Aktualno: Avtomobilske luči

Potem ko je razvoj luči dolga leta napredoval počasneje, z večjimi premiki približno vsaki dve desetletji ali še počasneje, se je pred nekaj leti začela divja dirka za tehnološkim primatom. Takšne in drugačne LED-luči in še pred koncem letošnjega leta tudi prve laserske. A preden se jih lotimo, najprej kratek pogled v zgodovino.

Prve avtomobilske luči (če odštejemo petrolejke, prenesene še iz kočij), so bile acetilenske – a zdržale so le nekaj let, saj so jih kmalu po začetku prejšnjega stoletja nadomestile električne. Prvi so jih uporabili pri Cadillacu, kjer so tudi prvi vgradili preklop med dolgimi in kratkimi žarometi, za katerega vozniku ni bilo treba stopiti iz avtomobila do luči – torej z ročico ob volanu.

Potem se dolgo ni zgodilo nič pomembnega, čeprav so se v obdobju od 30. do 50. let prvič zgodili (ne pa tudi vsi uveljavili) sistemi, ki so danes samoumevni: smerne luči, meglenke in samodejni preklop med dolgimi in kratkimi lučmi.

Naslednji veliki preskok je sledil leta 1963, ko je konzorcij evropskih proizvajalcev žarnic za avtomobilske luči predstavil prve halogenske žarnice z oznako H1. Dvajset let kasneje so pri BMW v serijo 7 vgradili prve ksenonske žaromete in potem je moralo spet miniti skoraj 20 let, da so se najprej zgodile LED in potem še laserske luči.

Halogenke, ksenonke, LED, laser? Pišemo seveda o viru svetlobe, a prav toliko kot ta (o katerem več v nadaljevanju) je pomemben način usmerjanja svetlobe.

Prve luči so obliko snopu dale z lečami, ki so bile obenem zunanje steklo žarometa. Reflektor, ki je bil za žarnico (ljudski izraz zanj je bil dolgo parabola?), je bil zelo osnovne parabolične oblike, da so luči svetile v pravo smer, ne previsoko in s čim bolj enakomernim snopom, pa so poskrbela lečasta stekla. Ta so bila debela, pobrala so veliko svetlobnega toka in bila so krhka.

Naslednik se je pojavil v 80. letih, ko je vlogo dela, ki je zadolžen za usmerjanje in razporejanje svetlobe, prevzel reflektor za žarnico, ta je imela na prednjem delu nameščeno zaslonko – iz luči je prišla le svetloba, ki jo je žarnica oddala v reflektor. Takšne luči seveda poznamo še danes. V vsem tem času se je tehnologija izdelave reflektorja sicer izboljšala, enako pa velja tudi za tipe žarnic, ki spadajo v takšne luči. Imeti morajo namreč dve žarilni nitki (na primer tiste z oznako H4), ena je namenjena dolgim lučem, druga pa ima fiksno zaslonko in je namenjena uporabi zasenčenih luči.

Projektorski žarometi imajo bolj preprost eliptičen reflektor, za pravilno usmerjanje pa skrbi leča, ki je pred njim. V tovrstnih lučeh je mogoče uporabljati tako halogenske kot ksenonske žarnice, in če imajo vgrajeno še pomično zaslonko, je mogoče preklapljati med dolgimi in zasenčenimi lučmi – od tu izraz biksenon (ker ima ena luč z eno žarnico dve funkciji) oziroma pri halogenkah marketinški izraz 'z dvojno optiko'. Pri nekaterih avtomobilih sta v žaromet vgrajeni po ena projektorska (običajno za zasenčene luči) in ena reflektorska luč ali pa dve projektorski luči (namesto ene 'biprojektorske'). In seveda: v tovrstnih lučeh je za vir svetlobe mogoče uporabiti tudi LED-svetilo – je pa taka rešitev slabša.

