Как работает датчик дождя в машине
Датчик дождя
Установка датчика дождя – один из способов автоматизации управления с целью повышения безопасности дорожного движения. Для того, чтобы оценить преимущества его наличия, необходимо знать принцип действия прибора, место его правильной установки и возможные недостатки.
Что такое датчик дождя
Датчик дождя или датчик атмосферных осадков – оптическое электронное устройство, регулирующее автоматическое включение и интенсивность работы стеклоочистителей на основе полученных данных о степени прозрачности лобового стекла.
Служит для обеспечения наиболее комфортных и безопасных условий управления автомобилем в условиях непогоды и сильных осадков в виде дождя или снега. Не препятствует самостоятельному управлению стеклоочистителями и не является обязательным элементом комплектации.
Где находится в автомобиле
Место установки прибора – верхняя или нижняя центральная часть лобового стекла внутри салона автомобиля. Такое расположение основано на трех принципах:
Крепление датчика к стеклу осуществляется при помощи термостойкого скотча или геля.
Основные функции датчика дождя
Основные функции прибора заключаются в следующем:
Отключение стеклоочистителей происходит в автоматическом режиме по мере прекращения осадков и после полного высыхания поверхности стекла.
Устройство датчика
Датчик дождя состоит из следующих элементов:
Светодиод и фотодиод образуют оптрон – электронный прибор, связанный одним оптическим каналом.
Принцип работы датчика дождя
Принцип работы датчика основан на определении угла преломления света и сравнении полученных результатов с контрольным значением, заложенным в программу прибора. Контрольным значением является показатель угла преломления от чистого и сухого стекла. Таким образом, любое отклонение от контрольного показания сигнализирует о наличии на лобовом стекле влаги или загрязнения.
Угол преломления определяется при помощи оптрона. Его принцип действия – преобразование электрического сигнала в световой, его передаче по оптическому каналу и обратное преобразование света в электрический сигнал. Конечный результат – электронный вид показателя угла преломления в реальном времени.
Работа датчика дождя происходит следующим образом:
Электронное устройство работает непрерывно. В зависимости от полученных показателей скорость работы очистителей может увеличиваться или уменьшаться. После прекращения осадков стеклоочистители, как правило, работают до полного осушения лобового стекла – в течение 1 – 2 минут.
Как включить датчик дождя
Кольцевой регулятор управления датчиком находится на подрулевом переключателе. Его включение в работу осуществляется вращением кольца по часовой стрелке до упора.
Чувствительность оптрона – величина постоянная и не регулируется, а интенсивность работы стеклоочистителей зависит от скорости загрязнения стекла.
Как проверить работу датчика
Проверить работоспособность устройства можно следующим образом:
Определить исправность прибора также можно с помощью компьютерной диагностики.
Недостатки датчиков
При всех своих очевидных преимуществах датчик дождя имеет некоторые недостатки:
Несвоевременное включение омывателя стекла в некоторых случаях может привести к негативным последствиям: грязь, попавшая на стекло, размазывается щетками стеклоочистителя и быстро высыхает. Для очистки от такого загрязнения часто требуется остановка автомобиля.
Несмотря на некоторые недостатки, датчик дождя способствует повышению безопасности управления автомобилем и позволяет в автоматическом режиме управлять очищением лобового стекла. Прибор не требует контроля за работой, обслуживания или зарядки. Кроме того при желании его можно просто отключить.
Как работает датчик дождя и действительно ли он необходим водителю?
Я приветствую всех автомобилистов в лице своих читателей и подписчиков! Мы уже говорили о том, сколько в современном автомобиле напичкано разной электроники (для тех, кто читал, к примеру, наши обзоры о круиз-контроле или одометре). С одной стороны, она серьезно облегчает жизнь водителю, а с другой — мы зачастую не знаем, как функционирует тот или иной датчик либо прибор. Знание их устройства поможет лучше оценить тот комфорт, который они приносят, а также с пониманием отнестись к необходимости своевременного устранения неполадок. А конкретно сегодня я хотел ознакомить Вас с тем, как работает датчик дождя.
Принцип работы устройства
Конечно, производители современных автомобилей постоянно конкурируют друг с другом, стремясь создать все новые и новые приспособления, которые призваны улучшить безопасность и комфорт время передвижения. Датчик дождя может стать в будущем обязательной опцией на каждой без исключения модели авто, но сегодня им оснащается далеко не каждое транспортное средство, и то не в базовых опциях. Его предназначение состоит в том, чтобы помочь водителю по время действия неблагоприятных погодных условий.
