منابع نور برای خودرو هستند مهمترین سیستم، امکان افزایش سطح ایمنی خودرو و قابلیت کنترل خودرو در شرایط دید محدود را فراهم می کند.
به طور طبیعی، خودروسازان در تلاش هستند تا به طور مداوم فناوری های روشنایی خود را بهبود بخشند: در ابتدا آنها از انواع معمولی استفاده می کردند، سپس شروع به استفاده از منابع LED و دیودهای ساطع کننده نور کردند و اکنون به چراغ های لیزری برای اتومبیل ها رسیده است.
اصل کارکرد و طراحی چراغ های جلو لیزری
برخی از مردم، به اندازه کافی دیده اند فیلمهای علمی تخیلیو با شنیدن اولین اخبار در مورد ظهور چراغ های لیزری برای اتومبیل ها ، آنها زنگ خطر را به صدا درآوردند - به گفته آنها ، این منبع نور نه تنها رانندگان روبرو را کور می کند ، بلکه بر شبکیه چشم انسان نیز تأثیر منفی می گذارد و آن را از بین می برد.
در واقع، توسعه دهندگان چنین فناوری مدت ها پیش این مشکل را به لطف رویکرد ویژه در طراحی سیستم های خود و اصل عملکرد آنها حل کردند:
- لیزر فقط برای گرم کردن استفاده می شود عنصر خاص- فسفر
- فسفر هنگامی که گرم می شود به یک منبع نور قدرتمند تبدیل می شود که روی جاده متمرکز شده و به آن اجازه می دهد تا به طور موثر روشن شود.
علاوه بر این، توسعه دهندگان اصول زیر را در چراغ های مه شکن لیزری خود پیاده سازی کرده اند:
- خاموش شدن خودکار تجهیزات در صورت درگیر شدن وسیله نقلیه در تصادف رانندگی که ممکن است چراغ های جلو آسیب ببینند.
- وجود سنسورهای ویژه ای که اطلاعات مربوط به همه اشیاء روبرو و تغییرات در پیکربندی جاده را می خوانند. بعد از آن سیستم کامپیوتریخودرو می تواند تصمیمات مستقلی برای کاهش شدت پرتو نور ساطع شده بگیرد.
مزایای فناوری
واضح است که چنین منابع نوری به طور خودکار هزینه اولیه وسیله نقلیه مورد استفاده را افزایش می دهد. بنابراین، علاقه مندان به خودرو یک سوال کاملاً منطقی دارند: مزایای چنین فناوری دقیقاً چه خواهد بود؟ چندین مورد از آنها وجود دارد:
- نور خالص - منبع نور کاملاً سفید تولید می کند که به هیچ وجه اجسام یا خطوط آنها را تحریف نمی کند.
- چراغ های جلوی لیزری قادرند جاده را تا فاصله 600 متری روشن کنند.
آخرین عامل بسیار مهم است، زیرا به شما امکان می دهد در شب فاصله زیادی را خارج از محدوده شهر حرکت کنید. سرعت های بالا، ضمن اینکه به طور همزمان سطح ایمنی قابل قبولی برای خود و خودرو فراهم می کند.
تاریخچه ظهور و توسعه
اولین اطلاعات رسمیفناوری مشابه در سال 2011 ظاهر شد. اصلاً تعجب آور نیست که پیشگامان در این مسیر توسعه سیستم های روشنایی خودرو دو شرکت برجسته آلمانی - BMW و AUDI بودند.
اولین آنها نمایندگان BMW بودند که در سال 2011 مفهوم مفهومی را به عموم مردم جهان ارائه کردند. وسیله نقلیهبه نام i8، که فناوری مشابهی را در تجهیزات با کیفیت بالا دریافت کرد. دقیقاً سه سال بعد، خودروی اسپورت آلمانی وارد بازار شد تولید سریالو امروزه در دسترس مردم است، البته، با مبلغ نسبتاً بالایی از ده میلیون روبل و بیشتر.
آئودی نسخه خود را چند ماه بعد در همان سال 2011 ارائه کرد. اما، بر خلاف رقبا، بلافاصله بود مدل تولید R18 E-tron Quattro. در همان زمان، این خودروساز مفهوم بعدی خود (Sport Quattro Laserlight) را با سیستم روشنایی مشابه ارائه کرد.