In kaj so v resnici halogenke, ksenoni in ledice? Halogenske žarnice so seveda klasične žarnice z žarilno nitko, le da so namesto z zrakom napolnjene z mešanico zraka in enega od halogenskih plinov (na primer jodove pare ali bromove pare). To povzroči reakcijo, zaradi katere se volfram, ki izpareva z žarilne nitke, nanjo odlaga nazaj. Zato je lahko temperatura žarenja, s tem pa svetilnost višja kot pri klasični žarnici z žarilno nitko.

Ksenonskim žarnicam bi sicer pravilno rekli visokonapetostna razelektritvena svetila (High Intensity Discharge oziroma HID), v njih pa ni žarilne nitke, temveč se v ozračju posebnih plinov med elektrodama iz tungstena ustvari obločni plamen. V avtomobilskih žarnicah je v uporabi žlahtni plin ksenon (zato izraz ksenonske žarnice).

Pri LED-lučeh je vir svetlobe seveda polprevodniška LED-dioda, pri kateri svetlobo oddaja polprevodnik (silikon, galij in podobni), včasih s fosforjem (za spremembo barve v bolj prijazno do očesa). Svetloba LED-diod je že sama po sebi bolj usmerjena kot pri halogenskem ali HID-viru svetlobe. Poleg klasičnih LED-diod se vse bolj uporabljajo tudi organska svetila LED (OLED) in polimerna LED (PLED), tudi v avtomobilski industriji, a trenutno še kot prototipi.

In laserske luči? Tudi tu je vir svetlobe v resnici polprevodnik v diodi, podobno kot v klasični LED-diodi, le da je ta precej močnejša. A po drugi strani je to razlog, da je svetloba, ki jo oddaja, izrazito neprimerna (zaradi svoje barve) za uporabo za osvetljevanje, zato je snop svetlobe, ki ga oddaja, prek leč speljan na površino, premazano s fosforjem, ki barvo svetlobe spremeni v normalno, do očesa prijazno belo svetlobo in jo pošlje na reflektor, ki jo odbije na cesto.

Prednost in slabost obenem tako laserske kot LED-luči je dejstvo, da energijske izgube, ki jih opazimo kot toploto, nastajajo le na zadnjem delu svetila. Tako jih je sicer lažje nadzorovati in dovajati, po drugi strani pa to pomeni, da žarometi ne oddajajo dovolj toplote na prednje steklo, da bi se sneg ali led na njem stopila, kakor smo vajeni pri na primer klasičnih halogenskih lučeh.

Zgradba laserskih luči tako omogoča tudi, da so izjemno majhne – pri BMW i8, ki bo prvi serijski avtomobil z laserskimi lučmi, so reflektorji izjemno majhni, premer je le tri centimetre (pri LED-lučeh je bil ta osem centimetrov). Tako imajo oblikovalci in aerodinamiki pa tudi inženirji, ki se na primer ukvarjajo z varnostjo pri trčenju s pešci, precej več manevrskega prostora.

Kdaj bomo takšnih luči deležni tudi navadni smrtniki v navadnih avtomobilih? Na prvo žogo bi zatrdili, da še dolgo ne, a avtomobilska industrija utegne zelo pohiteti. Navsezadnje si lahko popolnoma LED-žaromete privoščite že v nižjem srednjem avtomobilskem razredu, v Seatovem Leonu vas bo doplačilo stalo že od dobrih 500 evrov, ksenonske žaromete pa dobite za še manj denarja (na primer pri Škodi Rapid) – res pa je, da imajo tudi manjšo svetilnost kot klasične ksenonske luči, zato tudi ne potrebujejo pranja in samodejnega uravnavanja višine, ki je obvezno le pri žarometih z več kot 2.000 lumni (pri LED-svetilih je samodejno uravnavanje višine obvezno ne glede na svetilnost). Torej je prihodnost bližje, kot bi si predstavljali.

Besedilo Dušan Lukič, foto tovarne

Avtomatika

Seveda je lepo, da se luči ne glede na tehnologijo vklopijo same, še lepše pa je, če jih zna avtomobil tudi sam preklapljati med dolgimi in kratkimi. Oboje ni redkost, je pa precej redko rešeno dobro.

