Как работает датчик света на автомобиле?

Принцип работы датчика дождя и света

Вот что хотите говорите, но я реально не знал как работает датчик дождя в машине. Если про свет было сразу понятно — «какой то фотоэлемент», то про дождь сложнее. Когда я недавно пересел со старенькой ДЭУ Нексии на новую машину, я конечно офигел от наличия всяческих датчиков и удобств. Свет вообще не трогаю — включается в любое время суток такой какой нужен по датчику света. Щетки «дворники» тоже не трогаю — работает датчик дождя очень четко. Но как ? Я между делом предполагал, может быть где то стоит датчик стекающей воды со стекла, однако щетки срабатывают даже при мелких капельках. Как то еще измеряется влажность на стекле ? В каком месте стекла интересно ?

А оказалось все намного проще …

1 – датчики дождя и освещенности; 2 – зеркала заднего вида; 3 – зона перекрытия действия стеклоочистителей; 4 – ветровое стекло

Датчик дождя и освещенности предназначен для того, чтобы при опознании влаги на стекле включать стеклоочиститель в зависимости от количества осадков с нулевого положения до максимального цикла очищения, или включать фары в зависимости от условий освещения. Включение датчика осуществляется определенными рычагами или выключателями.

Датчик дождя и освещенности состоит из комбинации светочувствительных элементов и светодиода. Все части смонтированы на плате в корпусе датчика. Оптический элемент перекрывает корпус датчика и ветровое стекло. Задачей оптического элемента является фокусирование и выравнивание исходящего и входящего света. Весь датчик прикреплен к ветровому стеклу при помощи клеящей фольги. Для распознавания дождя используются светодиод 6 и фотодиод 8.

Принцип работы датчика дождя состоит в том, что свет, исходящий от светодиода, частично отражается на поверхности стекла и, сфокусировавшись через оптический элемент, попадает на фотодиод. Если на улице сухо, весь свет отражается обратно и попа­дает на фотоприемник (так рассчитана оптическая система). Поскольку луч моду­лирован импульсами, то на посторонний свет датчик не среагирует, как телеви­зор, «не видящий» чужой пульт. Степень отражения света от диода и таким образом количество света, который попадает на фотодиод, изменяется, если стекло покрыто каплями воды или имеет водяную пленку. Чем сильнее увлажнение, тем меньше отражение преломленного света. На основании этого для определения количества осадков используется выходной сигнал фотодиода. Это фиксиру­ется сенсором, и контроллер рассчитывает подходящий режим работы стеклоочи­стителя. Время реагирования на распознавание дождя, т.е. время, затраченное между распознаванием осадков и подачей выходного сигнала на стеклоочиститель, составляет менее 20 мс.

1 – ветровое стекло; 2 – свет удаленного источника; 3 – проникающий внешний свет; 4 – капли дождя; 5 – оптический элемент; 6 – светодиод; 7 – дистанционный фотодиод-датчик; 8 – фотодиод; 9 – фотодиод-датчик внешнего освещения

Для распознавания света применяются дистанционный фотодиод 7 и датчик внешнего освещения 9. Датчик 9 охватывает световые условия непосредственного пространственно вокруг автомобиля и служит для авто­матического включения фар, а дистанционный датчик 7 – световые условия на расстоянии до трех длин автомобиля по направлению движения.

Система распознает в целом уменьшение или увеличение освещенности и включает или выключает свет фар. Из разности сигналов обоих датчиков система, например, может определить, что автомобиль въезжает в туннель и, таким образом, свет фар включается не позднее въезда в туннель. Логика системы действует таким образом, что свет отключается лишь тогда, когда датчик света определит достаточное значение освещенности. Если наряду с распознаванием света активно также распознавание дождя, то система включает фары и при сильных осадках.

1 – анализ внешней освещенности; 2 – анализ разности освещенности; 3 – анализ дистанционной освещенности; а – разница освещенности меньше, чем значение порога включения, свет выключен; б – разница освещенности больше, чем значение порога включения, свет включен

Вот еще 5 мифов о работе датчика дождя

Миф №1 мы уже развеяли: датчик дождя НЕ активируется от удара капель по стеклу, а также вибрации и иных механических воздействий. Работа датчика дождя основана на действии фотоэлементов. Если бы датчик реагировал на удары, щетки бы усердно стирали со стекла мух, комаров и мелкие камушки.

