تکنولوژی روشنایی خودروها در گذر زمان

دغدغه دید در شب در هنگام رانندگی از همان ابتدای اختراع اتومبیلهای با موتور درونسوز وجود داشته. رانندگان از همان ابتدا به دو دلیل به روشنایی احتیاج داشتند. برای دیدن و برای دیده شدن. این دو دلیل از گذشته تا به امروز بدون تغییر، عامل استفاده ما از وسایل ایجاد روشنایی در خودروهاست ولی این وسایل و تکنولوژی مورد استفاده در آنها در طی زمان تغییرات زیادی را به خود دیده اند.

چراغهای نفتی و استیلنی

automotive lighting history oil lamp NAPA Know How Blog - تکنولوژی روشنایی خودروها در گذر زمان

تاریخچه استفاده از چراغ در خودرو بر می گردد به سالهای دهه ۱۸۸۰ میلادی که از چراغهای نفتی استفاده می شد. این چراغها که در گذشته های دور تر نیز بر روی گاری ها نصب می شدند، نور کافی برای روشنایی جاده پیش رو را نداشتند و صرفا به دیده شدن وسیله نقلیه توسط دیگران کمک می کردند. نصب آنها نیز عموما بصورت شخصی صورت می گرفت و بصورت استاندارد بر روی خودروها یافت نمی شدند.

چراغ نفتی نصب شده بر روی یک خودروی قرن ۱۹

اولین نوع چراغ که در خودروها با قابلیت روشن کردن جاده ها استفاده شد، چراغ استیلنی (چراغ کاربیدی) بود. استیلن (C2H2) از واکنش کلسیم کاربید (CaC2) و آب بدست می آید و سوزاندن آن نور مطلوب را تولید می کند. در ابتدای قرن بیستم میلادی از نوع سیار این چراغ نیز در معادن استفاده می شد. این چراغها به دلیل مقاومت مناسب در برابر باد و باران محبوب بودند.

چراغ استیلنی سیار

Carbide lamp lit - تکنولوژی روشنایی خودروها در گذر زمان

چراغهای برقی

automotive lighting history acetylene headlight NAPA Know How Blog - تکنولوژی روشنایی خودروها در گذر زمان

اولین چراغ برقی در سال ۱۸۹۸ میلادی بر روی خودروی آمریکایی “کلمبیا” بصورت سفارشی قرار گرفت. دو عامل اصلی که گسترش سریع این نوع چراغها در خودرو را تحت الشعاع قرار می داد، عمر کوتاه رشته سیم لامپ در شرایط سخت رانندگی آن روزها و سختی تولید دینام کوچک برای تولید شدت جریان برق مناسب بود. در سال ۱۹۰۴ تعدادی از تولید کنندگان خودرو چراغهای استیلنی را بصورت استاندارد در خودروهایشان نصب کردند. در سال ۱۹۰۸ در خودروی آمریکایی “پیرلس″ (Peerless) برای اولین بار از چراغ الکتریکی بصورت استاندارد استفاده شد.

Corning Conaphore y - تکنولوژی روشنایی خودروها در گذر زمان

چراغ الکتریکی اولیه خودروها

از آن زمان تا به امروز روشنایی خودرو ها تغییرات زیادی را به خود دیده است. آپشن هایی که امروزه در اکثر خودروها مورد استفاده قرار می گیرند در قدیم الایام بسیار عجیب بوده اند. بعنوان مثال سیستم هوشمند گردش نور چراغهای جلو در پیچها که امروزه آنرا با نام AFS (Adaptive Front-Lighting System) می شناسیم، وامدار سیستم مکانیکی تغییر زاویه کاسه چراغهای جلو است که برای اولین بار درسال ۱۹۳۵ در خودروی ساخت چک اسلواکی تاترا ۷۷a (Tatra 77a) استفاده شد و سپس در سیتروئن مدل DS استفاده شد و به همگان شناسانده شد.

combine images1 - تکنولوژی روشنایی خودروها در گذر زمان

از راست به چپ:گردش چراغ مکانیکی سیتروئن DS – خودرو تاترت ۷۷a

لامپ های هالوژنی

battle of the headlights halogen vs xenon vs led 26530 2 - تکنولوژی روشنایی خودروها در گذر زمان

در سال ۱۹۶۲ اولین لامپ هالوژنی تولید شد. لامپ هالوژنی گونه ای از لامپ های رشته ایست که در آن مقدار کمی گاز هالوژن مانند برم یا ید نیز وجود دارد. ترکیب این گاز هالوژن و رشته تنگستن موجود در لامپ، یک سیکل واکنش شیمیایی بوجود می آورد که در آن تنگستن بخار شده، به رشته خود باز می گردد. بدین ترتیب عمر مفید این نوع لامپ از انواع مشابه گازی بیشتر بوده و شفافیت حباب نیز حفظ می شود. به همین دلیل این نوع لامپ می تواند در دماهای بالاتری کار کند و بازده روشنایی بیشتری داشته باشد. سایز کوچکش نیز بر محبوبیت این نوع لامپ افزوده است.