Težava se pojavi že pri dnevnih lučeh. Če te niso kombinirane s senzorjem za samodejni vklop glavnih luči, je to zelo nevarno, saj precej voznikov preprosto prižge glavne luči, ko se vidljivost poslabša. Zvečer še gre, a v dežju, megli ... Še huje je, ker večina avtomobilov pri prižganih le dnevnih lučeh zadaj ni osvetljena. Tu se lahko celo tistim, ki sicer imajo samodejni vklop luči, zgodi, da povzročajo nevarnost na cesti. Primer: med poletnimi nevihtami je lahko cesta mokra, ozračje pa skoraj sončno in seveda svetlo. Potem so prižgane le dnevne luči spredaj, zadaj pa se avto popolnoma neosvetljen skriva za zaveso vodnega pršca, ki jo dviga sam. Nekateri proizvajalci so vsaj to težavo rešili tako, da se ob prižganih brisalnikih vklopijo tudi luči, a kaj, ko se podoben problem pojavi na primer v tanki plasti megle, nad katero je sonce. Predpis bi moral biti jasen: k dnevnim lučem spredaj spadajo tudi luči zadaj, če pa je varčevanje z energijo tako nujno, naj bodo pač oboje v LED-tehniki. Poleg tega nekateri avtomobili zamujajo z vklopom luči v predorih (tudi po dve do tri sekunde).

In samodejno preklapljanje med dolgimi in kratkimi lučmi? Večinoma deluje pogojno dobro – preklop z dolgih na zasenčene luči je običajno dovolj zanesljiv in hiter (se pa lahko, sicer res redko, zgodi, da zataji in tako zaslepite nasproti vozečega), v nasprotno stran pa gre velikokrat prepočasi. A vsako generacijo avtomobilov je napredek na sistemu opazen, še zlasti v premijskih znamkah. Korak naprej so Audijeve LED-luči Matrix.

Smerne luči

Luči navadno svetijo naravnost naprej. In če dobro pomislimo, je to velikokrat hiba, in ne dobra lastnost. Križišča, ovinki – to so deli cest, na katerih dostikrat vozimo na slepo, v temo. Tu pomagajo smerne luči, od najpreprostejših, ki so namenjene le osvetljevanju (na primer) križišč pri majhnih hitrostih (za to so dostikrat v uporabi tudi meglenke), prek pravih smernih luči (projekcijskih ali LED), ki posvetijo (ali s fizičnim obračanjem luči, leče ali s krmiljenjem posameznih svetlobnih virov) v ovinek, ko voznik obrne volan, do najnovejše generacije, ki zna upoštevati podatke iz navigacijske naprave in v ovinek posveti, še preden voznik obrne volan, saj zanj izve od navigacije.

Matrix LED

Ko je nastajal tale članek, je bil v naši testni floti tudi Audi A8 z novimi LED-lučmi Matrix. V vsakem modulu LED-žarometov Matrix (torej levem in desnem) je dnevna luč LED, LED-smernik (ki utripa animirano) pa kratke LED-luči in tisto najpomembneje: pet modulov s po petimi LED-svetili sistema Matrix LED za dolge luči. Zadnji je povezan s kamero, in ko jih voznik prižge, kamera nadzoruje območje pred avtomobilom. Če dohitimo drugi avtomobil ali drugi avtomobil pripelje nasproti, kamera to zazna, vendar ne ugasne teh luči (ki so pravzaprav dolge luči), temveč zatemni le tiste segmente oziroma tista izmed 25 svetil, ki bi zaslepila drugega voznika – hkrati lahko tako 'nadzoruje' do osem drugih avtomobilov. Tako postopoma prižiga in ugaša svetila, dokler nasproti vozeči avtomobil ni mimo, ostanek ceste pa je osvetljen kot z dolgimi lučmi – sistem pa prepozna tudi avtomobile, ki vozijo pred nami v isti smeri.

