Матричные фары: описание, устройство и принцип работы

Матричные фары

Ведущие позиции в области технологий освещения принадлежат компании Audi. С 2013 года Audi устанавливает матричные фары (Matrix LED headlights) на свою флагманскую модель — Audi А8. Матричные фары поднимают на новый уровень безопасность дорожного движения и комфорт управления автомобилем. Пилотный проект матричных фар (Matrix Beam) разрабатывает компания Opel.

Матричная фара от Audi объединяет матричный модуль дальнего света фар, модуль ближнего света фар, модуль дневных ходовых огней, габаритных огней и указателя поворота, дизайнерское обрамление фары, воздуховод с вентилятором и блок управления.

Модуль дальнего света фар состоит из 25 светодиодов, объединенных в группы по 5 штук и в совокупности образующих матрицу. Каждая группа имеет свой отражатель и металлический радиатор для охлаждения. С помощью матрицы из светодиодов реализовано около одного миллиарда различных комбинаций распределения света.

Модуль ближнего света фар

расположен под модулем дальнего света фар и состоит из 15 светодиодов, поделенных на несколько сегментов. В самом низу фары размещен модуль дневных ходовых огней, габаритных огней и указателя поворота. Конструктивно модуль включает 30 последовательных светодиодов.

Расположение модулей освещения подчеркнуто дизайнерским обрамлением. В матричной фаре расположен и электронный блок управления. Для принудительного охлаждения светодиодов фара оснащена воздуховодом с вентилятором.

Все конструктивные элементы матричной фары помещены в пластмассовый корпус, который служит основой для размещения элементов и защищает их от внешних воздействий. С лицевой части корпус закрыт прозрачным рассеивателем.

Матричные фары имеют электронную систему управления, традиционно включающую входные устройства, блок управления и исполнительные элементы. Входными устройствами являются видеокамера и ряд датчиков. Видеокамера представляет информацию о других автомобилях на дороге. В интересах матричных фар работает множество датчиков других систем автомобиля: датчик угла поворота рулевого колеса, датчик скорости движения, датчик дорожного просвета, датчик освещения, датчик дождя.

При наличии в автомобиле навигационной системы в управлении матричными фарами используются маршрутные данные (характер движения, рельеф дороги, населенные пункты).

Электронный блок управления обрабатывает информацию от входных устройств и в зависимости от дорожной ситуации активирует (дезактивирует) определенные светодиоды. Необходимо отметить, что в матричных фарах не используются поворотные механизмы, как в ксеноновых фарах. Все рабочие функции выполняются с помощью электроники и статических светодиодов.

В матричных фарах реализовано несколько функций освещения:

1. полисегментальный дальний свет;
2. дальний свет для автомагистрали;
3. ближний свет;
4. статическое адаптивное освещение;
5. освещение перекрестков;
6. всепогодное освещение;
7. подсвечивание пешеходов;
8. динамическое адаптивное освещение;
9. динамические указатели поворотов.

Полисегментальный дальний свет позволяет двигаться с постоянно включенным дальним светом фар. Луч дальнего света фары объединяет 25 отдельных сегментов (по числу светодиодов).

При движении в темное время суток видеокамера обнаруживает встречные и попутные автомобили по их освещению. Как только автомобиль обнаружен, система управления выключает светодиоды, направляющие свет на транспортное средство. Остальное пространство дороги освещается полностью. Кроме того, для исключения ослепления других водителей, яркость включенных светодиодов может быть уменьшена. Матричные фары одновременно могут маскировать до 8 автомобилей.

Дальний свет для движения по автомагистрали реализуется при получении от навигационной системы информации, что автомобиль движется по автомагистрали. Система управления фарами сужает световой конус дальнего света фар, что соответствует данному типу дороги и движению по нему.

Ближний свет фар имеет традиционную ассиметричную форму: средняя часть освещается меньше, обочина дороги освещается больше.

Статическое адаптивное освещение предназначено для лучшего освещения пространства спереди и сбоку автомобиля при выполнении поворота. Для этого в каждой из фар задействуется по три светодиода, которые включаются при повороте рулевого колеса или включении указателя поворотов.

Функция освещения перекрестков служит для лучшего освещения приближающего перекрестка. Приближение перекрестка определяется с помощью навигационной системы, после чего включаются светодиоды статического адаптивного освещения в обеих фарах.

