Automobilio šviesos šaltiniai yra esminė sistema, leidžiantis padidinti transporto priemonės saugos lygį ir mašinos valdomumą riboto matomumo sąlygomis.
Natūralu, kad automobilių gamintojai stengiasi nuolat tobulinti savo apšvietimo technologijas: iš pradžių buvo naudojami įprastiniai, vėliau pradėti naudoti LED šaltiniai ir šviesos diodai, o dabar atėjo į lazerinius automobilių žibintus.
Lazerinių žibintų veikimo principas ir įtaisas
Kai kurie žmonės žiūri mokslinės fantastikos filmai ir išgirdę pirmąją žinią apie automobilio lazerinių žibintų atsiradimą, įjungė aliarmą – šis šviesos šaltinis, anot jų, ne tik apakins atvažiuojančius vairuotojus, bet ir neigiamai paveiks žmogaus akies tinklainę, ją sunaikindamas.
Tiesą sakant, šios technologijos kūrėjai jau seniai išsprendė šią problemą dėl ypatingo požiūrio į savo sistemų dizainą ir jų veikimo principą:
- Lazeriai naudojami tik apšilimui specialus elementas- fosforas.
- Fosforas kaitinant virsta stipriausiu šviesos šaltiniu, kuris sutelkia dėmesį į kelią ir leidžia jį efektyviai apšviesti.
Be to, savo lazeriniuose rūko žibintuose kūrėjai įdiegė šiuos principus:
- Automatinis įrangos išjungimas, transporto priemonei patekus į eismo įvykį, kurio metu gali būti pažeisti žibintai.
- Specialių jutiklių, nuskaitančių informaciją apie visus artėjančius objektus ir kelio konfigūracijos pokyčius, buvimas. Po to kompiuterio sistema transporto priemonė gali priimti savarankiškus sprendimus sumažinti skleidžiamos šviesos spindulio intensyvumą.
Technologijų privalumai
Akivaizdu, kad tokie šviesos šaltiniai automatiškai pakelia pradinę transporto priemonės, kurioje jie bus eksploatuojami, kainą. Todėl vairuotojams kyla visiškai logiškas klausimas – kokius privalumus suteiks ši technologija? Jų yra keletas:
- Grynas apšvietimas – šaltinis suteikia absoliučiai baltą šviesą, kuri visiškai neiškraipo objektų ir jų kontūrų.
- Lazeriniai priekiniai žibintai gali apšviesti kelią iki 600 metrų atstumu.
Paskutinis veiksnys yra labai reikšmingas, nes leidžia naktį gana ilgai judėti už miesto ribų dideliu greičiu tuo pačiu užtikrinant sau ir automobiliui priimtiną saugumo lygį.
Išvaizdos ir vystymosi istorija
Pirmas oficiali informacija apie šią technologiją pasirodė 2011 m. Visai nenuostabu, kad šios automobilių apšvietimo sistemų kūrimo krypties pionieriais tapo dvi iškilios Vokietijos kompanijos – BMW ir AUDI.
Pirmieji buvo BMW atstovai, kurie 2011 metais pasaulio visuomenei pristatė konceptualų transporto priemonė vadinamas i8, kuris gavo panašią technologiją aukštos kokybės įrangoje. Lygiai po trejų metų į sceną žengė vokiškas sportinis automobilis serijinė gamyba ir šiandien yra prieinama žmonėms, žinoma, už gana didelę pinigų sumą nuo dešimties milijonų rublių ir daugiau.
Audi savo versiją pristatė po kelių mėnesių, tais pačiais 2011 m. Tačiau, skirtingai nei konkurentai, tai buvo iš karto gamybos modelis R18 E-tron Quattro. Tuo pat metu automobilių gamintojas pristatė kitą savo koncepciją („Sport Quattro Laserlight“) su panašia apšvietimo sistema.
