Pewne rozwiązanie dla Twojego samochodu

Aktualności

Aktualności

24.04.2015 / TECHNOLOGIA (O)LED

oled

Oświetlenie zewnętrzne pojazdu znajdujące się z przodu, z tyłu i po jego bokach informuje innych użytkowników drogi o ruchu pojazdu oraz wpływa na bezpieczeństwo ruchu. Z tego powodu konieczne jest stosowanie oświetlenia, które będzie dostatecznie widoczne i bezawaryjne.

Żywotność żarówki 21W określana jest przez producenta na około 5000 godzin, natomiast żywotność diody LED wynosi 100 000 godzin, co oznacza, że praktycznie jest to element żywotniejszy od całego samochodu.

Technologia LED (z ang. Light Emitting Diode – dioda emitująca światło) wkracza w kolejne dziedziny życia. Nikogo już nie dziwi LED-owe oświetlenie domu czy biura. Okazuje się, że technologia ta zrewolucjonizowała również przemysł. Dlaczego? Wzrost wydajności diodowych źródeł światła oraz ich znacznie mniejszy pobór energii elektrycznej w porównaniu do tradycyjnych żarówek stwarzają bowiem coraz szersze pole do masowego zastosowania. W motoryzacji technologia LED również zaczyna odgrywać coraz większą rolę, gdyż nowe samochody już fabrycznie zaczynają być wyposażane w oświetlenie typu LED. Doskonałym przykładem tendencji do zastępowania tradycyjnych żarówek diodami jest Audi wraz z jego najnowszym modelem A8, w którym całe oświetlenie wykonane jest już w technologii LED.

OSZCZĘDNOŚĆ ENERGII Jakie są zalety diod LED w porównaniu ze standardowymi żarówkami? Przede wszystkim zużywają kilkukrotnie, a nawet kilkunastokrotnie mniej energii elektrycznej. W przypadku takiej samej ilości emitowanego światła dioda LED zużywa nawet o 86% mniej energii elektrycznej niż żarówka tradycyjna. Ponadto diody LED są bardziej odporne na wibracje, które są największym wrogiem żarówek i powodują zrywanie włókna żarowego. Dzięki hermetycznej i trwałej konstrukcji diody LED są także bardziej odporne na wilgoć oraz wpływy atmosferyczne, takie jak wysokie i niskie temperatury.

CZAS REAKCJI Kolejną zaletą przemawiającą na korzyść diod LED jest jej czas reakcji na napięcie elektryczne. W przypadku standardowej żarówki od momentu doprowadzenia prądu do jej styków do momentu osiągnięcia pełnej jasności upływa około 200 milisekund (1/5 sekundy). W przypadku diody LED praktycznie nie ma czasu nagrzewania, co oznacza, że jadąc z prędkością 100 km/h za samochodem wyposażonym w światła „stop” oparte na technologii LED możemy zauważyć hamowanie poprzedzającego pojazdu wcześniej o odcinek drogi równy długości samochodu. Niebagatelne znaczenie mają również właściwości termiczne diod LED. Dzięki temu, że podczas pracy mniej się nagrzewają, możliwe jest zmniejszenie elementów świetlnych i poprawienie stylistyki oświetlenia.

KONSTRUKCJA DIOD Konstrukcja oświetlenia LED polega na tym, że w pojedynczej lampie umieszczonych jest kilka modułów, które mogą być osobno wysterowane. Dzięki temu możliwe jest stworzenie oświetlenia dostosowującego się do warunków drogowych dzięki włączaniu i wyłączaniu poszczególnych elementów świetlnych. Zastosowanie systemów diodowych pozwoliło także na wprowadzenie dynamiki do oświetlenia. Dzięki temu np. kierunkowskaz w nowym Audi A8 nie tylko włącza się i wyłącza, ale także podkreśla ruch i kierunek.

