Światła w samochodzie – ewolucja czy rewolucja?
Prawidłowe oświetlenie auta jest niezwykle ważne nie tylko w czasie nocnej jazdy, ale również za dnia, szczególnie gdy słońce kryje się za chmurami, na dworze robi się szaro, z nieba leją się strugi deszczu, a widoczność jest ograniczona do kilkunastu metrów. Na szczęście współczesna technika samochodowa coraz skuteczniej radzi sobie z oświetlaniem drogi przed samochodem.
W pierwszych automobilach funkcjonowały lampy naftowe, acetylenowe i gazowe. Służyły one bardziej do oznaczania pojazdu niż oświetlenia drogi. Lampy elektryczne po raz pierwszy zastosowano w latach 10-tych za sprawą marki Philips. W kolejnym dziesięcioleciu zaczęto seryjnie montować to rozwiązanie w słynnym modelu T od Forda.
Lata trzydzieste zaowocowały kolejnymi nowinkami. W żarówkach wprowadzono wówczas rozwiązania stosowane do dziś, czyli żarówki asymetryczne oraz dwa żarniki, pozwalające na jazdę na światłach mijania oraz drogowych. Droga po prawej stronie samochodu (przy ruchu prawostronnym) stała się dokładniej oświetlona, dzięki czemu wszelkie przeszkody i krawędź drogi są lepiej widoczne.
Żarówki halogenowe
Kolejny rozdział otwarto w latach 60., gdy zadebiutowały żarówki halogenowe H1. Ich zaletą była znacznie wydłużona żywotność oraz dwukrotnie większe natężenie światła. W niektórych lampach są one do dziś stosowane. Za sprawą wprowadzenia żarówki H4 rozbito rodzaj żarówek na te do jazdy za dnia i po zmroku. Nie sama żarówka, ale także układ optyczny wewnątrz klosza odpowiadał za efekt wizualny na powierzchni drogi. Te lata są kojarzone z prostymi kształtami reflektorów. Królowały okręgi, prostokąty i kwadraty. Reflektory soczewkowe kierowały wiązkę w soczewkę, zwiększając poziom skupienia światła. Był to jeden z pierwszych kroków w kierunku miniaturyzacji oświetlenia. Ostatnim słowem w technologii halogenowej są żarówki typu H7. Poprawie uległy aspekty takie jak: wydajność, trwałość oraz precyzja kierowania strumieniem światła.
Technologia ksenonowa
Nowy rodzaj żarówki to technologia ksenonowa. Auta z takimi reflektorami rzucały charakterystyczną, biało-niebieską poświatę, dużo przyjemniejszą i mniej męczącą dla ludzkiego oka. Ze względu na intensywność świecenia wymagały one większego skomplikowania poprzez stosowanie układów poziomujących lub systemów oczyszczania klosza lampy. Inną cechą żarników ksenonowych był dłuższy czas ,,rozświetlania”, czy też zmiana barwy światła przy końcu ich żywotności. Specyficzne zielonkawe lub fioletowe żarówki to padające żarniki ksenonowe. Każde włączenie takiej lampy skracało jej żywotność.
W celu eliminacji tej cechy wprowadzono aktywną przesłonę, która odsłaniała obszar odpowiedzialny za oświetlanie części drogi, w którą celowałaby żarówka. Takie reflektory nazwano bi-ksenonami. Mimo mylnej nazwy w lampie pracuje tylko jedna żarówka. Przez pewien czas bi-ksenony stanowiły o statusie samochodów ,,z wyższej półki”, jednak ich kariera nie trwała zbyt długo ze względu na nadejście kolejnego poziomu rozwoju.
Lampy typu LED
Debiutujące w nowym millenium lampy typu LED przejęły rynek. Mają nieporównywalnie więcej zalet niż wcześniej stosowane rozwiązania. Ich główna wada, czyli cena, została szybko zniwelowana i obecnie technologia ledowa jest stosowana również w budżetowych modelach aut. Ich ewolucja następuje znacznie szybszej niż technologii halogenowej lub ksenonowej. Proste kształty zostały zastąpione przez precyzyjne linie, efekty 3D, animacje, różną kolorystykę tej samej lampy, same zaś zajmują znacznie mniej miejsca niż kule, lub plamy światła w kilkudziesięcioletnich autach. Ilość wzorów i rozwiązań jest nieograniczona.
Popularnym tematem w dzisiejszych czasach jest ekologia i również w tej bitwie Diody led wygrywają ze starszymi rozwiązaniami, mają mniejsze zużycie energii oraz znacznie dłuższą żywotność układu. Lepszą jakość doceniają nie tylko kierowcy, ale także inni uczestnicy ruchu drogowego, ponieważ nie są tak często oślepiani jak przez pojazdy z reflektorami starszego typu. Obecnie technologie są na tyle powszechne, że żarówki ledowe są projektowane do starszych konstrukcyjnie lamp jako tak zwane retro-fity.
Reflektory częścią systemów bezpieczeństwa
Nowoczesne oświetlenie współgra również z systemami bezpieczeństwa, aktywnie sterując modułem świateł. Dostosowanie rodzaju oświetlenia do warunków drogowych odbywa się już w większości wypadków bez ingerencji kierowcy.
Automatyczne przełączanie świateł
Fotokomórka rozpoznaje natężenie światła na zewnątrz. Dzięki temu odpowiada za przełączanie świateł między światłami do jazdy dziennej a mijania. Wyłączy też oświetlenie po zamknięciu samochodów, przez co rozładowanie akumulatora z powodu włączonych świateł przeszło do historii.
Natężenie ilości światła z zewnątrz to nie jedyny czynnik wpływający na tryb świecenia. Wpływ na to jak lampa kieruje światło na drogę ma również prędkość. Adaptacyjne reflektory przy prędkościach miejskich święcą na krótszy dystans, ale szerzej. Przy rozpędzeniu auta, snop światła zawęża się, ale wydłuża się jego dystans, by kierowca z wyprzedzeniem zauważył obiekty na jego trasie.
Automatyczne przełączanie świateł drogowych
Ze świateł drogowych korzystamy rzadko. Wymogiem ich użycia jest nieoślepianie pojazdów przed nami, gdyż święcą one wyżej niż światła mijania. W nocy na pewno niejednokrotnie zostaliśmy oślepieni przez auto jadące ,,na długich”. W nowych samochodach kamera drogowa zamontowana przy lusterku rozpoznaje wiązki światła z naprzeciwka, przełączając tryb świecenia na mijania do czasu, gdy droga przed nami nie bedzie znów pusta.
Doświetlanie zakrętów
W trakcie pokonywania zakrętów lub zmiany kierunku ruchu świecenie idealnie na wprost nie zdaje testu. By lepiej oświetlić drogę w trakcie skrętu, wprowadzono skrętne reflektory, doświetlanie poprzez żarówkę lub włączanie światła przeciwmgielnego z odpowiedniej strony.
Technologia typu Matrix
W reflektorach matrycowych diody LED potrafią dzielić obszar przed pojazdem na fragmenty zarówno wzdłuż, jak i wszerz. Oświetlają już nie tylko pojedynczy obszar, ale mogą precyzyjnie kierować snopem światła na poszczególne sekcje. Tak jak ekrany telewizorów, tak i reflektory w samochodach mają swoją rozdzielczość. Poprzez zastosowanie wielu diod czy luster oraz czujników zewnętrznych odbijających światło każda z lamp ma nawet kilkaset fragmentów, w których każdy z nich w danym momencie może być oświetlony lub wyłączony. Jadąc w nocy na światłach drogowych nie oślepiamy już aut z naprzeciwka, ponieważ dany obszar zostanie po prostu wygaszony. W drugą zaś stronę, dany fragment może być podświetlony, jeśli systemy bezpieczeństwa wykryją na przykład pieszego przechodzącego przez jezdnię.
Szczytem techniki żarówkowej są obecnie reflektory laserowe, działające na podobnej zasadzie co diody LED, ale o jeszcze większej rozdzielczości, miniaturyzacji oraz zasięgu. Poszczególne elementy generujące światło mają ułamki mm, możliwe sekcje liczone są w tysiącach, a zasięg takich lamp wynosi nawet ponad 600 metrów!
Co czeka nas dalej? Jednym z możliwych kierunków rozwoju oświetlenia jest… dostarczanie informacji. Niektóre samochody wyposażone są w wyświetlacze HUD, czyli projektory na przedniej szybie, na której ukazują się niezbędne informacje. Wdrażane są już pomysły, aby podobne projektory zamontowane były w reflektorach i ,,pisały” istotne informacje na drodze przed pojazdem.
Mateusz Sikorski