Кто придумал датчик дождя на авто
Что такое датчики дождя: устройство и принцип работы.
Дождь и снегопад зачастую становятся огромной помехой безопасному управлению машиной, ведь водитель вынужден постоянно отвлекаться для того, чтобы включать-выключать щетки. Чтобы помочь водителю контролировать этот процесс, были придуманы датчики дождя. Они автоматически управляют стеклоочистителями (дворниками).
В 50-е годы концерном General Motors проводились первые эксперименты по созданию датчика дождя для известной модели Сadillac Eldorado. Однако технологии того времени не позволили воплотить идею в жизнь.
Одним из первых серийных автомобилей с датчиком дождя стал Nissan Silvia 1994 года выпуска. В 2000-е годы датчики появились на автомобилях марок Volkswagen, Cadillac, BMW и других ведущих производителей. Если раньше этими устройствами оборудовались лишь дорогие машины, то сегодня, датчики могут устанавливаться в качестве опции на любой бюджетный автомобиль.
Устройство и принцип работы
Датчик дождя – это оптико-электронное устройство. Оно располагается с внутренней стороны лобового стекла, как правило, рядом с салонным зеркалом заднего вида. Каким же образом, находясь внутри, датчик может реагировать на дождевые капли? Все очень просто. Дело в том, что датчик реагирует не на влагу, а на свет. В его конструкцию входят два элемента: светодиод (инфракрасный излучатель) и фотодиод (фотоприемник). В их электронную память внесены параметры преломления инфракрасных лучей на поверхности сухих и влажных стекол. Светодиод излучает инфракрасный свет, который не виден человеческому глазу. Этот свет попадает на стекло, частично отражаясь от его поверхности и возвращается на датчик. Там его уже поджидает фотодиод. Он определяет количество возвратившихся инфракрасных лучей. Если стекло сухое, возвращается много света. Если влажное, то часть светового потока не попадает в датчик, соответственно возвращается меньшее количество света. Датчик тут же передает электрический сигнал на реле системы управления щетками. Информацию оценивает встроенный микропроцессор. Как только поступает информация о том, что стекло влажное, датчик автоматически включает стеклоочистители.
Чем сильнее дождь, тем меньшее количество световых лучей попадает в датчик. Соответственно, электромоторы работают интенсивнее. Тем самым заставляя щетки стеклоочистителей двигаться быстрее.
Включается датчик нажатием кнопки. В некоторых устройствах встроен регулятор чувствительности. С его помощью можно установить необходимый режим: либо дворники начнут работать при попадании первых капелек, либо будут ожидать начала дождя.
В последнее время появляются модели датчиков, которые способны управлять омывателем лобового стекла.
Основное достоинство датчиков дождя в том, что они позволяют водителю не отвлекаться на включение и выключение дворников. К несомненным преимуществам можно отнести высокую светочувствительность устройства. Тысячные доли миллиметра воды на лобовом стекле тут же дают о себе знать и уже в течение нескольких миллисекунд срабатывают стеклоочистители. Разумеется, ни одному человеку такая реакция не под силу.
Но у каждой медали есть оборотная сторона. Из-за такой высокой чувствительности устройства имеют место ложные срабатывания. Датчик может реагировать не на влагу, а на пузырьки воздуха или отпечаток пальца. Однако такие случаи редки и если возникнет подобная ситуация, достаточно просто помыть стекло или переключить регулятор чувствительности.
В отношении датчиков дождя у автолюбителей существует несколько ложных представлений. Во-первых, многие считают, что датчик не работает ночью. Это неправда, так как свойства инфракрасных лучей не зависят от степени освещенности.
Во-вторых, существует мнение, что на стекло с датчиком нельзя наклеивать тонировку. Это тоже неверно: просто наклеивая полосу, необходимо проделать в ней отверстие для датчика.
