Суть, принцип работы и преимущества адаптивного освещения

Как работает система адаптивного освещения?

Какая бы компания не разработала технологию, фары адаптивного освещения зачастую наделены следующими базовыми функциями:

Городской свет. Подключается, когда скорость автомобиля не превышает 55 км/час. Характеристики режима:
емкое распространение иллюминации;
светотеневая черта, имеющая горизонтальное положение;
малая дальность;
подключение дополнительных ламп (обнаруживают объекты во время совершения поворотов).

Свет проселочной дороги. Рекомендуется задействовать во время осуществления путешествия за городом, когда скорость авто достигает 55-100 км/час. Это привычный простому обывателю ближний свет. Основное отличие – определенное смещение в правую часть, которая освещается несколько лучше, нежели левая.

Освещение на автомагистрали

Начинает функционировать тогда, когда скорость транспорта превышает 100 км/час
В таких условиях крайне важно осторожно двигаться по прямой, но при этом не забывать о возможной опасности на поворотах. Ближний свет, обладающий повышенной дальностью, обеспечивает дополнительную безопасность.

Дальний свет
Ничем не отличается от привычного дальнего освещения, но при этом не нужно переключаться на ближний

Здесь имеется два способа управления световыми лучами: вертикальной или адаптивной светотеневой гранью.

Адаптивное освещение поворотов. Наиболее популярная функция, модуль фары сменяет свой угол поворота на 15 градусов в зависимости от того, насколько изменилась скорость автомобиля и от того, куда повернулось рулевое колесо.

Иллюминация в неблагоприятную погоду. Если на улице снег, густой туман или дождь, то рекомендуется подключить особый режим, который отличается наиболее емким рассеиванием света. За снижение количества бликов, возникающих в условиях повышенной влажности, отвечает пониженная дальность иллюминации.

На изображении показаны различные режимы работы адаптивного освещения

Преимущества и недостатки

Адаптивное освещение — многоплановая система, обладающая собственными плюсами и минусами. К достоинствам следует отнести:

• улучшенный обзор дорожного полотна и деталей,
  находящихся по сторонам;
• снижение аварийной опасности благодаря хорошему
  обзору и лучшей информированности водителя;
• повышенная безопасность прохождения поворотов;
• минимальный риск ослепления водителя встречной
  машины.

Недостатками системы считают:

• приобретение и установка комплекса обходится
  дорого;
• высокая сложность системы, требующей тонкой
  настройки и высококвалифицированных специалистов для выполнения ремонта;
• установка адаптивной подсветки возможна не на
  все марки автомобилей.

Использовать модификацию светильников с функцией астротаймера (локальная система управления)

Астротаймер, в зависимости от настроек, может самостоятельно включаться, выключаться и диммироваться в определенный момент времени, например на время сумерек, или за час до заката, или через 2 часа после рассвета, или при установке других значений.

Данные параметры устанавливаются либо на заводе перед отгрузкой заказа, или при монтаже изделий на месте их использования.

Рис.2. Пример программирования режимов работы таймера

Подобное решение позволяет экономить на подключении дополнительных устройств и повышает отказоустойчивость системы по причине снижения числа используемых компонентов.

Устройство и принцип работы системы AFS

Разработка AFS от Volkswagen — решение для адаптивного и динамического головного освещения, которое изменяет направление светового потока. В автомобиле устанавливаются ксеноновые фары с системой регулировки наклона (LWR), специальный датчик AFS и блок управления, связанный с другими модулями транспортного средства для получения данных и изменения угла освещения. Рассмотрим, как работают штатные адаптивные фары:

1. Блок управления получает данные от видеокамеры, датчиков внешней освещенности, ускорения, частоты вращения колес, а также поворота руля.
2. В зависимости от полученных параметров система анализируют тип освещения (городской, магистральный, для поворотов) и текущую дорожную обстановку.
3. Электроника подает управляющий сигнал в систему LWR.
4. Происходит коррекция яркости и угла поворота светового пучка с помощью установленного электродвигателя.

Освещение поворота стандартной оптикой и с помощью AFS

Блок управления AFS активно распознает повороты, стандартное движение в городских условиях и по трассе, а также анализирует информацию с других модулей автомобиля для распознавания плохих погодных условий.

