Устройство и принцип работы датчика дождя в автомобиле
Еще недавно функция автоматического включения стеклоочистителей устанавливалась только на дорогих автомобилях, а сейчас датчик дождя интегрируется и в комплектации бюджетных моделей. Подобные системы предназначены для увеличения комфорта управления транспортным средством и помощи водителю в процессе движения.
Что такое и где расположен датчик дождя в автомобиле
Датчик дождя в автомобиле используется для распознавания осадков и включения стеклоочистителей при необходимости. В обычной ситуации водитель самостоятельно следит за погодными условиями и работой щеток, отвлекаясь от концентрации на дороге, но автоматическая система способна сама реагировать на уровень осадков. В зависимости от интенсивности дождя или снега, датчик вырабатывает управляющий сигнал и регулирует режимы работы щеток и их скорость.
Как правило, датчик размещается на лобовом стекле, в месте, которое не будет закрывать водителю обзор дороги. Для этого подходит пространство за зеркалом заднего вида.
Выглядит сенсор как небольшое считывающее устройство, расположенное с обратной стороны лобового стекла. В зависимости от конструктивных особенностей, он может не только включать очистители, но и распознавать уровень освещенности для включения фар. Устройство крепится к лобовому стеклу с помощью специальных составов.
Основные функции и назначение
Разобравшись с тем, что такое датчик дождя автомобиля, необходимо понять назначение и основные функции устройства:
У датчика осадков есть и существенные недостатки, включая ложное срабатывание при попадании воды в зону анализа или несрабатывание при заливе стекла грязью или водой от соседних автомобилей. Также управляющая схема автомобиля может не включить омыватели, что приведет к размазыванию грязи по стеклу и ухудшению видимости. Любая автоматическая система не исключает изъяны и ошибки. К примеру, включение щеток обычно происходит с небольшим запаздыванием, а за это время водитель может самостоятельно очистить стекло.
Производители постоянно ведут работу по улучшению функциональности и уменьшению погрешностей датчика дождя.
Устройство и конструктивные особенности
Изначально для определения степени осадков использовалась простая схема от американских производителей. На лобовом стекле устанавливались специальные пленки, которые проводили сопротивление, а измерительная система анализировала изменение параметров. Если сопротивление падало – автоматически включались в работу щетки. Но конструкция имела ряд недостатков, поскольку срабатывала от большого количества ложных факторов, включая прилипших к стеклу насекомых.
В начале 80-х годов конструкторы стали разрабатывать устройства, состоящие из светодиодов и фотодиодов, которые реагируют на изменение угла преломления света. Это позволило увеличить точность измерений и снизить количество ложных срабатываний.
Датчик определения осадков представляет собой корпус, внутри которого находится плата и оптические элементы. Основные компоненты устройства:
В момент обнаружения повышенного уровня осадков датчик генерирует управляющий сигнал для включения стеклоочистителей, а также управляет интенсивностью их работы.
Устройства определяют уровень и силу дождя, а также другие виды осадков и загрязнений стекла. Это позволяет увеличить эффективность и чувствительность работы системы.
Принцип работы
Принцип работы датчика основывается на работе фоточувствительных полупроводниковых элементов и законах преломления света. Идея заключается в том, что светодиод генерирует луч света, а фотодиод его воспринимает.
Более сложные системы предусматривают дистанционный фотодиод и датчик внешнего освещения, которые анализируют условия вокруг транспортного средства и включают фары без участия водителя.
Как включить датчик дождя
Если в машине нет датчика от производителя, его легко купить и установить самостоятельно. Компании, выпускающие подобные технические устройства, разрабатывают детальную инструкцию по монтажу и настройке системы.
Примерная пошаговая инструкция, как включить штатный датчик дождя:
Отключить работу функции можно только с помощью перевода регулятора в нулевое положение.
Как проверить работоспособность
Для этого понадобиться простая вода и распылитель. Пошаговая инструкция, как проверить датчик своими руками:
Перед началом проверки необходимо перевести датчик в чувствительный режим. Для большей точности проводят испытания в нескольких режимах работы.