Устроен и работает этот небольшой приборчик следующим образом:
Чтобы распознать влагу, попавшую на лобовое стекло, дождевой датчик использует закон преломления солнечных лучей. В него по кругу встроены светодиоды, которые излучают инфракрасный свет, проходящий сквозь стекло. Если само окно сухое, то ИК-излучение отражается от его наружной поверхности. При покрытии его каплями влаги, например, дождевой, происходит изменение оптических свойств стекла. Свет проходит через воду почти беспрепятственно, и фотодиоды это фиксируют. Ну а дальше все происходит, как описано в алгоритме выше.
Совмещение функций в одном датчике
Нередко можно встретить совмещенный датчик дождя и света. Кроме включения автомобильных дворников, он также активирует вспомогательное освещение, и водителю не приходится включать фары вручную. Обе этих функции удачно были совмещены в одном приспособлении. Размещается любой датчик дождя в держателе, фиксирующем внутреннее зеркало салона перед лобовым стеклом.
Световой датчик автоматически активируется, как только автомобиль попадает в полосу плохого освещения. Например, это может статься, если водитель заехал в неосвещаемый тоннель, в густую лесополосу и тому подобные условия, которые активируют сенсорику освещения. При этом оценивается степень освещенности непосредственно перед самим автомобилем и на впереди лежащем участке дороги.
Полезный совет! На моем Ford Focus, хотя это беда абсолютно всех датчиков, я столкнулся с проблемой. Зимой во время стоянки снег попадает на лобовое стекло и через некоторое время замерзает. Часть снега тает и стекает в зону покоя щеток стеклоочистителя и там через некоторое время благополучно замерзает. Что соответственно происходит: заводим автомобиль, датчик понимает, что стекло грязное (снег сначала подтаял на теплом после движения авто стекле, а потом замерз). И датчик дает команду дворникам о том, что стекло грязное и надо его чистить. А дворники, тем временем примерзли, получаем очень большую вероятность повреждения резинок дворников, или даже самого из механизма. Поэтому зимой, я практически всегда стеклоочистители из режима Auto, я убирал.
Некоторые заблуждения о полезности работы прибора
Учитывая, что в нашу жизнь датчики дождя стали поступать сравнительно недавно, до сих пор многие автолюбители относятся к нему с изрядной долей скептицизма. Они считают, что приборчик этот — не более, чем модное веяние, которое не приносит особой практической пользы. Рассмотрим основные мифы и заблуждения:
Как видим, алгоритм работы дождевого датчика до безобразия прост и понятен абсолютно любому человеку, даже далекому от технических либо инженерных азов. В сегодняшнем обзоре я постарался не только раскрыть конструктивные особенности и принцип действия, но и ознакомить читателя с основными заблуждениями и недоверчивостью к датчику со стороны ряда водителей. В любом случае, этот девайс оправдывает свою стоимость, как только начинаешь привыкать к его существованию. Ну а на сегодня будем прощаться. До следующих встреч, друзья!
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).
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:
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.
Поделки своими руками для автолюбителей
Датчик дождя на автомобиле: модная новинка или полезное дополнение в помощь водителю?
Кроме фиксации непосредственно осадков датчик дождя выполняет функцию определения степени загрязненности лобового стекла. Его наличие позволяет автоматически включать щетки после начала дождя или снега. Определить оптимальный режим работы стеклоочистительных приборов.
Скорость реакции устройства – несколько миллисекунд. Однако устройство не лишено некоторых недостатков:
Место установки датчика может быть за фиксатором зеркала заднего вида. Кроме осадков совместно с датчиком света определяется степень освещенности и необходимость включения дополнительного освещения. Датчик дождя предполагается как инструмент помощи водителю в осложненных дорожных условиях.
Устройство
Работа датчика обусловлена сравнительной функцией оптических свойств лобового стекла в разных погодных условиях при помощи инфракрасного луча.
В составе есть два светодиода: излучающий и принимающий. Алгоритм работы зависит от того какова поверхность стекла, насколько она загрязнена. От анализа поступающей информации системой принимается решение о необходимости включения стеклоочистителей.
Установка
Установить эту дополнительную опцию в автомобиле можно и самостоятельно. Для этого на внутренней поверхности лобового стекла устанавливается отражатель. Путь излучения должен составлять несколько этапов преломления и подходить к фотодиоду.
