1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Матричные фары автомобиля

Как устроена матричная оптика: разбираемся на примере разработок компании HELLA

Постепенный переход на светодиодные источники света в автомобилях уже несомненная тенденция. Лампы накаливания в ближайшем будущем останутся уделом устаревших конструкций. А сейчас высокоэффективные и долговечные фары постепенно отвоевывают позиции у традиционных. В маломощных осветительных приборах светодиоды уже вытеснили конкурентов, а вот в области головного света сражение еще идет. И основное оружие светодиодов — матричная оптика конструкции Hella.

Просто заменить газоразрядный или галогенный источник света на светодиоды — идея не новая. Еще в 2008 году подобная система появилась на машинах Lexus LS, а сейчас построенная по тому же принципу головная оптика стала базовой на многих массовых автомобилях. Например, новый кроссовер Skoda Kodiaq оснащен ею в базовой комплектации, как и соплатформенный VW Tiguan. На базе подобной конструкции можно создать даже адаптивное освещение, и оно не будет ничем принципиально отличаться от использующего газоразрядные источники света. Но настоящий прорыв в эффективности дает только матричная светодиодная оптика.

Качественный головной свет автомобиля должен быть не только ярким, но и освещать исключительно необходимые зоны. Кроме того, не слепить встречных водителей, выделять важные объекты и при этом учитывать особенности человеческого глаза в отношении контрастности освещения и светотеневой границы.

Адаптивное головное освещение на базе единого источника света во многом решает эти сложности, но настоящий прорыв возможен только при использовании матричного освещения, когда за каждую зону отвечает отдельный источник света с регулируемой яркостью, а управляется система интеллектуальным модулем, способным распознавать объекты перед машиной и регулировать освещенность различных зон по ситуации. И именно по этому пути пошла компания Hella при разработке своих матричных светодиодных модулей адаптивного освещения.

Идея использовать много фар для освещения нескольких зон перед машиной в случае традиционных источников света сталкивается с габаритными ограничениями. И газоразрядные источники света, и лампы накаливания имеют достаточно крупные размеры рабочей области и требуют объемной оптической системы.

В случае со светодиодным освещением такая проблема не стоит. Если отказаться от использования сменных светодиодных модулей, то на небольшой плате можно разместить более 50 светодиодов, а поскольку их световой поток имеет явную направленность, то подобная матрица диодов отлично работает с компактной и простой оптической системой.

На практике в оптике Audi Matrix LED с 25 светодиодами адаптивного освещения они собраны в сменные модули по пять светодиодов в каждом, и еще пять модулей используются для статического освещения — ближнего света и статического бокового. В следующем поколении оптических систем Hella, которые с 2016 года устанавливаются на машины Mercedes, применяется целых 84 светодиода на единой плате.

Перспективная LED-оптика разработки Hella по-прежнему имеет «всего» 25 светодиодов на единой плате, но за счет использования в оптической системе фары проекционного LCD-дисплея с разрешением 30 тыс. пикселей с матрицей 100х300 число контролируемых зон освещения возрастает на порядок.

Сложность подобной конструкции легко недооценить. При тех же габаритах, что и у традиционной фары, внутри матричная LED-оптика и ее система управления устроены на порядок сложнее. Чтобы не быть голословным, рассмотрим конструкцию и ее возможности на примере оптики Audi Matrix LED для модели A8 в кузове D4 2013 года. Не самой новой, но зато одной из самых распространенных в России и имеющей много общего со светодиодной матричной оптикой других машин Audi. На следующих поколениях и для других моделей, скорее всего, будет уже лазерный источник света.

Возможности и конструкция

Помимо конструкции самой оптической системы, важную роль для работы адаптивного освещения играет конструкция системы управления. В случае с матричной оптикой самым важным датчиком системы является LiDAR — дальномер оптического диапазона, позволяющий системе управления получить предоставления обо всех источниках света и объектах в зоне освещения головной оптики. Так же используются данные навигационной системы, датчики скорости автомобиля, дождя и освещенности и данные ассистента ночного видения, если он есть в автомобиле. На основании этих данных блок управления может использовать один из множества режимов работы.

Дальний свет для движения по автомагистрали включается на основании данных навигационной системы. В этом случае система Matrix Beam включает узкий луч с максимальной дальностью освещения, наилучшим образом подходящий для ночных поездок на высокой скорости.

Ближний свет с классической асимметричной формой светового пучка использует 15 отдельных светодиодов в каждой фаре и включается в населенных пунктах. Может применяться отдельно от адаптивного освещения. Дальняя зона освещения реализуется отдельным набором светодиодов и может быть отключена для реализации туристического или всепогодного режима.

Туристический режим используется при движении в странах с левосторонним движением для машин, созданных для движения правостороннего. Он позволяет уменьшить асимметрию светового луча при включенном режиме ближнего света. Включается режим или автоматически, по данным навигационной системы, или вручную, через меню мультимедийной системы.

Конструкцию основной оптической системы фары можно увидеть на рисунке, но помимо нее в конструкцию входят также модуль указателя поворота (разумеется, со светодиодами), модуль охлаждения, причем со сменным вентилятором, и внутренняя проводка.

Статическое освещение боковой зоны предназначено для облегчения маневрирования и безопасного проезда перекрестков. Специальная секция фары освещает широкую зону спереди-сбоку от автомобиля. Включается автоматически при малой скорости и включении указателя поворотов, а также при угле поворота рулевого колеса более 50 градусов и скорости менее 60 км/ч. При проезде перекрестков срабатывает режим освещения для перекрестков, который включается по данным навигационной системы и скорости менее 60 км/ч.

Всепогодное освещение используется в условиях тумана и снегопада. В этом случае снижается мощность ближнего света и включается статическое освещение боковых зон. Включается режим вручную, кнопкой на панели, а ассистент дальнего света при этом отключается.

Динамическое адаптивное освещение работает на скорости более 60 км/ч вне населенных пунктов. Используется матрица из 25 светодиодов дальнего света, создающая 25 независимых сегментов. Система обеспечивает изменение направления луча света в зависимости от рельефа, не ослепляет встречный и попутный транспорт, снижает яркость в зонах расположения источников с высоким коэффициентом отражения — дорожных знаков и все другие функции адаптивности.