При движении в плохих погодных условиях (снег, туман, дождь) используется функция всепогодного освещения. Она позволяет избежать ослепление водителя от света своих фар. При нажатии соответствующей клавиши снижается интенсивность ближнего света фар, и включаются светодиоды статического адаптивного освещения в обеих фарах.

Матричные фары способны в темноте подсвечивать пешеходов и животных, находящихся на дороге или в опасной близости от нее. Для этого фары объединены с системой ночного видения. При обнаружении пешехода фары троекратно сигнализируют дальним светом, предупреждая как пешехода, так и водителя.

При включенном дальнем свете фар задействуется динамическое адаптивное освещение поворотов. При повороте рулевого колеса яркость светового пучка дальнего света переносится с центральной части в сторону поворота за счет изменения яркости светодиодов.

Динамический указатель поворотов представляет собой управляемое движение огней в направлении поворота. Для реализации данной функции 30 последовательных светодиодов последовательно включаются с периодичностью 150 мс. Как утверждает производитель, динамический указатель поворотов значительно повышает информативность системы освещения автомобиля.

 

 

Что такое матричные фары и как они работают

В последние годы автомобильная оптика стала гораздо совершеннее. Фары теперь представляют собой не просто лампу с отражателем, а высокотехнологичное устройство, способное выполнять множество функций. Кроме того, всё чаще в них используют яркие светодиоды.

Одна из разновидностей – матричные фары, наиболее совершенный продукт автомобилестроения на сегодняшний день. Впервые они были применены компанией Audi, и её разработки остаются самыми передовыми в этой области.

Благодаря этой технологии вождение в тёмное время суток становится гораздо комфортнее, а безопасность поднимается на новый уровень.

Матричная оптика и ее особенности

Главная особенность матричной фары – использование светодиодов. В ней совсем нет ни ксеноновых, ни галогеновых ламп. На светодиодах работает и дальний, и ближний свет, и указатели поворотов. У разных производителей они могут располагаться по-разному, форма корпуса также бывает разной, но принцип одинаков, и матричные фары невозможно спутать с обычными – у них оригинальный дизайн, и разделение матриц чётко видно.

Особенностью такой конструкции является и её возросшая функциональность. Управляется освещение с помощью освещения, в этом процессе участвует и бортовой компьютер. Используются всевозможные датчики – поворота руля, дождя, освещения, навигационная система, и даже видеокамера.

На основе полученных данных управляющий блок сам принимает решение, как лучше осветить дорогу. Например, при повороте больше света направляется в сторону поворота, а при обнаружении идущего впереди человека он освещается сильнее и становится заметнее. Видеокамера фиксирует встречные автомобили по свету фар и подстраивает освещение таким образом, чтобы оно не било в глаза водителям, но остальные зоны освещаются по-прежнему ярко.

Если используется бортовая навигационная система, то в расчет идут и данные о местности – рельеф, трасса или населенный пункт, и многое другое.

В матричных фарах нет поворотных элементов. В них группы светодиодов заранее расположены оптимальным образом. Уровень света в какой-либо зоне перед автомобилем меняется с помощью изменения яркости определенной светодиодной группы. Это позволяет, например, ярко освещать дорогу, не ослепляя при этом водителя встречного автомобиля.

Как устроена матричная фара

Конструкция самой фары такого типа состоит из отдельных модулей – дальнего света, ближнего света, указателей поворота, габаритов. Всё это оформлено в единый блок, форма которого зависит от конструкции автомобиля и дизайнерских решений.

В каждом модуле используются группы светодиодов. Например, в секции дальнего света их может быть 25 штук, сгруппированных по 5 штук. У каждой группы есть собственный отражатель и радиатор для охлаждения.

Модуль ближнего света тоже состоит из блоков светодиодов, и расположен обычно выше модуля дальнего света. Блок поворотов и габаритов располагают снизу. Спереди фара закрывается прозрачным рассеивателем.

В корпусе фары расположена электроника блока управления и вентилятор с воздуховодом для охлаждения светодиодов.

В новейших моделях Audi используются матрично-лазерные фары. В такой конструкции источником света служит лазер. Его луч, проходя через специальную линзу, покрытую особым флуоресцентным составом, приобретает белый свет, и становится безопасным для глаз. Но мощность такой фары во много раз больше ксеноновой и даже светодиодной. Дальнобойность её может достигать 600 метров против 300 метров для светодиодной и 100 метров для обычной.