В-третьих, считается, что датчик не работает в зимний период. Так считать тоже не совсем правильно. Действительно зимой датчик работает хуже, ведь его предназначение реагировать на дождь, а не на снег. Однако если в машине имеется обогрев стекла, то работа датчика в снежную погоду ничуть не отличается от работы при дожде.
Еще один миф, связанный с датчиком дождя гласит, что при замене лобового стекла с датчиком придется попрощаться. На самом деле, это не так: если датчик исправен и нормально работает, его можно просто переставить на новое стекло (главное, выбрать стекло с окошком под датчик дождя, чтобы было, куда его установить).
Кроме того, если сломался сам датчик, то лобовое стекло менять вовсе не обязательно, достаточно заменить сам датчик. Кстати, если датчик дождя вдруг перестал работать, опытные автолюбители не советуют сразу его менять. Возможно, его нужно просто почистить, так как корректной работе иногда мешает пыль или конденсат на светочувствительном элементе. Отклеить датчик и протереть поверхность тряпочкой из микрофибры можно самостоятельно, но потом могут возникнуть сложности с возвращением прибора на место. Если нет уверенности в своих навыках, лучше доверить эту работу профессионалам.
Отдельное спасибо Blumper за полезную инфу!
Как это работает? | Датчик дождя
Автомобильный датчик дождя — это оптико-электронное устройство, которое устанавливается на ветровое стекло автомобиля и реагирует на его увлажнение. Он необходим для того, чтобы при определении влаги автоматически включать дворники. Первые эксперименты по созданию датчика дождя проводились в 50-е годы прошлого века автоконцерном General Motors для Сadillac Eldorado. Однако несовершенство технологий того времени не позволили воплотить идею в жизнь. Одним из первых серийных автомобилей с датчиком дождя стал Nissan Silvia 94 года выпуска. В начале нулевых датчики стали устанавливать на автомобили Volkswagen, BMW, Cadillac и другие. Сегодня автопроизводители начинают использовать датчики дождя в стандартной комплектации автомобилей среднего и гольф-класса. Как же работают датчики дождя — об этом в сегодняшнем выпуске!
Датчик дождя представляет собой инфракрасный излучатель и небольшой фотоприёмник, который на самом деле реагирует не на влагу, а на свет. Между датчиком и ветровым стеклом располагается оптический элемент. Его задачей является фокусирование и выравнивание исходящего и входящего света. Сам датчик прикреплен к ветровому стеклу при помощи клеящей фольги. Принцип работы датчика дождя заключается в следующем: исходящие инфракрасные лучи частично отражаются на поверхности стекла, затем фокусируются оптическим элементом и попадают на фотодиод. Система рассчитана таким образом, что если на стекле сухо, весь свет отражается обратно и попадает на фотоприемник. Так как луч модулируется импульсами, на посторонний свет датчик не реагирует.
Стоит отметить, что так как работа датчика дождя основана на принципе отражения инфракрасных лучей, он способен функционировать в любое время суток, в том числе ночью. Зимой работа датчика несколько осложнена, но при включении обогрева стекла и таянии снега, он функционирует так же, как и в теплое время года в условиях дождя.
Как работает датчик дождя: топ-10 мифов
Компьютерное оснащение современного автомобиля позволяет упростить работу водителя и максимально сконцентрироваться на процессе управления. Многие уже знакомы с АКПП, системой GPSнавигации, но все ли знают, как работает датчик дождя в автомобиле?
Под датчиком дождя подразумевают систему оценки степени увлажнения лобового стекла и автоматического запуска дворников. Иногда автомобили оснащаются схожими устройствами, отвечающими за подъем окон во время осадков и закрытия люка. Регулятор датчика срабатывает не только на осадки, но и на снег.
Как устроен датчик дождя?
Главная задача оборудования такого типа – помощь водителю в концентрации внимания на дороге. Теперь ему не придется отвлекаться на то, что происходит вне автомобиля, датчик дождя сделает все необходимое сам:
Принцип работы датчика дождя на автомобиле
Внутри этого «умного» прибора находятся два функциональных элемента, отвечающих за работу системы: светодиод и фотодиод. При работе датчика происходит реакция прибора на «раздражитель», которым в этом случае выступает снег или дождь.