Маркирующая подсветка пешеходов срабатывает вне населенных пунктов и скорости более 60 км/ч, при наличии ассистента ночного видения. Секции дальнего света фар в направлении пешехода мигают, привлекая внимание водителя, а силуэт пешехода подсвечивается красным на дисплее приборной панели.

Помимо датчика LiDAR в работе системы задействованы блок управления корректора фар и блок комфорта бортовой сети. Причем самих корректоров у адаптивной оптики нет по двум причинам. На машинах с матричной LED-оптикой установлена пневмоподвеска и сама оптика имеет высокий запас адаптивности даже в режиме ближнего света за счет разделения зон. Так что блок управления в строгом смысле слова блоком коррекции уровня не является, просто располагается и подключен так же, как блок коррекции на машинах без этой системы. Помимо внешних блоков, используются три блока контроля в самой фаре.

Конструкция модуля охлаждения для светодиодной оптики крайне важна, так как от него зависит долговечность самих светодиодов и он включает в себя индивидуальные воздуховоды для каждой диодной сборки и множество датчиков. Вместо линз в этом поколении оптики используются зеркальные отражатели, имеющие повышенную стойкость к перегреву. Снаружи корпус закрыт общим герметичным колпаком.

В целом развитие автомобильного света уже семимильными шагами идет по пути внедрения интеллектуального светодиодного освещения, в чем корреспонденты журнала «Движок» убедились на практике, сравнив его с адаптивным биксеноновым. Ну а постепенное удешевление конструкции и ее повсеместное внедрение в ближайшем будущем позволит значительно улучшить ситуацию с освещением на дороге, а следовательно, и с безопасностью.

Принцип работы матричных фар: их преимущества и недостатки

Ни для кого не секрет, что в последние годы прогресс начал развиваться стремительными темпами. Особенно это касается автомобильного производства и в частности, оптики. Сегодня оптика автомобиля — это не просто лампа с отражателем, а устройство, которое может выполнять ряд полезных функций. Матричные фары можно назвать одной из таких высокотехнологичных разработок, благодаря которой стало возможным в темное время суток чувствовать себя автомобилисту намного комфортнее и безопаснее при передвижении.

В чем особенность матричной оптики?

В матричной оптике предусмотрено использование светодиодов. То есть в таких осветительных приборах полностью отсутствуют ксеноновые и галогеновые лампы. На светодиодах работают дальний и ближний свет, а также указатели поворотов. Несмотря на то, что у разных производителей место их расположения и форма корпуса могут отличаться, спутать матричные фары с другой оптикой практически невозможно. Матричные фары многофункциональны, в них управление освещением происходит освещением с участием бортового компьютера, всевозможных датчиков и даже видекамеры. В таких устройствах нет поворотных элементов. Группы светодиодных элементов в них расположены изначально оптимальным образом. Что касается уровня света, то он в них меняется с помощью яркости конкретной светодиодной группы. Благодаря чему ярко освещается дорога без ослепления водителя встречного автомобиля потоком исходящего света.

Плюсы и минусы матричной оптики

Среди положительных свойств матричных фар можно выделить их удобство, интеллектуальное управление и повышенную безопасность. Особенно в темное время суток и в условиях плохих погодных условий. За счет матриц светодиодов обеспечивается более яркий свет и главное в нужном направлении. Среди недостатков таких фар выделяется их очень высокая стоимость. За одну фару можно выложить тысячи а то и десятки тысяч долларов, что далеко не всем по карману. Причем, в плане эксплуатации такие фары требуют к себе очень бережного отношения. Иногда только один небольшой удар может стать причиной необходимости их замены. Кроме того, если в такой оптике из строя выходит даже один светодиод, всю фару придется менять. и это вне зависимости от того, что производители подобных осветительных приборов всегда выдают гарантию на них на 10 лет.

Подробнее о матричных фарах пойдет речь в этом видеоматериале:

Что такое матричные фары и чем рни отличаются от других

Мир света в автомобильном деле развивается и не стоит на месте. Новые обновления все снова и снова попадают на автомобильный рынок, поражая покупателей свои многообразием. Раньше самыми крутыми считались ксеноны. На данный момент – матричные. Все виды фар, такие как ксеноны, светодиодные фары, они уже давно отжили свое. В ой пришли матричные фары.

Стоит уточнить, что матричные фары – это прежде всего светодиодные фары, только другой конструкции. Ну а также, главными отличием является организация работы фар. Почему все так резко заговорили об этих фарах? Потому что это – новшество в автомобильном мире и свете. Половина автомобилистов просто не понимает, зачем нужны эти матричные фары, что они представляют из себя и т.д. Стоит разобраться в этом, чтобы с ловкостью оперировать фактами и быть экспертов в автомобильном освещении.

Матричные фары – непревзойдённое достижение, так как производители и первооткрыватели таких фар смогли сделать невозможное – объединили в одной маленькой конструкции огромный функционал:

  • Свет дальних и ближних фар с переключением;
  • Воздуховодный вентилятор в машине;
  • Специальный отдел управления для работы фар;
  • Дневные огни;
  • И ночные огни, которые светят ярче всех.

Преимущества и особенности матричных фар

Стоит сначала рассказать об элементах фар. Сама фара выполнена из пластика, а точнее из пластмассового корпуса, чтобы обеспечить полноценную и комплексую защиту всех составляющих элементов фары. Кстати, такая конструкция поможет не только защитить от повреждения ару, но и поможет правильно разместить элементы. Такой конструкции не страшны никакие погодные условия, даже самые сильные ураганы не испортят фару. А для точного и комплексного проведения безлопастных работ, фары покрыты специальным рассеивателем.

Отличие матричных фар от других

Фарами очень легко управлять. Этим они и отличаются от других – легким управлением за счёт электронного блока управления. Специальные входные устройства помогают контролировать состояние фары.