Миф №2: «Датчик дождя не работает ночью». Как мы уже выяснили, работа датчика дождя построена на принципе отражения инфракрасных лучей. Их свойства не зависят от освещенности. Иначе бы, например, пульты дистанционного управления не работали в темноте.

Миф №3: «При замене стекла с датчиком дождя придется попрощаться». Не придется: многие производители предлагают автостекла с местом под датчик дождя. Например, в компании Олимпия можно приобрести стекла под датчик дождя для большинства иномарок: Тойоты Камри, VW Passat, Audi A4 и других автомобилей.

Миф №4: «На лобовое стекло с датчиком дождя нельзя клеить полосу тонировки». Можно: в этом случае в тонировочной пленке вырезается отверстие под датчик. Главное, чтобы тонировка стекол была сделана по ГОСТу.

Миф №5: «Датчик дождя бесполезен зимой». Так как работает датчик дождя, реагируя на капли воды, а не снег, зимой он функционирует хуже. Однако если в автомобиле есть обогрев стекла, падающий снег сразу тает, превращаясь в воду, и работа датчика дождя будет в норме.

Интересные факты про датчики дождя

— Концерн General Motors проводил первые эксперименты по созданию датчиков дождя еще в 1950е годы. Датчик создавался для культовой модели — Кадиллак Эльдорадо. Но технологии были далеки от совершенства: между тем, как работает датчик дождя на современном автомобиле, и первыми опытами инженеров GM стоят десятилетия конструкторских разработок.
— Одним из первых серийных автомобилей с датчиком дождя стал Nissan Silvia – спортивное купе. В 2000х годах датчики дождя появились на автомобилях марок Volkswagen, Cadillac и других ведущих производителей.
— Работа датчика дождя используется не только в автомобильной промышленности, но и в сельском хозяйстве, для управления системой полива. — «Полевые» датчики имеют иной принцип работы, нежели автомобильные: в них имеются гигроскопичные диски, которые во влажном состоянии увеличиваются в размерах, а при высыхании – сжимаются. Тем самым регулируется подача воды. Интересно, что некоторые датчики имеют встроенный индикатор температур, который останавливает подачу воды, если температура опускается ниже нуля.

Устройство и принцип работы датчика света в автомобиле

Дополнительные функции в современных автомобилях делают вождение удобнее и безопаснее. Одной из таких опций является датчик света автомобиля. В статье расскажем о его устройстве и принципе работы.

1. Что такое датчик света в автомобиле
2. Устройство датчика света
3. Виды датчиков света
4. Обычный сенсор освещенности
5. Встроенный датчик освещенности
6. Комбинированный датчик освещенности
7. Как проверить работоспособность устройства

Что такое датчик света в автомобиле

Другое название этой опции – датчик освещенности. Его устройство довольно простое. Представляет собой фотоэлемент, блок управления и небольшое реле. Сам элемент устанавливается в наиболее освещенном месте автомобиля, не подверженном загрязнению. Обычно над или под лобовым стеклом. Косвенно датчик освещенности можно отнести к системам безопасности. Водитель может просто забыть или проигнорировать необходимость включения фар при въезде в тоннель или другой затемненный участок. Система это сделает сама.

Датчик света в салоне

Фотоэлемент фиксирует изменение освещенности в пространстве. Если света недостаточно, то передается сигнал в блок управления, а затем реле включает ближний свет и габаритные огни. Если система фиксирует достаточную освещенность – то светотехника выключается.

Устройство датчика света

Конструкция компонента и всей системы довольно простое. Если такая опция присутствует в базовой комплектации автомобиля, то он располагается в специальной выемке перед лобовым стеклом. В корпусе датчика находится светодиод и светочувствительные элементы. Датчик соединен с блоком управления, реле и контактами включения габаритов и ближнего света.

Переключатель управления освещением нужно выставить положение AUTO, чтобы система работала в автоматическом режиме.

Переключатель системы освещения. Положение AUTO

Специальные фотодиодные фильтры распознают дневной и электрический свет. Очень удобно, например, при въезде в тоннель или крытую парковку. Также можно настроить время затухания фар после выключения зажигания или при нормальном освещении.