Чтобы понять, для чего нужен датчик дождя в автомобиле, необходимо разобраться в схеме функционирования устройства. Принцип работы современных устройств, реагирующих на осадки, заключается в отражении посылаемых на поверхность стекла лучей, которые служат проводниками для оценки отражения поверхности. Оценка информации происходит путем сравнения получаемого светового сигнала с записанными в памяти устройства образцами. Таким образом, процесс сравнения данных упрощается, и прибор знает, когда отправить необходимую команду для поднятия стекол или включения дворников. Благодаря такому механизму система работы дворников регулируется автоматически с оптимальным выбором режима работы.
Некоторые автомобилисты утверждают, что регулятор активируется в момент, когда стекло мокрое. Это мнение ошибочно. Посылая инфракрасный луч и получая ответный сигнал, прибор считывает со стекла отражение. Фиксируемый фотодиодом уровень света со стекла служит сигналом запуска дворников и подачи жидкости для очистки лобового стекла.
Мифы о датчике дождя
В нашем списке ТОП 5 рейтинговых мифов, по мнению интернет-изданий для автолюбителей.
Миф 1. Механическое воздействие на ветровое стекло и возможные вибрации не приводят систему в работу. Принцип действия построен исключительно на световом отражении, записанном с поверхности. Иначе, если бы прибор реагировал на механические воздействия, он бы активировался каждый раз, когда о стекло бились мушки или комары.
Миф 2. Датчик не активируется в ночное время суток. Принцип работы регулятора основан на инфракрасном излучении, а, как известно, уровень света на их свойства не влияет.
Миф 3. Датчик необходимо менять вместе со стеклом. Крупные мировые автоконцерны предлагают своим потребителям запасные части для авто в виде ветрового стекла с местом, где находится датчик дождя.
Миф 4. Обязательное условие для установки датчика дождя – отсутствие тонировки на лобовом стекле. Такое требование не оправдано. В случае тонировки необходимо просто вырезать в пленке отверстие для датчика. Единственное условие – высокое качество тонировки и полное соответствие ГОСТу.
Миф 5. Работа датчика дождя в зимнее время характеризуется пониженной функциональностью. Это миф легко опровергнуть, если в машине есть обогрев стекла. Сразу таящий снег, превращаясь в воду, пропускает достаточный уровень света, приводя работу регулятора в норму даже зимой.
Немного истории об автомобильном датчике дождя
Имея понятие о том, как работает датчик дождя, и каковы его особенности, можно подобрать стекло, тонировку и установить сам регулятор. Надеемся, что материал был полезным для вас, и вы нашли в нем ответы на все интересующие вопросы.
Устройство и принцип работы датчика дождя в автомобиле
Еще недавно функция автоматического включения стеклоочистителей устанавливалась только на дорогих автомобилях, а сейчас датчик дождя интегрируется и в комплектации бюджетных моделей. Подобные системы предназначены для увеличения комфорта управления транспортным средством и помощи водителю в процессе движения.
Что такое и где расположен датчик дождя в автомобиле
Датчик дождя в автомобиле используется для распознавания осадков и включения стеклоочистителей при необходимости. В обычной ситуации водитель самостоятельно следит за погодными условиями и работой щеток, отвлекаясь от концентрации на дороге, но автоматическая система способна сама реагировать на уровень осадков. В зависимости от интенсивности дождя или снега, датчик вырабатывает управляющий сигнал и регулирует режимы работы щеток и их скорость.
Как правило, датчик размещается на лобовом стекле, в месте, которое не будет закрывать водителю обзор дороги. Для этого подходит пространство за зеркалом заднего вида.