Читать еще:  Самые надежные японские машины

К таким входным устройствам относятся:

  1. Видеокамеры, которые предназначены для передачи информации о разных машинах, встречающиеся на пути автомобиля;
  2. Навигатор, который будет подавать все необходимые сведения о дороге, по которой едет автомобиль. Также он предвидит всякие повороты, спуски и подъемы;
  3. Датчики разных видов, благодаря которым матричные фары становятся в разы податливее. К стандартным видам относятся такие, как: угловой, скоростной, световой, дождевой и другие.
  4. Электронный управляющий блок, который обработает всю необходимую информацию о фарах, о входных устройствах и дорожных происшествиях и ситуациях.

Матричные фары – это очень нужна вещь, которая избавит любого водителя от необходимости постоянно следить за всем в машине. Один блок управления, в котором собраны все автомобильные функции, способен заменить многие дополнительные приблуды. Именно поэтому матричные фары так популярны среди многих опытных автомобилистов.

Особенности матричных фар

Матричные фары автомобиля своим появлением позволили совершить настоящую эволюцию оптики и сразу же взобрались на вершину популярности. Создателем технологии стала компания Ауди, которая сразу же стала делиться полезной информацией о том, как устроен новый продукт.

История возникновения матричных фар

Изначально, единственным источником света в фарах являлись лампы накаливания. Затем придумали галогенные и ксеноновые варианты. Позже произвели светодиодные лампы, однако их ресурс был направлен в основном на работу поворотников и дневного ходового сигнала.

Эксперты не стали останавливаться на достигнутом, они встроили светодиоды в центральный свет, а также на ближнее и дальнее свечение. Таким образом, получились матричные фары, которые работают на светодиодах.

Устройство матричных ламп

Фара состоит из пяти секторов, содержащих по пять световых диодов. Таким образом, матричная фара обладает 25 светодиодами. В каждом отделе расположена своя линза, способная менять фокус. Это позволяет фонарю регулировать количество света в тех или иных условиях.

Управляет приспособлением специальная компьютерная программа. Спереди на авто встроен датчик, реагирующий на встречное движение. Когда помеха достигает определенного расстояния, система включает механизм так, чтобы водитель видел впереди идущий транспорт, но при этом не ослеплял других участников.

Свойства матричных фар

Так мы подошли к основному преимуществу матричных фар – способность быстро функционировать на дороге и не создавать проблем остальным водителям. Специалисты поясняют, что отличительной чертой такой конструкции является возможность перемещения светового узелка в направлении поворота.

Наличие подобных опций в автомобиле обеспечивает более комфортное управление для водителя. А способность матричной фары обнаруживать предметы, размещенные возле дороги, позволяет лучше ориентироваться в процессе езды.

Так, например, приближаясь к какому-либо объекту, фара трижды моргнет, а при распознании дорожного знака просто сфокусируется на нем. К сожалению, алгоритм доступен пока только на отдельных моделях автомобиля Audi, хотя в компании обещают распространить его и на другие свои изделия.

Супертест светодиодных фар: какая из 10 машин заглянет дальше?

Прошлой осенью мы свели в очном поединке машины с галогенной, ксеноновой и LED-светотехникой (ЗР, 2015, № 10) — и выяснили, что способности светодиодных фар, которым поют дифирамбы производители и маркетологи, слегка преувеличены. Однако технологии не стоят на месте: за светодиодами наше светлое будущее! Поэтому мы пригнали на полигон десяток из доступных на российском рынке машин со светодиодными фарами и устроили им «темную». Разношерстная компания — от самых популярных и относительно доступных автомобилей до откровенно дорогих — дала обильную пищу для размышлений.

Классовое неравенство

Разница в конструктивной сложности фар и систем управления ими оказалась настолько значительной, что мы разбили участников теста на несколько условных групп. Обладатели самых простых систем — Hyundai Tucson, Nissan X‑Trail и Toyota Land Cruiser 200. Не удивляйтесь, что «двухсотый» со стартовой ценой 3,8 млн рублей попал в эту компанию — по степени технической навороченности Toyota находится на уровне автомобилей Hyundai и Nissan. На Ниссане и Тойоте установлены полностью светодиодные фары и система автоматического управления дальним светом. Hyundai ее лишен, а по LED-технологии у него выполнен только ближний свет. Зато он умеет дополнительно подсвечивать повороты, чему не обучены оба «японца».

Вторую группу сформировали Infiniti Q50, Jaguar XF и Cadillac Escalade ESV, которые обладают внушительным арсеналом для борьбы с «силами тьмы»: располагают полностью светодиодными фарами, системой автоматического управления светом и функцией подсветки поворотов.

К высшей категории мы отнесли Audi Q7, Mercedes-Benz C‑класса, Volvo XC90 и Lexus LX. В довесок к перечисленным выше функциям они являются обладателями так называемых матричных фар, которые умеют сегментарно приглушать свет, чтобы не слепить водителей встречных и попутных машин, — и теоретически должны на голову превзойти прочих участников теста по качеству освещения дороги.

Есть ли смысл раскошеливаться на дорогие светодиодные фары? Чтобы прояснить животрепещущий вопрос, мы собрали на Дмитровском автополигоне десять машин с самой современной светотехникой.

Общепринятой методики сравнительных испытаний современной светотехники нет. Поэтому, как и в случае с системами автоматического торможения (ЗР, 2015, № 6), мы разработали собственную тестовую программу, включающую комплекс различных упражнений.

Тесты поделили на три этапа. Для начала — статические испытания. В определенных точках замеряем люксметром освещенность в режиме ближнего и дальнего света, а также оцениваем работу боковых и поворотных фар (при их наличии). Затем в динамике проверяем, насколько четко и быстро функционирует автоматическое включение и выключение дальнего света, а еще — как работает матричная технология. На десерт — регламентированный тестовый маршрут по дорогам общего пользования, где, в отличие от рафинированных условий полигона, есть другие автомобили, дорожные знаки, мачты освещения и прочие особенности, сбивающие с толку управляющую электронику.

Из-за значительных технических различий и сильного разброса цен мы не стали расставлять участников теста по ранжиру, но лучших в отдельных дисциплинах выявили.


  • Ночное многоборье: упражнения тестовой программы

    1. «Далеко гляжу»

    Асфальтовая площадка размечена конусами на квадраты со стороной 10 м. Люксметром Эколайт СФАТ. 412125.002 замеряем освещенность у каждого конуса на высоте 0,1 м от асфальта. На основе полученных данных строим модели пучков дальнего и ближнего света. Они показывают распределение света и его дальность.

