Dažďový senzor

– Máš v aute dažďový senzor?
– Hej, stiera mi to samo.

Dažďový senzor v aute možno máte,  možno ste sa rozhodli ho zaškrtnúť v zozname výbavy alebo o jeho existencii ani netušíte. V tom prípade asi neviete, že je fajn.  V každom prípadne sa ich každý rok vyrobia desiatky miliónov a postupne sa dostáva do stále väčšieho počtu z ročne vyrobených asi 100 miliónov áut.

V prvom rade – za termínom dažďový senzor sa dnes skrýva podstatne viac. Automobilky najčastejšie používajú jedno malé elektronické zariadenie v priemere trochu väčšom ako  česká 50 koruna alebo slovenská 2 eurovka a toto zariadenie dokáže oveľa viac ako stierať okná.  Je to zariadenie, ktoré spadá do kategórie komfortné, ale Autíčkarovi, ktorému o komfort v prvom rade nejde,  umožní viac sa sústrediť na užívanie jazdy, keďže za neho vyrieši niekoľko otravných ale aj bezpečnostných otázok. Takže, ak práve nie je krásny slnečný deň, správny Autičkár by ho mohol chcieť viac ako rádio alebo vyhrievanie sedadiel ;)

A keďže sa tomuto zariadeniu denne venujem, rád Vám ho priblížim, poďme sa spolu pozrieť čo dokáže – aké ma funkcie, ako sú jednotlivé funkcie zabezpečené?

Systém: dažďový senzor, presnejšie senzor dažďa, svetla, teploty, vlhkosti, slnečnej intenzity je namontovaný na čelnom skle na držiaku spätného zrkadla, kamery alebo na samostatnom držiaku. Komunikuje po zbernici LIN a je pripojený na BCM (body control module), ktorý ďalej po zbernici CAN komunikuje so svetlami, stieračmi, klimatizáciou a ďalšou elektronikou auta. Zariadenie ma vlastnú elektroniku, takže nad rámec senzorov (LED diódy rôznych vlnových dĺžok a senzoru vlhkosti a teploty) ma vlastný ASIC, mikroprocesor, komplet SW s vyhodnocovaním prijatých informácii, aktivačnou logikou jednotlivých funkcií, diagnostiku a jeho výstup je už signál k ovládaniu konkrétnej funkcie. Kritická ale zároveň zaujímavá je optika, ktorá zaberá väčšinu plochy. Ide o pomerne zložitú optiku, pre každú funkciu pritom rozmerovo veľmi malú. Medzi sklom a senzorom sa potom nachádza silikónová vrstva, ktorá zabezpečuje optická vlastnosti a čiastočné tlmenie senzora od vibrácií. Niektoré automobilky pouzivaju senzor aj na automatické zatváranie okien, ak začne pršať. 

Funkcia dažďa:  stieranie predného okna ak prší, rozlíši intenzitu dažďa. Zohľadňuje rýchlosť auta a nastavenú citlivosť. Funguje na princípe lomu svetla na rozhraní prostredí, keď sa meria rozdiel vyslaného a prijatého infračerveného svetla (880nm). Kvapky na skle pred senzorom spôsobia zmenu, ktorá sa vyhodnocuje a podľa toho sa definuje aj intezita dažďa. Umožňuje to najzložitejšia časť optiky zariadenia, keďže cieľom je jedným produktom pokryť rôzne rozsahy hrúbky skiel – od 3,5 mm gorilla glass napr. vo Forde GT aý po 6 mm skla RollsRoyce.
 

Funkcie svetla: tých je viac. zapínanie/vypínanie stretávacích svetiel ak je tma, vojdete do tunelu, alebo pod dlhý most. Taktiež informácie pre intenzitu podsvietenia interiérového osvetlenia, budíkov, rádia, HUD alebo aj indikácie objektu v slepom uhle v spätných zrkadlách.  K tomu slúžia 3 senzory – ambientný (pozerá v širšom uhle nahor), dopredný (sleduje užší kužeľ pred autom – typicky pre tunel) a „HUD“, ktorý sníma svetelne podmienky na ceste pred autom  (povrch vozovky). Samozrejme, každý zo snímačov ma vlastnú optiku. Pracujú vo viditeľnom svetelnom spektre cca 550nm vlnovej dĺžky. Kombináciou a porovnaním meraní z týchto senzorov sa určuje ovládanie zmienených funkcií. Kombináciou informácie z infračerveného prijímača dažďa sa dokonca dá rozlíšiť prirodzené a umelé svetlo.
 

Funkcie klimatizácie: to asi veľa z Vás netušila ale toto zariadenie môže aj zasahovať do funkcie klimatizácie. A to dokonca dvomi úplne rozličnými spôsobmi. Za prvé meraním intenzity slnečného žiarenia na šoféra (řidiče ;) ) a zvlášť pasažiera (samostatná optika a ďalšie diódy) a za druhé čip,  pritlačený na skle, ktorý meria teplotu a vlhkosť z ktorej sa dopočítava rosný bod. Toto sú informácie pre klimatizáciu, ktorá môže prispôsobiť teplotu, intenzitu a smer prúdenia vzduchu a tak zlepšiť komfort v aute a aj zamedziť zahmleniu (zamlžení ;) ) skiel!
Mimo to: ako zaujímavosť doplním, že aj na takéto zariadenia sa vzťahujú požiadavky a regulácie funkčnej bezpečnosti (až ASIL B) kde sa hodnotia riziká napr. neželaného náhleho zhasnutia svetla v tme alebo vypnutia stieračov za dažďa. Čo robí systémovú architektúru celého auta a HW a SW architektúru samotného senzoru zložitejšou.

Verím, že rovnako, ako ja, ste netušili, aké sú navonok jednoduché súčiastky auta v skutočnosti zložité. Za každou z nich sa ale skrývajú roky vývoja a skúseností. Ani dažďový a svetelný senzor nefunguje dokonalo vo všetkých podmienkach a pritom sa vyvíja už viac ako 20 rokov. A tak isto aj najnovším technológiám a funkciám bude ešte pár rokov trvať, kým sa z roviny samostatných radcov a asistentov prepracujú do spolupracujúceho súboru nazvaného autonómne vozidlo. Čo by z auta spravilo komfortné premiestňovalo a v ďalšom kroku rozhodnutím „odborníkov“ v eu parlamente o vylúčení človeka z ovládania dopravných prostriedkov. Ak by nám aj niekto našu kratochvíľu vziať chcel, nebojte, ešte to dlho potrvá ;)

PS: ak má niekto záujem o ešte detailnejšie info o tomto “dažďovom“ alebo ak je medzi Vami nejaký Autíčkársky HW alebo SW inžinier , ktorý by sa rád podieľal na vývoji najmodernejších automobilových technológií, môže sa mi ozvať ;)

Zdroje:

Valeo.com web 2016, Elmos Newsletter 2004, Wikipedia.com