یعنی در این لحظهزمان، افرادی که رویای داشتن وسیله نقلیه شخصی خود را به منابع نور لیزر دارند، تنها می توانند از بین تعداد محدودی انتخاب کنند مارک های خودرو، تولید شده توسط دو شرکت آلمانی - همه خودروسازان دیگر هنوز توسعه فناوری های مشابه را اعلام نکرده اند.
در مقایسه با چراغ های جلو با سایر منابع نور (لامپ های رشته ای، لامپ های تخلیه گاز، LED های کلاسیک)، لیزرها دارای کل خطفواید. تابش لیزر انسجام فضایی بالایی دارد، یعنی تابش می تواند به صورت یک پرتو باریک هدایت شود.
با این حال، چراغ‌های لیزری در واقع لیزرهای نور سفید نیستند، بلکه منابع نورانی هستند که توسط لیزرهای نیمه‌رسانای آبی یا فرابنفش قدرتمند روشن می‌شوند.
در واقع لیزر وجود دارد سفیدبر اساس اثر تولید ابرپیوسته، اما استفاده از آنها در چراغ های جلو ماشین تولیدیبه دلیل قیمت بسیار بالا (بیش از 10000 دلار در هر قطعه) غیر ممکن است.
استفاده از نور لیزر فسفر امکان ایجاد چراغ های جلوی بسیار روشن و فشرده با پرتو باریک را فراهم می کند.
چراغ های جلوی لیزری فشرده ترین چراغ های جلو هستند. مساحت سطح ساطع کننده نور فسفر صد برابر کوچکتر از یک LED معمولی است. بنابراین، با همان خروجی نور، یک چراغ جلو لیزری به یک بازتابنده با قطر 30 میلی متر، برای زنون - 70 میلی متر و برای یک لامپ هالوژن - 120 میلی متر نیاز دارد. با تشکر از این، چراغ های لیزری را می توان بسیار کوچکتر کرد بدون از دست دادن کارایی روشنایی جاده. در مورد BMW i8، ارتفاع بازتابنده از 9 به کمتر از 3 سانتی متر کاهش یافته است. اگرچه طراحان هنوز برنامه ای برای کاهش آن ندارند، زیرا ویژگی های جدید این امکان را به شما می دهد تا به راحتی چراغ های جلو، مدل را قرار دهید. بهترین طراحیماشین.
چراغ سر لیزری با یک "دستیار دیجیتالی" کار می کند که از خیره شدن رانندگان خودروهای روبرو و عبوری جلوگیری می کند. اپتیک های مبتنی بر لیزر شکل دقیق تری از پرتو نور را ارائه می دهند و باعث می شوند چراغ جلوایمن تر و راحت تر برای رانندگانی که در جهت مخالف حرکت می کنند.
در محفظه هر چراغ جلو سه منبع تابش لیزر با قدرت حدود 1 وات وجود دارد. پرتوها با استفاده از سیستمی از آینه ها بر روی یک عنصر ساخته شده از مواد فلورسنت هدایت می شوند. هنگامی که دومی انرژی را جذب می کند، درخشش سفیدی آزاد می شود که از آن یک پرتو نور تشکیل می شود.
نشانگر LED
فناوری‌های لیزری در نورپردازی خودرو، باواریایی‌ها را وادار به ایجاد دیگری کرد تکنولوژی جالب، به نام Dynamic Light Spot - نورپردازی نقطه ای پویا. سیستم جدیدقادر است یک عابر پیاده یا مانع دیگری را در جاده تشخیص دهد و یک پرتو نور شدید را به سمت آن هدایت کند. به این ترتیب راننده اطلاعاتی در مورد خطر احتمالی دریافت می کند. علاوه بر این، چنین اشاره ای قبل از اینکه جسم در پرتوهای کم نور چراغ های جلو ظاهر شود ظاهر می شود. در نتیجه، راننده چندین ثانیه یا ده‌ها متر شروع به حرکت می‌کند که اغلب برای کاهش سرعت یا عبور از یک نفر کافی نیست. Dynamic Light Spot می تواند چندین شی را در معرض دید نگه دارد. به محض اینکه یک شخص یا حیوان وارد لنز دوربین مادون قرمز می شود، یک پرتو نور بلافاصله به سمت آن نشانه می رود.
