攸關的功能也有所發展...
雨量和光感測器是小型光電模組，通常位於車輛後視鏡內。這些感測器根據入射的陽光和反射的紅外線閃爍擷取當前的駕駛情況，並透過本地互連網路(LIN)介面向車身控制模組提供資訊。控制模組可利用這些資訊實現各種系統的自動化，如前大燈、擋風玻璃和暖通空調(HVAC)。
雨量和光感測器最初只安裝在高階車款上，作為一種便利功能，透過感測環境光自動開/關大燈。傳統的系統在進入隧道或在非常晴朗的日子裡，常錯誤的觸發雨刷擦拭，這也被稱為幽靈擦拭。
今天的雨量和光感測器模組，幾乎用於所有的車輛類別，其性能有了顯著提高。這些模組的安全攸關的功能也有所發展。
除了前大燈的基本開/關外，現代的雨量和光感測器還可自動切換遠光燈。有選擇地操作遠光燈，讓其他駕駛者可看得更清楚，從而提高能見度和道路上每個人的整體安全。
同樣地，除了基本的開/關雨刷功能之外，還使用了較新的雨量和光感測器。現代化系統還可根據擋風玻璃上的水分含量來控制雨刷速度，包括間歇性延遲，大大增加了安全性，因為駕駛人完全不需動手操作雨刷功能，可更專注於駕駛和觀察路面。
圖1：雨量和光感測器通常安裝在後視鏡後面。
現代雨量和光感測器模組含近紅外線(NIR) LED，透過一個特殊的光學介面照亮擋風玻璃，就像相機中的鏡頭。對近紅外線敏感的光電二極體測量反射光。雨雪產生的訊號反射與透明的擋風玻璃不同，因而可檢測水份。可見光光電二極體測量汽車周圍和車前遠處的日光量——這些資訊用於決定進出隧道的大燈設置。它還有助於減少錯誤觸發。額外的紅外二極體可測量輻射的太陽能，以更好地控制HVAC系統。實施最後一個光電二極體可自動控制抬頭顯示系統(HUD)的背光調光。
圖2：雨量和光感測器擋風玻璃介面示意圖。
安森美(onsemi)的NCV76124雨量和光感測器介面正是為此功能安全和ISO 26262設計的介面。該元件符合ASIL B，並提供完整的安全計畫。該雨量和光感測器需要最少的軟體開銷，透過串列周邊介面(SPI)即可輕鬆控制，並提供更多的感測器通道，具有極高的動態範圍，為現代汽車創造高性能和安全的方案。SPI的可程式設計性支援以一個硬體設定支持各種應用。
圖3：雨量和光感測器方塊圖。
除了雨量和光感測器外，安森美還提供電池保護、系統基礎晶片(SBC)和該系統中使用的NPN雙極電晶體方案。
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