小型自動(dòng)亮度調(diào)節(jié)設(shè)備設(shè)計(jì)

黃勇興

摘 要： 飛機(jī)上的環(huán)境光線的照度變化范圍非常大：在白天照度最高可以達(dá)到幾萬lx，而在夜間照度最低只有零點(diǎn)幾個(gè)lx；且照度的變化動(dòng)態(tài)也很大，例如飛機(jī)在穿越對流層的云層時(shí)，飛機(jī)周圍的環(huán)境光線的照度在數(shù)分鐘內(nèi)變化可以達(dá)到幾千倍。為了在周圍環(huán)境光變化時(shí)人眼仍然能夠清晰且舒適地查看機(jī)上設(shè)備，設(shè)計(jì)了本小型自動(dòng)亮度調(diào)節(jié)設(shè)備。

本文設(shè)計(jì)一種小型自動(dòng)亮度調(diào)節(jié)設(shè)備，能夠根據(jù)飛機(jī)環(huán)境光自動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)上照明設(shè)備亮度。有效降低飛行員的負(fù)擔(dān)，使飛行員將注意力和精力集中在飛行任務(wù)上。

關(guān)鍵詞： 照度；光環(huán)境；自動(dòng)亮度調(diào)節(jié)；調(diào)光曲線

1 引言

目前，直升機(jī)憑借著自身靈活、輕質(zhì)、可在小面積場地垂直起降等特點(diǎn)，軍用領(lǐng)域廣泛應(yīng)用于對地攻擊、機(jī)降登陸、武器運(yùn)送、后勤支援、戰(zhàn)場救護(hù)、偵察巡邏、指揮控制、通信聯(lián)絡(luò)、反潛掃雷、電子對抗等。在民用方面應(yīng)用于短途運(yùn)輸、醫(yī)療救護(hù)、救災(zāi)救生、緊急營救、吊裝設(shè)備、地質(zhì)勘探、護(hù)林滅火、空中攝影等。因此，直升機(jī)飛行環(huán)境復(fù)雜多變，尤其是直升機(jī)頻繁穿越云層、白天飛行、夜間航行等，駕駛艙的光環(huán)境多變。

小型自動(dòng)亮度調(diào)節(jié)設(shè)備是根據(jù)直升機(jī)的特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)的。自動(dòng)亮度調(diào)節(jié)，可以讓艙內(nèi)照明設(shè)備的亮度根據(jù)外部光環(huán)境自動(dòng)變化，減輕飛行員負(fù)擔(dān)，無需頻繁地調(diào)節(jié)亮度，專心進(jìn)行作戰(zhàn)或是完成其他飛行任務(wù)；小型化設(shè)計(jì)，是考慮到直升機(jī)輕質(zhì)化要求，對自動(dòng)亮度調(diào)節(jié)設(shè)備尺寸、重量進(jìn)行優(yōu)化。

2 自動(dòng)亮度調(diào)節(jié)設(shè)備構(gòu)架

設(shè)備由1路機(jī)上正常供電和1路應(yīng)急供電同時(shí)提供電源，這兩路電源直接送給電源轉(zhuǎn)換模塊，經(jīng)電源處理和轉(zhuǎn)換后給內(nèi)部的信號采集模塊、調(diào)光控制模塊以及調(diào)光驅(qū)動(dòng)模塊供電。

光傳感器負(fù)責(zé)測量周圍環(huán)境光的照度；“自動(dòng)/手動(dòng)”切換開關(guān)用于切換自動(dòng)調(diào)光工作模式或者手動(dòng)調(diào)光工作模式；亮度調(diào)節(jié)旋鈕在自動(dòng)調(diào)光工作模式下用于微調(diào)照明設(shè)備的亮度，在手動(dòng)調(diào)光工作模式下用于手動(dòng)調(diào)節(jié)照明設(shè)備的亮度。

信號采集模塊的功能是采集光傳感器輸出的信號，采集“自動(dòng)/手動(dòng)”開關(guān)信號，以及亮度調(diào)節(jié)光編碼器信號，將采集的數(shù)據(jù)通過總線發(fā)送給調(diào)光控制模塊。

3 調(diào)光控制模塊

調(diào)光控制模塊的功能是接收信號采集模塊發(fā)送來的數(shù)據(jù)，根據(jù)光傳感器的數(shù)據(jù)，“自動(dòng)/手動(dòng)”開關(guān)的位置，以及亮度調(diào)節(jié)編碼器信號，結(jié)合內(nèi)置的符合人眼感光特性的“照度-亮度”曲線，通過調(diào)光控制算法計(jì)算出當(dāng)前的亮度控制數(shù)據(jù)，通過總線發(fā)送給調(diào)光驅(qū)動(dòng)模塊。

4 小型化設(shè)計(jì)

針對直升機(jī)照明負(fù)載，設(shè)計(jì)的小型自動(dòng)亮度調(diào)節(jié)設(shè)備，尺寸為204mm×140mm×74mm。重量不大于1.5Kg。具備5路調(diào)光輸出。

結(jié)構(gòu)上采用了小型計(jì)算機(jī)機(jī)箱結(jié)構(gòu)，內(nèi)部利用自復(fù)位楔形鎖緊裝置，保證印制板連接可靠。產(chǎn)品采用了散熱齒設(shè)計(jì)，有效增加散熱面積，提高散熱效果。在箱體零件的拼接處及螺孔處，涂覆導(dǎo)電膠，保證良好的電磁屏蔽效能。

5 應(yīng)用實(shí)例

實(shí)際應(yīng)用時(shí)，為了提高亮度調(diào)節(jié)的可靠性。應(yīng)結(jié)合自動(dòng)、手動(dòng)亮度一體化設(shè)計(jì)。系統(tǒng)構(gòu)架建議設(shè)計(jì)為：調(diào)光控制板+調(diào)光控制設(shè)備。

調(diào)光控制板即為調(diào)光界面，安裝在駕駛艙操縱臺上，調(diào)光控制板上有調(diào)光旋鈕、手/自動(dòng)模式開關(guān)。飛行員通過操作調(diào)光控制板上的開關(guān)和旋鈕，輸出相應(yīng)信號，給調(diào)光控制設(shè)備。

調(diào)光控制設(shè)備安裝在設(shè)備艙，通過采集調(diào)光控制板的信號，進(jìn)行綜合處理，并驅(qū)動(dòng)照明負(fù)載，達(dá)到手動(dòng)、自動(dòng)調(diào)光的目的。

采用該構(gòu)架，在自動(dòng)模式失效后，可以手動(dòng)調(diào)光，大大提高系統(tǒng)的可靠性；同時(shí)，在自動(dòng)模式下，考慮到不同飛行員對亮度的感官差異性，也可以通過調(diào)光旋鈕進(jìn)行亮度微調(diào)。

6 結(jié)語

本文詳細(xì)介紹了一種小型化自動(dòng)亮度調(diào)節(jié)設(shè)備及應(yīng)用。該應(yīng)用尤其適合直升機(jī)調(diào)光。利用該設(shè)備，配備合適的亮度傳感器，能實(shí)現(xiàn)駕駛艙亮度的自動(dòng)控制，大大提升直升機(jī)在復(fù)雜環(huán)境飛機(jī)的舒適性，同時(shí)，減輕了飛行員的操作負(fù)擔(dān)。

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