Матрично-лазерная фара не только прекрасно освещает дорогу. Она может, как и обычная матричная, избирательно создавать теневые зоны, например, для встречных автомобилей. Кроме того, она может регулировать створ луча. Например, при движении по трассе на большой скорости луч становится уже, свет сконцентрирован в более узком пучке, светит дальше и ярче. При медленном движении, например, по населенному пункту, луч расширяется, захватывая больше окружающей местности.

Разновидность функций освещения в матричной оптике

Сложное устройство фар позволяет им выполнять множество функций. Матричные фары, как светодиодные, так и лазерные, обеспечивают:

• Дальний свет, который можно не переключать, если навстречу двигаются другие автомобили. Для них создаются теневые зоны, и водители не ослепляются. Такая зона создается и для автомобиля, расположенного впереди. При этом остальное пространство освещается с прежней яркостью, и видимость не уменьшается.
• Ближний свет обычного вида, когда боковые сектора и обочина освещаются сильнее, а луч света опускается вниз.
• Адаптивное освещение, которое подстраивается в зависимости от манёвра. Например, при повороте задействуются дополнительные боковые светодиоды, улучшающие видимость сбоку. Кроме того, луч света в последних моделях может поворачиваться при плавных изгибах дороги, подсвечивая опасные места.
• Всепогодное освещение, которое меняет свою интенсивность на основе данных от различных датчиков. Движение в дождь, туман, пургу, становится гораздо безопаснее и комфортнее.
• Подсвечивание пешеходов и знаков основано на данных с видеокамеры. Фары сигнализируют трехкратным изменением яркости, предупреждая людей и животных, оказавшихся на опасном расстоянии от автомобиля.
• Динамический указатель поворотов гораздо лучше показывает направление манёвра, чем обычный. «Бегущие огни» из 30 светодиодов заметны издалека, привлекают внимание и информативнее.

Как видите, матричные фары гораздо удобнее в пользовании, чем обычные. Они избавляют водителя от ручного переключения дальнего и ближнего света, обеспечивают лучшую видимость в любых условиях, а для окружающих не создают неудобств.

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.

US наконец позволяет использовать современные матричные фары

Стивен Эдельштейн 16 февраля 2022 г.

Посмотреть галерею

Стивен Эдельштейн 16 февраля 2022 г.

Регуляторные органы США, наконец, разрешают использовать передовые технологии фар в новых автомобилях, ускоряя процесс, начавшийся с принятием нового закона об инфраструктуре в конце прошлого года.

Национальное управление безопасности дорожного движения (NHTSA) официально одобрило использование адаптивных фар во вторник после петиции от Toyota, Об этом сообщает Reuters . Эта петиция была подана в 2013 году и показывает, как долго затянулась нормативная битва за адаптивные фары.

Адаптивные фары, также известные как матричные фары, состоят из множества небольших светодиодных элементов и зеркал, которые могут сложным образом управлять световым лучом. Это позволяет более точно направлять свет, освещая то, что нужно водителю, не ослепляя других автомобилистов, пешеходов или велосипедистов. (Примечание редактора: мы обычно называем адаптивными фарами фары, которые направлены в повороты, чтобы освещать правильный путь, а не вид с дороги. Это определение относится к фарам, которые могут включать и выключать светодиоды, чтобы обеспечить лучший свет впереди, не ослепляя встречных. автомобилей.)

Светодиодные матричные фары Porsche Cayenne 2019

Этот шаг выходит за рамки нынешних автоматических фар дальнего света, которые просто отключают дальний свет при приближении встречного автомобиля. Адаптивные фары могут отключать элементы освещения, обращенные к другим участникам дорожного движения, сохраняя при этом остальную часть пространства перед автомобилем полностью освещенной.

Такие фары противоречили правилу США 1967 года, которое требует, чтобы фары имели отдельные элементы дальнего и ближнего света. Поскольку адаптивные фары используют одни и те же элементы освещения как для дальнего, так и для ближнего света, они нарушили это правило. Национальное управление безопасности дорожного движения (NHTSA) впервые предложило изменить это правило в 2018 году, а новые правила, разрешающие использование адаптивных/матричных фар, в конечном итоге были включены в законопроект об инфраструктуре, подписанный президентом Байденом в ноябре 2021 года9.0005 Адаптивные фары

уже много лет доступны на других рынках, в том числе на некоторых автомобилях, также продаваемых в США, таких как Mercedes-Benz S-Class, Audi A8 и Audi E-Tron. Постановление NHTSA означает, что технология, наконец, может быть включена на этих и других транспортных средствах в США

.

