小型自动亮度调节设备设计

黄勇兴

摘 要： 飞机上的环境光线的照度变化范围非常大：在白天照度最高可以达到几万lx，而在夜间照度最低只有零点几个lx；且照度的变化动态也很大，例如飞机在穿越对流层的云层时，飞机周围的环境光线的照度在数分钟内变化可以达到几千倍。为了在周围环境光变化时人眼仍然能够清晰且舒适地查看机上设备，设计了本小型自动亮度调节设备。

本文设计一种小型自动亮度调节设备，能够根据飞机环境光自动调节机上照明设备亮度。有效降低飞行员的负担，使飞行员将注意力和精力集中在飞行任务上。

关键词： 照度；光环境；自动亮度调节；调光曲线

1 引言

目前，直升机凭借着自身灵活、轻质、可在小面积场地垂直起降等特点，军用领域广泛应用于对地攻击、机降登陆、武器运送、后勤支援、战场救护、侦察巡逻、指挥控制、通信联络、反潜扫雷、电子对抗等。在民用方面应用于短途运输、医疗救护、救灾救生、紧急营救、吊装设备、地质勘探、护林灭火、空中摄影等。因此，直升机飞行环境复杂多变，尤其是直升机频繁穿越云层、白天飞行、夜间航行等，驾驶舱的光环境多变。

小型自动亮度调节设备是根据直升机的特点进行设计的。自动亮度调节，可以让舱内照明设备的亮度根据外部光环境自动变化，减轻飞行员负担，无需频繁地调节亮度，专心进行作战或是完成其他飞行任务；小型化设计，是考虑到直升机轻质化要求，对自动亮度调节设备尺寸、重量进行优化。

2 自动亮度调节设备构架

设备由1路机上正常供电和1路应急供电同时提供电源，这两路电源直接送给电源转换模块，经电源处理和转换后给内部的信号采集模块、调光控制模块以及调光驱动模块供电。

光传感器负责测量周围环境光的照度；“自动/手动”切换开关用于切换自动调光工作模式或者手动调光工作模式；亮度调节旋钮在自动调光工作模式下用于微调照明设备的亮度，在手动调光工作模式下用于手动调节照明设备的亮度。

信号采集模块的功能是采集光传感器输出的信号，采集“自动/手动”开关信号，以及亮度调节光编码器信号，将采集的数据通过总线发送给调光控制模块。

3 调光控制模块

调光控制模块的功能是接收信号采集模块发送来的数据，根据光传感器的数据，“自动/手动”开关的位置，以及亮度调节编码器信号，结合内置的符合人眼感光特性的“照度-亮度”曲线，通过调光控制算法计算出当前的亮度控制数据，通过总线发送给调光驱动模块。

4 小型化設计

针对直升机照明负载，设计的小型自动亮度调节设备，尺寸为204mm×140mm×74mm。重量不大于1.5Kg。具备5路调光输出。

结构上采用了小型计算机机箱结构，内部利用自复位楔形锁紧装置，保证印制板连接可靠。产品采用了散热齿设计，有效增加散热面积，提高散热效果。在箱体零件的拼接处及螺孔处，涂覆导电胶，保证良好的电磁屏蔽效能。

5 应用实例

实际应用时，为了提高亮度调节的可靠性。应结合自动、手动亮度一体化设计。系统构架建议设计为：调光控制板+调光控制设备。

调光控制板即为调光界面，安装在驾驶舱操纵台上，调光控制板上有调光旋钮、手/自动模式开关。飞行员通过操作调光控制板上的开关和旋钮，输出相应信号，给调光控制设备。

调光控制设备安装在设备舱，通过采集调光控制板的信号，进行综合处理，并驱动照明负载，达到手动、自动调光的目的。

采用该构架，在自动模式失效后，可以手动调光，大大提高系统的可靠性；同时，在自动模式下，考虑到不同飞行员对亮度的感官差异性，也可以通过调光旋钮进行亮度微调。

6 结语

本文详细介绍了一种小型化自动亮度调节设备及应用。该应用尤其适合直升机调光。利用该设备，配备合适的亮度传感器，能实现驾驶舱亮度的自动控制，大大提升直升机在复杂环境飞机的舒适性，同时，减轻了飞行员的操作负担。

参考文献

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