Iseled ist eine offene Allianz, die gegründet wurde, um den Anwendern von Anfang an ein ganzes Ecosystem für die Entwicklung von Produkten auf Basis dieser neuen LED-Plattform bereitzustellen. Bereits im Cover-Interview mit AUTOMOBIL-ELEKTRONIK hatte Inova-Geschäftsführer Robert Kraus weltweit erstmals die neue Technologie vorgestellt.

Die Iseled-Allianz

Das Logo der Iseled-Allianz.

Das Logo der Iseled-Allianz. Inova Semiconductors

Ziel der Iseled-Allianz ist die Entwicklung und Umsetzung von LED-Produkten und -Lösungen für den Einsatz im Fahrzeug. Grundlage dafür ist ein völlig neues Konzept für die Steuerung und Überwachung der LED. „Dieses Konzept senkt die Kosten, vereinfacht die Ansteuerung der LEDs und erweitert die Funktionalität des Ambiente-Lichts um Informations- und Warn-Funktionen“, kommentiert Robert Kraus.

Robert Isele, Leiter Ambientes Licht und Baukasten Innenleuchten bei der BMW AG, erklärt: „Im Austausch mit unseren Kunden haben wir das Feedback bekommen, dass neue Lichtfunktionen bei Kunden Begeisterung auslösen und deshalb ein weiterer Ausbau gewünscht wird. … Eine neue LED-Technologie muss eine einfach zu realisierende und applikationsfähige Lösung für die Herausforderungen der LED-Innenraumbeleuchtung im Fahrzeug bieten. Wir wollen vermeiden, dass jede einzelne LED einzeln in der Komponente kalibriert werden muss.“ Die Gründungsmitglieder der Iseled-Allianz sind die Unternehmen Inova Semiconductors, Dominant Opto Technologies, NXP und TE Connectivity sowie die Hochschule Pforzheim.

Die Iseled hat das Potenzial, die Innenraumbeleuchtung massiv zu verändern.

Die Iseled hat das Potenzial, die Innenraumbeleuchtung massiv zu verändern. Inova Semiconductors

Angesichts des unaufhaltsamen Trends hin zum autonomen Fahren wird die Beleuchtung eine immer wichtigere Rolle spielen. „Meine persönliche Aufgabe im Rahmen dieses innovativen Projekts war es, in der Planungs- und Definitionsphase die theoretische und praxisnahe Basis für die Projektumsetzung zu schaffen“, erläutert Prof. Dr. Karlheinz Blankenbach von der Hochschule Pforzheim. „In Zukunft wird nicht nur die Innenraumbeleuchtung eine immer größere Rolle spielen. Entscheidend wird auch sein, dass Fahrzeuge in der Lage sind, mit ihrer Umwelt zu kommunizieren. So halte ich es aus Gründen der Sicherheit für angezeigt, dass etwa autonome Fahrzeuge in der Lage sind, Fußgängern zu signalisieren, dass sie gesehen wurden. Gleichzeitig sollten wir uns dabei nicht allein auf Anwendungen im Automobilbereich beschränken.“

Ansteuerdynamik

Im Video erklärt: Die neue LED-Technologie von Inova

Die neueste Generation der Innenraumbeleuchtung im Fahrzeug besteht in der Regel aus einem flexiblen Kupferstreifen mit 10 bis 30 RGB-LEDs. Jede davon hat je eine rote, grüne und blaue LED und bildet so ein Lichtpixel, das mit einer Auflösung von 24 Bit (3 x 8 Bit) mehr als 16 Millionen verschiedene Farben wiedergeben kann. Derzeit ist zur individuellen Ansteuerung der RGB-LEDs eines LED-Streifens ein Mikrocontroller erforderlich, in dem die Kenndaten jeder einzelnen LED abgelegt sind. Deshalb ist eine solche Lösung in der Regel zu aufwändig und zu teuer für den großflächigen Praxiseinsatz. Darüber hinaus besteht derzeit keine Möglichkeit, Kenndaten der einzelnen LEDs wie Temperatur etc. im Betrieb abzufragen, um die korrekte Funktion feststellen zu können.