Выглядит сенсор как небольшое считывающее устройство, расположенное с обратной стороны лобового стекла. В зависимости от конструктивных особенностей, он может не только включать очистители, но и распознавать уровень освещенности для включения фар. Устройство крепится к лобовому стеклу с помощью специальных составов.
Основные функции и назначение
Разобравшись с тем, что такое датчик дождя автомобиля, необходимо понять назначение и основные функции устройства:
У датчика осадков есть и существенные недостатки, включая ложное срабатывание при попадании воды в зону анализа или несрабатывание при заливе стекла грязью или водой от соседних автомобилей. Также управляющая схема автомобиля может не включить омыватели, что приведет к размазыванию грязи по стеклу и ухудшению видимости. Любая автоматическая система не исключает изъяны и ошибки. К примеру, включение щеток обычно происходит с небольшим запаздыванием, а за это время водитель может самостоятельно очистить стекло.
Производители постоянно ведут работу по улучшению функциональности и уменьшению погрешностей датчика дождя.
Устройство и конструктивные особенности
Изначально для определения степени осадков использовалась простая схема от американских производителей. На лобовом стекле устанавливались специальные пленки, которые проводили сопротивление, а измерительная система анализировала изменение параметров. Если сопротивление падало – автоматически включались в работу щетки. Но конструкция имела ряд недостатков, поскольку срабатывала от большого количества ложных факторов, включая прилипших к стеклу насекомых.
В начале 80-х годов конструкторы стали разрабатывать устройства, состоящие из светодиодов и фотодиодов, которые реагируют на изменение угла преломления света. Это позволило увеличить точность измерений и снизить количество ложных срабатываний.
Датчик определения осадков представляет собой корпус, внутри которого находится плата и оптические элементы. Основные компоненты устройства:
В момент обнаружения повышенного уровня осадков датчик генерирует управляющий сигнал для включения стеклоочистителей, а также управляет интенсивностью их работы.
Устройства определяют уровень и силу дождя, а также другие виды осадков и загрязнений стекла. Это позволяет увеличить эффективность и чувствительность работы системы.
Принцип работы
Принцип работы датчика основывается на работе фоточувствительных полупроводниковых элементов и законах преломления света. Идея заключается в том, что светодиод генерирует луч света, а фотодиод его воспринимает.
Более сложные системы предусматривают дистанционный фотодиод и датчик внешнего освещения, которые анализируют условия вокруг транспортного средства и включают фары без участия водителя.
Как включить датчик дождя
Если в машине нет датчика от производителя, его легко купить и установить самостоятельно. Компании, выпускающие подобные технические устройства, разрабатывают детальную инструкцию по монтажу и настройке системы.
Примерная пошаговая инструкция, как включить штатный датчик дождя:
Отключить работу функции можно только с помощью перевода регулятора в нулевое положение.
Как проверить работоспособность
Для этого понадобиться простая вода и распылитель. Пошаговая инструкция, как проверить датчик своими руками:
Перед началом проверки необходимо перевести датчик в чувствительный режим. Для большей точности проводят испытания в нескольких режимах работы.
Все системы имеют защиту от ложного срабатывания, поэтому необходимо равномерно наносить воду на лобовое стекло в течение 20 секунд. В противном случае автоматический комплекс не сработает и не включит щетки. В качестве альтернативы можно использовать компьютерную диагностику.
Датчик осадков позволяет в автоматическом режиме следить за погодными условиями, а в случае дождя или снега — включать очистители. Хотя система имеет ряд недостатков, она значительно облегчает процесс вождения.
Ленивые эстеты: что ломается в датчике дождя и можно ли его поставить самостоятельно?