Tai yra, įjungta Šis momentas Laikui bėgant žmonės, svajojantys turėti nuosavą automobilį su lazeriniais šviesos šaltiniais, gali rinktis tik iš riboto skaičiaus automobilių markės, kurį gamina dvi Vokietijos kompanijos – visi kiti automobilių gamintojai apie panašių technologijų kūrimą dar nepranešė.
Palyginti su priekiniais žibintais su kitais šviesos šaltiniais (kaitriniais, dujų išlydžio, klasikiniais šviesos diodais), lazeriai turi visa linija naudos. Lazerio spinduliuotė turi didelę erdvinę koherenciją, ty spinduliuotę galima nukreipti siauro pluošto pavidalu.
Tačiau lazeriniai priekiniai žibintai iš tikrųjų nėra baltos šviesos lazeriai, o fluorescenciniai šaltiniai, apšviečiami galingais mėlynais arba ultravioletiniais puslaidininkiniais lazeriais.
Tiesą sakant, yra lazerių balta spalva paremtas superkontinuumo generavimo efektu, bet jų naudojimas priekiniuose žibintuose atsarginis automobilis neįmanoma dėl labai didelės kainos (daugiau nei 10 000 USD už vienetą).
Lazerinio fosforo apšvietimo naudojimas leido sukurti labai ryškius ir kompaktiškus priekinius žibintus su siauru spinduliu.
Lazeriniai priekiniai žibintai yra kompaktiškiausi iš visų esamų. Šviesą skleidžiančio fosforo paviršiaus plotas yra šimtą kartų mažesnis nei įprasto LED. Todėl, esant tokiai pat šviesos galiai, lazeriniam priekiniam žibintui reikia 30 mm skersmens reflektoriaus, ksenonui - 70 mm, o halogeninei lempai - 120 mm. Dėl šios priežasties lazerinius priekinius žibintus galima padaryti daug mažesnius neprarandant kelio apšvietimo efektyvumo. BMW i8 atveju atšvaito aukštis sumažintas nuo 9 centimetrų iki mažiau nei 3 centimetrų. Nors dizaineriai kol kas neplanuoja jo mažinti, nes naujos funkcijos leis patogiau išdėstyti žibintus, modeliuoti geriausias dizainas automobilis.
Lazerinė priekinė lemputė veiks kartu su „skaitmeniniu asistentu“, kuris neleidžia akinti priešais atvažiuojančių ir pravažiuojančių automobilių vairuotojų. Lazerinė optika suteikia tikslesnę šviesos pluošto formą, todėl priekinis žibintas saugesnis ir patogesnis priešinga kryptimi judantiems vairuotojams.
Kiekvieno priekinio žibinto korpuse yra trys lazerio spinduliuotės šaltiniai, kurių kiekvieno galia yra apie 1 W. Spinduliai veidrodžių sistemos pagalba nukreipiami į fluorescencinės medžiagos elementą. Pastarajam sugėrus energiją, išsiskiria baltas švytėjimas, iš kurio susidaro šviesos spindulys.
LED rodyklė
Lazerinės technologijos automobilių apšvietime pastūmėjo bavarus sukurti kitą įdomi technologija, vadinamas Dynamic Light Spot – dinaminis taškinis apšvietimas. Nauja sistema galintis aptikti pėsčiąjį ar kitą kliūtį kelyje ir nukreipti į jį sustiprintą šviesos spindulį. Taigi vairuotojas gauna informaciją apie galimą pavojų. Be to, tokia užuomina iškyla prieš objektui pasirodant artimųjų žibintų spinduliuose. Vadinasi, vairuotojas gauna kelių sekundžių ar dešimčių metrų atstumą, o to dažnai neužtenka norint sulėtinti greitį ar apvažiuoti žmogų. „Dynamic Light Spot“ sistema gali matyti kelis objektus. Kai tik žmogus ar gyvūnas patenka į infraraudonųjų spindulių kameros objektyvą, šviesos spindulys iškart nukreipia į jį.
Lazeriniai priekiniai žibintai yra aukštųjų technologijų šviesos optika, kuri yra visų pažengusių vairuotojų pageidavimų sąraše. Visi žino, kad šie įrenginiai saugo vairuotojus nuo nelaimingų atsitikimų ir yra gana patogūs ūkanotu metu, tačiau turi ir trūkumų. Daugiau apie tai žemiau.
[ Slėpti ]
Lazerinės šviesos optikos prietaisas
Palyginti naujas įrenginys, pasirodęs 2014 m., bet jau pelnęs atkaklią ir karštą vairuotojų meilę – lazeris priekinis žibintas nuo rasojimo. Jie montuojami priklausomai nuo galvos optikos arba žymeklio žibintų.
Dažnai juos galite rasti už automobilio, o montavimo pasirinkimas yra platus:
- po automobilio buferiu;
- už automobilio tiesiai po spoileriu;
- po automobiliu arba ant jo dugno.
Lazeriniai žibintai yra geri, nes juos bet kokiu oru mato iš paskos važiuojantys automobiliai. Verta sustoti, o įrenginiai palieka ryškiai raudoną juostelę, kuri prasiskverbia pro miglą ir puikiai matoma per lietų, taip iš paskos važiuojančių automobilių vairuotojams įspėjant, kad jie taip pat turėtų sulėtinti greitį ir laikytis atstumo.
Prietaisas yra pakankamai mažas, todėl beveik nematomas, kad būtų galima nerimauti, kaip harmoningai prietaisas atrodys ant automobilio.
Veikimo principas
Šis įrenginys yra pagrįstas Pagrindinė tokio žibinto užduotis yra ta, kad ant jo nekristų krituliai, nes optika yra nepatogioje padėtyje – žemiau rūko linijos.
Lazerinių žibintų veikimo principas lygiai toks pat: galima sakyti, kad jie atsižvelgia į šalčio vietą. Šviesa yra tiesiai ant kelio su raudona juostele, signalizuojančia kitiems vairuotojams. Nepaisant to, kad šviesos diodai veikia kaip šviesa, kurios dėka veikia lazeris, priekiniai žibintai yra ne apšvietimo šaltinis, o energijos tiekimo elementas.
Kad ir koks būtų priekinis žibintas, jo viduje veikliosios medžiagos atomai sunaudoja tam tikrą kiekį energijos, paverčiant ją fotonais. Pavyzdžiui, kaitrinės lempos įtaisas turi volframo siūlą, kuris kaitinant skleidžia šviesą. Šis principas buvo pakeistas ir transformuotas. Lazeriniai žibintuvėliai gali suteikti galią, kuri yra kelis kartus didesnė nei pagrindinių. ksenoninės lempos(vaizdo įrašo autorius yra Techno Drive).
Naudojimo privalumai ir trūkumai
Nauda akivaizdi:
- Palyginti su įprastu įrenginiu, elektros kaina bus tokia pati, tačiau lazerio lempos ryškumas bus daug didesnis.
- BMW modelio lazerinių žibintų prototipai sukuria 1,7-1,8 didesnį šviesos intensyvumą, atsižvelgiant į tai, kad galia yra 50% mažesnė nei įprastų prietaisų.
- Ši optika sukurta naudojant aukštųjų technologijų, todėl jo „matomumas“ ne tik aiškesnis, bet ir toliau, lyginant su ksenoniniais žibintais.
- Kaip optikos dalis yra mikrovaldikliai, ribojantys šviesos pluošto kryptį. Šis mechanizmas apsaugo kitus vairuotojus nuo trukdžių.
Nepaisant to, kad yra daug pliusų, yra ir minusų, kaip ir bet kuriame technine įranga. Akivaizdus minusas yra kaina. Norėdami sau leisti tokią optiką, turite uždirbti daug pinigų. Be to, tikrai ne kiekvienam automobiliui reikia tokių „varpelių ir švilpukų“. Kitas trūkumas yra tai, kad tokio prietaiso savo rankomis pasidaryti beveik neįmanoma.