Matrix LED so povezane tudi z navigacijo MMI Plus, če je ta vgrajena, in tako lahko v ovinek posvetijo, še preden voznik obrne volan (podatke o cesti namreč dobijo z navigacije) – a v testnem A8 ta funkcija ni bila tako izstopajoče opazna kot segmentno zatemnjevanje dolgih luči. Če ima avtomobil vgrajen še Night vision, torej infrardeči senzor, zatemni tudi tisti segment luči, ki bi slepil zaznanega pešca ob cesti, hkrati pa s taistimi svetili trikrat zelo na hitro pomežikne in tako vozniku točno pokaže, kje se 'skriva' pešec.

Luči v praksi:

Naneslo je, da smo imeli hkrati (razen A8, ki smo ga dodali kasneje) na testu tako avtomobile s klasičnimi halogenskimi reflektorskimi žarometi (Ford Mondeo), pa Volkswagnov Caddy z biksenoni, Peugeot 308 in Seat Leon z LED ter kasneje še Audi A8 z LED-žarometi Matrix. Razlike so bile še kako opazne.

Ford Mondeo

Da so halogenski žarometi Mondea delovali najbolj slabotno, v taki družbi seveda ni presenetljivo – navsezadnje se prehod na ksenonske in LED-žaromete dogaja prav zaradi boljše svetilnosti ob manjši moči. Svetloba je tudi bolj rumenkasta, se je pa vseeno izkazalo, da je snop dovolj enakomeren in da dolge luči zaslužijo naziv dolge.

Zasenčene luči:

Dolge luči:

VW Caddy

Biksenonski žarometi Caddyja so imeli najbolj hladno, modrikasto svetlobo med vsemi petimi. Pri dolgih lučeh je bil snop tudi rahlo neenakomeren, na robovih snopa kratkih luči pa je bilo nekaj tako značilnega modrikastega svetlikanja. A vseeno: v primerjavi s klasičnimi (ali projektorskimi) halogenskimi lučmi so takšni biksenoni velik korak naprej.

Zasenčene luči:

Dolge Luči:

Peugeot 308

Kratke LED-luči Peugeota 308 so nameščene za lečo (10 LED-diod), torej gre v resnici za projektorski žaromet z svetlobnim virom LED. Verjetno je bil prav zato izražen modro-vijoličast rob svetlobnega snopa, zaradi katerega so se beli prometni znaki ali odsevniki velikokrat zabliskali v modrikasti barvi. Dolge (sestavljene iz dveh modulov s po štirimi LED-diodami) luči so odlične, z enakomernim snopom in dovolj belo svetlobo, ki zelo dobro in daleč osvetli cestišče.

Zasenčene luči:

Dolge Luči:

Seat Leon

Leonove kratke luči v nasprotju s kratkimi lučmi Peugeota 308 niso LED-diode, nameščene vse skupaj za eno lečo, temveč so sestavljene iz šestih modulov z manj diodami, dolge pa so razporejene v tri module. Luči svetijo (tudi kratke) dovolj daleč, rob snopa svetlobe ni preoster, predvsem pa nima modro-vijoličastih robov. Svetloba je polna in enakomerna, le prižiganje in ugašanje dolgih luči bi bilo lahko malce hitrejše, saj je pri tem Leon dajal občutek najpočasnejšega med vsemi petimi avtomobili.

Zasenčene luči:

Dolge Luči:

Audi A8

Tudi Matrix LED ni popolnoma brez napak – če snop svetlobe opazujete dovolj natančno, se da opaziti robove posameznih LED-segmentov. Med vsakdanjo vožnjo je stvar komaj opazna (in se je mogoče nanjo hitro navaditi), je pa to (očitno vsaj na začetku) kompromis, ki ga zahteva takšna tehnologija. Verjetno se bo z nadaljnjim večanjem števila LED-svetil oziroma segmentov opaznost tega zmanjšala. Sicer je svetloba izjemno svetla, doseg luči pa odličen – in dejstvo, da so dolge luči lahko prižgane ves čas, je zato še toliko bolj opazno.

Zasenčene luči:

Dolge Luči: