Światła matrycowe – co to jest i jak działa?

Stan oświetlenia samochodu nie jest mocną stroną polskich kierowców. Tak przynajmniej wynika z analizy Instytutu Transportu Samochodowego. Według niej aż 98 proc. kierowców doświadcza oślepienia przez inne pojazdy, a 40 proc. skarży się na to, że ich światła świecą za słabo. ITS twierdzi też, że zaledwie 30 proc. aut ma prawidłowo ustawione reflektory. Jak to wpływa na bezpieczeństwo? Poruszając się z prędkością 90 km/h tylko w ciągu jednej sekundy pokonujesz 25 metrów. Masz zatem niewiele czasu na reakcję. Jeśli znajdujesz się wtedy poza miastem, a na zewnątrz jest ciemno, nie masz szans na zauważenie w porę np. przebiegającego zwierzęcia. Z tego powodu, branża motoryzacyjna od wielu lat próbuje poprawić jakość oświetlenia. Po tradycyjnych reflektorach halogenowych przyszła pora na system soczewkowy, następnie pojawiły się światła halogenowe, aż w końcu wykorzystano technologię LED. Jednym z nowszych odkryć są zaś reflektory adaptacyjne.

Z tego artykułu dowiesz się między innymi:

• o sposobie działania świateł adaptacyjnych,
• czym są światła ksenonowe,
• jak działają światła matrycowe,
• o wadach i zaletach świateł adaptacyjnych,
• czy warto zdecydować się na takie oświetlenie,
• gdzie kupić oświetlenie samochodowe.

Co to są światła adaptacyjne?

Dostosowanie natężenia i kierunku oświetlenia pozwala na uzyskanie lepszej widoczności, dopasowanej do warunków panujących na drodze. Dlatego w każdym aucie są m.in. światła mijania, drogowe, pozycyjne oraz przeciwmgielne. Każde z nich stosuje się je w innych sytuacjach. Przełączanie świateł mijania na drogowe w trakcie jazdy nocą bywa zaś dość problematyczne: jeśli zapomnisz o tym, kiedy z naprzeciwka nadjeżdża pojazd, możesz go oślepić. Koncern Toyota Motor Company postanowił rozwiązać ten problem. Efektem prac były reflektory adaptacyjne (AHS – Adaptive High Beam System), które zastosowano pierwszy raz w samochodzie Lexus LS 400 z 2012 roku.

Światła adaptacyjne umożliwiają automatyczną zmianę kierunku, natężenia oraz rodzaju oświetlenia. System (w zależności od jego rodzaju) reaguje na takie czynniki jak kierunek jazdy, pora dnia oraz prędkość. Co ważne, nie ma to nic wspólnego ze znanymi już wcześniej światłami automatycznymi, które tylko (jak sama nazwa wskazuje) automatyzują proces przełączania świateł z drogowych na mijania. Automatyczne systemy korzystają zazwyczaj z czujników zmierzchu. Nie eliminują jednak problemu gorszej widoczności, która pojawia się w momencie jazdy na tzw. krótkich światłach.

Po wynalazku Toyoty, koncepcja rozwijała się przez kolejne lata, a koncerny opracowywały swoje własne rozwiązania. Sposób działania reflektorów zależy m.in. od czujników, które zainstalowano w danym modelu oraz źródła wykorzystywanego światła. Zgodnie z tym występują:

• światła ksenonowe/biksenonowe,
• matrycowe światła LED.

Światła ksenonowe – pierwsze reflektory adaptacyjne

System świateł opracowany przez Toyotę w 2012 r. pozwalał na maksymalne wykorzystanie świateł drogowych bez ryzyka oślepiania innych kierowców. Było to możliwe dzięki m.in. przedniej kamerze samochodu, która wykrywała światła nadjeżdżających pojazdów. Następnie, zainstalowane w reflektorach ruchome przesłony kształtowały wiązkę światła tak, aby omijała inne samochody (pozostała część drogi pozostawała oświetlona).

Przesłony reflektorów były stosowane w pierwszych systemach AHS, które bazowały na technologii ksenonowej lub biksenonowej. Czym wyróżniają się takie lampy? Dowiesz się tego z artykułu na blogu Inter Cars: Światła ksenonowe. Najważniejsze informacje, które warto znać.

Z jakich wskazań korzystają światła adaptacyjne ksenonowe?

Optyka adaptacyjna bazująca na światłach ksenonowych to starsza technologia (w porównaniu do oświetlenia matrycowego LED), która kontroluje kształt i kierunek wiązki za pomocą przesłon. W celu precyzyjnego doboru światła do sytuacji niezbędna jest także współpraca z różnorodnymi sterownikami. Najczęściej taki system korzysta ze wskazań:

• umieszczonej za przednią szybą kamery,
• czujników prędkości, cofania i przyspieszenia,
• czujnika kąta skrętu kierownicy,
• wbudowanej nawigacji GPS.

