U Volkswagen-ovom centru za istraživanje i razvoj u Wolfsburgu vlada stroga tajnost: kamere na telefonima i laptopima su zalijepljene, a i najmanje odstupanje od označene rute nije dobrodošlo. Dobili smo ekskluzivan uvid u najnovija dostignuća u oblasti automobilske rasvjete — najsuvremenija prednja svjetla, žarulje i mnogo više. Glavni dizajneri su prvi uzeli riječ, a svi su naglasili koliko je važna kreativna sloboda pri radu s estetikom rasvjetnih uređaja. Čak 15 internih dizajnera posvećeno je isključivo ovoj oblasti. Ali šta je s inženjerima?
Kratka historija automobilskih farova
Inženjeri su bili sve samo ne sporedni akteri. Pravi proboj u automobilskoj rasvjeti došao je s uvođenjem H4 halogene dvonitne žarulje 1971. godine. Njen nominalni kratki svjetlosni snop od 1.000 lumena bio je nenadmašan u to vrijeme, a H4 ostaje u upotrebi u mnogim pristupačnim vozilima i danas, uključujući rane verzije Volkswagen Pola. Ukupni svjetlosni učinak izvora primarni je faktor u tome koliko dobro far osvjetljava cestu — površina reflektora, oblik, kvalitet površine i difuzorska optika su sekundarna poboljšanja.
Do ranih 1990-ih, H4 i slične halogene žarulje dominirale su globalnim tržištima (uz izuzetak Sjedinjenih Američkih Država, koje su imale vlastite standarde). Do tada su inženjeri naučili maksimizirati svjetlosni učinak kroz poboljšane oblike reflektora i projektorske module. Pojavile su se nove žarulje, svaka podižući ljestvicu performansi:
- H7 (1.500 lumena) — jednonitna, široko korišćena i u kratkim i u dugim svjetlima
- HB3 (1.860 lumena) — zastupljena u modelima kao što su Kia Rio i Hyundai Solaris
- H9 (2.100 lumena) — rekorder u performansama među halogenima za duga svjetla
Ksenonska revolucija: Rasvjeta visokog intenziteta pražnjenja
Godine 1991. inženjeri su uveli ksenonske (HID) žarulje — pravu revoluciju u automobilskoj rasvjeti. One proizvode svjetlo putem električnog luka umjesto zagrijane niti i isporučuju nominalnih 3.200 lumena, više od tri puta veći učinak od H4. Međutim, ksenonska tehnologija donijela je vlastiti niz tehničkih izazova:
- Veći zahtjevi za preciznošću optike i podešavanjem smjera svjetla
- Složeni paljački i balastni uređaji koji utječu na raspored komponenti
- Obavezni automatski korektori kuta osvjetljenja radi sprečavanja zasljepljivanja vozača u suprotnom smjeru
- Obavezni sistemi za pranje farova
- Viša ukupna cijena u poređenju s halogenskim rješenjima
Uprkos tim preprekama, ksenon se pokazao izuzetno učinkovitim — posebno u kombinaciji sa sistemima zakretanja svjetlosnog snopa uvedenim 2000-ih godina. Kasniji niži standard od 25 W razvijen je kao alternativa klasičnoj varijanti od 35 W, čime je svjetlosni tok spušten ispod praga od 2.000 lumena koji ne zahtijeva automatski korektor ni pranje. Međutim, stvarni učinak ovih jedinica nižeg napona može biti prilično razočaravajući. Priča se da je standard od 25 W dijelom bio potaknut proizvođačima žarulja koji su željeli iskoristiti slobodne proizvodne kapacitete. Zanimljivo je da hladno, bistro svjetlo dobro podešene halogene žarulje često ostavlja povoljniji utisak od jeftinog ksenona od 25 W.
Uspon LED farova: Gdje se dizajn susreće s inženjerstvom
Prije otprilike 15–20 godina dizajneri su zaista stupili u središte pažnje. Najprije su eksperimentirali s vizualnom kompozicijom unutrašnjosti farova — prozirnim poklopcima, elegantnim unutarnjim rozetama, izduženim i agresivnim siluetama. Kako su rasle estetske ambicije, tako je rastao i zahtjev za izvorom svjetla koji se može uklopiti u gotovo svaki oblik. Odgovor su bili LED-ovi, i to ne samo za Volkswagen.