Виды датчиков света

Обычный сенсор освещенности

Если автомобиль не оснащен таким устройством, то его без труда можно установить самому. Стоит система недорого. Достаточно закрепить датчик, подключить реле и правильно соединить провода с электропроводкой автомобиля. Система будет исправно работать.

Встроенный датчик освещенности

Встроенные компоненты контроля освещенности идут в более дорогих комплектациях автомобилей. Как правило, набор их функций более широкий. Можно настроить систему на включение света в салоне, включение и выключение подсветки приборной панели.

Комбинированный датчик освещенности

Часто датчик света может быть объединен в одном устройстве с датчиком дождя. В этом случае он крепится в верхней части лобового стекла. Если с датчиком света все понятно, то в основе работы датчика дождя также лежат фотодиоды и фотоэлементы. Если на лобовое стекло попадают капли дождя, то проходящий свет преломляется по-другому и рассеивается на обратном пути. Фотоэлементы это улавливают и включают стеклоочистители. При сильном дожде автоматически включаются и фары. Водители отмечают, что система работает корректно и правильно. Водителю не нужно включать стеклоочистители всякий раз, когда намокнет стекло. Фотоэлемент определяет уровень воды на стекле и интенсивность дождя и корректирует частоту взмахов стеклоочистителей самостоятельно. В некоторых моделях при дожде включается подогрев стекла, чтобы предотвратить его запотевание.

Как проверить работоспособность устройства

Данная опция очень удобна и водители к ней быстро привыкают. Не нужно беспокоиться о включении или выключении фар – система делает это сама. Но если система выйдет из строя, то автолюбитель может вовремя и не заметить поломки.

Проверить датчик освещенности очень просто. Достаточно накрыть его темным материалом или ветошью. Если все в порядке, то система воспримет это как ночь и включит свет и габаритные огни.

Датчик света в автомобиле

Современные автомобили оснащены большим количеством электронных устройств, которые позволяют системе самостоятельно отслеживать состояние машины и ее окружения, быстро адаптируя транспортное средство под изменившуюся обстановку. Одним из таких устройств является датчик света, который устанавливается в автомобиле, а что это такое и зачем он нужен, читайте в статье.

Назначение

Датчик света в автомобиле устанавливается для быстрого реагирования на изменения уровня освещенности вокруг машины. Если он обнаруживает, что дорога впереди недостаточно хорошо видна, передает сигнал на блок управления. ЭБУ обрабатывает его и посылает команду на включение фар дальнего света. Таким образом, датчик контролирует работу систем освещения в автомобиле, реагируя на уровень затененности впереди. Кроме того, в продаже встречаются несколько разновидностей этого изделия, которые могут включать в себя дополнительный функционал, вроде отслеживания природных осадков и активации передних стеклоочистителей.

Конструкция и принцип работы

Учитывая, что это устройство может быть частью заводской комплектации, датчик света изготавливается в формате небольшого компактного корпуса для установки на соответствующей позиции перед лобовым стеклом в салоне автомобиля. Электронное изделие состоит из нескольких светочувствительных элементов и светодиода, которых достаточно для того, чтобы датчик мог быстро и надежно реагировать на смену времени суток, погодных условий, отключение уличных фонарей или на въезд и выезд из тоннеля. Обнаружив изменения, устройство посылает сигнал блоку управления, чье реле включает фары ближнего или дальнего света.

Использование средства измерения освещения позволяет водителю не отвлекаться во время езды на регулировку работы фар. Впрочем, функционал этого устройства имеет и обратные стороны, ведь многие автовладельцы настолько привыкают к работе этого устройства, что отвыкают самостоятельно контролировать включение и отключение фар на машине. Иногда это поворачивается против невнимательных водителей, забывающих включать дальний свет в дневное время суток во время тумана и других условий, не предусмотренных к определению датчиком света. На некоторых марках авто эти устройства способны работать вне зависимости от зажигания двигателя, что приводит к неприятным ситуациям, когда фары у машины загораются на стоянке ночью, тем самым сажая аккумулятор.

