NOWOCZESNE TECHNOLOGIE OŚWIETLENIOWE W CODZIENNYM UŻYCIU

Producenci pojazdów wyposażają nowe auta w coraz nowsze technologie, podnosi to wartość pojazdów i ich atrakcyjność na rynku. Od pewnego czasu fascynujemy się szybkimi i głębokimi zmianami w oświetleniu samochodów. LED, laser, światłowody, inteligentne oświetlenie to hasła znane każdemu miłośnikowi motoryzacji opisujące technologie nowoczesnego oświetlenia. Zróbmy ich krótki przegląd.

W podstawowych rozwiązaniach w samochodach popularnych lub tych o niskim wyposażeniu stosuje się halogenowe źródła światła. Reflektory przednie wykonuje się w technologii odbłyśnika typu FF (free form), czyli takiego, który podzielony jest na fragmenty kierujące światło na wybraną część drogi przed autem. Wszystkie fragmentaryczne wiązki dają w sumie zgodne z przepisami i właściwe dla danego pojazdu oświetlenie.

Drugim bardzo popularnym rozwiązaniem jest reflektor soczewkowy, gdzie zamykająca eliptyczny odbłyśnik ze specjalną przesłoną soczewka jest wzmacniaczem światła emitowanego z żarówki. Oba te rozwiązania niektórzy producenci dostosowują do lamp ksenonowych.
Tworzą one światło prawie 3 razy silniejsze i znacznie jaśniejsze od żarówek halogenowych.

Kolejnym rozwiązaniem stosowanym już od niemal 10 lat jest zastosowanie diod LED. Reflektory w tej technologii wykorzystują pojedyncze matryce o dużej mocy (> 25W) lub zwielokrotnione matryce o mocy mniejszej. Zależnie od założeń producenta pojazdu i funkcji przypisywanych oświetleniu matryce mogą kierować światło do układu optycznego z soczewką, na odbłyśnik FF lub do układu o podwójnym odbiciu podobnym w działaniu jak w teleskopie Newtona.
Reflektory w technologii LED stanowią podstawę oświetlenia adaptacyjnego. Oświetlenie adaptacyjne dostosowuje się do warunków w jakich porusza się pojazd i odpowiednio do nich zmienia zasięg i kształt wiązki wychodzącej z reflektora. Oczywiście sam reflektor tego nie zrobi, jest sterowany systemem czujników (np. kamera, czujnik światła, LiDar) i elektronicznych zaawansowanych sterowników. Systemy oświetlenia wykorzystujące źródła światła LED w najnowszych pojazdach to systemy matrycowe. Rozwiązanie to polega na podziale obszaru prze pojazdem na kilkadziesiąt części a każdy taki fragment oświetlany jest przez odpowiednio wysterowana diodę lub ich zespół. Diody są włączane, wyłączane i w kilkunastu poziomach wygaszane przez sterownik indywidualnie. Daje to ogromne możliwości oświetlania w czasie rzeczywistym tylko tych fragmentów drogi, które są w danej chwili najważniejsze dla kierowcy np. jazda w terenie nie zabudowanym z włączonymi światłami drogowymi, które nie oślepiają innych użytkowników drogi.

Kolejną technologią, którą już zastosowano w reflektorach niektórych (jeszcze tych najdroższych) pojazdów to laser. Wiązka światła laserowego wykorzystywana jest do zwiększenia zasięgu świateł drogowych gdy pojazd porusza się z dużą prędkością. Niebawem wiązkę laserową będzie można wykorzystać podobnie jak teraz robi się to z elementami LED w światłach matrycowych.

Jaka jest przyszłość reflektorów samochodowych?

Niewątpliwie szybko przemysł motoryzacyjny zrezygnuje z żarówek halogenowych. Zużywają bardzo dużo energii, wytwarzają niepożądane ciepło niszczące reflektory, wymagają częstej wymiany.

Kolejny krok to ograniczenie lub wycofanie się z technologii ksenonowej z tych samych powodów. W miejsce żarówek i lamp ksenonowych producenci pojazdów zastosują proste konstrukcje z elementami LED. Będą one miały te same funkcje co poprzednie rozwiązania halogenowe lub ksenonowe ale będą pozbawione ich wad. Ten trend widać już wyraźnie w nowych modelach popularnych pojazdów wszystkich marek.
Elementy LED mają bardzo duża trwałość i są bezobsługowe, przy masowej produkcji nie będą powodować zwiększania ceny samochodu. Pojazdy wyższych klas lub gdy użytkownik wybierze odpowiednią opcję będą wyposażane w adaptacyjne lub wielofunkcyjne matrycowe oświetlenie LED, a za odpowiednią dopłatą uzyskamy dostęp do technologii laserowej.
Perspektywy rozwoju są ciekawe i optymistyczne. Popatrzmy teraz na te nowe technologie z nieco innej strony. Gdy używamy oświetlenia halogenowego awaria źródła światła wymusza zmianę żarówki. Jest ich kilkanaście rodzajów ale z zakupem nie ma żadnego problemu.

Podstawowe i najpopularniejsze kupimy na każdej stacji paliw a inne w specjalistycznych sklepach z częściami zamiennymi. Wymianę żarówki w niemal każdym przypadku kierowca może przeprowadzić samodzielnie bez specjalistycznych narzędzi. Koszt usunięcia takiej usterki jest niewielki. Podobnie jest gdy auto wyposażone jest w oświetlenie ksenonowe. Przy uszkodzeniu mechanicznym reflektora halogenowego czy ksenonowego będzie trzeba zakupić nowy element bez żarówek czy układu zasilania ksenonów, koszt naprawy nie będzie wysoki.
Jeżeli nasze auto wyposażone jest proste spełniające tylko podstawowe funkcje reflektory LED to uszkodzenie jednego z elementów świetlnych wymusza zakup całego nowego reflektora, co niesie za sobą spore koszty. Żaden z producentów pojazdów nie przewiduje napraw reflektorów wykonanych w technologii LED, nie ma do nich żadnych części zamiennych. Podobnie gdy nastąpi uszkodzenie mechaniczne musimy kupić cały nowy reflektor.

Kolej na oświetlenie adaptacyjne i matrycowe LED. Tu też w przypadku awarii elementu świetlnego czy uszkodzenie mechanicznego musi wymienić cały reflektor. Ale to nie koniec. Systemy „inteligentne” są sterowane skomplikowanymi sterownikami i system czujników. Gdy wymieniamy reflektor konieczne jest dopasowanie nowej części do układu sterowania czyli należy wykonać kilka procedur diagnostyczny wykorzystując specjalistyczne narzędzia. Konieczna też będzie kontrola aktualności oprogramowania całego systemu, a także kalibracja czujników np. kamery. Jeżeli zawiedzie sterowanie to mimo pełnej sprawności samych reflektorów nie będziemy mogli korzystać z pomocnych w czasie jazdy funkcji oświetlenia lub nie będziemy mogli korzystać z pojazdu. Naprawy sterowników lub czujników nie są przewidywane, trzeba będzie zastąpić je nowymi elementami.
Na pocieszenie można stwierdzić, że produkowane dziś elementy świetlne LED, czujniki i sterowniki mają bardzo wysoką niezawodność i trwałość, a wszystkie rozwiązania zanim trafią do nowych aut są wszechstronnie badane i optymalizowane już na etapie konstrukcji. Najtrudniej oczywiście będzie gdy spotka nas kolizja.. ale od czego jest ubezpieczenie a przede wszystkim rozsądek za kierownicą.

Zenon Rudak
Kierownik Centrum Technicznego i Szkoleń Hella Polska