Gamintojai
Šiuos įrenginius tiesiogiai gamina automobilių gamintojai. Kaip minėta aukščiau, pvz. BMW kompanija ir Audi. Kol kas įrengimas yra eksploatacinis sprendimas, nes masiniuose mašinų modeliuose jo būna retai. LED technologijos kūrėjai, įskaitant „Philips“, taip pat veikia kaip gamintojai.
Kaip patiems pasidaryti lazerinius žibintus?
Kiek aukščiau buvo pasakyta, kad tokios kokybiškos optikos pagaminti beveik neįmanoma, tačiau viltis miršta paskutinė. Kaip įrenginį galite naudoti dalinį diodų įvedimą į automobilių optiką. Tai duos tam tikrą rezultatą.
Kai kurie automobilių entuziastai siūlo savo metodus, kai kaip įrenginį naudoja diodą iš DVD-RW grotuvo įrenginio. Šiuo atveju įrenginys montuojamas rūko arba stabdžių žibinto nišoje. Po to, kai konstrukcija yra suvirinta, dėl kurios sija sureguliuojama iš kartono iškirpto trafareto. Prieš pradedant šį kruopštų darbą, būtina nustatyti lempų charakteristikas.
Išvada
Apibendrinant galime pasakyti, kad nors šiuo metu sunku juos įsigyti, o savo rankomis pasidaryti lazerinius žibintus sunku, nereikėtų pamiršti paskutinio punkto. Patobulinus priekinius žibintus taip pat sumažės rizika važiuoti naktį ir rūko metu.
Lazerinis žibintas automobiliui yra puikus sprendimas. Nepaisant to, kad ne visi vairuotojai žino apie tokią naujovę ir gali nustebti. Bet kokiu atveju tai išgelbės automobilį nuo susidūrimo.
Būtinai atminkite, kad cilindro kampas turi būti kruopščiai sureguliuotas. Priešingu atveju, atsitrenkus į kalvą, šviesos juosta atsitrenks tiksliai priekinis stiklas už važiuojančio automobilio.
Išlaukiau tamsos, išvažiavau „Audi R8 LMX“ superautomobiliu į Vokietijos priemiesčių kelius toliau nuo Ingolštato, leidau visiems pro šalį, įsukau į tolimąjį – ir... kur žadėtasis. lazerio šviesa? Jis veikia tik po 60 km/h, o apšviestas plotas beveik padvigubėja – iki šešių šimtų metrų! Tik šviečia tuo pačiu metu... ne visai lazeris.
Buvo alyvos automobilių priekiniai žibintai, tada acetilenas, tada su kaitrinėmis lempomis, tada dujų išlydis ir LED. O dabar su lazeriais! Jie pasirodė beveik vienu metu BMW i8 ir Audi R8 LMX. Laiškai LMX – Le Mano garbei. Juk šiemet pergalingi „Audi“ automobiliai pirmą kartą buvo aprūpinti „lazerine“ galvos optika, o dabar jos serijinė versija į R8 iškeliauja „Le Mans“ versijoje.
Bus parduodami tik 99 šių kupė, kurie skiriasi nuo serijinė versija V10 plus (AR Nr. 19, 2013) su padidintu varikliu (570 AG vietoj 550 AG), anglies pluošto kėbulo dalimis (spoileriai, galinis sparnas, veidrodėlių korpusai ir kt.), sportiška atributika salone ir ypatinga mėlyna spalva. IN Vokietijos Audi R8 LMX parduodamas už 210 000 eurų – 35 000 daugiau nei originali V10 plus versija. Ir maždaug pusė šio priemokos yra tik „lazerinei“ šviesai!
Audi R8 LMX priekinių žibintų šviesų palyginimas
Kodėl kabutėse?
Kas yra lazeris? Trumpai tariant, tai yra kvantinis generatorius, kuris sukuria spinduliuotę optiniame diapazone, kurio monochromatiškumas ir darna yra nepasiekiami kitiems šviesos šaltiniams.
