Светлинните източници за автомобила са основна система, което позволява да се повиши нивото на безопасност на превозното средство и управляемостта на машината в условия на ограничена видимост.
Естествено, производителите на автомобили се опитват непрекъснато да подобряват своите технологии за осветление: първоначално се използват конвенционални, след това започват да се използват светодиодни източници и светодиоди, сега се стигна до лазерни фарове за автомобили.
Принципът на работа и устройството на лазерните фарове
Някои хора гледат научнофантастични филмии след като чуха първите новини за появата на лазерни фарове за кола, те алармираха - този източник на светлина, казват те, не само ще заслепи насрещните шофьори, но и ще повлияе негативно на ретината на човешкото око, унищожавайки го.
Всъщност разработчиците на тази технология са решили този проблем отдавна, благодарение на специален подход към дизайна на техните системи и принципа на тяхната работа:
- Лазерите се използват само за загряване специален елемент- фосфор.
- Фосфорът при нагряване се превръща в най-силния източник на светлина, който фокусира пътя и позволява ефективното му осветяване.
В допълнение, разработчиците са внедрили следните принципи в своите лазерни фарове за мъгла:
- Автоматично изключване на оборудването, в случай на попадане на автомобил в пътнотранспортно произшествие, при което фаровете могат да бъдат повредени.
- Наличието на специални сензори, които четат информация за всички предстоящи обекти и промени в конфигурацията на пътя. След това компютърна системапревозното средство може да взема независими решения за намаляване на интензитета на излъчвания светлинен лъч.
Технологични ползи
Ясно е, че подобни източници на светлина автоматично повишават първоначалната цена на превозното средство, на което ще бъдат експлоатирани. Следователно шофьорите имат напълно логичен въпрос - какви предимства ще осигури тази технология? Има няколко от тях:
- Чисто осветление - източникът дава абсолютно бяла светлина, която изобщо не изкривява обектите и техните очертания.
- Лазерните фарове са в състояние да осветяват пътя на разстояние до 600 метра.
Последният фактор е много важен, тъй като ви позволява да се движите през нощта извън границите на града за доста време високи скоростикато в същото време осигурявате на себе си и на автомобила приемливо ниво на безопасност.
История на появата и развитието
Първо официална информацияза тази технология се появи през 2011 г. Не е изненадващо, че две известни немски компании, BMW и AUDI, станаха пионери в тази посока на развитие на автомобилни осветителни системи.
Първите бяха представители на BMW, които през 2011 г. представиха на световната общественост концептуален превозно средствонаречен i8, който получи подобна технология във висококачествено оборудване. Точно три години по-късно немският спортен автомобил стъпва на сцената серийно производствои днес е достъпен за хората, разбира се, за доста висока сума пари от десет милиона рубли и повече.
Audi представи своята версия няколко месеца по-късно, през същата 2011 година. Но, за разлика от конкурентите, беше веднага производствен модел R18 E-tron Quattro. В същото време автомобилният производител представи следващата си концепция (Sport Quattro Laserlight) с подобна светлинна система.
Тоест на този моментвреме хората, които мечтаят да имат собствен автомобил, оборудван с лазерни светлинни източници, могат да избират само от ограничен брой марки автомобили, произведен от две немски компании - всички останали автомобилни производители все още не са обявили разработването на подобни технологии.
В сравнение с фаровете с други източници на светлина (нажежаема жичка, газоразрядни, класически светодиоди), лазерите имат цяла линияПолзи. Лазерното лъчение има висока пространствена кохерентност, т.е. лъчението може да бъде насочено под формата на тесен лъч.
Лазерните фарове обаче всъщност не са лазери с бяла светлина, а флуоресцентни източници, осветени от мощни сини или ултравиолетови полупроводникови лазери.
Всъщност има лазери бял цвятбазирани на ефекта на генериране на суперконтинуум, но използването им във фарове стокова коланевъзможно поради много високата цена (над $10 000 на брой).
Използването на лазерно фосфорно осветление направи възможно създаването на много ярки и компактни фарове с тесен лъч.
Лазерните фарове са най-компактните от всички съществуващи. Светлоизлъчващата повърхност на излъчващия фосфор е сто пъти по-малка от тази на конвенционалния светодиод. Следователно при еднаква светлинна мощност лазерният фар се нуждае от рефлектор с диаметър 30 mm, за ксенон - 70 mm, а за халогенна лампа - 120 mm. Благодарение на това лазерните фарове могат да бъдат направени много по-малки, без да се губи ефективността на осветяване на пътя. В случая на BMW i8 височината на рефлектора е намалена от 9 сантиметра на по-малко от 3 сантиметра. Въпреки че дизайнерите все още не планират да го намалят, тъй като новите функции ще позволят по-удобно позициониране на фаровете, моделиране най-добър дизайнкола.