چراغ‌های لیزری نوری با تکنولوژی بالا هستند که در لیست آرزوهای همه علاقه‌مندان به خودروهای پیشرفته قرار دارند. همه می دانند که این دستگاه ها از رانندگان در برابر تصادف محافظت می کنند و در مواقع مه آلود بسیار راحت هستند، اما معایبی نیز دارند. در ادامه در این مورد بیشتر بخوانید.
[پنهان شدن]
دستگاه اپتیک نور لیزر
دستگاه نسبتا جدیدی که در سال 2014 ظاهر شد، اما قبلاً عشق مداوم و پرشور رانندگان را به دست آورده است - لیزر چراغ جلو ضد مه. آنها بسته به اپتیک سر یا چراغ های جانبی نصب می شوند.
اغلب می توانید آنها را در پشت ماشین پیدا کنید و انتخاب نصب گسترده است:
- زیر سپر ماشین؛
- پشت ماشین مستقیماً زیر اسپویلر؛
- زیر یا پایین ماشین
چراغ های لیزری خوب هستند زیرا در هر آب و هوایی برای اتومبیل هایی که پشت سر می روند قابل مشاهده هستند. به محض توقف، سازها نوار قرمز روشنی از خود به جا می گذارند که تاریکی را می شکند و در باران به وضوح قابل مشاهده است و بدین ترتیب به رانندگان خودروهای پشت سر می گویند که باید سرعت خود را نیز کاهش دهند و فاصله خود را حفظ کنند.
اندازه دستگاه به اندازه کافی کوچک است و بنابراین تقریباً نامرئی است تا نگران این باشد که دستگاه چقدر هماهنگ روی ماشین ظاهر می شود.
اصل عملیات
این دستگاه بر اساس . وظیفه اصلی چنین چراغ جلو این است که بارش بر روی آن نریزد، زیرا اپتیک در موقعیت نامناسبی قرار دارد - زیر خط مه.
اصل کار چراغ های لیزری دقیقاً یکسان است: می توان گفت که آنها محل یخ زدگی را در نظر می گیرند. چراغ به طور مستقیم روی جاده با یک نوار قرمز قرار دارد و به سایر رانندگان سیگنال می دهد. با وجود این واقعیت که نور LED است، به لطف آن لیزر کار می کند، چراغ های جلو منبع روشنایی نیستند، بلکه عنصر تامین انرژی هستند.
مهم نیست که چراغ جلو چیست، اتم های ماده فعال در داخل آن مقداری انرژی مصرف می کنند و آن را به فوتون تبدیل می کنند. به عنوان مثال، یک دستگاه لامپ رشته ای دارای یک رشته تنگستن است که هنگام گرم شدن نور ساطع می کند. این اصل اصلاح و دگرگون شده است. چراغ قوه های لیزری می توانند قدرتی چندین برابر بیشتر از چراغ قوه های معمولی تامین کنند. لامپ زنون(نویسنده ویدئو - تکنو درایو).
مزایا و معایب استفاده
مزایا واضح است:
- در مقایسه با یک دستگاه معمولی، هزینه انرژی یکسان خواهد بود، اما روشنایی لامپ لیزر بسیار بیشتر خواهد بود.
- نورهای لیزری نمونه اولیه برای مدل BMW شدت درخشش 1.7-1.8 بیشتر را تولید می کنند، با توجه به اینکه قدرت آن 50٪ کمتر از دستگاه های معمولی است.
- این اپتیک با استفاده از تکنولوژی پیشرفته، و بنابراین "رویت" آن در مقایسه با چراغ های جلو زنون نه تنها واضح تر، بلکه بیشتر است.
- اپتیک ها حاوی میکروکنترلرهایی هستند که جهت پرتو نور را محدود می کنند. این مکانیسم از سایر درایورها در برابر تداخل محافظت می کند.
علیرغم این واقعیت که مزایای زیادی وجود دارد، معایبی نیز مانند هر مورد دیگری وجود دارد تجهیزات فنی. نقطه ضعف آشکار قیمت است. برای خرید چنین اپتیکی باید پول خوبی به دست آورید. علاوه بر این، هر ماشینی واقعاً به چنین زنگ ها و سوت هایی نیاز ندارد. یکی دیگر از معایب این است که ساخت چنین دستگاهی با دستان خود تقریبا غیرممکن است.