نمونه امروزی یک لامپ هالوژنی

لامپ های HID

ابداع این نوع لامپها به دهه ۴۰ میلادی در آلمان باز می گردد و معرفی و تولید آن توسط کمپانی اسرام در سال ۱۹۵۱ صورت گرفت. لامپهای HID انواع گوناگون دارند و در آنها از عناصر مختلفی استفاده می شود. در اوایل دهه ۹۰ میلادی سیستم لامپهای (HID (High-Intensity Discharge  برای اولین بار بر روی خودروی بی ام و سری ۷ (E32) نصب گردید.درلامپهای HID خودروها بدلیل استفاده از گاز زنون (Xenon) این سیستم چراغ ،زنون نامیده می شود.در ابتدا فقط نور پایین خودروها از این تکنولوژی بهره می بردند تا اینکه برای اولین بار مرسدس بنز از چراغهای بای زنون (Bi-Xenon) استفاده کرد که در آن نور پایین و بالا هردو زنون بودند.

url - تکنولوژی روشنایی خودروها در گذر زمان

 بی ام و سری ۷ (E32)

در لامپهای زنون بر خلاف لامپهای هالوژنی، رشته ای وجود ندارد. در عوض دارای دو اکترود از جنس تنگستن می باشد که در بین آنها تخلیه الکتریکی صورت می گیرد. کنترل جریان برق توسط یک قطعه کنترلی ملقب به ترانس صورت می گیرد. برای ایجاد یک جرقه اولیه یک پالس با ولتاژ بالا از ترانس به لامپ فرستاده می شود که گاز زنون موجود در محفظه لامپ را یونیزه می کند و یک شبه تونل رسانشی بین دو الکترود بوجود می آید. در این حالت مقاومت الکتریکی در این شبه تونل کاهش یافته و جریان با ثبات بین دو الکترود برقرار می شود که نور زیادی از خود تولید می کند. میزان مصرف انرژی در لامپهای زنون بسیار کمتر از انواع هالوژنی بوده و در عین حال نور بیشتری تولید می کنند. همچنین عمر مفید یک لامپ HID حدود ۲۰۰۰ ساعت بوده در حالیکه لامپهای هالوژنی بین ۴۵۰ تا ۱۰۰۰ ساعت عمر می کنند.

combine images65 - تکنولوژی روشنایی خودروها در گذر زمانcombine images31 - تکنولوژی روشنایی خودروها در گذر زمان

لامپ زنون و ترانس کنترل

لامپهای  (LED (Light-Emitting Diode

combine images123 - تکنولوژی روشنایی خودروها در گذر زمان

اگرچه تاریخ تولید اولین ال ای دی کاربردی و قابل استفاده به پاییز ۱۹۶۲ بازمیگردد، در سال ۲۰۰۴ آئودی اولین خودروسازی بود که از تکنولوژی ال ای دی (LED) در چراغهای جلوی خودرو استفاده کرد. مدل A8 W12 که از چراغهای روشنایی در روز استفاده می کرد که بیشتر جنبه دیده شدن دارند تا روشنایی. اولین اقدام در جهت روشنایی جاده با استفاده از LED توسط تویوتا با مدل LS 600h در سال ۲۰۰۶ صورت گرفت که در نورپایین از ال ای دی استفاده میشد. یک سال بعد آئودی از چراغ تمام ال ای دی در برای اولین بار در مدل R8 V10 استفاده کرد.

راست به چپ: چراغهای روشنایی در روز  (Daytime Running Light)- نورپایین LED در لکسوس

این نوع لامپ ساختار کوچکی دارد و بسیار کم مصرف تر از انواع هالوژنی یا زنون می باشد و از نظر نوردهی بالاتر از هالوژنی و پایین تر از زنون می باشد. بدلیل مصرف بسیار پایین گزینه مطلوبی برای خودروهای برقی و یا هیبریدی محسوب می شود که در آنها مصرف برق از اهمیت بیشتری برخوردار است. اگر از ما بپرسند که لامپ ال ای دی چقدر حرارت تولید می کند احتمالا با توجه به تجربیاتی که داریم پاسخ میدهیم که هیچ گرمایی تولید نمی کند! در مورد چراغهای خودرو باید بگوییم که قضیه کاملا متفاوت است. چراغهای ال ای دی که توانایی روشنایی زیاد دارند گرمای زیادی تولید می کنند و با توجه به اینکه نوع کارکرد این لامپها تحت تاثیر دما می باشد، تهویه مناسب چراغ از نکات مهم در استفاده از این تکنولوژی می باشد. همچنین بدلیل پیچیدگی های خاص، این نوع چراغ هزینه تولید بالایی دارد و به دلایل گفته شده تا به امروز بیشتر برای چراغهای ترمز و راهنما و چراغهای روشنایی در روز جلو استفاده می شوند و کمتر برای روشنایی جاده به کار گرفته می شوند.

۹۰۰۷لامپ LED

9007 - تکنولوژی روشنایی خودروها در گذر زمان

چراغ های لیزری

تکنولوژی لیزر در جهت روشنایی جاده برای اولین بار در سال ۲۰۱۴ در بی ام و i8 استفاده شد. شاید بپرسید مگر لیزر خطرناک نیست؟ آیا با روشن شدن چراغهای i8 خودرو های روبرو از وسط نصف می شوند یا درختها آتش می گیرند؟ پاسخ منفی است!!! تکنولوژی لیزر در این چراغها فقط قسمتی از پروسه تولید نور هستند و لنز لیزرها مستقیما به سمت جاده نشانه گیری نشده اند!

laser lights BMW i8 - تکنولوژی روشنایی خودروها در گذر زمان

laser-lights-BMW-i8بی ام و i8

بی ام و در توضیح محصول خود شرح می دهد که سه تولید کننده لیزر در مجموعه چراغ وجود دارند که پرتوهای لیزر را به یک مجموعه آیینه های کوچک می تابانند که آنها انرژی دریافتی را در یک لنز کوچک حاوی گاز فسفر زرد متمرکز می کنند. این گاز در تماس با نور لیزر نور زیاد سفیدی را تولید می کند که به سمت جلوی چراغ تابیده می شود. پس در واقع شما نور حاصله از گاز فسفر را می بینید نه نور مستقیم لیزر. حتی اگر سیستم صدمه ای ببیند و تمرکز لیزر ها به هم بریزد نیز سیستم خطر آفرین نبوده و بصورت اتوماتیک لیزرها از کار می افتند.

2014 BMW i8 Laser Lights 2 - تکنولوژی روشنایی خودروها در گذر زمان

۲۰۱۴-BMW-i8-Laser-Lights-2 سه پرتو لیزر متمرکز شده در یک نقطه

نور تولیدی توسط این سیستم ۱۰۰۰ بار شفاف تر از سیستم LED است و دو برابر فاصله بیشتری را روشن می کند در حالی که فقط دو سوم آن انرژی مصرف می کند پس در مبحث بازدهی بی رقیب است. همچنین بدلیل استفاده از فسفر، دمای رنگ تولیدی آن بین ۵۵۰۰ تا ۶۰۰۰ کلوین است که بسیار نزدیک به روشنایی طبیعی روز است (۶۵۰۰ K)

نکته منفی این نوع چراغ این است که فعلا فقط برای نور بالا استفاده می شود و باید یک چراغ LED یا HID در کنار آن برای نور پایین استفاده شود. همچنین قیمت آن بسیار بالاست بطوریکه چراغهای بی ام و  ۱۰,۰۰۰ دلار قیمت دارند یعنی قیمت یک دستگاه ۲۰۶ صفر! نکته منفی دیگر تولید حرارت زیاد است که حتی از سیستم های LED نیز بسیار بیشتر است و نیاز به طراحی سیستم تهویه مناسب دارد.

opel vauxhall s eye tracking tech how does it work photo gallery 2 - تکنولوژی روشنایی خودروها در گذر زمان

در آینده نزدیک، چرخش نور جلوی خودرو با حرکت چشم راننده

آینده روشنایی جاده

در راستای تکنولوژی های بروز در زمینه روشنایی خودرو کمپانی اوپل به تازگی به معرفی سیستمی پرداخته که مانند سیستم AFS ، روشنایی چراغها در شرایط گوناگون رانندگی جابجا می شوند با این تفاوت که این سیستم پیرو حرکت چشمان راننده خودرو می باشد. در پیشبرد این روش دو مسئله اساسی وجود دارد یکی سرعت عمل مجموعه بطوریکه حرکت چشمان راننده در کسری از ثانیه موجب چرخش چراغها شود و دیگر اینکه حرکتهای نا خودآگاه چشمان و یا دیدن اطراف توسط راننده موجب حرکات بیهوده چراغ و حواسپرتی راننده خودرو و رانندگان دیگر نشود. اوپل ادعا کرده که برای این معضلات راه حل هایی دارد و دوربین استفاده شده برای نظارت بر حرکات چشم و صورت راننده به سنسورهای مادورن قرمز مجهز شده و می تواند تا ۵۰ بار در ثانیه به اسکن چهره راننده بپردازد. همچنین این کمپانی مدعی شده که به یک الگوریتم تاخیر پیچیده در این سیستم دست یافته که توسط آن نور خودرو با حالتی آرام و بدون جهش های اضافی مسیر جاده را توسط چشمان راننده دنبال کند. اگر اوضاع همانگونه که اوپل ادعا می کند باشد باید در آینده نزدیک منتظر ظهور این فناوری جالب در سیستم روشنایی خودروها باشیم.

ارسال یک پاسخ

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.