Устройство и принцип работы системы AFL

Разработка AFL от компании Opel — комбинированный вариант управления освещением, который реагирует на угол поворота руля и включает в работу дополнительные лампочки в фарах. Главная особенность системы заключается в том, что AFL начинает отслеживается угол поворота руля и изменять направление света только на высоких скоростях движения. Во всех остальных случаях маневрирования электронный блок просто включает дополнительную лампочку подсветки.

Адаптивный головной свет от Opel

В адаптивных фарах AFL используются специальная оптика, которая обеспечивает одинаковую интенсивность света при дальнем и ближнем режиме работы. К дополнительным свойствам системы необходимо добавить:

• изменение угла световых пучков от адаптивных фар на 15 градусов;
• улучшение освещенности дороги на поворотах на 90%;
• увеличение безопасности движения на перекрестках благодаря боковому свету;
• защита от ложных срабатываний при смене ряда движения.

Адаптивные фары обеспечивают яркий и интенсивный световой поток и позволяют забыть про ручное управление освещением. Больше не нужно думать о встречных машинах и переключении режима работы света. Главный недостаток AFL — дороговизна и сложность ремонта фар при повреждениях.

Сервисные функции

• автоматическая диагностика каналов связи со шкафом пункта включения;

• автоматическая диагностика коммутирующего оборудования;

• конфигурирование системы;

• проведение в регламентируемых пределах подключений / отключений, проверки / замены элементов системы;

• ручной ввод установок и констант управления, обработки информации;

• защита от несанкционированного доступа в среду системы;

• доступ к функциональным возможностям системы предоставляется согласно установленным административным разграничениям уровней доступа.

Внедрение автоматизированной системы управления освещением промышленного предприятия (как административных, так и производственных объектов) позволяет осуществлять телекоммуникационный контроль состояния сетей и осветительных приборов, управлять рабочими режимами светильников, дистанционно управлять освещением отдельных участков объекта по заранее заданному графику, а также вести учет энергопотребления и следить за эффективным использованием электроэнергии.

Наиболее значимые объекты с применением систем управления освещением со светильниками Revolight (В проектах, в частности, использовалось оборудование Beckhoff CX-xxxx, что способствовало получению награды за лучший городской проект Embedded Intelligence 2014):

1) Памятные стелы Фронтам и Флотам, Парк Победы, Поклонная гора, г. Москва

Система управления художественной подсветки (СУХП) на основании ТЗ на разработку системы управления установкой по объекту.

Описание объекта: 15 памятных стел, установленных в парке города.

Светильники: Для каждой из 15 стел устанавливаются 9 светильников RC-AX-RGB со шкафами управления для архитектурной подсветки в вечернее и ночное время. Для освещения предлагаются RGB светильники общего освещения с DМX управлением динамического полихромного освещения, предусматривающего возможность реализации различных сценариев художественной подсветки.

Система управления: Двухуровневая система управления состоит из шкафов локального управления наружным освещением и центрального сервера. Шкафы локального управления расположены в непосредственной близости от монумента, управление светильниками которого они осуществляют и соединены с центральным сервером в диспетчерской через роутер Wi-Fi. Роутер обеспечивает управление способами:

• локально;

• автоматически (приборами управления шкафа управления);

• вручную (органами местного ручного управления и с помощью переносного компьютера или специального мобильного оборудования, подключаемых к интерфейсу шкафа управления);

• дистанционно (комплексная автоматизированная система управления установками из диспетчерского пункта управления художественной подсветкой).

Москва, Поклонная гора, Парк Победы, Главная аллея, Памятные стелы Фронтам и флотам ВОВ 1941-1945гг, Установленны прожекторы RGB с подключением к системе удаленного управления

Художественное освещение верхней части зданий, расположенных вдоль Садового Кольца, г. Москва, проект «Золотое Сечение»

В проекте выполнено освещение всех зданий, расположенных по обе стороны от автомобильной дороги. Вся система объединена в единый комплекс. В архитектурном освещении каждого дома используются статические и динамические осветительные приборы.