    2. «Глаза разбегаются»

    Во втором статическом упражнении измеряем ширину пучка и оцениваем эффективность режима подсветки поворотов (при его наличии). Конус установлен в 20 м перед бампером автомобиля. Пешеход приближается к нему справа под прямым углом к стоящей машине и останавливается по команде водителя на границе зоны видимости. Результат — расстояние в метрах от человека до конуса. Если у машины есть поворотный или боковой свет, то даны два результата — без него и с ним.

    3. «На встречке»

    Самый очевидный из тестов в движении — встречный разъезд. Фиксируем, за сколько метров автоматика, заметив приближающуюся машину, переключит дальний свет на ближний или, в случае матричных фар, начнет затемнять отдельные сегменты.

    4. «Нагоняем попутного»

    Чуть усложним предыдущее испытание и подставим камере не яркие фары, а задние габаритные огни. Посмотрим, когда электронный разум перестанет слепить нагоняемый автомобиль.

    5. «Внимание — обгон»

    Тестовый автомобиль должен оперативно убавить яркость света, распознав опередившую его машину. Так как оба участника теста находятся в движении, результат представлен не в метрах, а в секундах.

    6. «Скорость реакции»

    По сути, имитируем ситуацию, когда встречный автомобиль выскакивает из-за поворота или после подъема. Автомобиль едет в кромешной темноте, а стоящая на встречной обочине машина в определенный момент (расстояние между машинами около 200 м) включает фары. Задача электроники всё та же — как можно быстрее переключиться на ближний свет. Фиксируем время реакции в секундах.

    Ночное бдение

    В полной темноте приступаем к замерам освещенности беспристрастным люксметром. Глаза перестают видеть объект, когда освещенность падает ниже пяти люксов. Но на границе светового пучка, за которой визуально начинается кромешная тьма, прибор еще фиксирует один люкс — вот это значение и примем в качестве пограничного. До нуля освещенность может снижаться очень долго — десятки метров! — но это уже фоновое значение, которым можно пренебречь.

    С ближним светом всё поначалу кажется логичным. Простенький Nissan X‑Trail не добил светодиодными фарами и до 40 м, а продвинутые Audi Q7 и Mercedes-Benz C‑класса вышли аж за 130 м. Более чем трехкратная разница! Lexus LX и Jaguar XF продемонстрировали весьма скромные способности, явно не соответствующие их навороченной светотехнике: 40 и 65 м соответственно. Кроме того, Nissan и Lexus выделяются очень резкой границей перехода из света в темноту — возникает ощущение опустившегося занавеса. Ехать с такими фарами некомфортно.

    Измерение границ дальнего света — изнурительный труд. Еще бы, ведь некоторые испытуемые заставляют отходить с люксметром почти на 300 м. Мы ожидали увидеть самый яркий свет на машинах с продвинутыми матричными фарами, но в лидерах неожиданно оказался Land Cruiser 200 с полностью светодиодной, но относительно простой светотехникой. Его результат — 290 м. «Японец», правда, нещадно «лупит» на встречную полосу, тогда как соперники с чуть худшей дальнобойностью (Volvo, Jaguar, Mercedes-Benz, Audi) сохраняют интеллигентное светораспределение. Впрочем, при наличии функции автоматического управления светом эту особенность Тойоты не стоит считать серьезным недостатком. Худшим ожидаемо оказался Hyundai с галогенными фарами дальнего света.

    За исключением Ниссана и Тойоты, все машины умеют подсвечивать виражи с помощью поворотных механизмов в фаре или включением бокового света — противотуманки или отдельной секции в основной фаре.

    Управляющая электроника получает команду от указателя поворота или датчика угла поворота руля и отдает команду исполнительным механизмам. Ширину светового пучка замеряем в 20 м от машины — на этом расстоянии поперек «взгляда» фар идет человек от оси симметрии машины к обочине. А мы замеряем точку, в которой он станет невидимым. Лучший результат показал Volvo: водитель видит пешехода, стоящего в 27,6 м справа от машины. Причем XC90 выдал этот результат без использования каких-либо дополнительных функций: измерения мы проводили в статике, когда у XC90 не активен механизм поворота фар (это, например, умеет Infiniti), а боковая подсветка противотуманной фарой бесполезна, потому что озаряет лишь небольшое пространство под бампером. Широко светят основные фары Volvo!

    А вот Hyundai, наоборот, продемонстрировал, насколько эффективна дополнительная секция боковой подсветки. С ее помощью он повторил результат лидера — но для этого уже нужно крутить руль, чтобы включилась боковая подсветка. Остальные в этом упражнении серьезно отстали. Лучшие из числа преследователей — Infiniti Q50 (19,8 м с поворотными фарами) и Jaguar XF (19,2 м с боковым светом). Но оба в то же время оказались худшими при прямом положении колес: 10,2 и 9,9 м соответственно.

    Кстати, количество LED-источников в фаре напрямую не влияет на эффективность освещения. К примеру, Mercedes-Benz и Audi выступили в статичных дисциплинах практически наравне, при этом у С‑класса на одну фару приходится всего восемь светодиодов, а в Q7 только за дальний свет отвечают три десятка.

    Поехали!

    В динамических тестах мы оценивали работу автоматики переключения с дальнего света на ближний и обратно. Практически все машины выступили одинаково при встречном разъезде, когда в объектив камеры попадал яркий головной свет: они не испытывали затруднений и мгновенно меняли режим (кроме, разумеется, Hyundai, который лишен этой функции). А вот когда нужно было ориентироваться на более тусклые задние габариты, некоторые давали сбои. Nissan X‑Trail даже в идеальных условиях полигона, где на спецдорогах нет дополнительных источников света, мешающих корректной работе автоматики, распознавал их через раз.

    Infiniti Q50 и Cadillac Escalade стабильно опаздывают при переключениях с дальнего света на ближний, когда их обгоняет другой автомобиль, — мы намерили соответственно четыре и три секунды задержки! Всё это время обогнавший их водитель мучается из-за отражающегося в зеркалах яркого света фар. Других замечаний у нас нет.

    Читать еще:  Что такое двухмассовый маховик и как он работает

    Матричные фары – что это такое?

    В свое время возникла достаточно большая шумиха по поводу выхода в свет серии автомобилей концерна Ауди оборудованных матричными фарами. Каким только образом компания не пиарила свое изобретение, но в итоге все же раскрыла карты, ознакомив категорию любознательных автолюбителей с принципами работы фар.А для прочего контингента, который не успел почерпнуть полезную информацию, собственно, и предназначена данная статья.

    Эволюция автомобильного света

    Раньше единственным источником света в автомобильных фарах была обыкновенная нитевая лампа накаливания. Со временем ее потихоньку стали вытеснять галогеновые, а позже лампы с ксеноном и биксенонные системы света. Относительно недавно в качестве световых элементов стали использовать светодиоды. Но, применялись они в основном в системах светового оповещения (стопы, повороты) автомобиля. Однако инженеры Ауди, посчитали, что подобное использование столь экономичного источника света нуждается в более лучшем применении и стали использовать светодиод в системе главного освещения авто. Отсюда следует вывод, что матричные фары, это системы, которые в качестве основного источника света используют свечение светодиода. AudiMatrixLED – именно так окрестили свою технологию ее создатели.

    Принцип работы

    Каждая из фар автомобиля имеет 5 секций, в каждой из них располагается по 5 светодиодов. Таким образом на фару их приходиться 25 штук. Помимо этого, у каждой секции есть отдельная, с изменяющимся фокусом, линза. Подобная конструкция, исходя из заданного режима работы, может светить тусклее либо ярче.

    Управление фарой происходит в автоматическом режиме при помощи компьютера. Перед автомобиля оборудован датчиком, который передает данные об изменении расстояния между вашим и идущим навстречу автомобилем. После анализа поступившей с датчика информации, электроника начинает управлять различными секциями фар (включая или отключая их). Таким образом подбирается наиболее оптимальный режим света фар, который не слепит встречный транспорт, но позволяет сохранять при этом отличную видимость водителю. Лишь матричные фары имеют антиослепляющий эффект.

    Кроме этого, умная система позволит направить световой пучок в сторону будущего поворота. К тому же, фара способна распознавать находящиеся рядом с плоскостью дороги объекты. К примеру, распознав человека и сфокусировавшись на нем, фара, предупредит его о приближении авто, моргнув три раза.

    Матричные фары автомобиля. Матричные фары: преимущества и принцип работы Как поставить матричные светодиодные фары

    Бескомпромиссная яркость: светодиодные инновационные фары. Светодиоды (LED) имеют ряд технических преимуществ по сравнению с традиционными лампами. Наиболее важными из них являются высокое качество освещения дороги и долгий срок службы. Светодиоды в несколько раз лучше освещают дорогу, по сравнению с обыными ксеноновыми фарами.

    Audi A8 LED – матричные светодиодные фары для автомобилей Ауди А8. Это прогрессивная технология в сфере освещения, выводящая безопасность движения на новый уровень. Такая оптика обеспечивает комфорт не только ее владельцу, но и другим участникам движения.

    Особенности Matrix Audi A8

    Фара Ауди А8 состоит из нескольких модулей:

    1. Модуль дальнего света. Это 25 светодиодов, соединенных в группы по пять штук. Каждая такая группа оборудована своим отражателем и радиатором для охлаждения. Это решение позволило реализовать бесчисленное количество сочетаний светового распределения.
    2. Модуль ближнего света. Построен из 15 светодиодов, разделенных на сегменты.
    3. Модуль дневных ходовых и габаритных огней, а также поворотника.

    Кроме того, лед фары Ауди А8 включают в себя воздуховод, вентилятор, электронный центр управления и дизайнерское оформление. Все детали конструкции Matrix для Ауди А8 размещены в пластмассовом корпусе, который, помимо прочего, является для них защитой от постороннего воздействия.

    Принцип работы матричных фар

    Модуль дальнего света фар состоит из двадцати пяти светодиодов, которые объединены в группы по пять штук, образующих матрицу. Каждая группа обладает своим металлическим радиатором для охлаждения и своим отражателем. Благодаря матрице, из светодиодов реализуется порядка миллиарда разных комбинаций распределения света.

    Что касается модуля ближнего света фар, то он расположен над модулем дальнего света. Он тоже состоит из светодиодов, которые разделены на несколько групп. В самой нижней части фары расположен модуль указателя поворота, габаритных огней и дневных ходовых огней. Включает модуль тридцать последовательных светодиодов.

    Дизайнерское обрамление подчеркивает расположение модулей освещения. Кроме этого в матричной фаре размещен электронный блок управления. В целях принудительного охлаждения светодиодов, фары вооружены воздуховодом с вентилятором.

    Все конструктивные элементы таких фар находятся в пластмассовом корпусе, который является основой для размещения элементов и защитой от внешнего воздействия. Прозрачный рассеиватель закрывает корпус с лицевой части.

    Матричные фары оснащены электронной системой управления, которая традиционно включает в себя блок управления, входные устройства и исполнительные элементы. Под входными устройствами подразумеваются GPS навигационная система, видеокамера и ряд датчиков. Навигационная система предоставляет водителю сведения о рельефе дороги (подъемы, спуски, повороты), а видеокамера дает информацию о прочих автомобилях, находящихся на дороге.

    В «интересах» фар работает большое количество датчиков прочих систем автомобиля, таких как датчик угла поворота рулевого колеса, датчик дорожного просвета, датчик скорости движения, датчик дождя и датчик освещения. Информация, поступающая от входных устройств, обрабатывается электронным блоком управления, который в зависимости от ситуации на дороге активирует определенные светодиоды или дезактивирует их.

    Поворотные механизмы в матричных фарах не используются подобно тому как они используются в ксеноновых фарах. Все рабочие функции матричных фар выполняются только с помощью статических светодиодов и электроники.

    Преимущества и функционал оптики

    Установив на Audi A8 фары системы Matrix LED, автовладелец получит в свое распоряжение множество функций освещения:

    • ближний свет;
    • дальний автомагистральный свет;
    • дальний многосегментальный свет;
    • всепогдное освещение;
    • адаптивное статическое и динамическое освещение;
    • подсвечивание пешеходов;
    • освещение перекрестков и динамические поворотники.

    Такая оптика помогает избежать ослепления встречных водителей. Когда камера замечает движущееся навстречу авто, она подает сигнал компьютеру. Тот формирует свет так, чтобы встречная машина оставалась в тени, а другие дорожные участки продолжали освещаться. Еще одна новаторская функция – направление света в сторону поворота.

    Наша компания предлагает не только купить фары на Ауди А8 – мы занимаемся также установкой этого оборудования под ключ. Светодиодные матричные фары – новое слово в области автомобильной оптики.

    Матричные фары Audi Matrix LED – как это работает

    Компания Audi одной из первых применила светодиодный головной свет в своих моделях, а до этого – ксенон, адаптивный свет с поворотными механизмами… Сейчас же светодиодными фарами головного света уже никого не удивишь – многие производители стали предлагать их в качестве опционального оборудования. Но в Audi пошли дальше, разработав матричные светодиодные фары. Разработка получила название «Audi Matrix LED».

    Фары содержат в себе по 25 светодиодов, разбитых на пять групп, по пять светодиодов в каждой. Каждая группа имеет рефлектор с линзой и управляется электроникой. Вся эта конструкция лишена поворотных механизмов, а перенаправление светового пучка осуществляется путем изменения фокуса светового луча – электроника по отдельности меняет яркость светодиодных блоков либо отключает их. Система вступает в работу при достижении автомобилем 60 км/ч в условиях города, или после 30 км/ч на трассе.

    Наличие подобной светотехники позволяет не ослеплять водителей впередиидущих транспортных средств, освещать дорожные знаки и пешеходов, «заглядывать» за поворот.

    Автомобиль с матричными фарами оборудован специальной камерой, наблюдающей за дорожной обстановкой. Если камера увидит движущуюся на встречу машину, то подаст сигнал бортовому компьютеру и тот начнет поочередно включать и отключать группы диодов, так чтобы встречный автомобиль оставался в тени, а остальные участки дороги были по-прежнему освещены. Принцип работы «антиослепляющей» функции показан на левом фото.

    Еще одна полезная возможность – направление светового пучка в сторону поворота. В этом Audi Matrix LED помогает навигационная система, передающая информацию о ближайших виражах, приближаясь к которым свет фар заранее направляется в сторону предстоящего поворота.

    Также матричные фары подружили с системой ночного видения, которая распознает пешеходов находящихся близко к проезжей части, сообщая их координаты системе, а та направляет свет на пешехода (верхнее фото), предупредив его о приближающемся автомобиле, трижды моргнув. Тоже самое происходит и с дорожными знаками: световой луч фокусируется на поверхности знака, но без моргания.

    И последнее. Частью Matrix LED являются динамические указатели поворотов: светодиоды в «поворотниках» загораются последовательно по направлению поворота с интервалом в 150 миллисекунд. Как это работает показано на фото справа.

    Впервые технология Audi Matrix LED применили на флагмане компании – седане A8, который с недавнего времени продается в России. В будущем «восьмерка» поделится матричными фарами с другими моделями.

    Преимущества и недостатки матричной оптики

    Большим плюсом нового типа фар является удобство, интеллектуальное управление, повышенная безопасность в темное время суток или при плохих погодных условиях. Расположенные матрицами светодиоды обеспечивают более яркий свет в нужном направлении. Всё это, конечно, нравится водителям.

    Но у матричных фар есть один большой недостаток – стоимость. Они могут стоить тысячи и десятки тысяч долларов за штуку. Стоит только нечаянно стукнуть и придётся покупать очень дорогостоящую деталь, притом её придётся заказывать у производителя. Кроме того, при выходе из строя даже одного светодиода придётся менять всю фару. Хотя производитель и даёт гарантию в 10 лет, но это может случиться.

    Несмотря на это, функционал матричных фар настолько превосходит обычные, что всё больше автопроизводителей внедряют эту технологию на своих автомобилях. Со временем, возможно, и цена на них заметно снизится.

    Как устроена матричная фара

    С наведенной информации видно, что в основе матричной фары лежат светодиоды и никаких других осветительных приборов. Действительно, такое строение выдаст намного больше света, чем ранее известные виды оптики.
    Для лучшего вида элементы матричной оптики подчеркнули дизайнерским обрамлением в современном стиле. Все части оптики, включая блок управления и принудительную вентиляцию, помещены в пластмассовый корпус, который так же является основой и защищает от воздействия внешних факторов. Лицевую часть матричной фары закрывает прозрачный рассеиватель.

    Становится понятно, что при наличии блока управления, вся система контроля и управления будет электронной, по традиции включая входные устройства и исполнительные элементы. В качестве входных устройств считаются различные датчики и видеокамера.

    Видеокамера дает информацию о наличии других автомобилей на дороге. Таким образом, блок управления будет переключать дальний и ближний свет автоматически, регулировать угол и яркость оптики. Если же говорить о датчиках матричной оптики, то зачастую они используются от других систем, таких как угол поворота руля, датчик скорости автомобиля, датчик просвета дорожного, датчик освещения и датчик дождя. Именно эти датчики отвечают за комфортную езду и своевременное срабатывание различных систем.

    Если же в автомобиле есть навигационная система, то в блок управления матричных фар будет использовать данные с маршрута, характер вождения автомобиля, рельеф дороги и местности, а так же учитывать проезд по населенным пунктам.

    Главную роль в матричных фарах несет блок управления. Он обрабатывает информацию, полученную от входных устройств, и зависимо от полученных данных включает или выключает определенный ряд светодиодов. Новшеством стоит отметить то, что в матричной оптики не используются поворотные механизмы, как это было у ксеноновых фарах. Все функции выполняют благодаря статическим светодиодам и электронике матричных фар.

    Что такое матричные фары

    Матричные фары — нашумевшая во всем мире технология на основе светодиодов, разработанная и популяризированная компанией Audi. Полное название системы «Audi Matrix LED». Устройство реализует основные функции головного освещения автомобиля, включая дальний и ближний свет.


    Внешний вид матричной фары Audi Matrix LED

    В отличие от стандартной оптики, матричные фары представляют собой сложную систему из светодиодов, контроллеров и интеллектуальных модулей. В случае с обычными фарами, водитель только включает определенный режим, а освещение работает согласно установленным параметрам. Матричная же оптика делится на функциональные сегменты и в автоматическом режиме регулирует яркость и освещенность определенных зон в зависимости от дорожной ситуации.

    Водителю больше не нужно думать про переключение режимов света, поскольку управлением занимается встроенная интеллектуальная система.

    Почему матричные фары так хороши?

    Еще вчера считалось, что нет ничего круче ксенона, потом все заговорили о светодиодных фарах, а затем резко переключились на матричные… И пока всех не ослепило лазерными фарами, имеет смысл кое в чем разобраться вместе с нашими коллегами из «АвтоВести».

    Читать еще:  Замена салонного фильтра на Форд Фокус 2

    Матричные фары – один из вариантов конструкции светодиодных фар (не зря компания Audi, внедрившая это решение одной из первых, называет его Matrix LED). Источники света все те же, а важное различие – в том, как организована работа этих источников.

    Матричные фары в последнее время начали появляться даже на сравнительно доступных моделях — одной из таких недавно стало семейство Audi A4.

    В описаниях матричной оптики акцент нередко делают на количестве светодиодов – к примеру, в каждой из мерседесовских фар Multibeam работает 24 диода, а в усовершенствованном варианте, который представят публике вместе с новым поколением Е-класса, их будет уже 28. Однако и в «обычных» светодиодных фарах количество источников света запросто может составлять несколько десятков. К примеру, на сравнительно доступном Audi A3 за ближний свет отвечают девять «светодиодных чипов», а за дальний свет – десять светодиодов. При разговоре о матричных фарах обратить внимание надо не столько на количество, сколько на качество.

    «Простая» светодиодная оптика воспроизводит структуру, известную нам еще по дедушкиным «Жигулям»: как и раньше, есть отдельные блоки габаритных огней, дальнего и ближнего света – просто устаревшие лампочки уступили место диодам. При переходе речь идет уже не о простом выборе между ближним и дальним, а о создании динамической световой картины, которая постоянно подстраивается под дорожную обстановку. В фаре Matrix LED привычное разделение по типу света существует – но включать, приглушать или выключать можно не только отдельный блок диодов (которых в каждой паре пять), но и каждый отдельный светодиод. В итоге электроника располагает множеством вариантов ближнего и дальнего. Свой световой сценарий найдется практически на все случаи жизни – ведь количество доступных комбинаций приближается к одному миллиарду!


    Нетрудно догадаться, что для реализации всех возможностей матричных фар нужны, во-первых, сложная управляющая электроника, а во-вторых, система устройств, считывающих информацию о дорожной обстановке – датчики, видеокамеры и даже навигационная система, которая предупредит о приближении к повороту и расскажет о его конфигурации. А значит, эта новомодная оптика – штука дорогая. И если в прайс-листе в соответствующей графе стоит сравнительно гуманная сумма, то при необходимости за свой счет менять разбитую в аварии фару быстро может прийти в голову в мысль, что не так, может быть, и плохи допотопные галогенки…

    Почему матричные фары так хороши?

    Еще вчера считалось, что нет ничего круче ксенона, потом все заговорили о светодиодных фарах, а затем резко переключились на матричные… И пока всех не ослепило лазерными фарами, имеет смысл кое в чем разобраться вместе с нашими коллегами из «АвтоВести».

    Матричные фары – один из вариантов конструкции светодиодных фар (не зря компания Audi, внедрившая это решение одной из первых, называет его Matrix LED). Источники света все те же, а важное различие – в том, как организована работа этих источников.

    В описаниях матричной оптики акцент нередко делают на количестве светодиодов – к примеру, в каждой из мерседесовских фар Multibeam работает 24 диода, а в усовершенствованном варианте, который представят публике вместе с новым поколением Е-класса, их будет уже 28. Однако и в «обычных» светодиодных фарах количество источников света запросто может составлять несколько десятков. К примеру, на сравнительно доступном Audi A3 за ближний свет отвечают девять «светодиодных чипов», а за дальний свет – десять светодиодов. При разговоре о матричных фарах обратить внимание надо не столько на количество, сколько на качество.

    «Простая» светодиодная оптика воспроизводит структуру, известную нам еще по дедушкиным «Жигулям»: как и раньше, есть отдельные блоки габаритных огней, дальнего и ближнего света – просто устаревшие лампочки уступили место диодам. При переходе речь идет уже не о простом выборе между ближним и дальним, а о создании динамической световой картины, которая постоянно подстраивается под дорожную обстановку. В фаре Matrix LED привычное разделение по типу света существует – но включать, приглушать или выключать можно не только отдельный блок диодов (которых в каждой паре пять), но и каждый отдельный светодиод. В итоге электроника располагает множеством вариантов ближнего и дальнего. Свой световой сценарий найдется практически на все случаи жизни – ведь количество доступных комбинаций приближается к одному миллиарду!

    Матричные фары автомобиля


    Передняя оптика автомобиля способна сменить хоть и не весь его вид, но на 40% как минимум. Многие производители стали использовать светодиодную оптику на своих новых моделях. Расскажем о принципе работы и устройстве матричных фар.

    Ведущую позицию в области оптики держит компания Audi. Начиная с 2013 года Audi стали устанавливать матричную оптику или более известные как Matrix LED headlights на обновленную модель A8. Как утверждают инженеры компании, они подымают уровень безопасности и облегчают управление автомобилем.

    Изначально базу для матричной оптики положила компания Opel под названием Matrix Beam. В сравнении с обычной оптикой, матричные фары намного сложней. Она состоит из модуля ближнего и модуля дальнего света, так же в наличии есть дневные ходовые огни, габаритные огни и блок поворотов. В дизайнерском решении есть воздуховод с вентилятором для охлаждения механизмов и блок управления, на каждую фару свой.