Лазерната челна светлина ще работи в тандем с "цифров асистент", който предотвратява заслепяването на водачите на насрещни и преминаващи автомобили. Лазерната оптика осигурява по-прецизна форма на светлинния лъч, което прави предна светлинапо-безопасно и по-удобно за шофьорите, движещи се в обратна посока.
В корпуса на всеки фар има три източника на лазерно лъчение с мощност около 1 W всеки. Лъчите се насочват посредством система от огледала към елемент от флуоресцентен материал. Когато последният абсорбира енергия, се отделя бяло сияние, от което се образува светлинен лъч.
LED показалка
Лазерната технология в автомобилното осветление накара баварците да създадат друга интересна технология, наречен Dynamic Light Spot - динамично точково осветление. Нова системаспособен да засече пешеходец или друго препятствие на пътя и да насочи към него усилен светлинен лъч. Така водачът получава информация за потенциалната опасност. Освен това такъв намек изскача преди обектът да се появи в лъчите на късите светлини. Следователно водачът получава преднина от няколко секунди или десетки метри, което често не е достатъчно, за да намали скоростта или да заобиколи човек. Системата Dynamic Light Spot може да държи множество обекти в полезрението. Веднага щом човек или животно попадне в обектива на инфрачервена камера, лъч светлина веднага се насочва към него.
Лазерните фарове са високотехнологична светлинна оптика, която е в списъка с желания на всички напреднали шофьори. Всички знаят, че тези устройства предпазват водачите от инциденти и са доста удобни в мъгливо време, но имат и някои недостатъци. Повече за това по-долу.
[ Крия ]
Устройство за лазерна оптика
Сравнително ново устройство, което се появи през 2014 г., но вече спечели упоритата и пламенна любов на шофьорите - лазер фар против мъгла. Монтират се в зависимост от челната оптика или габаритните светлини.
Често можете да ги намерите зад колата, а изборът за монтаж е богат:
- под бронята на автомобила;
- зад колата директно под спойлера;
- под или на дъното на автомобила.
Лазерните светлини са добри, защото се виждат от движещите се отзад автомобили при всякакви метеорологични условия. Струва си да спрете и устройствата оставят яркочервена ивица, която пробива през мъглата и се вижда идеално през дъжда, като по този начин казва на водачите на автомобили, които се движат отзад, че също трябва да намалят скоростта и да спазват дистанция.
Устройството е достатъчно малко и следователно почти невидимо, за да се притеснявате колко хармонично ще изглежда устройството на колата.
Принцип на действие
Това устройство се основава на Основната задача на такъв фар е валежите да не падат върху него, тъй като оптиката е в неудобно положение - под линията на мъглата.
Принципът на работа на лазерните фарове е абсолютно същият: може да се каже, че те отчитат местоположението на замръзване. Светлината лежи директно на пътя с червена лента, сигнализираща за останалите шофьори. Въпреки факта, че светодиодите действат като светлина, благодарение на която работи лазерът, фаровете не са източник на светлина, а елемент на захранване с енергия.
Независимо какъв е фарът, вътре в него атомите на активното вещество консумират определено количество енергия, превръщайки го във фотони. Например, устройство с нажежаема жичка има волфрамова нишка, която излъчва светлина при нагряване. Този принцип е модифициран и трансформиран. Лазерните фенери могат да осигурят мощност, която е няколко пъти по-висока от мощността на основните. ксенонови лампи(автор на видеото е Techno Drive).
Предимства и недостатъци на използването
Ползите са очевидни:
- В сравнение с конвенционалното устройство цената на електроенергията ще бъде същата, но яркостта на лазерната лампа ще бъде много по-висока.
- Прототипните лазерни светлини за модела BMW произвеждат 1.7-1.8 интензитет на светлината повече, като се има предвид, че мощността е с 50% по-ниска от конвенционалните устройства.
- Тази оптика е създадена с помощта на висока технология, и следователно неговата "видимост" е не само по-ясна, но и по-далеч, в сравнение с ксенонови фарове.
- Като част от оптиката са микроконтролери, които ограничават посоката на светлинния лъч. Този механизъм предпазва други драйвери от смущения.
Въпреки факта, че има много плюсове, има и минуси, както във всеки друг техническо оборудване. Очевидният недостатък е цената. За да си позволите такава оптика трябва да правите добри пари. Освен това не всяка кола наистина се нуждае от такива "звънци и свирки". Друг недостатък е, че е почти невъзможно да направите такова устройство със собствените си ръце.
Производители
Тези устройства се произвеждат директно от производителите на автомобили. Както бе споменато по-горе, напр. Фирма BMWи Audi. Засега инсталацията е оперативно решение, тъй като рядко присъства в масовите модели машини. Разработчиците на LED технология, включително Philips, също действат като производител.
