Для чего стоит датчик дождя на лобовом стекле и как он работает

Чем больше функций автомобиля будет включаться автоматически, тем он безопаснее и комфортнее. Техника сработает быстрее человека, при этом ему не потребуется отвлекаться от управления и слежения за обстановкой в дороге. Органы чувств автоматики – это датчики. Один из них появился в автомобиле сравнительно недавно, им стал датчик дождя (ДД).

Датчик Дождя

Зачем в машине нужен датчик дождя

Первые капли дождя могут появиться на лобовом стекле внезапно, и они моментально ухудшат видимость. Преломление света в воде при этом происходит уже по другим законам, картинка настолько исказится, что можно не заметить опасное развитие ситуации. Особенно такое опасно на большой скорости.

Может измениться состояние дорожного покрытия или обстановка в потоке, а водитель не успеет отреагировать, будучи занят попытками рассмотреть через потерявшее чёткость лобовое стекло, при этом ещё и пытаясь быстро активировать стеклоочистители. Которые тоже не сразу наведут порядок с видимостью, поэтому важна каждая доля секунды.

Дворники необходимо включить сразу, как только упадут первые капли. Для этого потребуется устройство, способное распознать именно появление воды, а не другие помехи.

С разработкой надёжно срабатывающего датчика пришлось повозиться. Первые экземпляры стоили дорого, а устанавливались только на самые премиальные автомобили и в качестве опции. Сейчас это крупносерийная продукция и ничего особенного в таком оснащении даже бюджетной машины уже нет.

Место расположения

Датчик ставится по понятным причинами именно на лобовое стекло, которое он и призван защищать от водяных капель. Чтобы не мешать обзору, он размещается в его верхней части, в зоне расположения салонного зеркала заднего вида.

Для этого там выполняется специальная площадка, свободная от тонировки, обогрева и прочих помех в работе.

Принцип работы

Любой переход между находящимися в контакте веществами образует оптическую границу. Все виды электромагнитного излучения на ней преломляются, то есть меняют угол распространения и энергетические свойства. Часть луча проходит через границу, а другая отражается и возвращается в оптически более плотное вещество.

На этом принципе работают, например, волоконно-оптические линии связи, где под определённым углом свет не может выйти за пределы стекла и распространяется на большие расстояния без потерь.

Наиболее подходящим частотным диапазоном оказалось инфракрасное (ИК) излучение. Его спектр лежит ниже границы видимого света. Ощущается такое излучение только как тепло, поэтому и считается тепловым, глаз его не замечает. Тем не менее, это волна, по свойствам близкая к световой, поэтому работает по оптическим законам.

Устройство

Построенный по данному принципу ДД имеет в своём составе:

  • инфракрасные источники света, в их роли выступают ИК-светодиоды;
  • фотоприёмники, настроенный на тот же ИК-диапазон;
  • призматические световоды, формирующие направленный поток лучей;
  • печатную плату с электронными элементами, создающими и обрабатывающими сигналы;
  • корпус с арматурой, обеспечивающей крепление на стекле, и электрическим разъёмом.

При сухом стекле угол размещения светодиодов и фотоприёмников с оптикой подобран таким образом, что наблюдается полное внутреннее отражение лучей от наружной поверхности лобового стекла. Точно так же, как в упомянутых выше волоконно-оптических линиях. К фотодиоду поступает максимальное количество энергии.

Когда в зоне слежения датчика появляется капля воды, даже самых небольших размеров, на границе раздела сред стекла и атмосферы изменяются условия преломления. Уже невозможно вернуть в тело стекла всю энергию луча, часть её уйдёт в воду. Сигнал на выходе приёмника моментально на это отреагирует, он уменьшится.

Дальнейшую оценку и решение принимает электроника. Контроллер датчика определит наличие достаточного количества воды для включения стеклоочистителей. Алгоритм их работы можно задавать различный. Например, если зафиксировано сильное загрязнение стекла, когда вода плохо удаляется, то щётки будут работать дольше и интенсивней. Можно принять решение на включение омывателя.

Приборы настраиваются на исключение нештатных срабатываний. Они не должны реагировать на сухое загрязнение стёкол, хотя и эту функцию можно добавить как полезное дополнение, но уже с омывателем.

Благодаря инфракрасному диапазону датчик одинаково работает и днём, и ночью, видимый свет на него никак не влияет. А с прочими помехами несложно бороться, применяя модулированное излучение.

Учитывая интеллектуальный уровень современного автомобиля, где все системы связаны по компьютерной шине данных, нетрудно предположить, что срабатывание ДД будет замечено прочими устройствами.

треагирует управление тормозами, подготовив колодки к экстренному срабатыванию и очистке от воды, включится дополнительное освещение, изменится режим работы климат-контроля и информационных экранов. Машина автоматически подстроится под изменившиеся условия.

Как самому установить датчик дождя

Производятся готовые комплекты для оснащения автомобилей, где опция ДД не предусмотрена. Необходимо лишь закрепить датчик на стекле, обеспечив нужную для его работы прозрачность, то есть удалить тонировку, если она имеется в этом месте.

Лучше выбирать набор именно для данной модели, тогда не возникнет сложностей с его интеграцией в электрооборудование автомобиля.

Активный элемент датчика монтируется на стекло изнутри при помощи клея. При этом обеспечивается оптический контакт с внутренней границей стекла, обычно для этого используется невысыхающий гель.

Далее на приклеенной части закрепляется наружный корпус и монтируется электропроводка согласно прилагаемой схеме.

Надо обеспечить возможность полного ручного контроля за стеклоочистителями и омывателями. Иначе возможны нежелательные ложные срабатывания, особенно это касается управления стеклоомывателем, который лучше оставить полностью в ручном режиме. Питание берётся от предохранителя уже после замка зажигания, чтобы устройство не срабатывало во время стоянки.

Как проверить работоспособность

Для проверки достаточно активировать датчик и обрызгать стекло водой из распылителя. Щётки должны включиться. У многих приборов предусмотрена ручная или программная регулировка чувствительности, их можно настроить по порогу срабатывания, исключив помехи.

Современный ДД имеют связь с общей шиной автомобиля, по которой при помощи сканера можно выполнять различные сервисные функции. Прописывать датчик в бортовой сети, изменять его режимы, регулировать чувствительность. Возможна активация дополнительных встроенных функций.

Недостатки устройства

Основные проблемы связаны с установкой порога чувствительности. Слишком тонкая настройка приводит к многочисленным ложным срабатываниям на малейшие загрязнения стекла.

Искусственное загрубление вызывает большие задержки на включение. Даже при проверке приходится ждать десяток секунд до включения, что обнуляет всю пользу от автоматической реакции на дождь.

Неудобства проявляются и при необходимости заменить лобовое стекло. Датчик приходится переклеивать, что требует определённой квалификации, после чего проводить инициацию и настройку. Но квалифицированные специалисты этому обучены и уверенно справляются, а стёкла выпускаются во всех исполнениях, в том числе и с подготовкой под ДД.

Ссылка на основную публикацию