El secret regna al centre de recerca i desenvolupament de Volkswagen a Wolfsburg: les càmeres dels telèfons i els portàtils estan tapades amb cinta adhesiva, i fins i tot la més mínima desviació de la ruta designada és mal vista. Vam tenir l’oportunitat exclusiva de veure els darrers avenços en il·luminació de vehicles: fars d’última generació, llums i molt més. Primer van prendre la paraula els caps de disseny, que van subratllar la importància de tenir llibertat creativa quan es treballa amb l’estètica dels dispositius d’il·luminació. Fins a 15 dissenyadors interns treballen exclusivament en aquesta àrea. Però, i els enginyers?
Breu història dels fars de l’automòbil
Els enginyers no eren pas un actor secundari. El veritable avenç en la il·luminació de vehicles va arribar amb la introducció de la làmpada halògena de doble filament H4 el 1971. El seu feix creuat homologat de 1.000 lúmens era inigualable en aquell moment, i l’H4 continua sent utilitzada avui en dia en molts vehicles econòmics, incloses les primeres versions del Volkswagen Polo. La sortida total de llum de la font és el factor principal per determinar com il·lumina la carretera un far: l’àrea del reflector, la forma, la qualitat de la superfície i l’òptica difusora són refinaments secundaris.
Fins a principis dels anys noranta, l’H4 i les làmpades halògenes similars van dominar els mercats mundials (amb l’excepció dels Estats Units, que mantenien els seus propis estàndards). Per llavors, els enginyers havien après a maximitzar la sortida de llum mitjançant formes de reflector millorades i mòduls de projecció. Van aparèixer noves làmpades, cadascuna elevant el nivell de rendiment:
- H7 (1.500 lúmens) — monofilament, molt utilitzada tant en fars de llum de creuament com de llarga distància
- HB3 (1.860 lúmens) — present en models com el Kia Rio i l’Hyundai Solaris
- H9 (2.100 lúmens) — el rècord de rendiment entre les làmpades halògenes de llarga distància
La revolució del xenó: la il·luminació de descàrrega d’alta intensitat
El 1991, els enginyers van introduir les làmpades de xenó (HID): una veritable revolució en la il·luminació de vehicles. Produeixen llum mitjançant un arc elèctric en lloc d’un filament incandescent i ofereixen uns 3.200 lúmens nominals, més del triple de la sortida de l’H4. Tanmateix, la tecnologia de xenó va comportar els seus propis reptes tècnics:
- Requisits de precisió més elevats per a l’òptica i l’alineació del feix
- Unitats d’encesa i balastos complexos que afecten la disposició dels components
- Correctors automàtics del feix obligatoris per evitar enlluernaments als conductors que venen en sentit contrari
- Sistemes de neteja de fars obligatoris
- Cost global més elevat en comparació amb els sistemes halògens
Malgrat aquests obstacles, el xenó va demostrar ser molt eficaç, especialment quan es va combinar amb sistemes d’orientació del feix introduïts als anys 2000. Més tard es va desenvolupar un estàndard de xenó de menor potència de 25 W com a alternativa a la variant clàssica de 35 W, portant el flux lluminós per sota del llindar dels 2.000 lúmens que no requereix corrector automàtic ni rentador. No obstant això, la sortida real d’aquestes unitats de menor potència pot ser bastant decebedora. Segons els rumors, l’estàndard de 25 W va ser impulsat en part pels fabricants de làmpades per donar sortida a la capacitat de producció ociosa. Curiosament, la llum freda i nítida d’una làmpada halògena ben calibrada sovint fa una impressió més favorable que la d’un xenó econòmic de 25 W.
L’auge dels fars LED: quan el disseny es troba amb l’enginyeria
Fa uns 15 o 20 anys, els dissenyadors van entrar de ple al primer pla. Primer van experimentar amb la composició visual de l’interior dels fars: cobertes transparents, elegants anells interiors, i silhuetes allargades i agressives. A mesura que creixien les ambicions estètiques, també ho feia la necessitat d’una font de llum que s’adaptés a gairebé qualsevol forma. La resposta van ser els LED, i no només per a Volkswagen.