Система управления:

• обеспечивает управление режимами работы архитектурного освещения дома;

• реализует три режима работы архитектурного освещения дома:

• тестовый режим;

• повседневный режим (режим I);

• праздничный режим (режим II);

• контроль положения дверей силового щита;

• обеспечивает управление динамическими осветительными приборами по протоколу DMX-512;

• обеспечивает дистанционное управление динамическими осветительными приборами по протоколу DMX-512 по беспроводному каналу с помощью антенны-передатчика;

• осуществляет контроль состояния аппаратов и электрических параметров в силовой части щита архитектурного освещения дома, (контроль напряжения на вводе);

• обеспечивает автоматический контроль и учет потребления электроэнергии, затраченной на архитектурное освещение дома;

• обеспечивает возможность передачи информации и восприятие управляющих команд от КАСУ по каналу GSM;

• обеспечивает возможность передачи информации с электросчетчика в существующую систему АСКУЭ;

• обеспечивает синхронизацию времени для динамических осветительных приборов с использованием систем ГЛОНАСС/GPS.

Характеристика адаптивного освещения

Адаптивное освещение — это устройство, в задачу которого входит улучшение режима работы головного света с помощью интеллектуальной системы управления поворотом фар. Когда автомобиль движется по извилистой траектории, изобилующей поворотами, степень информативности освещения заметно падает. Это происходит потому, что неподвижные фары светят только в одном направлении, а взгляд водителя в это время устремлен немного в сторону. Особенно заметной недостаточность освещенности чувствуется при движении в незнакомых условиях — в сельской местности, на дороге сложной конфигурации и т.п.

Классический головной свет предполагает использование только двух вариантов — ближнего и дальнего режима подсветки. Адаптивное освещение подстраивается под существующую обстановку и расширяет возможности автомобильных фар, позволяя сделать акцент на обочину дороги или на другие элементы, расположенные в стороне от оси полотна. Это снижает опасность совершения аварий, наездов на людей или животных, неподвижные препятствия.

Принцип работы и предназначение

Адаптивный свет — прерогатива машин премиум-класса, обычные модели пока не обеспечены такой функцией. Система выполняет анализ дорожной ситуации и автоматически подстраивает направление светового пучка под условия движения авто. Принцип работы адаптивного освещения заключается в изменении положения фар. Они поворачиваются в ту же сторону, куда движется руль, но в определенных пределах и пропорциях. Может быть реализовано до 6 режимов адаптивной подсветки:

• городской;
• движение по грунтовой дороге;
• магистраль;
• режим дальнего света;
• динамическая подсветка поворотов;
• режим освещения в непогоду.

Изначально работа системы обеспечивалась включением дополнительной лампочки, направленной в сторону поворота. Позже была введена динамическая корректировка положения фар, которые с помощью поворотного модуля получали нужное направление. Происходит движение в горизонтальной плоскости, причем, фары, обращенные в сторону поворота, изменяют положение на 15°, а вторые — на 7,5°.

Как оформить и внедрить изменения

Все предложения и инициативы, нашедшие поддержку у руководства и коллектива, необходимо включить в план по улучшению условий и охраны труда. Обычно такой документ разрабатывают лица, ответственные за ОТ на предприятии, но утвердить его должен руководитель отдельным приказом.

Типовой формы плана по улучшению условий чиновники не придумали, но формировать его необходимо с учетом положений ст. 226 ТК РФ и Приказа Минздравсоцразвития № 181н. То есть в нем обязательно указывают:

• общие данные о работодателе и период, на который будет действовать план (1 год или несколько лет);
• запланированные мероприятия, которые обеспечат улучшение условий труда на предприятии;
• сроки их реализации;
• лиц, ответственных за выполнение плана;
• информацию о финансировании заявленных мер — можно в виде приложения со сметой расходов, если они предусмотрены.

Поскольку каждый работодатель разрабатывает план по улучшению условий труда работников с учетом организационно-производственной специфики, количества сотрудников, площади имеющихся в распоряжении территорий и прочих моментов, объем документа может быть разным

Но важно, чтобы документ был разработан и согласован заранее (в конце года, к примеру), и его положения можно было выполнить в установленный срок

Назначение и режимы работы

Адаптивные фары позволяют увеличить безопасность движения при плохих погодных условиях и улучшить видимости пути следования. Это реализовывается благодаря конструктивным особенностям системы и наличию блока электронного управления. Адаптивная оптика, в зависимости от типа автомобиля и установленных датчиков, может обеспечить до шести режимов работы света:

• городской — небольшая дальность широкого освещения на скорости до 55 км/ч;
• проселочный — ближний асимметричный световой поток при движении от 55 до 100 км/ч;
• автомагистральный — ближнее освещение увеличенной дальности, которое не слепит встречных водителей;
• дальний и ближний — стандартный свет с автоматическим переключением без участия человека;
• освещение поворотов — изменение плоскости наклона оптических линз в зависимости от угла поворота руля;
• для неблагоприятных условий — регулирование яркости исходя из показаний внешних датчиков.

