Принцип работы датчика дождя и света

Вот что хотите говорите, но я реально не знал как работает датчик дождя в машине. Если про свет было сразу понятно - "какой то фотоэлемент", то про дождь сложнее. Когда я недавно пересел со старенькой на новую машину, я конечно офигел от наличия всяческих датчиков и удобств. Свет вообще не трогаю - включается в любое время суток такой какой нужен по датчику света. Щетки "дворники" тоже не трогаю - работает датчик дождя очень четко. Но как ? Я между делом предполагал, может быть где то стоит датчик стекающей воды со стекла, однако щетки срабатывают даже при мелких капельках. Как то еще измеряется влажность на стекле ? В каком месте стекла интересно ?
4 фото via

А оказалось все намного проще ...

Датчик дождя и освещенности предназначен для того, чтобы при опознании влаги на стекле включать стеклоочиститель в зависимости от количества осадков с нулевого положения до максимального цикла очищения, или включать фары в зависимости от условий освещения. Включение датчика осуществляется определенными рычагами или выключателями.

Датчик дождя и освещенности состоит из комбинации светочувствительных элементов и светодиода. Все части смонтированы на плате в корпусе датчика. Оптический элемент перекрывает корпус датчика и ветровое стекло. Задачей оптического элемента является фокусирование и выравнивание исходящего и входящего света. Весь датчик прикреплен к ветровому стеклу при помощи клеящей фольги. Для распознавания дождя используются светодиод 6 и фотодиод 8.

Принцип работы датчика дождя состоит в том, что свет, исходящий от светодиода, частично отражается на поверхности стекла и, сфокусировавшись через оптический элемент, попадает на фотодиод. Если на улице сухо, весь свет отражается обратно и попадает на фотоприемник (так рассчитана оптическая система). Поскольку луч модулирован импульсами, то на посторонний свет датчик не среагирует, как телевизор, «не видящий» чужой пульт.

Степень отражения света от диода и таким образом количество света, который попадает на фотодиод, изменяется, если стекло покрыто каплями воды или имеет водяную пленку. Чем сильнее увлажнение, тем меньше отражение преломленного света. На основании этого для определения количества осадков используется выходной сигнал фотодиода. Это фиксируется сенсором, и контроллер рассчитывает подходящий режим работы стеклоочистителя.

Время реагирования на распознавание дождя, т.е. время, затраченное между распознаванием осадков и подачей выходного сигнала на стеклоочиститель, составляет менее 20 мс.

1 – датчики дождя и освещенности; 2 – зеркала заднего вида; 3 – зона перекрытия действия стеклоочистителей; 4 – ветровое стекло

Для распознавания света применяются дистанционный фотодиод 7 и датчик внешнего освещения 9. Датчик 9 охватывает световые условия непосредственного пространственно вокруг автомобиля и служит для автоматического включения фар, а дистанционный датчик 7 – световые условия на расстоянии до трех длин автомобиля по направлению движения.

Система распознает в целом уменьшение или увеличение освещенности и включает или выключает свет фар. Из разности сигналов обоих датчиков система, например, может определить, что автомобиль въезжает в туннель и, таким образом, свет фар включается не позднее въезда в туннель. Логика системы действует таким образом, что свет отключается лишь тогда, когда датчик света определит достаточное значение освещенности. Если наряду с распознаванием света активно также распознавание дождя, то система включает фары и при сильных осадках.

1 – ветровое стекло; 2 – свет удаленного источника; 3 – проникающий внешний свет; 4 – капли дождя; 5 – оптический элемент; 6 – светодиод; 7 – дистанционный фотодиод-датчик; 8 – фотодиод; 9 – фотодиод-датчик внешнего освещения

Завершающая


Вот еще 5 мифов о работе датчика дождя

Миф №1: мы уже развеяли: датчик дождя НЕ активируется от удара капель по стеклу, а также вибрации и иных механических воздействий. Работа датчика дождя основана на действии фотоэлементов. Если бы датчик реагировал на удары, щетки бы усердно стирали со стекла мух, комаров и мелкие камушки.

Миф №2: «Датчик дождя не работает ночью». Как мы уже выяснили, работа датчика дождя построена на принципе отражения инфракрасных лучей. Их свойства не зависят от освещенности. Иначе бы, например, пульты дистанционного управления не работали в темноте.

Миф №3: «При замене стекла с датчиком дождя придется попрощаться». Не придется: многие производители предлагают автостекла с местом под датчик дождя. Например, в компании "ЙУХ" (ред. ЯП) можно приобрести стекла под датчик дождя для большинства иномарок: Тойоты Камри, VW Passat,Audi A4 и других автомобилей.

Миф №4: «На лобовое стекло с датчиком дождя нельзя клеить полосу тонировки». Можно: в этом случае в тонировочной пленке вырезается отверстие под датчик. Главное, чтобы тонировка стеколбыла сделана по ГОСТу.

Миф №5: «Датчик дождя бесполезен зимой». Так как работает датчик дождя, реагируя на капли воды, а не снег, зимой он функционирует хуже. Однако если в автомобиле есть обогрев стекла, падающий снег сразу тает, превращаясь в воду, и работа датчика дождя будет в норме.

Интересные факты про датчики дождя

- Концерн General Motors проводил первые эксперименты по созданию датчиков дождя еще в 1950е годы. Датчик создавался для культовой модели - Кадиллак Эльдорадо. Но технологии были далеки от совершенства: между тем, как работает датчик дождя на современном автомобиле, и первыми опытами инженеров GM стоят десятилетия конструкторских разработок.
- Одним из первых серийных автомобилей с датчиком дождя стал Nissan Silvia – спортивное купе. В 2000х годах датчики дождя появились на автомобилях марок Volkswagen, Cadillac и других ведущих производителей.

- Работа датчика дождя используется не только в автомобильной промышленности, но и в сельском хозяйстве, для управления системой полива. - «Полевые» датчики имеют иной принцип работы, нежели автомобильные: в них имеются гигроскопичные диски, которые во влажном состоянии увеличиваются в размерах, а при высыхании – сжимаются. Тем самым регулируется подача воды. Интересно, что некоторые датчики имеют встроенный индикатор температур, который останавливает подачу воды, если температура опускается ниже нуля.


1 – анализ внешней освещенности; 2 – анализ разности освещенности; 3 – анализ дистанционной освещенности; а – разница освещенности меньше, чем значение порога включения, свет выключен; б – разница освещенности больше, чем значение порога включения, свет включен