Ох, как быстро умнеют автомобили! Вроде не так давно этот датчик считался чем-то непонятным и избыточным, а сейчас уже многие воротят лица от машин, на которых этих датчиков нет. Обленились люди совершенно. А может, слишком быстро привыкли к хорошему. В общем, потихоньку даже включение щёток стеклоочистителей (по-русски – дворников) становится сложной операцией, и всё чаще даже это немудрёное занятие перекладывают на технику. В общем-то, иногда эта штука действительно выручает. Не в дождь, конечно (тут можно и рукой всё включить), а, например, если кто-то на встречке внезапно окатил водой из лужи. Пока водитель на машине без датчика дождя вздрогнет и включит дворники, обладатель «премиума» уже будет ехать на машине с чистым стеклом. Так что всё-таки иногда и от этой мелочи есть толк. Правда, «мелочь» для этого должна адекватно работать, а она этого иногда делать не хочет. Или её нет на машине совсем. Поводов для печали нет: датчик дождя можно и отремонтировать, и даже установить на машину, если его там никогда не было.
От насекомых до дождя
Вроде бы автоматические дворники пришли к нам не слишком давно. Однако желание избавить водителей от необходимости включать их вручную появилось очень давно. Появилось оно, конечно же, у американцев, которые уважают всё автоматическое очень и очень давно (как тут не вспомнить, например, автоматические коробки передач, которые серийно стали ставить на Олдсмобили ещё в 1940-х). С датчиком дождя первые эксперименты ставил Cadillac, который пытался оборудовать им свой Eldorado ещё в 1950-х. Но тогда ничего не вышло. Эти датчики были настолько несовершенными, что срабатывали от мух и комаров, а вот дождь за осадки считать они не слишком торопились. С этими датчиками немного помучились и в итоге отказались от них совсем. Ждали, пока электроника станет более совершенной, а человечество изобретёт что-то более умное и компактное
Человечество не подвело и изобрело оптические датчики, работающие с двумя элементами – светодиодом и фотодиодом. Вот только американцы уже не смогли удержать пальму первенства в этой области. Трудно с уверенностью сказать, кто стал первым производителем серийных автомобилей с датчиком света, но кажется, что это были японцы. Как минимум на Nissan Silvia эта опция была доступна уже в 1994 году. К концу 90-х подтянулись BMW и Mercedes-Benz, а в 2001-м датчик дождя был одной из центральных фишек вполне «народного» Peugeot 307.
В общем, лидерство американцы утратили однозначно, но всё равно остались молодцами, попытавшись сделать датчик дождя серийным оборудованием первыми в мире.
Современный датчики, реагирующие исключительно на воду (реже на снег или грязь), комаров и прочей нечисти не боятся. Ничего сложного в них нет, но всё же иногда они начинают работать неадекватно. Вот только всегда ли в этом виноват сам датчик?
Свет и грязь
Как я уже говорил, датчик состоит из двух основных элементов – светодиода и фотодиода. Принцип работы очевиден: светодиод излучает инфракрасный свет, который отражается от стекла и попадает на фотодиод. Датчик оценивает количество вернувшегося на него света. Если свет был преломлен мокрым стеклом, его количество на фотодиоде будет меньше. И это расценивается как команда помахать дворниками.
Никаких движущихся частей в датчике дождя нет, а его электронная начинка очень проста. Почему же этот датчик иногда сходит с ума? Причина простая: что-то не так с преломляющимся у кромки стекла светом. Если на поверхности стекла есть какое-то препятствие, датчик думает, что идёт дождь и начинает включать щётки стеклоочистителя. Ну а дальше всё зависит от того, насколько интеллектуален блок управления с алгоритмом работы дворников.
В продвинутых блоках есть оценка эффективности работы дворников. Если они смахнули воду, которую увидел датчик, но последнему кажется, что это ещё не всё, то дворники начнут буйствовать. Чтобы этого не было, достаточно содержать стекло в чистоте. Причём чистота должна быть первостатейной: даже отпечаток пальца на жирном после мойки стекле может расцениваться датчиком как жуткий ливень. В общем-то, чаще всего из-за неправильного преломления света в грязном стекле и начинается ненормальная работа датчика дождя.