تولید کنندگان
این دستگاه ها به طور مستقیم توسط خودروسازان تولید می شوند. همانطور که در بالا ذکر شد - به عنوان مثال، شرکت BMWو آئودی در حال حاضر، نصب یک تصمیم عملیاتی است، زیرا به ندرت در مدل های ماشینی تولید انبوه وجود دارد. توسعه دهندگان فناوری LED، از جمله فیلیپس، نیز به عنوان تولید کننده عمل می کنند.
چگونه خودتان چراغ های لیزری بسازید؟
درست در بالا گفته شد که تولید چنین اپتیک با کیفیتی تقریبا غیرممکن است، اما امید آخرین بار می میرد. از این دستگاه می توان برای وارد کردن جزئی دیودها به اپتیک خودرو استفاده کرد. این مقداری نتایج را به همراه خواهد داشت.
برخی از علاقه مندان به خودرو با تکنیک های خاص خود می آیند، که در آن از یک دیود از درایو پخش کننده DVD-RW برای ساخت دستگاه استفاده می کنند. در این حالت دستگاه در طاقچه چراغ مه شکن یا چراغ ترمز نصب می شود. پس از آن، سازه جوش داده می شود، به همین دلیل پرتو به لطف استنسیل بریده شده از مقوا تنظیم می شود. قبل از شروع این کار پر زحمت، باید در مورد ویژگی های چراغ قوه تصمیم بگیرید.
نتیجه
در خاتمه می توان گفت که اگرچه در حال حاضر خرید آنها مشکل ساز است و ساخت چراغ های لیزری با دستان خود دشوار است، اما نباید از آخرین نکته غافل شوید. ارتقاء چراغ های جلو نیز خطر رانندگی در شب و در مه را کاهش می دهد.
چراغ جلو لیزری برای ماشین یک راه حل عالی است. با وجود این واقعیت که همه رانندگان در مورد این نوآوری نمی دانند و ممکن است شگفت زده شوند. در هر صورت این کار از خودرو در برابر برخورد محافظت می کند.
لازم به یادآوری است که زاویه سیلندر باید به دقت تنظیم شود. در غیر این صورت، هنگام برخورد به تپه، نوار نور دقیقاً برخورد می کند شیشه جلوپشت ماشین در حال حرکت
صبر کردم تا هوا تاریک شد، سوپراسپرت آئودی R8 LMX را در جاده های کشور آلمان دور از اینگولشتات راندم، اجازه دادم همه طرف مقابل عبور کنند، نور بالا را روشن کردم - و ... موعود کجاست نور لیزر? فقط پس از 60 کیلومتر در ساعت کار می کند و منطقه روشن تقریباً دو برابر می شود - تا ششصد متر! فقط می درخشد... نه کاملا لیزری.
چراغ‌های جلوی ماشین نفتی، بعد استیلن، سپس رشته‌ای، سپس تخلیه گاز و LED وجود داشت. و حالا هم لیزری! آنها تقریباً به طور همزمان در BMW i8 و Audi R8 LMX ظاهر شدند. حروف LMX به افتخار Le Mans است. از این گذشته ، امسال اتومبیل های برنده آئودی برای اولین بار به اپتیک سر "لیزر" مجهز شدند و اکنون نسخه تولیدی آن در نسخه "Le Mans" در جاده R8 نصب شده است.
فقط 99 عدد از این کوپه ها که با هم تفاوت دارند نسخه سریال V10 plus (AR شماره 19، 2013) با موتور اجباری (570 اسب بخار به جای 550 اسب بخار)، قطعات فیبر کربنی بدنه (اسپویل، بال، محفظه آینه و غیره)، ویژگی های ورزشی در کابین و رنگ آبی خاص. که در آئودی آلمان R8 LMX با قیمت 210 هزار یورو به فروش می رسد - 35 هزار بیشتر از نسخه اصلی V10 plus. و حدود نیمی از این پرداخت اضافی فقط برای نور "لیزر" است!
مقایسه پرتو چراغ جلو آئودی R8 LMX
چرا در نقل قول؟
لیزر چیست؟ به طور خلاصه، این یک ژنراتور کوانتومی است که تشعشعاتی را در محدوده نوری با تک رنگی و پیوستگی غیرقابل دستیابی برای سایر منابع نور تولید می کند.