Разновидности

Как и многие другие системы, автомобильный сенсор освещения встречается в нескольких разновидностях. Некоторые из них доступны для приобретения и самостоятельной установки, когда другие встречаются лишь в заводской комплектации транспортного средства:

• Стандартный сенсор можно приобрести по доступной цене и установить своими силами. Закрепление датчика происходит в салоне перед лобовым стеклом автомобиля с последующим подключением реле и электропроводки. В функционал входит регулировка режима и интенсивности работы передних фар транспортного средства.
• Встроенный датчик освещенности чаще встречается в дорогих иномарках, где выполняет широкий перечень функций. Помимо стандартных задач по включению и настройке фар, устройство может регулировать освещение внутри салона и на приборной панели.
• Комбинированный датчик света и дождя относится к самым дорогим моделям автомобильных сенсоров, объединяя в себе функции по контролю освещения и работы стеклоочистителей. Сенсор дождя фиксирует выпадение осадков посредством фотодиодов и фотоэлементов, давая команду щеткам начинать протирание лобовых стекол. В зависимости от интенсивности осадков, сенсор может активировать и фары, реагируя на плотный дождь или снег.

Установка

Чтобы установить и подключить датчик света и дождя в автомобиле, не обязательно обращаться за услугами в мастерскую. К каждому комплекту сенсоров прилагается подробная инструкция с описанием процедуры монтажа. В большинстве машин последовательность действий пользователя одинаково проста:

1. Основной компонент устройства, называемый «глазком», закрепляется внутри салона на месте держателя зеркала заднего вида. Учитывая, как работает датчик света, для большей точности работы сенсора, рекомендуется направить его в сторону водителя, а не на улицу. Затемнение в салоне фиксируется гораздо быстрее и надёжнее.
2. Подключение реле сенсора и блока управления производится в соответствии со схемой из инструкции.
3. Последними присоединяются контакты, отвечающие за регулировку освещения автомобиля. Некоторые модели сенсоров предусматривают возможность подключения кнопки включения и выключения датчика света и дождя.

Заключение

В общем, как оказалось, ответ на вопрос: как работает датчик света, очень прост, а устройство может быть максимально полезным для любого автовладельца. Сенсоры освещения являются очередной системой, призванной обеспечить комфорт пользования транспортным средством и разгрузить водителя в процессе управления машиной. Возможность подключения датчика своими руками лишний раз упрощает задачу владельцу авто, не требуя от него обращения к услугам профессионалов.

Видео по теме

Что такое датчик света в машине и зачем он нужен?

С каждым годом автомашины становятся всё более удобными и «самостоятельными», позволяя водителю пристально следить за дорогой и не отвлекаться на мелочи.

Одним из приятных дополнений к конструкции авто можно назвать датчик света, который избавляет водителя от необходимости вручную переключать фары в темнее время суток. Рассмотрим, как устроен датчик света и как он работает.

Принцип действия датчика света

Фотоэлектронный датчик света, которым оборудованы сегодня многие новые модели авто, не относится к чересчур сложным электронным устройствам. Как правило, его основным элементом служит фотодиод, изменяющий электрическое сопротивление в зависимости от количества света, попадающего на фоточувствительную площадку, либо фототранзистор, который при попадании на его фотоприёмник световых лучей генерирует слабый электроток.

Датчик света устанавливают снаружи на кузове машины, чтобы при изменении освещённости он подавал сигнал для включения фар и/или габаритных огней.

Как функционирует датчик света?

Применение датчиков света позволяет сделать процесс управления машиной более комфортным и безопасным для водителя. При снижении уровня освещённости ниже определённого уровня датчик посылает сигнал, по которому автоматически включаются фары ближнего или дальнего света и габаритные огни. Датчик света срабатывает при наступлении сумерек, после въезда в туннель или даже в туманную погоду, когда естественного освещения недостаточно для нормальной видимости.

Можно настроить датчик так, чтобы ночью при появлении встречного авто, освещающего дорогу своими фарами, машина автоматически переключала свет с дальнего на ближний. Благодаря такой автоматизации водитель не отвлекается от наблюдения за дорогой в непростых ночных условиях. Как только встречный источник света исчезнет, фары вновь переключатся на дальний свет.

Для корректной работы автоматической системы необходимо, как минимум, два датчика света: один фиксирует изменение освещённости в горизонтальной плоскости перед машиной, второй отслеживает наличие световых лучей, падающих сверху.