Monochromatiškumas, tai yra, pluošto spalvos pastovumas, yra fiksuoto bangos ilgio pasekmė. Tai yra, lazerio spindulys gali būti arba raudonas, arba mėlynas, arba... Bet visai ne baltas, nes balta šviesa, reikalinga keliui apšviesti, yra achromatinė. Balta šviesa neturi savo bangos ilgio ir gaunama sumaišius bent tris monochromatinę spinduliuotę (pavyzdžiui, raudoną, žalią ir mėlyną – kaip ir televizoriaus kineskopuose).
O darna yra bangų svyravimų sinchronizmas skirtinguose erdvės ir erdvės taškuose skirtingas laikas. Pagalvokite apie lazerines rodykles, kurios veikia su įprastomis baterijomis. Tokio lazerio galia – ne didesnė kaip 5 milivatai, tačiau spindulys pataiko į porą kilometrų, o „nutaikymo“ paviršiuje matoma tik nedidelė apšviesta dėmė.
Bet už automobilio priekiniai žibintai priešingai, jums reikia išsklaidytos šviesos šaltinio, kad apšviestumėte didelį plotą priešais automobilį!
Tuo pačiu metu net pigūs lazeriniai rodyklės yra pavojingos akims: viename taške sutelktas spindulys visam laikui pažeidžia tinklainės ląsteles. O padidėjus galiai, oda ir net neorganinės medžiagos taip pat patenka į „rizikos grupę“.
Taigi, kaip sekasi inžinieriams Vokietijos įmonė Ar „Osram“, sukūrusi naujus priekinius žibintus tiek „Audi“, tiek BMW, sugebėjo pritaikyti lazerį kelio apšvietimui?
Netiesiogiai. Audi R8 LMX žibintuose yra lazeriai, tačiau jų spinduliai neviršija korpusų!
Matote "lazerio" šviesos skyrių? Ir ji yra! Lazerinio fosforo „pistoleto“ vamzdis (rodomas rodyklėje) yra tik 2 cm skersmens ir yra uždengtas miniatiūrinėmis žaliuzėmis, kurios atidaromos pagal komandą elektroninis blokas kai įjungtas
Pirma, galvos optika čia pirmiausia yra LED: puslaidininkiniai šviesos šaltiniai yra atsakingi už artimąsias ir tolimąsias šviesas. Be to, kiekvienas priekinis žibintas turi keturis miniatiūrinius lazerinius diodus, kurių kiekvieno galia yra 1,6 W (in BMW priekiniai žibintai i8 yra trys tokie diodai - ir tai yra vienintelis esminis skirtumas iš Audi). Lazeriai sukuria plonus, plauko dydžio spindulius mėlynos spalvos(bangos ilgis – 450 Nm). Lęšių pagalba šie spinduliai surenkami į vieną ir ... patenka ant fosforo - geltonos fosforo plokštės, kurios plotas yra tik 0,5x0,5 mm. Tai tikras šviesos šaltinis! Sugerdamas lazerio spinduliuotės energiją, jis skleidžia praktiškai baltos šviesos spindulį (spalvos temperatūra – 5500 K), kuris per atšvaitų sistemą krenta ant kelio.
Daugiapakopė apsaugos sistema, kuri nutraukia maitinimą esant menkiausiam pažeidimui ar „įtariant“ avarinę situaciją, apsaugo nuo „švarių“ lazerio spindulių išėjimo į išorę. Priekiniuose žibintuose esančios žaliuzės taip pat yra šios sistemos dalis.
Tai yra, lazeris čia yra tik energijos šaltinis, ir teisingiau tokius priekinius žibintus vadinti lazeriu-fosforu. Ir jei manote, kad „lazerinė“ sekcija automatiškai prisijungia prie LED tik po 60 km/val., tai... Gėda, Osram? Bet kam šiais laikais rūpi techninis korektiškumas? Šių priekinių žibintų nepavadinsi „LED-laser-phosphor“. Ilgas ir neaiškus. O jūs sakote „lazeris“ – ir wow efektas garantuotas!
O kuri technologija geresnė?
Šiandien – matrica, – be jokios abejonės, atsako Stefanas Berlitzas, „Audi“ vyriausiasis specialistas žibintams.