تک رنگی، یعنی ثابت بودن رنگ پرتو، نتیجه یک طول موج ثابت است. یعنی پرتو لیزر می تواند قرمز باشد یا آبی یا ... اما سفید نیست، زیرا نور سفیدی که برای روشن کردن جاده لازم است، آکروماتیک است. نور سفید طول موج خود را ندارد و در نتیجه اختلاط حداقل سه تابش تک رنگ (به عنوان مثال قرمز، سبز و آبی - مانند لوله های تصویر تلویزیون) به دست می آید.
و انسجام همزمانی نوسانات موج در نقاط مختلف فضا و درون است زمان متفاوت. به نشانگرهای لیزری فکر کنید که با باتری های معمولی کار می کنند. قدرت چنین لیزری بیش از 5 میلی وات نیست، اما پرتو به فاصله چند کیلومتری برخورد می کند، در حالی که تنها یک نقطه روشن کوچک در سطح "هدف گیری" قابل مشاهده است.
اما برای چراغ های جلو اتومبیل، برعکس برای روشن کردن فضای بزرگ جلوی ماشین به منبع نور پراکنده نیاز دارید!
علاوه بر این، حتی نشانگرهای لیزر ارزان برای چشم ها خطرناک هستند: پرتو متمرکز در یک نقطه به طور غیر قابل برگشتی به سلول های شبکیه آسیب می رساند. و با افزایش قدرت، چرم و حتی مواد معدنی در "گروه خطر" قرار می گیرند.
پس چگونه مهندسان می توانند شرکت آلمانی Osram که چراغ‌های جلوی جدیدی را برای آئودی و بی‌ام‌و توسعه داد، توانست لیزری را برای روشن کردن جاده تطبیق دهد؟
غیر مستقیم. در چراغ های جلوی آئودی R8 LMX لیزر وجود دارد، اما پرتوهای آنها از بدنه ها فراتر نمی رود!
بخش نور "لیزر" را ببینید؟ و او هست! لوله تفنگ لیزری فسفر (که با فلش نشان داده شده است) فقط 2 سانتی متر قطر دارد و با پرده های مینیاتوری پوشیده شده است که به دستور باز می شوند. واحد الکترونیکیوقتی روشن شد
اولاً، اپتیک های سر در اینجا در درجه اول LED هستند: منابع نور نیمه هادی مسئول پرتو پایین و پرتو بالا هستند. اما علاوه بر این، هر چراغ جلو شامل چهار دیود لیزر مینیاتوری با توان هر کدام 1.6 وات (در چراغ های جلو BMW i8 سه چنین دیود وجود دارد - و این تنها دیود است تفاوت اساسیاز آئودی). لیزر پرتوهای نازک و مو مانندی تولید می کند از رنگ آبی(طول موج - 450 نیوتن متر). با کمک عدسی ها، این اشعه ها به صورت یکی جمع می شوند و روی فسفر می افتند - یک صفحه فسفر زرد با مساحت فقط 0.5x0.5 میلی متر. این منبع واقعی نور است! با جذب انرژی تابش لیزر، پرتویی از نور تقریباً سفید (دمای رنگ - 5500 K) ساطع می کند که از طریق سیستم بازتابنده به جاده می افتد.
یک سیستم ایمنی چند مرحله ای از فرار پرتوهای لیزر "تمیز" به بیرون جلوگیری می کند و در صورت کوچکترین آسیب یا "مشکوک" به وضعیت اضطراری برق را قطع می کند. پرده های چراغ های جلو نیز بخشی از این سیستم هستند.
یعنی لیزر در اینجا فقط منبع انرژی است و درست تر است که چنین چراغ هایی را لیزر فسفر بنامیم. و اگر شما در نظر بگیرید که بخش "لیزر" به طور خودکار تنها پس از 60 کیلومتر در ساعت به بخش LED متصل می شود، پس ... شرمنده اسرام؟ اما چه کسی این روزها به صحت فنی اهمیت می دهد؟ شما نمی توانید این چراغ های جلو را "LED-laser-phosphor" بنامید. طولانی و نامشخص. اگر بگویید "لیزر" - و اثر شگفت انگیز تضمین شده است!