La tecnologia LED atrau tant els enginyers com els dissenyadors per diverses raons clau:
- Menor consum energètic en comparació amb l’halogen i el xenó
- Vida útil més llarga — Volkswagen estima fins a 8.000 hores de funcionament
- Flexibilitat de disseny — els LED es poden formar i disposar lliurement dins de la carcassa del far
- Reducció de preus — els fars LED d’entrada ara costen només marginalment més que les unitats halògenes comparables, mentre que una unitat de xenó de 25 W sense corrector pot costar gairebé el doble
La tecnologia LED matricial i de píxels: el far intel·ligent
El següent gran salt va arribar amb els fars LED matricials, que utilitzen dotzenes de díodes controlats individualment per permetre una distribució de llum totalment adaptativa. Un exemple destacat és el mòdul matricial IQ.Light del darrer Touareg, d’una mida aproximada equivalent a la meitat d’un paquet de cigarrets, que conté:
- Una placa de circuit i un dissipador de calor amb ventilador de refrigeració
- 48 díodes de llum de creuament
- 27 díodes de llum de llarga distància
- Elements laterals addicionals que amplien la llum cap a les zones no il·luminades de la carretera
Aquest sistema ombreja automàticament els vehicles que venen en sentit contrari quan els llums de llarga distància estan actius, i ajusta contínuament la distribució de la llum en funció de les condicions meteorològiques, la velocitat i la trajectòria de conducció. L’abast efectiu és aproximadament 100 metres superior al del xenó de 35 W.
Encara més notable és el LED de micropíxels, un xip de 4×4 mm capaç d’igualar la sortida total del mòdul matricial del Touareg. Amb només tres d’aquests díodes de «píxel», cadascun produint 1.024 miniminirescoltes individuals, és possible aconseguir una matriu de far de 3.072 cel·les, en comparació amb l’estàndard actual de 75 a 80. Mirant més endavant, els filtres de matriu intermedis amb resolucions de fins a 30.000 píxels podrien permetre:
- Modelat del feix en temps real, precisament adaptatiu
- Guies de corredor de gir projectades sobre la superfície de la carretera
- Duplicació sobre la superfície de la carretera dels indicadors de direcció i les llums d’emergència
- Comunicació basada en llum entre vehicles o amb la infraestructura viària
Si la projecció sobre la superfície de la carretera acabarà sent una opció estesa és discutible. Les carreteres ja estan visualment saturades, els processos de certificació són complexos, i qualsevol contaminació de les lents degradaria significativament la imatge projectada.
Fars làser: potents però de nínxol
Els prototips de LED d’alta potència, que utilitzen díodes que consumeixen de 3 a 4 A enfront dels ~1 A habituals avui en dia, poden, quan es focalitzen estretament, il·luminar fins a 550 metres per endavant. Aquesta distància anteriorment només era assolible amb fars làser, on els raigs làser incideixen sobre una placa de fòsfor fluorescent per generar un con de llum intens però estret.
Els fars làser estan disponibles des de fa uns cinc anys, principalment en models premium de BMW i Audi. No obstant això, la seva adopció en vehicles convencionals segueix sent poc probable per diverses raons:
- Cost extremadament elevat — l’opció làser de l’Audi A8 afegeix una prima considerable sobre les ja costoses unitats matricials
- Materials i fabricació especialitzats, sense una via clara cap a una reducció significativa dels costos
- Aplicació limitada — el feix estret només és pràctic per a l’ús en llum de llarga distància
El que realment volen els conductors: preferències de feix i personalització
Les preferències dels consumidors pel que fa als patrons de llum varien significativament segons la regió i el gust personal. Els llums de llarga distància generen el debat més intens:
- Els conductors escandinaus tendeixen a preferir feixos de llarg abast i gran penetració, adequats per a carreteres rurals fosques
- Els conductors d’Europa Central i Occidental sovint prefereixen feixos amplis que creen una sensació poderosa d’espai il·luminat
- Les preferències en llum de creuament es divideixen entre talls llum/ombra nítids (típics de les unitats de projecció) i transicions graduals i difoses; ambdues funcionen igual de bé en la pràctica
L’objectiu de Volkswagen és donar als conductors un control significatiu sobre el comportament del feix. La configuració predeterminada s’ajusta per trobar un ampli equilibri: un tall lleugerament suavitzat dissenyat per satisfer el ventall més ampli possible de preferències.
Llums de boira, neteja dels fars i durabilitat dels LED
Els llums de boira independents són una espècie en vies d’extinció, sacrificats en favor de línies de carrosseria més netes. Per compensar completament la seva absència, un vehicle necessita fars principals adaptatius d’alt cost, capaços d’ampliar el feix en condicions meteorològiques adverses i en les corbes. En els models econòmics, aquesta capacitat adaptativa sovint no està disponible, deixant els conductors sense una font de llum secundària significativa en condicions adverses.
La neteja dels fars segueix igual d’estancada. Els sistemes de rentadors per polvorització continuen sent l’estàndard de la indústria, i Volkswagen no preveu cap canvi important en l’horitzó. Un repte específic dels LED és el tèrmic: a diferència de les làmpades halògenes i de xenó, emeten molt poca calor, de manera que la neu i el gel sobre la lent no es fonen de manera natural. Els vehicles amb fars LED d’alta potència que inclouen un ventilador de refrigeració sovint redirigeixen aquest flux d’aire al llarg de la superfície de la lent per compensar-ho.
Pel que fa a la durabilitat: si bé teòricament els LED superen de llarg la vida útil de les làmpades convencionals, hi ha una advertència pràctica important: la majoria dels conjunts de fars LED són unitats segellades amb díodes no substituïbles. Volkswagen estima una vida útil de 8.000 hores, equivalent a uns 11 anys amb dos hores d’ús diari. Amb un ús més intensiu, aquesta finestra es redueix considerablement. La introducció per part de Toyota de mòduls LED substituïbles en els darrers models Corolla és una excepció destacable, i una que val la pena seguir, ja que l’estàndard del sector podria acabar seguint el mateix camí.
El camí per endavant: un futur tot-LED per a Volkswagen
La transició a fars exclusivament LED a tota la gamma de Volkswagen està ben encaminada. Per als dissenyadors, representa una llibertat creativa sense precedents. Per als enginyers, obre noves fronteres, especialment en l’àmbit de la comunicació vehicle a vehicle mitjançant il·luminació intel·ligent. Els conceptes ja en desenvolupament o pròxims a la producció inclouen:
- Projecció de guies actives d’aparcament sobre la superfície de la carretera
- Missatges de text i visuals mitjançant matrius LED dels llums posteriors per comunicar-se amb el trànsit circumdant
- Senyalització lluminosa adaptativa per a escenaris de conducció autònoma i semi-autònoma
Guia del comprador: com triar els fars adequats
El punt clau per als consumidors: no us fieu només de les etiquetes tecnològiques. El tipus de far és només una part de la història; la qualitat varia enormement dins de cada categoria. Aquí teniu el que cal tenir en compte:
- Halogen ≠ inferior per defecte — els fars halògens d’alta gamma poden superar les unitats LED bàsiques
- LED ≠ automàticament millor que el xenó — els mòduls LED econòmics poden quedar per darrere dels sistemes HID ben dissenyats
- Sense rentador = menys de 2.000 lúmens — els fars sense sistema de neteja estan garantits per reglament per produir una sortida de llum de creuament reduïda
- «Far LED» és un terme ampli — pot descriure un sistema matricial adaptatiu d’alta tecnologia o una unitat d’entrada de gamma baixa
- Les unitats segellades no permeten canviar bombetes — tingueu en compte els costos de substitució del conjunt complet del far quan valoreu la propietat a llarg termini
Una cosa és certa: els fars dels automòbils són cada vegada més intel·ligents, més eficients i, sens dubte, cada vegada més bells.
Aquesta és una traducció. Podeu llegir l’original aquí: https://www.drive.ru/technic/volkswagen/5be9abb9ec05c4fe3d0000db.html
Published September 09, 2021 • 10m to read