Robert Kraus (Inova, links) im Gespräch mit Chefredakteur Alfred Vollmer: „Mit dieser Lösung wird die doch etwas mimosenhafte analoge LED zu einer rein digital ansteuerbaren Komponente, und damit werden die Preise auf Systemebene deutlich sinken.“

Robert Kraus (Inova, links) im Gespräch mit Chefredakteur Alfred Vollmer: „Mit dieser Lösung wird die doch etwas mimosenhafte analoge LED zu einer rein digital ansteuerbaren Komponente, und damit werden die Preise auf Systemebene deutlich sinken.“

Das Iseled-Konzept wird ganz neue Möglichkeiten für den Einsatz von LED-Licht im Fahrzeug schaffen: Grundlage dafür ist ein kompakter und „intelligenter“ LED-Controller von Inova, den Dominant Opto Technologies zusammen mit drei farbigen LEDs in ein 2,8 x 4,1 x 0,65 mm3 „großes“ Gehäuse integriert. NXP steuert einen geeigneten Mikrocontroller bei.

Auf Grundlage der Erfahrungen, die Inova bei der Entwicklung seines Kommunikationsstandards APIX sammeln konnte, hat das Unternehmen ein Highspeed-Kommunikationsprotokoll entwickelt, mit dem jede LED einzeln angesprochen werden kann. Mit Datenraten von bis zu 2 MBit/s ermöglicht dieses neue Protokoll blitzschnelle, dynamische Beleuchtungseffekte.

Robert Kraus, CEO von Inova Semiconductors beschreibt das Potenzial von Iseled so: „Wahrscheinlich erleben wir gerade die Entstehung eines neuen LED-Standards für die Automobilindustrie.“

Der intelligente LED-Controller von Inova bietet unter anderem Kalibrierfunktionen, die sicherstellen, dass alle LEDs über den gesamten Temperaturbereich hinweg dieselbe Farbe und Helligkeit wiedergeben. Dies wiederum sorgt für eine einheitliche Ausleuchtung im gesamten Auto, zumal auch größere Fertigungstoleranzen der LEDs vollständig kompensiert werden sollen. Ein einziger Mikrocontroller kann dabei einen LED-Streifen mit theoretisch bis zu 4.096 LEDs ansteuern.

Iseled: Die Technik

Bei Iseled sind keine Kalibrierungen oder Look-Up-Tabellen mehr nötig.

Bei Iseled sind keine Kalibrierungen oder Look-Up-Tabellen mehr nötig. Inova Semiconductors

Das erste Produkt besteht aus einem Controller von Inova mit einer bidirektionalen seriellen Kommunikations-Schnittstelle, die bis zu 4096 in Serie geschaltete LEDs ansteuern kann. Dieser Controller wird von Dominant Opto Technologies zusammen mit drei LEDs (rot, grün und blau) in ein kompaktes Gehäuse integriert und dann bereits werksseitig auf den gewünschten Weißpunkt kalibriert.

Zur Ansteuerung der roten, grünen und blauen LEDs ist der Controller mit Konstantstromquellen ausgestattet. Die Farbe der RGB-LED kann mit einer Auflösung von 24 Bit (3 x 8 Bit) eingestellt werden. Um Temperatureinflüsse und Fertigungstoleranzen auszugleichen, lässt sich die Helligkeit jeder einzelnen LED mit einer Auflösung von 12 Bit einstellen.

„Unser Unternehmen versorgt die Automobilindustrie mit passenden LEDs. Dementsprechend begeistert waren wir über die Chance, an einem solch prestigeträchtigen und bahnbrechenden Projekt mitzuwirken“, sagt Tek Beng Low, Senior Vice President bei Dominant Opto Technologies. „Aus unserer Sicht ist Iseled ein wahrer Segen für den Bereich der Automotive-LEDs und wir freuen uns darauf, wenn diese innovative Technologie den Massenmarkt erobern wird.“

Bis zu 4096 LEDs lassen sich über eine serielle Leitung ansteuern.

Bis zu 4096 LEDs lassen sich über eine serielle Leitung ansteuern. Inova Semiconductors

Der „extrem geringe Wärmewiderstand des Gehäuses“ sei um 30 % niedriger als bei vergleichbaren Produkten und senke den Stromverbrauch dank der höheren Lichtausbeute der kühleren LEDs. Ein eingebauter Temperatursensor sorgt dabei für die erforderliche Präzision, und sowohl die Kalibrierwerte der Konstantstromquellen als auch die Messwerte für die Temperaturkompensation werden in einem nichtflüchtigen Speicher im Controller abgelegt. Eine wichtige Voraussetzung für eine völlig einheitliche Farb- und Helligkeitswiedergabe jeder einzelne LED auf dem Streifen und damit einer echt „digital“ ansteuerbaren LED.

Muster des ersten Prototyps dieser intelligenten Mehrfarb-LED werden im ersten Quartal 2017 bei Dominant Opto Technologies verfügbar sein.