Управляющий блок принимает данные с обоих датчиков и генерирует команды после анализа обоих сигналов. Такая система позволяет учитывать все нюансы освещённости и, к примеру, не допускает кратковременного отключения фар, когда машина проезжает под включенным уличным фонарём.

Для наиболее точной фиксации освещённости может быть установлен и третий датчик, определяющий уровень освещённости в салоне.

Немного истории

Первые датчики света появились не на легковых автомобилях, а на грузовиках Actros, которые выпускал и продолжает выпускать знаменитый германский концерн Mercedes-Benz. Исследователи компании, заботясь о дорожной безопасности, решили, что чем меньше водитель будет отвлекаться во время вождения на незначительные действия, тем более собранным и внимательным он будет в длительных рейсах.

Грузовик, самостоятельно включающий фары и габаритное освещение, очень быстро стал одной из самых востребованных моделей в своём классе. Увидев столь ошеломляющий успех, инженеры из Mercedes решили оборудовать датчиками света как можно больше автомобилей, в том числе легковых. Все машины премиум-класса этой компании теперь оборудуются «умными» фарами и габаритами.

Преимущества и недостатки датчиков света

По большому счёту, у датчиков света достоинство всего одно, но очень важное: они позволяют водителю полностью сосредоточиться на дорожной обстановке и не отвлекаться на щёлканье переключателями. В сложных условиях плохой видимости это чрезвычайно важный плюс, благодаря которому датчики, возможно, уже спасли не одну жизнь.

Что касается минусов, то к ним можно отнести разве что пресловутый человеческий фактор. Привыкнув к вождению с датчиками света, человек забывает переключать фары и включать габариты, если приходится садиться за руль обычной машины.

Кроме того, выход электронного устройства из строя может некоторое время оставаться незамеченным, и водитель какое-то время движется по дороге с выключенными огнями. Однако очевидные преимущества «умного» устройства позволяют пренебречь перечисленными недостатками. В целом же наличие датчиков света делает вождение гораздо более безопасным и приятным.

Датчик света в автомобиле: что это? Как работает датчик света в машине?

Автоматические помощники в электронной начинке автомобиля сегодня охватывают практически все функции его управления. Это в большей мере относится к системам обеспечения безопасности, но с появлением сенсорных чувствительных элементов охват интеллектуальных ассистентов значительно расширился. Так, все популярнее становится датчик света в автомобиле. Что это за устройство? Это своего рода детектор, который фиксирует пороговые значения освещения, при которых оптика может автоматически включаться или отключаться. В более развитых системах датчик также способен отслеживать условия освещенности в промежуточных состояниях, точнее настраивая автомобильное оборудование.

Что представляет собой датчик света?

Устройство датчика можно разделить на две части – это типовая электротехническая инфраструктура, благодаря которой устройство подключается к реле управления оптикой, и чувствительный компонент. Подключение к реле дает возможность датчику оперативно взаимодействовать с автомобильными огнями, своевременно активизируя их функцию. Главный же элемент прибора – это непосредственно детектор в виде фотоэлемента, реагирующего на параметры освещения. Наиболее распространен автономный датчик света в машине. Как работает эта модификация? Ее особенность заключается в независимости от основной электросети. То есть сигнал на реле поступает даже в случае сбоев на магистральной проводке. Разумеется, о гарантии работоспособности данной схемы можно говорить только при условии стабильного функционирования самой оптики и управляющего контроллера.

Принцип работы устройства

В процессе движения автомобиля датчик постоянно контролирует вверенную ему зону, оценивая параметры освещенности. Обычно это элементарная яркость света, на которую и реагируют фотоэлементы. При достижении предельных значений датчик посылает сигнал на вышеупомянутое реле. В свою очередь, контроллер дает команду оптике включиться или, наоборот, отключиться. Важно подчеркнуть, что система действует не только на включение. Такие системы относятся к средствам активной безопасности, поэтому активизация света в темном переулке, к примеру, является ключевой задачей устройства. Но также при фиксации пороговых значений яркости прибор отключает оптику. Стоит отметить и особенности обработки сигнала, который посылает датчик света в автомобиле. Как работает в этой схеме управляющий блок? Изначально микросхема программируется на работу по нескольким каналам, связанным с определенной оптикой – огнями, фарами, «противотуманками» и т. д. Также и датчики отвечают за конкретные зоны, условно связанные с этими каналами. Таким образом, в каждом случае задействуется та или иная группа оптических приборов машины.