LED tehnologija privlači i inženjere i dizajnere iz nekoliko ključnih razloga:
- Manja potrošnja energije u poređenju s halogenima i ksenonom
- Duži vijek trajanja — Volkswagen procjenjuje do 8.000 sati rada
- Fleksibilnost dizajna — LED-ovi se mogu slobodno oblikovati i raspoređivati unutar kućišta fara
- Pad cijena — ulazni LED farovi sada koštaju samo neznatno više od usporedivih halogenskih jedinica, dok jedinica ksenona od 25 W bez korektora može koštati gotovo dvostruko više
Matrix i Pixel LED tehnologija: Inteligentni far
Sljedeći veliki iskorak donijeli su matrix LED farovi, koji koriste desetine pojedinačno upravljanih dioda kako bi omogućili potpuno adaptivnu distribuciju svjetla. Izuzetan primjer je IQ.Light matrix modul u najnovijem Touaregu — otprilike veličine pola kutije cigareta — koji sadrži:
- Štampanu pločicu i hladnjak s ventilatorom za hlađenje
- 48 dioda za kratka svjetla
- 27 dioda za duga svjetla
- Dodatne bočne elemente koji proširuju svjetlo u neosvijetljene dijelove ceste
Ovaj sistem automatski zasjenjuje vozila koja dolaze iz suprotnog smjera kada su upaljena duga svjetla, te kontinuirano prilagođava distribuciju svjetla ovisno o vremenskim uvjetima, brzini i putanji vožnje. Efektivni domet je otprilike 100 metara veći nego kod ksenona od 35 W.
Još upečatljiviji je mikropiksel LED — čip dimenzija 4×4 mm sposoban da odgovori ukupnom učinku Touaregova matrix modula. S tek tri takve „piksel” diode, od kojih svaka proizvodi 1.024 pojedinačnih mini-zraka, moguće je dobiti matrix fara s 3.072 ćelije — u poređenju s trenutnim standardom od 75–80. Gledajući dalje u budućnost, međufazni matrix filteri s rezolucijama do 30.000 piksela mogli bi omogućiti:
- Precizno adaptivno, pravovremeno oblikovanje svjetlosnog snopa
- Projicirane vodiče za skretanje na površinu ceste ispred vozila
- Dupliranje pokazivača smjera i svjetala za opasnost na površini ceste
- Komunikaciju putem svjetla između vozila ili s putnom infrastrukturom
Hoće li projiciranje na površinu ceste postati mainstream — upitno je. Ceste su već vizualno pretrpane, putevi certifikacije su složeni, a svako onečišćenje sočiva značajno bi degradiralo projiciranu sliku.
Laserski farovi: Snažni, ali nišni
Prototipovi LED-ova visoke snage — koji koriste diode s potrošnjom od 3–4 A nasuprot današnjih tipičnih ~1 A — mogu, kada su precizno usmjereni, osvjetliti do 550 metara naprijed. Taj domet je ranije bio dostižan samo s laserskim farovima, kod kojih laserske zrake udaraju u ploču s fluorescentnim fosforom i generiraju intenzivan, ali uzak konus svjetla.
Laserski farovi dostupni su već oko pet godina, uglavnom u premium modelima BMW-a i Audija. Međutim, njihova primjena u vozilima masovnog tržišta i dalje je malo vjerojatna iz nekoliko razloga:
- Izuzetno visoka cijena — Audijeva opcija lasera na modelu A8 dodaje značajnu doplatu na već skupe matrix jedinice
- Specijalni materijali i proizvodnja, bez jasnog puta ka značajnijem smanjenju troškova
- Ograničena primjena — uski svjetlosni snop praktičan je samo za duga svjetla
Šta vozači zapravo žele: Preferencije i personalizacija svjetlosnog snopa
Preferencije potrošača u pogledu obrazaca osvjetljenja značajno se razlikuju ovisno o regiji i ličnom ukusu. Duga svjetla izazivaju najviše rasprava:
- Skandinavski vozači skloni su preferirati dalekodomete, prodorne snopove prilagođene tamnim seoskim cestama
- Vozači iz Srednje i Zapadne Evrope često preferiraju široke snopove koji stvaraju snažan osjećaj osvijetljenog prostora
- Preferencije kratkih svjetala dijele se između oštrog prijelaza svjetlo/sjena (karakteristično za projektorske jedinice) i postupnih, difuznih prijelaza — oba su jednako učinkovita u praksi
Volkswagen-ov cilj je dati vozačima smislenu kontrolu nad ponašanjem svjetlosnog snopa. Zadane postavke podešene su tako da postignu široku ravnotežu — blago omekšan prijelaz dizajniran da zadovolji najširi raspon preferencija.
Maglenke, pranje farova i trajnost LED-ova
Samostalne maglenke su ugrožena vrsta — žrtvovane u potrazi za čišćim linijama karoserije. Da bi se u potpunosti nadoknadilo njihovo odsustvo, vozilo treba skupe adaptivne glavne farove sposobne za proširenje snopa u lošim vremenskim uvjetima i u zavojima. Na budžetnim modelima ta adaptivna sposobnost često nije dostupna, pa vozači ostaju bez smislenog sekundarnog izvora svjetla u nepovoljnim uvjetima.
Pranje farova ostaje jednako statično. Trenutni sistemi s mlaznicama i dalje su industrijski standard, a Volkswagen ne predviđa nikakav veći preokret u bliskoj budućnosti. Jedan specifičan izazov kod LED-ova je termalni: za razliku od halogenskih i ksenonskih žarulja, oni emitiraju vrlo malo topline, pa se snijeg i led na sočivu ne tope sami od sebe. Vozila s LED farovima visoke snage koji uključuju ventilator za hlađenje često preusmjeravaju taj protok zraka duž površine sočiva kao kompenzaciju.
Što se tiče trajnosti: iako LED-ovi teorijski nadmašuju konvencionalne žarulje za veliku razliku, postoji značajna praktična napomena — većina LED sklopova farova su zapečaćene jedinice s nenadomjestivim diodama. Volkswagen procjenjuje vijek trajanja od 8.000 sati, što je ekvivalentno otprilike 11 godina pri dva sata upotrebe dnevno. Pri intenzivnijem korišćenju, taj period se znatno skraćuje. Toyotin uvod zamjenjivih LED modula u novijim modelima Corolle je vrijedan izuzetak, koji treba pratiti jer bi industrijski standard eventualno mogao krenuti tim putem.
Put naprijed: Potpuno LED budućnost za Volkswagen
Prelazak na isključivo LED farove u cijeloj Volkswagen-ovoj paleti vozila u punom je jeku. Za dizajnere, to predstavlja neviđenu kreativnu slobodu. Za inženjere, otvara nova područja — posebno u sferi komunikacije između vozila putem inteligentne rasvjete. Koncepti koji su već u razvoju ili na pragu proizvodnje uključuju:
- Projiciranje aktivnih smjernica za parkiranje na površinu ceste
- Tekstualne i vizualne poruke putem LED nizova stražnjih svjetala radi komunikacije s okolnim saobraćajem
- Adaptivno svjetlosno signaliziranje za scenarije autonomne i poluautonomne vožnje
Vodič za kupce: Kako odabrati prave farove
Ključna poruka za potrošače: nemojte se oslanjati samo na oznake tehnologije. Vrsta fara samo je dio priče — kvalitet se enormno razlikuje unutar svake kategorije. Evo šta treba imati na umu:
- Halogen ≠ inferiornost po defaultu — vrhunski halogeni farovi mogu nadmašiti osnovne LED jedinice
- LED ≠ automatski bolji od ksenona — budžetni LED moduli mogu zaostajati za dobro konstruisanim HID sistemima
- Bez pranja = ispod 2.000 lumena — farovi bez sistema za čišćenje regulativno su garantovano ograničeni na smanjeni učinak kratkih svjetala
- „LED far” je širok pojam — može opisivati visokotehnološki adaptivni matrix sistem ili jeftinu ulaznu jedinicu
- Zapečaćene jedinice znače nemogućnost zamjene žarulje — pri razmatranju dugoročnog vlasništva uračunajte troškove zamjene cjelokupnog sklopa fara
Jedna stvar je sigurna: automobilski farovi postaju pametniji, učinkovitiji i — bez ikakve sumnje — sve ljepši.
Ovo je prijevod. Original možete pročitati ovdje: https://www.drive.ru/technic/volkswagen/5be9abb9ec05c4fe3d0000db.html
Objavljeno septembar 09, 2021 • 8m za čitanje