    Модули дальнего и ближнего света матричной оптики

    Не смотря на сложность технологии, матричные фары вмещают в себе модуль дальнего и ближнего света. Каждый блок уникален по своему, как по строению, так и по управлению. Набор дальнего света матричных фар состоит из 25 светодиодов, объединенных по пять штук в группу. Совокупно они образуют матрицу дальнего света. Каждый блок матричный фар из пяти светодиодов имеет свой отдельный радиатор и отражатель. Благодаря такому инженерному решению, с помощью матриц реализовано порядка миллиарда разных комбинаций по распределению света.

    Что ж касается модуля ближнего света, то он располагается под дальним светом. В его составе 15 светодиодов. Так же по пять светодиодов в блоке, но более слабые по мощности. В самом низу оптики разместились дневные ходовые огни, габариты и светодиоды указателей поворотов. Всего в таком блоке матричной фары можно насчитать 30 последовательных светодиодов.

    Как устроена матричная фара

    С наведенной информации видно, что в основе матричной фары лежат светодиоды и никаких других осветительных приборов. Действительно, такое строение выдаст намного больше света, чем ранее известные виды оптики.

    Для лучшего вида элементы матричной оптики подчеркнули дизайнерским обрамлением в современном стиле. Все части оптики, включая блок управления и принудительную вентиляцию, помещены в пластмассовый корпус, который так же является основой и защищает от воздействия внешних факторов. Лицевую часть матричной фары закрывает прозрачный рассеиватель.

    Становится понятно, что при наличии блока управления, вся система контроля и управления будет электронной, по традиции включая входные устройства и исполнительные элементы. В качестве входных устройств считаются различные датчики и видеокамера.

    Видеокамера дает информацию о наличии других автомобилей на дороге. Таким образом, блок управления будет переключать дальний и ближний свет автоматически, регулировать угол и яркость оптики. Если же говорить о датчиках матричной оптики, то зачастую они используются от других систем, таких как угол поворота руля, датчик скорости автомобиля, датчик просвета дорожного, датчик освещения и датчик дождя. Именно эти датчики отвечают за комфортную езду и своевременное срабатывание различных систем.

    Если же в автомобиле есть навигационная система, то в блок управления матричных фар будет использовать данные с маршрута, характер вождения автомобиля, рельеф дороги и местности, а так же учитывать проезд по населенным пунктам.

    Главную роль в матричных фарах несет блок управления. Он обрабатывает информацию, полученную от входных устройств, и зависимо от полученных данных включает или выключает определенный ряд светодиодов. Новшеством стоит отметить то, что в матричной оптики не используются поворотные механизмы, как это было у ксеноновых фарах. Все функции выполняют благодаря статическим светодиодам и электронике матричных фар.

    Разновидность функций освещения в матричной оптике

    Чем сложней устроена конструкция оптики, тем больше функций она может выполнять. В матричной оптики насчитывают девять разновидностей функций освещения:

    постоянный дальний свет;
    освещение для автомагистралей;
    ближнее освещение;
    адаптивное освещение;
    освещение на перекрестках;
    освещение в любую погоду;
    подсвечивание пешеходов;
    адаптивное динамическое освещение;
    динамический указатель поворотов.

    Список не малый как видим, рассмотрим по каждому пункту отдельно, как устроен и принцип освещения.

    Полисегментальный дальний свет позволит водителю двигаться с постоянным включенным дальним светом. В таком случае будут задействованы 25 отдельных светодиодов дальнего света. Так же будет задействована видеокамера, которая в темное время суток следит за встречными и попутными автомобилями по их свету фар. Как только обнаружен автомобиль, блок управления выключает часть светодиодов, которые направлены на движущийся автомобиль. Свободное пространство дороги будет освещаться в прежнем виде. Для уменьшения ослепления водителей яркость оставшегося блока матричной оптики будет уменьшена. По данным с паспорта, блок управления матричных фар одновременно может распознать до восьми автомобилей.

    Свет для движения по автомагистрали основывается на полученную информацию с навигационной системы. Адаптивная система сужает конус дальнего света матричных фар, таким образом, чтоб максимально направить вперед и сделать удобной для других водителей.

    Ближнее освещение имеет традиционную форму, средняя часть дороги освещается меньше, а вот боковая часть и обочина больше. При этом матричная оптика направляется вниз в зависимости от рельефа дороги и населенного пункта.

    Адаптивный свет направлен на лучшее освещение машины спереди и сбоку во время выполнения маневра поворота. В таком случае система матричных фар в каждой из фар задействует по три светодиода, которые включаются или выключаются при повороте руля или срабатывании поворотов.

    Освещение перекрестков предназначено для освещения перекрестков при приближении к ним. В этом случае для матричных фар так же задействована навигационная система, на основе информации которой и определяется перекресток.

    Всепогодное освещение из самого названия говорит о том, что при движении в плохих погодных условиях (туман, дождь, снег) будет меняется качество освещения. Блок управления настроить светодиоды матричной оптики таким образом, чтоб избежать ослепления от своих же фар. Интенсивность светодиодов матричной фары будет меняться в зависимости от видимости.

    Подсвечивание пешеходов в матричных фарах реализовано на высоком уровне. В случае обнаружения пешехода с помощью камеры и системы ночного виденья, на обочине или опасной близости от нее оптика будет троекратно сигнализировать дальним светом об этом. Тем самым предупреждать как водителя, так и пешехода.

    Динамическое адаптивное освещение это предпоследний вариант в матричных фарах. Суть его работы направлена на освещение дороги во время поворота. Поворачивая рулевое колесо, яркость светового пучка перенаправляется с центральной части в сторону поворота. То есть одна часть светодиодов становится тусклее, другая ярче.

    Динамический указатель поворотов матричных фар рассчитан на управляемое движение светодиодов в направлении поворота. Таким образом, 30 последовательных светодиодов оптики включаются последовательно с периодичностью в 150 мс. Со стороны это не только красиво выглядит, но и дает больше информации о том или этом маневре автомобиля.

    Многие производители уже готовят свои автомобили под внедрение подобной технологии матричной оптики, но насколько это удастся, пока никто не может сказать. На данный момент компания Audi является единственным правообладателем подобной технологии в оптике и захочет ли она делиться с другими производителями остается под вопросом.

  • Ссылка на основную публикацию
    ВсеИнструменты
    Adblock
    detector