NAJPIERW LED, TERAZ OLED Technologia LED nie jest ostatnim słowem w technice oświetlenia. Na rynku już pojawiają się bowiem światła samochodowe wykonane w technologii OLED (Organic LED), w których światło nie jest emitowane przez punkt (tak jak w diodach LED), tylko przez powierzchnię pokrytą materiałem luminescencyjnym. Pierwszym związkiem organicznym, w którym odkryto zjawisko emisji światła pod wpływem przyłożenia napięcia elektrycznego był polifenylenowinylen. Odkrycia tego dokonano w roku 1989 w laboratorium Uniwersytetu Cambridge. OLED składa się z warstwy emisyjnej, warstwy przewodzącej, podłoża oraz anody i katody. Warstwy złożone są z cząstek organicznych polimerów przewodzących. Ich poziom przewodzenia znajduje się w zakresie między izolatorami a przewodnikami, z tego względu nazywane są one półprzewodnikami organicznymi. Jako materiał anody zwykle wykorzystywany jest ITO (Indium Tin Oxide – roztwór stały tlenku indu (III) i tlenku cyny (IV)). Jest on przezroczysty dla światła i ma wysoką pracę wyjścia, co sprzyja przemieszczaniu dziur do warstwy polimerowej. Metale takie jak glin i wapń są często wykorzystywane do tworzenia katod, ponieważ mają niską pracę wyjścia sprzyjającą wstrzykiwaniu elektronów do warstwy polimerowej. Ogromną zaletą technologii OLED jest szybkość reakcji na dostarczone napięcie wynosząca 0,01 milisekundy oraz łatwość produkcji, co z kolei wpływa znacząco na obniżenie jej kosztów. Wadą jest natomiast ograniczona żywotność materiałów organicznych. W przeszłości niebieskie OLED-y miały czas życia ograniczony do 5000 godzin, czyli na poziomie standardowej żarówki, co czyniło tę technologią nieopłacalną. Obecnie czas bezawaryjnej pracy przekracza z powodzeniem 200 000 godzin, co oznacza, że droga tej technologii do motoryzacji została praktycznie otwarta.

MODELOWANIE STRUMIENIA ŚWIATŁA W przypadku każdego oświetlenie zachodzi konieczność skupienia, rozproszenia lub ukierunkowania strumienia światła. W przypadku żarówek najczęściej chodzi o skupienie światła, ponieważ rozchodzi się ono praktycznie we wszystkich kierunkach od żarówki. W przypadku diod LED dodatkowo zachodzi konieczność rozproszenia światła, ponieważ dioda jest elementem o małych rozmiarach i często emituje światło w sposób kierunkowy (diody świateł przednich wyposażone są w soczewki kierunkujące strumień światła). Aby oświetlenie było dostatecznie widoczne, stosuje się różne techniki rozpraszania - od reflektorów, czyli lustrzanych powierzchni odbijających światło, przez optykę Fresnela powodującą odpowiednie załamanie strumienia światła, po zestawy soczewek odpowiednio skupiające emitowane przez diodę światło. Diody LED dają konstruktorom oświetlenia możliwość praktycznie dowolnego kształtowania świateł, a co za tym idzie umieszczania w nich elementów optycznych ze względu na ich wielkość. Diody OLED idą o krok dalej. Dzięki nanoszeniu warstw luminescencyjnych na praktycznie każdą powierzchnię możliwe jest stworzenie lampy o dowolnym kształcie bez obawy o skuteczność jej świecenia.

CO W PRZYPADKU USZKODZENIA Jeśli element świetlny zostanie uszkodzony, to sytuacja wygląda podobnie, jak w przypadku standardowych żarówek – światło przestaje być emitowane, co stwarza zagrożenie dla innych użytkowników drogi. Jednak dzięki elektronicznemu sterowaniu oświetleniem diodowym możliwe jest zaprogramowanie trybów diagnostycznych w sterowniku, co pozwala na zasygnalizowanie uszkodzenia na desce rozdzielczej już w chwili jego wystąpienia. W razie awarii konieczne jest sprawdzenie źródła światła, czyli diod. Jeśli nie świecą mimo doprowadzenia do nich napięcia, to znaczy, że należy je wymienić. Jeśli nie dochodzi do nich napięcie, to konieczne jest dalsze poszukiwanie usterki poprzedzone sprawdzeniem zabezpieczeń. Dalszym krokiem jest sprawdzenie poprawności działania sterownika. Ciekawe sytuacje mogą pojawić się podczas zamiany standardowych żarówek na moduły LED dostępne w sprzedaży. Nie jest to praktyka dozwolona, ale spotykana. „Żarówki” LED pasujące do gniazd standardowych żarówek co prawda są energooszczędne, ale zgodnie z wymogami homologacyjnymi ECE R7 nie można ich stosować w miejscu żarówek. Lampa jako podzespół była homologowana do pracy z żarówkami i w przypadku kontroli w stacji kontroli pojazdów samochód z żarówkami LED teoretycznie nie powinien przejść przeglądu. Kolejnym problemem jest stosowanie tego typu „żarówek” w samochodach z systemem diagnozowania oświetlenia. System ten mierzy oporność żarówek i na podstawie danych zebranych podczas pomiaru określa uszkodzenie elementu emitującego światło (oryginalnie tradycyjnej żarówki). Jeśli żarówkę zastąpi się modułem diodowym LED, to system nie będzie mógł określić oporności tego elementu, ponieważ dioda nie jest przewodnikiem energii elektrycznej. W samochodzie z takim systemem na desce rozdzielczej ciągle będzie wyświetlany komunikat o uszkodzeniu oświetlenia.