Как да направите свои собствени лазерни фарове?
Малко по-високо беше казано, че е почти невъзможно да се направи такава висококачествена оптика, но надеждата умира последна. Като устройство можете да използвате частичното въвеждане на диоди в автомобилната оптика. Това ще даде някакъв резултат.
Някои автомобилни ентусиасти предлагат свои собствени техники, където използват диод от DVD-RW плейър устройство като устройство. В този случай устройството е инсталирано в нишата на мъглата или спирачната светлина. След като дизайнът е заварен, поради което лъчът се регулира благодарение на шаблон, изрязан от картон. Преди да започнете тази старателна работа, е необходимо да определите характеристиките на лампите.
Заключение
В заключение можем да кажем, че въпреки че в момента е проблематично да ги закупите и е трудно да направите лазерни фарове със собствените си ръце, не трябва да пренебрегвате последната точка. Усъвършенстването на фаровете също ще намали риска от шофиране през нощта и в мъгла.
Лазерен фар за кола е чудесно решение. Въпреки факта, че не всички шофьори са наясно с такова нововъведение и могат да бъдат изненадани. Във всеки случай това ще спаси колата от сблъсък.
Не забравяйте да запомните, че ъгълът на цилиндъра трябва да се регулира внимателно. В противен случай, когато ударите хълм, светлинната лента ще удари точно предно стъклозад движеща се кола.
Изчаках да се стъмни, подкарах суперавтомобила Audi R8 LMX по немските крайградски пътища далеч от Инголщад, оставих всички да минат, включих далечния - и ... къде е обещаното лазерна светлина? Работи само след 60 км/ч, а осветената зона е почти удвоена - до шестстотин метра! Свети само в същото време ... не съвсем лазер.
Имаше маслени автомобилни фарове, след това ацетиленови, след това с лампи с нажежаема жичка, след това газоразрядни и LED. А сега и с лазери! Те се появиха почти едновременно на BMW i8 и на Audi R8 LMX. Букви LMX - в чест на Льо Ман. В края на краищата тази година победоносните автомобили на Audi за първи път бяха оборудвани с "лазерна" оптика на главата, а сега нейната серийна версия се пуска на пътя R8 във версията "Le Mans".
Само 99 от тези купета ще бъдат пуснати в продажба, които се различават от серийна версия V10 plus (AR No. 19, 2013) с усилен двигател (570 к.с. вместо 550 к.с.), части от каросерията от карбон (спойлери, задно крило, корпуси на огледалата и др.), спортни атрибути в кабината и специално синьо оцветяване. IN Германия Audi R8 LMX се продава за 210 000 евро - с 35 000 повече от оригиналната версия V10 plus. И около половината от тази надценка е само за "лазерната" светлина!
Сравнение на лъча на фаровете на Audi R8 LMX
Защо в кавички?
Какво е лазер? Накратко, това е квантов генератор, който произвежда излъчване в оптичния диапазон с монохроматичност и кохерентност, недостижими за други източници на светлина.
Монохроматичността, тоест постоянството на цвета на лъча, е следствие от фиксирана дължина на вълната. Тоест, лазерният лъч може да бъде или червен, или син, или ... Но изобщо не бял, тъй като бялата светлина, която е необходима за осветяване на пътя, е ахроматична. Бялата светлина няма собствена дължина на вълната и се получава чрез смесване на поне три монохроматични лъчения (например червено, зелено и синьо - както в телевизионните кинескопи).
А кохерентността е синхронът на вълновите трептения в различни точки в пространството и вътре различно време. Помислете за лазерни показалки, които работят с конвенционални батерии. Мощността на такъв лазер е не повече от 5 миливата, но лъчът достига няколко километра, докато на повърхността на „насочването“ се вижда само малко осветено петно.
Но за автомобилни фаровенапротив, имате нужда от дифузен източник на светлина, за да осветите голяма площ пред колата!
В същото време дори евтините лазерни показалки са опасни за очите: лъч, концентриран в една точка, уврежда трайно клетките на ретината. И с увеличаването на мощността кожата и дори неорганичните материали също попадат в „рисковата група“.
И така, как инженерите немска фирма Osram, който разработи нови фарове както за Audi, така и за BMW, успя ли да адаптира лазера за осветяване на пътя?
Косвено. Във фаровете на Audi R8 LMX има лазери, но лъчите им не излизат извън корпусите!