Вторая причина менее очевидна, но всё же она есть. Датчик дождя всегда стоит в зоне работы дворников (иначе он не смог бы понять, что они включились и работают). И стоит он обычно где-нибудь за зеркалом заднего вида, то есть, ближе к краю зоны работы щёток. А обычно именно в этих местах изношенные щётки начинают работать хуже всего. Получается, что датчик даёт команду, дворники пашут в поте поводков, а толку от этого нет. Мало того, если резинка на дворнике оставляет развод на том месте, где стоит датчик, то после первого взмаха датчик начинает паниковать: развод воды – это явный признак того, что дождь полил изо всех сил, и надо включать высшую скорость работы щёток. Тут уже система окончательно трогается кукухой и начинает жить своей жизнью. Поэтому хорошие дворники – это необходимое условие адекватной работы датчика дождя.
И ещё неплохо было бы помнить, что зачастую с датчиком дождя связаны не только дворники. Именно этот датчик может закрывать окна и люк, если вдруг пошёл дождь, или включать кондиционер для просушки воздуха (для избежания запотевания стёкол). Так что дворники – это ещё не всё, что может работать по собственному наитию в случае немытого лобового стекла.
Кстати, никто не обещал лёгкой жизни с датчиком дождя в снегопад. Часто он не видит снега (нет преломления на стекле – нет осадков), но это нормально, и считать это неисправностью нельзя.
К сожалению, не у всех производителей эта опция радует разумностью работы. Тут очень многое зависит от того, насколько качественно продуман алгоритм работы дворников в зависимости от данных датчика дождя (сами датчики принципиально не отличаются). Иногда даже с чистым стеклом и прекрасными щетками система бесит водителя неадекватной оценкой происходящего. Что ж, бывает.
Ставить или нет?
Сначала пару слов о простом – о замене лобового стекла. Датчик дождя – это не деталь лобового стекла. Да, в некоторых случаях линза датчика уже приклеена с помощью оптического скотча на стекло, поэтому при замене последнего нужно убедиться, что оно там есть. В других случаях датчик переставляется (клеется и ставится в скобы) на новое стекло полностью. И тут единственная сложность – не накосячить с наклейкой линзы. Если под ней попадёт мусор, воздух или останутся отпечатки пальцев криворукого мастера, датчик либо не будет работать совсем, либо не будет работать правильно. Второй случай встречается часто: судя по преломлению, идёт дождь, датчик включает дворники, а те потом работают без остановки. Но бывает и прямо противоположная ситуация: из-за грязного стекла датчик «не видит» изменения преломления света и не включает дворники вовсе. Что хуже, сказать трудно, но в обоих случаях виноват не датчик, а его кривая установка.
Так можно ли поставить такой датчик самому? Можно. Сейчас в Интернете продают кучу таких устройств, которые легко поставить на любую машину. Причём забавно, что не все они китайские – есть и российских производителей. Комплекты отличаются и ценой (можно купить буквально за 800 рублей), и дизайном, и функционалом. Трудно сказать, насколько хорошо они работают. В целом все те, кто не пожалел денег на нормальный комплект за 4-5 тысяч рублей, довольны его работой.
Обычно в комплекте есть сам датчик с контроллером и немного проводки, которую надо подключить к разъёму управления дворников. Вот только ставить такой нештатный датчик обычно приходится немного «колхозно» – в зоне, где до него всегда можно дотянуться рукой. А что поделать, если управление стоит непосредственно на нём… Хотя есть и датчики, в комплекте с которыми лежат даже отдельные кнопки с режимом Auto. В общем, если очень захотеть, поставить можно. Только сделать это надо аккуратно, иначе толку от него не будет.
И хотелось бы предупредить: клеить линзу датчика суперклеем – это обычно плохая идея. Суперклей со временем теряет свойства и начинает немного иначе преломлять свет. Лучше пользоваться специальными средствами для установки и обезжиривания стёкол. Какими именно, называть не буду (не хочу делать бесплатную рекламу), но такие средства в продаже есть.