Зоны охвата

Базовое разделение предполагает обработку сигналов от двух зон охвата. В первую очередь, это глобальная зона. Она относится к пространству непосредственно у автомобиля. Вторая зона – передняя. Она распространяется на участок дороги перед машиной. Современные модели датчиков способны различать эти зоны, посылая на реле соответствующие сигналы. Казалось бы, если в текущих условиях наблюдается пониженный уровень освещения, то активизироваться должны оптические устройства, соответствующие условиям движения. Но разница как раз заключается в особенностях работы ближних и дальних фар, за которые отвечает датчик света в автомобиле. Что это разделение значит на практике? В условиях отсутствия видимости активизироваться должны дальние фары, а днем – ходовые огни с ближним светом. Однако пограничные состояния между этими условиями освещенности не всегда доступны для фиксации электроникой. Поэтому желательно, чтобы в датчике предусматривалась и возможность отслеживания промежуточных характеристик освещенности.

Настройки датчика

Отчасти задачу разделения пограничных показаний освещенности можно решить с помощью базовых настроек. Как правило, предусматривается два режима эксплуатации устройства:

• В сумерках. Свет активизируется при наступлении сумерек, когда ночь еще не наступила, но уже наглядно темнеет.
• Ночью. Датчик включает фары при наступлении полной темноты.

В некоторых конфигурациях предусматривается и конкретное назначение фар, которые при тех или иных условиях включает датчик света в автомобиле. Что это такое с точки зрения обработки сигнала электроникой? Это программные параметры, которые логически обрабатываются в тех или иных условиях. Например, в первом режиме все еще будет работать ближний свет, а во втором – происходит активизация дальних фар.

Специальные версии датчика

Существуют модели датчиков, которые также отвечают за регуляцию света в салоне. В частности, они не просто включают, но и управляют параметрами яркости приборной панели. Собственно, вторая функция и является первостепенной, так как во время движения панель в любом случае работает. Но в таких системах при сильной нагрузке сигналами на реле возможны проблемы. Так, по словам пользователей, датчик света в автомобиле «Киа Рио» грешит некорректным управлением подсветкой той же приборной панели. Например, ночью система вполне оправдано активизирует работу дальнего света, но в салоне подсветка может включаться с максимальной яркостью, что доставляет водителю дискомфорт. Чаще всего подобные проблемы возникают из-за нарушений соединения проводки или ее повреждения – падает сопротивление, в результате чего и сигналы поступают неточные.

Монтаж своими руками

В первую очередь определяются места установки. Их может быть два – или за зеркалом заднего вида в зоне лобового стекла, или же на передней панели – тоже возле лобового стекла. В обоих случаях важно организовать свободное не прикрытое пространство, в котором будет работать датчик света в автомобиле. Своими руками выполнить монтаж несложно – в работе участвуют комплектные крепежные приспособления. В некоторых случаях достаточно выполнить клеевое крепление, а в других – реализовать механическую фиксацию метизами.

Отдельного внимания заслуживает проводка. Кабель желательно как можно короче делать на видимом месте и по возможности сразу от датчика заводить за приборную панель. Селектор станет конечным пунктом, к которому напрямую подсоединяется датчик света в автомобиле. Что это такое в схеме соединения детектора с реле управления? Селектор – это переходное звено, которое выполняет своего рода предобработку сигнала. Он может корректировать его параметры, определять те же каналы групп оптики и устранять помехи.

Заключение

Присутствие автоматического регулятора света вовсе не стоит воспринимать как гарантию безопасности – хоть и в одном аспекте управления. Есть и опасности, которые может нести собой датчик света в автомобиле. Что это значит для автомобилиста? Электроника в виде автоматических ассистентов дает ощущение стороннего контроля, но это впечатление обманчиво. Действительно, в большинстве случаев такие датчики оказываются полезными, но есть также и риск выхода электроники из строя. И тогда несвоевременное включение фар может обернуться трагедией. Стоит ли из-за этого риска отказываться от датчика света? Пожалуй, нет, но полагаться только на его функцию в управлении оптикой уж точно не следует.