Все системы имеют защиту от ложного срабатывания, поэтому необходимо равномерно наносить воду на лобовое стекло в течение 20 секунд. В противном случае автоматический комплекс не сработает и не включит щетки. В качестве альтернативы можно использовать компьютерную диагностику.
Датчик осадков позволяет в автоматическом режиме следить за погодными условиями, а в случае дождя или снега — включать очистители. Хотя система имеет ряд недостатков, она значительно облегчает процесс вождения.
Что такое датчики дождя: устройство и принцип работы.
Дождь и снегопад зачастую становятся огромной помехой безопасному управлению машиной, ведь водитель вынужден постоянно отвлекаться для того, чтобы включать-выключать щетки. Чтобы помочь водителю контролировать этот процесс, были придуманы датчики дождя. Они автоматически управляют стеклоочистителями (дворниками).
В 50-е годы концерном General Motors проводились первые эксперименты по созданию датчика дождя для известной модели Сadillac Eldorado. Однако технологии того времени не позволили воплотить идею в жизнь.
Одним из первых серийных автомобилей с датчиком дождя стал Nissan Silvia 1994 года выпуска. В 2000-е годы датчики появились на автомобилях марок Volkswagen, Cadillac, BMW и других ведущих производителей. Если раньше этими устройствами оборудовались лишь дорогие машины, то сегодня, датчики могут устанавливаться в качестве опции на любой бюджетный автомобиль.
Устройство и принцип работы
Датчик дождя – это оптико-электронное устройство. Оно располагается с внутренней стороны лобового стекла, как правило, рядом с салонным зеркалом заднего вида. Каким же образом, находясь внутри, датчик может реагировать на дождевые капли? Все очень просто. Дело в том, что датчик реагирует не на влагу, а на свет. В его конструкцию входят два элемента: светодиод (инфракрасный излучатель) и фотодиод (фотоприемник). В их электронную память внесены параметры преломления инфракрасных лучей на поверхности сухих и влажных стекол. Светодиод излучает инфракрасный свет, который не виден человеческому глазу. Этот свет попадает на стекло, частично отражаясь от его поверхности и возвращается на датчик. Там его уже поджидает фотодиод. Он определяет количество возвратившихся инфракрасных лучей. Если стекло сухое, возвращается много света. Если влажное, то часть светового потока не попадает в датчик, соответственно возвращается меньшее количество света. Датчик тут же передает электрический сигнал на реле системы управления щетками. Информацию оценивает встроенный микропроцессор. Как только поступает информация о том, что стекло влажное, датчик автоматически включает стеклоочистители.
Чем сильнее дождь, тем меньшее количество световых лучей попадает в датчик. Соответственно, электромоторы работают интенсивнее. Тем самым заставляя щетки стеклоочистителей двигаться быстрее.
Включается датчик нажатием кнопки. В некоторых устройствах встроен регулятор чувствительности. С его помощью можно установить необходимый режим: либо дворники начнут работать при попадании первых капелек, либо будут ожидать начала дождя.
В последнее время появляются модели датчиков, которые способны управлять омывателем лобового стекла.
Основное достоинство датчиков дождя в том, что они позволяют водителю не отвлекаться на включение и выключение дворников. К несомненным преимуществам можно отнести высокую светочувствительность устройства. Тысячные доли миллиметра воды на лобовом стекле тут же дают о себе знать и уже в течение нескольких миллисекунд срабатывают стеклоочистители. Разумеется, ни одному человеку такая реакция не под силу.
Но у каждой медали есть оборотная сторона. Из-за такой высокой чувствительности устройства имеют место ложные срабатывания. Датчик может реагировать не на влагу, а на пузырьки воздуха или отпечаток пальца. Однако такие случаи редки и если возникнет подобная ситуация, достаточно просто помыть стекло или переключить регулятор чувствительности.