Herr Berlitz kalba apie Audi LED optiką Matricos LED, kuris montuojamas, pavyzdžiui, „Audi A8“ (AR Nr. 21, 2013 m.): 25 galingi kompiuteriu valdomi šviesos diodai automatiškai koreguoja šviesos pluošto formą, taip išvengdami priešpriešinių vairuotojų akinimo. Lazerinė fosforo optika to negali padaryti. Bet jis pasiekia 500–600 metrų! O standartiniai Audi R8 LED žibintai deklaruoja tik apie 300 m.
Bet LED matriciniai priekiniai žibintaiįjungta atnaujintas Mercedes CLS (AR Nr. 15-16, 2014) „pagal pasą“ šviečia 485 m, tik šiek tiek prasčiau už Audi lazerinius žibintus.
Tiek mes, tiek mūsų kolegos iš „Mercedes“ jau išmokome padaryti gerą LED priekiniai žibintai, aiškina Stefanas Berlitzas. – O „lazerinė“ šviesa gali pasigirti tik tolimojo ir miniatiūrinis dydis. Bet mes ką tik pradėjome tai dirbti, bus įdomiau!
Be abejonės. Po visko, ksenoniniai žibintai iš pradžių buvo itin brangūs, o dabar jau vakar. O ateitis yra arba LED, arba fosforas. Ir tikrai šviesus.
Neseniai pristatė Audi nauja versija R8 superautomobilis. Ji gavo LMX pavadinimą. Naujovė buvo aprūpinta priekiniais žibintais, kurių konstrukcijoje yra lazeriniai šviesos diodai. Prekės ženklo atstovų teigimu, LMX kupė gali būti laikomas pirmuoju pasaulyje serijinis automobilisįrengtas lazerinė optika"iš gamyklos".
Greitai turėtų pasirodyti ir hibridinis superautomobilis BMW i8, kurio prototipas buvo pristatytas dar 2011 m. Ši transporto priemonė gausis ir lazerinius priekinius žibintus, bet tik kaip papildomai. Kyla klausimas, ar tai pavojinga? nauja technologija akims, ir ar patartina jį taikyti praktiškai. Į tokius klausimus pasistengsime atsakyti ir toliau.
Dizainas
Kiekvienas Audi priekinis žibintas LMX yra keturių šviesos diodų masyvas. Lazerio spindulys, sklindantis iš kiekvieno šviesos diodo, patenka į fosforą, kuris skleidžia matomą šviesą, kurios temperatūra yra 5500 K. Lusforo skleidžiamas šviesos srautas panašesnis į šviesą halogeninės lempos, ir neturi nieko bendra su lazerio spinduliuote. Tai reiškia, kad naujoviška optika nekelia jokio pavojaus žmogaus akiai, nepaisant to, kad pagrindinis energijos šaltinis joje yra lazeris.
Kyla klausimas, kam reikalingi visi šie sudėtingumai, pavyzdžiui, lazeriai, fosforescencinis ekranas ir pan. Tiesą sakant, šviesos diapazonas, gaunamas naudojant lazerinius modulius, yra dvigubai didesnis nei LED arba ksenono. Tai yra geras argumentas už nagrinėjamos technologijos taikymą būtent automobilių optikoje. Žinoma, ilgojo nuotolio lazerio šviesa negali būti naudojama, kai naudojamas artimųjų šviesų režimas. Tai gali būti laikoma dar viena garantija, kad naujoji technologija yra nekenksminga.
Tik superautomobiliuose
Mažai tikėtina, kad čia aptariama technologija realybėje bus plačiai paplitusi. įdedamos lazerio lemputės Audi automobilis LMX įsijungia važiuojant 60 km/h greičiu, tačiau superautomobilyje yra sistema, kuri aptinka atvažiuojančius automobilius ir prireikus išjungia lazerinį modulį. Žinoma, tokia kibernetinė sistema yra brangi ir be prieinamumo panašios sistemos naudoti lazerinė optika bus neteisėta.
