Érzékelők, szenzorok 1. rész – Fényérzékelés az autókban
Fényérzékelés
Miért kell egy autónak ismernie az aktuális fényviszonyokat? Mit kezd ezzel az információval egy autó?
Ma már mindenki számára ismert felszereltség az automatikus világítás kapcsolás. Ennek egyik elégséges feltétele, hogy a környezeti fény (illetve sötét) már indokolja a fényszórók működtetését. (A másik elégséges feltétel általában a tartós országúti tempó, amelyből már 15 éve is képes volt felismerni egy autó, hogy fel kell kapcsolni a tompított fényszórókat.)
Ha már van előrefelé néző érzékelő és tudjuk, hogy világos van-e vagy sötét odakint, akkor tegyünk egy ugyanilyet hátrafelé is és tudjuk meg a jeléből, hogy hátulról ránk világít-e egy mögöttünk haladó autó fényszórója. A két fényérzékelő felől érkező jelekből egy kis integrált áramkör kiszámolja a fénysűrűség különbséget, és ennek megfelelő arányban elsötétíti azokat a visszapillantó tükröket, amelyek fel vannak szerelve ezzel a technológiával.
Hogyan érzékeli a fényt az autó?
A fényérzékelőknek több fajtája van, azonban a járművek szélvédőjében, tükreiben leggyakrabban a fotodiódákkal találkozhatunk. Indokolatlan belemennünk ezek működésébe, legyen annyi elég, hogy az érzékelőre eső fényintenzitás függvényében képesek megváltoztatni villamos tulajdonságaikat, illetve erősíteni saját jelüket, amelyek alapján a vezérlőegység igen pontos információt kap a fényerősségről.
Természetesen az autókban még rengeteg optikai elven működő fényszenzor található, mi most csak a világításhoz, tükörsötétítéshez kapcsolódó érzékelőkről beszélünk. Érdekességképpen jegyezzük meg, hogy ezeknek a fényérzékelőknek a jele kiválóan alkalmas volt arra is, hogy esőérzékelőként is működjenek. Ugyanis valójában nem fizikailag érzékeli az autó a víz jelenlétét a szélvédőn, hanem az üvegre eső víz mennyiségével arányosan változtatja a szenzorra érkező fény mennyiségét.
Okosan ki van ez találva. Amikor a fény két közeg határára ér, a két közeg (esetünkben az szélvédő üveg és a levegő) optikai sűrűségkülönbségének függvényében bizonyos szög alatt a határfelületről teljes egészében visszaverődik. (A vízfelszínt alulról nézve például nem látunk ki a medence partjára.)
Ha viszont az üveg másik oldalán a közeg nem levegő, hanem víz, akkor ez a visszaverődés megszűnik és a szenzordoboz egyik oldalán lévő infravörös LED sugarai nem érkeznek meg a szenzorba. Innen adott, hogy esik-e, vagy sem. Ha csak kevés eső jut a felületre, akkor még viszonylag sok kibocsátott fény érkezik a szenzorra, erős eső esetén pedig semmi. A két szélsőség között fokozatmentes átmenet van, úgyhogy ez alapján fogja tudni az autó, hogy mennyire esik, milyen időközönként és sebességgel kell mozgatni az ablaktörlő lapátokat.
Ma már videojelekből dolgoznak
Ahogyan a jármű környezetének mind pontosabb érzékelése vált szükségessé, a fényviszonyok ismeretének pontosságát is növelni kellett. Egy pontszerű fényérzékelő csak akkor ad megbízható jelet, ha éppen azt a pontot éri fény, ahol a szenzor van.
Manapság, az adaptív fényszórók világában, nem elég, hogy milyen sötét van már, hanem azt is tudnia kell az autónak, hogy hová világíthat és hová nem. A modern világítási rendszerek közül a led-mátrix fényszórók terjedtek el a legjobban. Itt a fényforrások száma fényszórónként ma már százas nagyságrendű, de ezeket is tovább osztják tükrökkel.
Így lehetséges az, hogy egy led-mátrix fényszórós autó a világítási kávából egyszerűen kitakarja a szembe jövő autót, hogy annak vezetőjét ne vakítsa el a fény, de körülötte minden más szinte nappali fényárban úszik.
Mindezt teszi a rendszer úgy, hogy közben minden autó mozog, egymáshoz képest, akár kétszáz km/h-ás nagyságrendű sebességgel.
Ahhoz, hogy a rendszer vezérlése gyorsan és pontosan tudjon reagálni, az egyszerű fényérzékelőket egyre inkább kamerákra cserélték, amelyek képét nagyteljesítményű processzorok dolgozzák fel. A feldolgozott jelek alapján a fényszóróvezérlő úgy kapcsolgatja a ledeket és állítgatja a fényvisszaverő elemeket, hogy sem a szembejövő, sem pedig az előttünk haladó nem fogja úgy érzékelni, hogy vakítjuk őket, de körülöttük minden díszkivilágítást kap.
Megvan a fejlődés ára
Természtesen minél bonyolultabb egy rendszer működése, annál drágábbak az összetevői. Egy fényérzékelő dióda ára nem lehet azonos egy, a fentiekre képes kameráéval. Persze a beszerelésük sem olyan egyszerű, ezért például egy szélvédőcserénél ma már nem elég visszapattintani az érzékelőket, hanem azok szakszerű kalibrációját is el kell végezni.
Erre legtöbbször csak a márkaszervizek képesek, mert olyan speciális infrastruktúrára, eszközökre, szerszámokra és szoftverekre van szükség, amellyel csak ezek a műhelyek rendelkezek.
Forrás: autoszektor.hu