Подсветка пешехода с помощью адаптивных фар

Как это работает? Принцип работы системы адаптивного освещения

Все начинается с датчиков поворота, которые сообщают системе о том насколько повернут руль, а также датчиков скорости, сообщающих о вашей скорости. Также в учет берется информация о положении автомобиля относительно вертикальной оси, и данные от системы курсовой устойчивости и стеклоочистителей. То есть как вы понимаете адаптивные фары реагируют не только на изменение положения руля или положение транспортного средства на проезжей части, учитываются также погодные условия и скорость движения.

Следует отметить, что в системе адаптивного освещения используется исключительно биксенон в качестве источника света. Поворот фар осуществляется шаговыми двигателями с малой дискретностью. Блок-фара способна поворачиваться максимальный на 15°. При этом углы поворота каждой из фар (левая и правая) — будут разными. Если машина совершает поворот налево — левая фара совершает полный поворот на 15°, правая фара – только на половину этого, то есть примерно на 7°. Если поворот правый все повторяется с точностью наоборот. Такая разница нужна для того чтобы предотвратить ослепление водителей, которые находятся на дороге, на которую вы поворачиваете. Также разработчиками были предусмотрены разные режимы работы адаптивных фар (ближний/дальний). Характерно то что система адаптивного освещения умеет распознавать «подруливание», при котором фары не поворачиваются. Однако если поворот рулевого колеса существенный и длится больше установленного минимума датчики сразу же сообщают об этом блок-фара поворачивается. Также следует отметить, что каждый раз в зависимости от того или иного условия угол поворота фар будет разным, следовательно, и площадь освещения. Если датчики обнаруживают яркий свет, компьютер отдает команду опустить фары и повернуть их на определенный градус. Источником яркого света, как вы понимаете, чаще всего является встречный автомобиль, который в случае отсутствия коррекции будет попросту ослеплен светом ваших фар. После того как вы разминулись со «встречкой» датчик это фиксирует и фары снова поворачиваются на нужный для обеспечения максимально эффективного освещения угол.

В плохих погодных условиях происходит то же самое, система контролирует включение «дворников», после чего фары опускаются на необходимый угол с целью обеспечить эффективное освещение подобно противотуманкам. Современные системы адаптивного освещения автомобилей отличаются высокий точностью и плавностью работы независимо от погодных условий и дорожной обстановки.

Какими могут быть системы автоматического управления освещением?

Локальная система управления

Строится, преимущественно, на различных датчиках и таймерах, подключаемых непосредственно к источнику света или к нескольким устройствам, работой которых необходимо управлять. Такие приборы не требуют отдельных каналов связи, не интегрируются  в общую систему, самодостаточны для самостоятельной работы.

Шинные системы управления

Работают в разных протоколах, с помощью специальных шлюзов, свободно интегрируются в различные системы верхнего уровня. В состав таких систем могут входить:

• Блоки логики, контроллеры, шлюзы, актуаторы – управляющие устройства

• Датчики присутствия, движения, освещенности – регистраторы событий

• Различные выключатели – ручное управление

• Светильники или иные нагрузки – управляемые устройства

• Пульты, смартфоны, планшеты, панели управления – дистанционное управление

Функции управления: система может работать в одном из трех режимов управления

Автоматический режим работы – основной режим работы

• управление освещением согласно расписанию, заданному диспетчером;

• управление уличным освещением может осуществляться по континентальному световому дню (определение времени восхода / захода солнца по широте и долготе объекта освещения);

• управление уличным освещением по показанию датчика уровня освещенности.

Ручной дистанционный режим работы

—       управление освещением с АРМ диспетчера. Диспетчер в ручном режиме активирует необходимые переключения, задания и установки. Например, в аварийной ситуации или при ремонтных / регламентных работах.

Ручной аппаратный режим работы

—       управление освещением по месту установки ШПВ. Обслуживающий персонал осуществляет переключение освещения с помощью переключателей, установленных в ШПВ, проводя необходимые проверки работоспособности при ремонтных и регламентных работах.