Reflektory adaptacyjne wykorzystujące lampy ksenonowe cechują się długą żywotnością. Należy jednak pamiętać, że z upływem lat zmieniają barwę i intensywność świecenia. Kontrola ich stanu jest zalecana po przejechaniu 100-150 tysięcy kilometrów.

Funkcje spełniane przez ksenonowe reflektory adaptacyjne

W przypadku świateł adaptacyjnych wykonanych w technologii ksenonowej wiązka światła pracuje zazwyczaj w kilku trybach. Są to przede wszystkim:

• oświetlenie miejskie – krótka, ale szeroka wiązka działająca przy określonych prędkościach (do ok. 50 km/h)
• oświetlenie pozamiejskie – wiązka jest dłuższa i węższa, uruchamia się jeśli pojazd jedzie szybciej niż 50 km/h,
• oświetlenie autostradowe – długi zasięg świateł, który wzrasta razem z prędkością, włącza się po przekroczeniu 90 km/h.

Dokładna prędkość, warunkująca tryb oświetlenia może być inna w zależności od producenta. Adaptacyjne światła drogowe  często są też wyposażone w funkcję doświetlania zakrętów (po wykryciu zakrętu, odchylają się w pionie, zgodnie z kierunkiem manewru) oraz zapobiegania oślepianiu pieszych i rowerzystów (w reflektorach biksenonowych).

Światła matrycowe, czyli nowsza i trwalsza technologia

Światła matrycowe LED zadebiutowały w 2013 r. Tym razem było to dzieło inżynierów Audi, którzy wyposażyli w nowy typ oświetlenia luksusowy model A8. Zamiast przesłon znanych z Lexusa, zastosowano tu skomplikowaną konstrukcję mechaniczno-optyczną, składającą się 25 diod podzielonych na 5 segmentów (po 5 sztuk w każdym). System otrzymał nazwę Matrix LED i z czasem zaczął pojawiać się też w innych samochodach Audi.

Niemal w tym samym czasie, bo w 2014 r. Lexus udoskonalił oświetlenie AHS, w którym również postawił na diody LED: zastąpił w ten sposób przesłony w lampach ksenonowych. Niedługo później na podobne rozwiązanie zdecydował się Opel, oferując optykę matrycową jako wyposażenie dodatkowe w Astrze piątej generacji w 2015 r.

Sposób działania świateł matrycowych

Pracą reflektorów w przypadku oświetlenia matrycowego kieruje sterownik, który zbiera niezbędne informacje ze współpracujących z nim czujników (tak jak w systemie adaptacyjnym opierającym się o lampy ksenonowe). W zależności od ich wskazań sterownik uruchamia odpowiednie segmenty na matrycy z diodami LED. Dzięki temu system na bieżąco generuje wiązkę o natężeniu i zasięgu dostosowanym do warunków drogowych oraz wykonywanych manewrów.

Uruchomienie świateł matrycowych wygląda podobnie w przypadku większości aut: wystarczy włączyć odpowiednią funkcję na panelu sterowania oświetleniem lub wybrać opcję „auto” na dźwigni. Następnie, wszystko zaczyna się dziać już automatycznie, tzn.:

1. Kamera monitoruje otoczenie przed pojazdem (reaguje m.in. na światło widzialne i ruch samochodowy).
2. Dane uzyskane przez kamerę są przesyłane do jednostki sterującej.
3. Sterownik interpretuje informacje i wysyła je do obwodów sterujących przypisanych do każdej diody.
4. Kolejne segmenty włączają i wyłączają się w zależności od potrzeb.

Jeśli system wykryje przed pojazdem jakiś obiekt, przyciemnia lub wyłącza wiązkę, tak aby światło go nie obejmowało. Pozostałe diody oświetlają zaś wolną przestrzeń. Z technicznego punktu widzenia, auto wyposażone w takie reflektory cały czas porusza się na światłach drogowych. A sterownik po prostu aktywuje i dezaktywuje określone segmenty, kiedy np. wykryje nadjeżdżający pojazd lub auta znajdzie się na łuku drogi. 

Jakie funkcje mają światła matrycowe LED?

Adaptacyjne oświetlenie LED jest wyposażone w matrycę indywidualnie sterowanych diod przypisanych do określonych segmentów. Każdy z nich odpowiada zaś za konkretną strefę na drodze. A co za tym idzie, im więcej diod mają matrycowe światła LED, tym lepsza będzie ich funkcjonalność. W samochodach klasy premium jest ich zazwyczaj bardzo dużo. W tańszych modelach producenci próbują zmniejszyć koszty, nie tylko redukując ilość diod, ale także zmniejszając natężenie światła (wyrażaną w lumenach).

Jakie dodatkowe funkcje może mieć adaptacyjne oświetlenie matrycowe w nowoczesnych autach?

• Ostrzeżenie przed zbliżającym się pieszym lub rowerzystą (poprzez mignięcie światłami);
• zapobieganie odbijaniu się światła od znaków drogowych;
• korzystanie ze wskazań nawigacji.