Метки:

Безопасность автомобиля Автомобильная техника Промышленность

Пожертвовать:

• Отправить нам чаевые
• Связаться с редактором

Самые популярные на этой неделе

26 ноября 2022 г.

Концепт Ford Mustang Shelby Super Snake Widebody 2017 года выставлен на аукцион

29 ноября 2022 г.

27 ноября 2022 г.

Обзор: Mercedes-Benz Sprinter AWD 2023 года обретает лучшую опору0005

Преступник Lancia Aurelia посещает гараж Джея Лено

28 ноября 2022 г.

Де Томазо следует за P72 с новым гиперкаром P900 V-12

29 ноября 2022 г. 2022

De Tomaso P900, Гамильтон за рулем GT-R: сегодняшние автомобильные новости Цифровые матричные фары Audi

: работают ли они?

Посмотреть все Audi A8 Отзывы

Две линии наконечников стрел накладываются на асфальт автомагистрали, указывая путь в темноте для обновленного Audi A8. Свет не рассеивается без разбора в стороны, а фокусируется на выбранном мной пути — пока я не коснусь индикатора. Прямоугольник света, проецируемый вперед, плавно переключается на 90˚, чтобы покрыть полосу движения, по которой я двигаюсь, а затем снова переключается обратно, чтобы расширить прямое освещение.

Добро пожаловать в «направленное освещение полосы движения», одну из нескольких новаторских функций ламп, представленных в последнем A8 (цена от 75 035 фунтов стерлингов), где новые матричные светодиодные фары имеют решающее значение с цифровым микрозеркальным устройством (DMD).

От светодиодов до лазерных фонарей: наш путеводитель по автомобильным фарам

Эта технология DMD, используемая для видеопроекторов в кинотеатрах, включает 1,3 миллиона микрозеркал, каждое из которых составляет несколько тысячных миллиметра в длину. Чип, управляемый с использованием данных камеры и датчиков A8, позволяет регулировать угол наклона каждого крошечного зеркала до 5000 раз в секунду. В результате пиксели света могут быть замаскированы или светиться в широком диапазоне направлений. Audi заявляет, что лампы больше не генерируют статический луч, а действуют как постоянно восстанавливающееся цифровое изображение.

Технология, которая автоматически выключает свет фар при встречном движении, знакома, но A8 заметно выводит ее на новый уровень. При движении по трассе A127 постоянно загораются и гаснут световые пятна, когда встречные машины обходят стороной. Его расстояние тоже огромно, разворачиваясь по дороге. На неосвещенных участках кажется, что вы едете по тоннелю света, за исключением задних стекол машин впереди, которые остаются черными как смоль, защищенными от всеохватывающего света, который также помогает освещать им дорогу.

A8 — первая Audi с оцифрованными фарами спереди и сзади (задняя OLED-графика расходится веером, как хвост павлина, если тянущийся за ним автомобиль угрожает сзади). Во всем этом есть явная цель безопасности, которая усугубляется другими функциями микрозеркал: уязвимые пешеходы могут быть выделены в луче света или предупреждающий знак опасности мигает на земле в течение трех секунд, если данные карты указывают на застрявшую машину. предстоящий.

Есть и косметические особенности, в том числе причудливые выступы, когда водитель включает и выключает машину. Все это является частью тенденции, когда свет будет все чаще использоваться для общения с другими участниками дорожного движения.

Работает?

Абсолютно. Большая часть световой хореографии ошеломляет, и то, как она реагирует на окружающую среду, помогает и очень впечатляет. Однако не уверен, что нам нужны стрелки, указывающие путь вперед.

Микрозеркальная лампа: принцип работы

Подключение к матрице

Все британские A8 получают эти светодиодные фары с цифровой матрицей. Их огромные возможности, подкрепленные мощной вычислительной мощностью, обеспечиваются 1,3 миллионами микрозеркал в их ядре

При отражении

Воздействие электростатического поля на крошечные зеркала меняет их положение с умопомрачительной скоростью 5000 раз в секунду. Это позволяет использовать почти бесконечный набор световых паттернов

Фантастический свет

A8 постоянно включает и выключает области освещения, реагируя на окружающую обстановку.