Вижте раздела за "лазерна" светлина? И тя е! Цевта на лазерно-фосфорния "пистолет" (показана със стрелката) е с диаметър само 2 см и е покрита с миниатюрни щори, които се отварят по команда електронен блоккогато е включен
Първо, оптиката на главата тук е предимно LED: полупроводниковите източници на светлина са отговорни както за късите, така и за дългите светлини. Но освен това всеки фар има четири миниатюрни лазерни диода с мощност 1,6 W всеки (в Фарове BMW i8 има три такива диода - и този е единственият фундаментална разликаот Audi). Лазерите генерират тънки лъчи с размер на косъм от син цвят(дължина на вълната - 450 Nm). С помощта на лещи тези лъчи се събират в едно и ... попадат върху луминофора - жълта фосфорна плоча с площ от само 0,5x0,5 mm. Това е истинският източник на светлина! Поглъщайки енергията на лазерното лъчение, той излъчва лъч от практически бяла светлина (цветна температура - 5500 K), който пада върху пътя през система от рефлектори.
Многостепенна система за сигурност, която прекъсва захранването при най-малката повреда или „подозрение“ за извънредна ситуация, предпазва от излизане на „чисти“ лазерни лъчи навън. Щори във фаровете също са част от тази система.
Тоест лазерът тук е само източник на енергия и е по-правилно да наричаме такива фарове лазерно-люминофорни. И ако смятате, че "лазерната" секция автоматично се свързва с LED само след 60 км / ч, тогава ... Засрамете се, Osram? Но на кого му пука за техническата изправност в наши дни? Тези фарове няма да ги наречете "LED-лазерно-фосфорни". Дълъг и неясен. И кажете "лазер" - и уау ефектът е гарантиран!
И коя технология е по-добра?
Днес - матрица, - без капка съмнение отговаря Щефан Берлиц, главен специалист по фаровете на Audi.
Хер Берлиц има предвид LED оптиката на Audi Матричен светодиод, който е инсталиран например на Audi A8 (AR No. 21, 2013): 25 мощни компютърно управлявани светодиода автоматично регулират формата на светлинния лъч, като избягват заслепяването на насрещните водачи. Лазерно-фосфорната оптика не може да направи това. Но удря на 500-600 метра! А стандартните LED фарове на Audi R8 са с обявен обхват от едва около 300 м.
Но LED матрични фаровеНа обновен мерцедес CLS (AR № 15-16, 2014 г.) „според паспорта“ свети на 485 м, само малко по-нисък от лазерните фарове на Audi.
И ние, и колегите от Mercedes вече сме се научили да правим добро LED фарове, обяснява Стефан Берлиц. - А "лазерната" светлина може да се похвали само с далекобойност и миниатюрен размер. Но току-що започнахме да работим по него, ще бъде по-интересно!
Без съмнение. След всичко, ксенонови фаровев началото бяха изключително скъпи, а сега са вчерашни. И бъдещето е или LED или фосфор. И определено ярко.
Наскоро Audi представи нова версияСуперавтомобил R8. Тя получи обозначението LMX. Новостта беше оборудвана с фарове, чийто дизайн съдържа лазерни светодиоди. Според представители на марката купето LMX може да се счита за първото в света сериен автомобилоборудвани лазерна оптика"от фабриката".
Скоро трябва да излезе и хибридният суперавтомобил BMW i8, чийто прототип беше представен през 2011 г. Това превозно средствоще получи и лазерни фарове, но само като опция. Въпросът е опасно ли е? нова технологияза очите, и дали е препоръчително да се прилага на практика. Ще се опитаме да отговорим на подобни въпроси допълнително.
Дизайн
всеки фар ауди LMX съдържа масив от четири светодиода. Лазерният лъч, идващ от всеки светодиод, удря фосфора, който излъчва видима светлина с температура 5500 K. Светлинният поток, излъчван от фосфора, е по-скоро светлина халогенни лампи, и няма нищо общо с лазерното лъчение. Това означава, че иновативната оптика не представлява никаква опасност за човешкото око, въпреки факта, че основният източник на енергия в нея е лазерът.
Въпросът е защо са необходими всички тези сложности като лазери, фосфоресциращ екран и т.н. Всъщност диапазонът на осветяване, получен с помощта на лазерни модули, е два пъти по-голям от този на LED или ксенон. Което е добър аргумент за приложението на въпросната технология именно в автомобилната оптика. Разбира се, лазерната светлина с голям обсег не може да се използва, когато се използва режим на къси светлини. Това може да се счита за още една гаранция, че новата технология е безвредна.
Само в суперколи
Малко вероятно е обсъжданата тук технология в действителност да бъде широко разпространена. лазерни светлини в автомобил Ауди LMX-ите се активират при скорост от 60 км/ч, но суперавтомобилът има система, която засича приближаващите автомобили и изключва лазерния модул, ако е необходимо. Със сигурност такава кибернетична система е скъпа и без наличност подобни системиизползване лазерна оптикаще бъде незаконно.