Co ważne, LED-y cechują się wysoką niezawodnością oraz szybką reakcją. Dzięki temu natychmiast odpowiadają na informacje napływające od sterowników. Mogą też służyć przez cały okres eksploatowania pojazdu: nie wymagają okresowej wymiany jak lampy ksenonowe (oczywiście trzeba mieć na uwadze awarie).

Adaptacyjne światła drogowe – wady i zalety

Adaptacyjne światła matrycowe i ksenonowe przynoszą wiele korzyści dla kierowców. Ich główna zaleta to lepsza widoczność drogi (nawet o 70 proc. w porównaniu do zwykłego oświetlenia). Właściciele aut wyposażonych w takie systemy nie muszą też martwić się o przełączanie świateł. Przynosi to także pożytek dla ogólnego bezpieczeństwa na drodze: inni kierowcy nie są oślepiani.

Decydując się na samochód wykorzystujący optykę adaptacyjną, warto mieć też świadomość jej wad. Poza wysoką ceną należy wspomnieć o trudnościach w przypadku awarii. Są to bowiem skomplikowane systemy, w których może dojść do problemów ze sterownikami lub przepalenia diod. W przypadku świateł LED-owych nie jest możliwe ich rozmontowanie, ale konieczna jest całkowita wymiana reflektorów. To z kolei generuje spore koszty.

Chcesz dowiedzieć się więcej na temat rodzaju żarówek? Sprawdź artykuł na blogu Inter Cars: Jak dobrać żarówki do samochodu?

Czy warto zdecydować się na reflektory adaptacyjne?

Adaptacyjne światła drogowe znajdują się na wyposażeniu wielu modeli aut. Są one znane pod różnymi nazwami. Poza AHS Lexusa i Matrix LED Audi możesz spotkać się również z m.in. systemem AFL (Adaptive Forward Lighiting) w Oplu, Auto High Beam w Fordzie oraz ALH w Maździe. Czy warto inwestować w taki rodzaj świateł?

To nowoczesne rozwiązania, które znacznie ułatwiają sterowanie oświetleniem. Kierowca nie musi się już martwić o przełączanie świateł drogowych na mijania i odwrotnie. Trzeba więc przyznać, że jest to ogromne udogodnienie, wpływające jednocześnie na bezpieczeństwo innych uczestników ruchu drogowego. Światła matrycowe mają też inną zaletę. Umożliwiają one stosowanie różnego rodzaju, atrakcyjnych kloszów oraz wizualnych form oświetlenia, jak np. falowane linie. LED-y są także energooszczędne i zmniejszają obciążenie alternatora, co zdecydowanie przemawia na ich korzyść. Jeśli chcesz korzystać z tej technologii, musisz jednak pamiętać, że polskie prawo nie pozwala na ingerowanie w działanie reflektorów. Jedynym sposobem jest więc zakup auta z oświetleniem adaptacyjnym. Nie możesz bowiem zamontować go samodzielnie, a nawet zmienić zwykłej żarówki na LED-y – przypomina ekspert Inter Cars.

Matrycowe światła LED i inne rodzaje oświetlenia: sprawdź ofertę Inter Cars!

Zaawansowane technologicznie rodzaje oświetlenia, jak np. światła matrycowe są dostępne w nowych samochodach, wyprodukowanych co najmniej w drugiej dekadzie XXI wieku. Jeśli Twoje auto nie jest wyposażone w takie nowoczesne rozwiązania, nie oznacza to jednak, że nie możesz cieszyć się oświetleniem dobrej jakości. Musisz jednak pamiętać o regularnym przeglądzie, dbaniu o stan reflektorów oraz wymianie żarówek. Niestety, potrafią one przepalić się w najmniej oczekiwanym momencie. Ich trwałość zależy natomiast przede wszystkim od typu lamp. Jak wskazują mechanicy, żarówki halogenowe wymienia średnio się raz w roku, ksenony co 2 lata, a LED-y po upływie ok. 10 lat. Przygotuj się na to i już teraz sprawdź ofertę sklepu motoryzacyjnego Inter Cars. Wyposaż się w potrzebne narzędzia, akcesoria oraz części zamienne. Szeroki wybór żarówek umożliwi zaś dopasowanie ich do modelu Twojego auta.

Przyszłość motoryzacji? Światła matrycowe i moduły laserowe

Reflektory adaptacyjne przechodzą ciągłe modyfikacje, a koncerny prześcigają się w sposobach na ich unowocześnienie. Audi i BMW mają już w swojej ofercie oświetlenie matrycowe, wspierane przez moduły laserowe. Takie rozwiązanie pozwala na odpowiednie rozszczepienie światła, które powoduje powstanie jednorodnej wiązki. Jej jasność jest czterokrotnie większa od zwykłych diod LED. Przyszłością optyki samochodowej są też systemy cyfrowe, wykorzystujące specjalne chipy z mikrolustrami. Każde z nich potrafi obracać się niezależnie od siebie, zmieniając skupienie wiązki nawet kilka tysięcy razy na sekundę. Jak jeszcze będzie zmieniać się technologia adaptacyjna? Inżynierowie na pewno niejednokrotnie zaskoczą kierowców swoimi pomysłami.