کدام فناوری بهتر است؟
امروز این ماتریس است.
آقای برلیتز به اپتیک ال ای دی آئودی اشاره می کند LED ماتریسی، که برای مثال بر روی آئودی A8 (AR شماره 21، 2013) نصب شده است: 25 LED قدرتمند با کنترل کامپیوتری به طور خودکار شکل پرتو نور را تنظیم می کنند و از خیره شدن رانندگان روبرو جلوگیری می کنند. لیزر فسفر نوری نمی تواند این کار را انجام دهد. ولی 500-600 متر میزنه! و چراغ‌های LED استاندارد آئودی R8 بردی حدود 300 متر دارند.
اما LED چراغ های جلو ماتریسیبر مرسدس به روز شد CLS (AR شماره 15-16، 2014) "طبق پاسپورت" در 485 متر می درخشد، که فقط کمی پایین تر از چراغ های جلو لیزری آئودی است.
هم ما و هم همکارانمان از مرسدس قبلاً یاد گرفته‌ایم که چگونه خوب شویم چراغ های جلو LEDاستفان برلیتز توضیح می دهد. - و نور "لیزر" فقط می تواند از برد و برد ببالد اندازه های مینیاتوری. اما ما تازه کار روی آن را شروع کرده ایم، جالب تر خواهد شد!
بدون شک. گذشته از همه اینها، چراغ های جلو زنوندر ابتدا آنها بسیار گران بودند، اما اکنون این موضوع مربوط به گذشته است. و آینده یا LED یا فسفر است. و قطعا روشن.
آئودی اخیرا معرفی شده است یک نسخه جدیدسوپراسپرت R8. او نام LMX را دریافت کرد. محصول جدید مجهز به چراغ های جلویی بود که طراحی آن حاوی LED های لیزری است. به گفته نمایندگان برند، LMX کوپه را می توان اولین در جهان دانست ماشین سریال، مجهز بودن اپتیک لیزری"از کارخانه".
سوپراسپرت هیبریدی BMW i8 که نمونه اولیه آن در سال 2011 ارائه شده بود نیز به زودی عرضه می شود. این ماشینچراغ های جلوی لیزری را نیز دریافت خواهد کرد، اما فقط به عنوان یک گزینه. این سوال پیش می آید که آیا خطرناک است؟ تکنولوژی جدیدبرای چشم، و اینکه آیا استفاده از آن در عمل توصیه می شود. در ادامه سعی خواهیم کرد به این گونه سوالات پاسخ دهیم.
طرح
هر یک چراغ جلو آئودی LMX شامل آرایه ای از چهار LED است. پرتو لیزری که از هر LED می آید به فسفر برخورد می کند که نور مرئی با دمای 5500 کلوین از خود ساطع می کند. شار نوری ساطع شده توسط فسفر بیشتر شبیه نور است. لامپ های هالوژن، و ربطی به تابش لیزر ندارد. این بدان معناست که اپتیک های نوآورانه با وجود اینکه منبع اصلی انرژی در آن لیزر است، هیچ خطری برای چشم انسان ندارد.
این سوال مطرح می شود: چرا به این همه پیچیدگی مانند لیزر، صفحه نمایش فسفری و غیره نیاز است؟ در واقع محدوده روشنایی به دست آمده با استفاده از ماژول های لیزری دو برابر LED یا زنون است. که دلیل خوبی برای استفاده از فناوری مورد بحث به طور خاص در اپتیک خودرو است. البته وقتی از حالت کم پرتو استفاده می شود، نمی توان از نور لیزر دوربرد استفاده کرد. این را می توان تضمین دیگری برای بی ضرر بودن فناوری جدید دانست.
فقط در سوپراسپرت ها
بعید است که فناوری مورد بحث در اینجا واقعاً فراگیر شود. چراغ های لیزری در ماشین آئودی LMX با سرعت 60 کیلومتر در ساعت فعال می شود، اما این ابرخودرو دارای سیستمی است که اتومبیل های مقابل را تشخیص می دهد و در صورت لزوم ماژول لیزر را خاموش می کند. مطمئناً چنین سیستم سایبرنتیکی گران است و بدون حضور سیستم های مشابهاستفاده کنید اپتیک لیزریغیر قانونی خواهد بود