Избежать помех и создания аварийной ситуации при работе датчика можно установив инфракрасный светодиод. При попадании осадков на лобовое стекло происходит преломление света на поверхности и датчик считывает информацию. Регулировка происходит в зависимости от поступающей информации. От единоразового срабатывания до максимального цикла работы стеклоочистителей.
Еще одно вспомогательное устройство – датчик света. Наилучшим местом для его установки служит место под лобовым стеклом за приборной панелью. Фотодиод в составе этого датчика определяет степень освещенности и регулирует процесс включения фонарей машины.
В зависимости от комплектации автомобиля рассмотренные приборы сразу идут в комплекте или могут устанавливаться дополнительно. При установке этого функционала важно помнить, что в некоторых ситуациях датчик дождя необходимо выключать. Например, на автомойке.
Универсалы
Кроме моделей датчиков, которые идут в штатной комплектации есть и модели, совместимые с большинством марок и моделей машин. Их можно устанавливать так же и на автомобили отечественного производства – ВАЗ, УАЗ. Производители предлагают датчики как от самых простых ДДА-15 и до устройства «два в одном» — датчика дождя и света ДДА-65.
В комплекте имеется реле, которым необходимо заменить штатное реле дворников. Оно имеет три режима, включая снег и дождь. Заводские комплекты, устанавливаемые на автомобили, могут быть с 5 режимами работы.
Монтаж своими руками
Установить такой универсал можно самостоятельно. Установка выглядит следующим образом.
Техника крепления
Нужно взять клей, отвертку и сам датчик. Перед началом установки обязательно нужно проверить чистоту прибора. Соринки, пузырьки и прочие внешние элементы будут мешать работе датчика.
Тонировка, толщина лобового стекла не влияют на работоспособность самого устройства, но эти факторы нужно учесть при настройке ДДА.
Для начала нужно обезжирить поверхность стекла. Салфетка для этой цели может прилагаться в наборе. Если этого нет, подойдёт любое универсальное средство. На лобовом стекле клеем приклеить держатель. Кроме клея в наборе может идти двусторонний скотч.
Затем по бокам датчика наносится гель, и датчик устанавливается в гнездо держателя. Удержание происходит с помощью самореза или креплений. Лобовое стекло не должно содержать никаких дефектов. Иначе есть риск не правильной работы устройства.
Провод питания можно «спрятать» под обивкой потолка, если место крепления выбрано достаточно высоко. Так провод не будет мешать обзору. Для этого процесса нужна отвертка.
Подключение
После крепления нужно подключить питание датчика. Запитать прибор нужно в блоке предохранителей, отталкиваясь от модели машины, определить место подводки кабеля. Подключение в блоке предохранителей нужно провести, сходя из инструкции (руководству по эксплуатации) автомобиля. В комплекте с датчиком идёт и инструкция по установке. В ней можно уточнить цвет и подводку.
Синий провод идёт со знаком «-». Он присоединяется к корпусу машины. Красный – со знаком «+». Подключает непосредственно питание устройства. От вида устройства завит число проводов. Может присутствовать жёлтый, черный провода и провода иной маркировки.
Тестирование
После подключения нужно проверить его работоспособность. Для проверки нужен пульверизатор. Процесс создания «дождя» желательно проводить не меньше 20-30 секунд, поскольку в систему включена защита от ложного срабатывания. Проверку желательно провести в нескольких режимах, чтобы в пути не было не приятных «сюрпризов».
Полезные советы и нюансы
Датчик дождя — вспомогательное средство, упрощающее водителю управление автомобилем, особенно в сложных погодных условиях. Инфракрасные датчики работают не зависимо от времени суток.
Срабатывание датчика может спровоцировать пух, листья, отдельные брызги. Всё зависит от настройки чувствительности датчика.
При работе устройства у водителя всегда должна быть возможность переключить стеклоочистители в режим ручного управления. В сухих погодных условиях датчик может среагировать и попавших насекомых. Если дорога проходит по местности с их большим числом (сельская местность и прочее) датчик дождя лучше отключить. Это поможет избежать работы щеток по сухому стеклу, что предотвратит их порчу.
При выборе устройства ориентироваться нужно в первую очередь на модель своего автомобиля и совместимость с приобретаемым устройством. Для полного отключения штатного устройства лучше обратиться в автосервис.