Elektronisk lösning för effektiv växling mellan IR och synligt ljus i övervakningskameror
2025 (Swedish)Independent thesis Basic level (professional degree), 10 credits / 15 HE credits
Student thesis
Abstract [sv]
Detta examensarbete syftade till att utveckla och utvärdera en energieffektiv LED-strömregulator med hårdvarubaserad växling mellan infrarött (IR) och vitt ljus, avsedd för övervakningssystem. Målet var att minska effektförluster och ineffekt jämfört med en befintlig lösning samt att testa en alternativ IR-LED-komponent med högre verkningsgrad. Systemet bygger på en synkron buck-omvandlare och en växlingskrets med BJT-baserad logisk styrning samt MOSFET-baserad effektväxling, helt utan programmering. Utvecklingsarbetet inleddes med analys av den befintliga lösningen, varefter en ny krets konstruerades och testades. Funktionella och icke-funktionella krav verifierades genom praktiska mätningar av effektförbrukning, verkningsgrad och strömrippel med digitala multimetrar och oscilloskop. Växlingslogiken testades både manuellt och integrerat i en prototyp med rörelsesensor. EMC-test enligt EN 55032 klass A utfördes i avskärmad miljö, med fokus på ledningsbundna emissioner under statisk drift.Resultaten visade att effektförlusten minskade med 12.85% och ineffekten med upp till 50.9% vid användning av en alternativ IR-LED med högre verkningsgrad. Växlingsfunktionen fungerade tillförlitligt vid rörelsedetektering upp till 8 meters avstånd, och EMC-nivåerna höll sig under gränsvärden. Systemet bidrar till hållbar energianvändning genom att endast aktivera vitt ljus vid behov, vilket minskar både energiförbrukning och ljusförorening. Slutsatsen är att systemet uppfyller samtliga uppställda krav och erbjuder förbättrad energieffektivitet och funktion utan mjukvaruberoende.
Abstract [en]
This thesis aimed to develop and evaluate an energy-efficient LED-driver with hardware-based switching between infrared (IR) and white light, designed for surveillance systems. The goal was to reduce power losses and reactive power compared to an existing solution, as well as to test an alternative IR-LED component with higher efficiency. The system is based on a synchronous buck converter and a switching circuit with BJT-based logic control and MOSFET-based power switching, operating entirely without software programming. The development process began with an analysis of the existing solution, followed by the design and testing of a new circuit. Functional and non-functional requirements were verified through practical measurements of power consumption, efficiency, and current ripple using digital multimeters and oscilloscopes. The switching logic was tested both manually and integrated into a prototype with a motion sensor. EMC testing according to EN 55032 Class A standards was conducted in a shielded environment, focusing on conducted emissions during static operation. The results showed a 12.85% reduction in power loss and up to 50.9% reduction in input power when using the alternative high-efficiency IR-LED. The switching function operated reliably for motion detection up to 8 meters, and EMC levels remained below threshold limits. The system contributes to sustainable energy use by activating white light only when needed, reducing both energy consumption and light pollution. The conclusion is that the system meets all specified requirements and offers improved energy efficiency and functionality without software dependency.
Place, publisher, year, edition, pages
2025.
Keywords [en]
LED driver, buck converter, switching circuit, motion sensor, energy efficiency, EMC, infrared lighting, white light.
Keywords [sv]
LED-strömregulator, Buck-omvandlare, Växlingskrets, Rörelsesensor, Energieffektivitet, EMC, Infraröd belysning, Vitt ljus.
National Category
Electrical Engineering, Electronic Engineering, Information Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:hh:diva-56448OAI: oai:DiVA.org:hh-56448DiVA, id: diva2:1970180
External cooperation
Axis Communications
Educational program
Electrical Engineer, 180 credits
Supervisors
Examiners
2025-06-182025-06-162025-10-01Bibliographically approved