В отношении датчиков дождя у автолюбителей существует несколько ложных представлений. Во-первых, многие считают, что датчик не работает ночью. Это неправда, так как свойства инфракрасных лучей не зависят от степени освещенности.
Во-вторых, существует мнение, что на стекло с датчиком нельзя наклеивать тонировку. Это тоже неверно: просто наклеивая полосу, необходимо проделать в ней отверстие для датчика.
В-третьих, считается, что датчик не работает в зимний период. Так считать тоже не совсем правильно. Действительно зимой датчик работает хуже, ведь его предназначение реагировать на дождь, а не на снег. Однако если в машине имеется обогрев стекла, то работа датчика в снежную погоду ничуть не отличается от работы при дожде.
Еще один миф, связанный с датчиком дождя гласит, что при замене лобового стекла с датчиком придется попрощаться. На самом деле, это не так: если датчик исправен и нормально работает, его можно просто переставить на новое стекло (главное, выбрать стекло с окошком под датчик дождя, чтобы было, куда его установить).
Кроме того, если сломался сам датчик, то лобовое стекло менять вовсе не обязательно, достаточно заменить сам датчик. Кстати, если датчик дождя вдруг перестал работать, опытные автолюбители не советуют сразу его менять. Возможно, его нужно просто почистить, так как корректной работе иногда мешает пыль или конденсат на светочувствительном элементе. Отклеить датчик и протереть поверхность тряпочкой из микрофибры можно самостоятельно, но потом могут возникнуть сложности с возвращением прибора на место. Если нет уверенности в своих навыках, лучше доверить эту работу профессионалам.
Отдельное спасибо Blumper за полезную инфу!
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 в автомобиле, зачем нужен и где находится
Одна из опций, которая устанавливалась раньше только на дорогих машинах – датчик дождя, стала вполне доступна и для авто бюджетного уровня. Однако порой по нему возникает множество вопросов, так что вполне резонно спросить – а как он работает?
Зачем нужен подобный прибор
Прежде чем разбираться с работой подобного устройства, давайте попытаемся понять, зачем нужен, и по сути дела, что это такое? Самим названием предопределено назначение такого изделия – установить факт дождя. Хотя задачи, которые выполняет автомобильный датчик дождя и света, гораздо шире описанных.
Среди них стоит отметить:
Его установка производится за зеркалом заднего вида, например так, как показано на фото: 
Разобравшись с тем, что делает датчик дождя и света, необходимо ответить на вопрос – а зачем все это нужно? Ответ вполне очевиден – для повышения безопасности движения. Подобное устройство, по замыслам разработчиков, должно избавить водителя от лишних операций (включение/выключение дворников), отвлекающих его от управления автомобилем, а также автоматически обеспечить отличную видимость на дороге при любых условиях.
Как устроен датчик дождя?
Принцип работы датчика дождя основан на сравнении оптических свойств лобового стекла при разных атмосферных условиях, точнее – на различиях в отражении инфракрасного луча чистой и увлажненной или загрязненной поверхностью стекла.
Все достаточно просто – в его состав входят излучающий и принимающий инфракрасные светодиоды. Устройство и работу подобного изделия поможет понять фото: 
Это изделие находится на лобовом стекле с внутренней его стороны. От излучающего светодиода инфракрасное излучение попадает на наружную поверхность, отражается от нее и улавливается фотодиодом. Уровень отраженного сигнала зависит от состояния наружной поверхности стекла, от чистого стекла сигнал будет один, от грязного – другой, от мокрого – третий. По величине этого сигнала блок управления определяет необходимость включения дворников.
Как видно из приведенного описания, устроен подобный прибор достаточно просто, что предопределяет достаточно широкие возможности по его применению.
Как выглядит такое устройство, показано, например на фото: 
Как видно из рисунка, в отдельном корпусе находится блок управления, связанный жгутом с реле, управляющим работой стеклоочистителя. Блок управления необходимо приклеить в зоне перекрытия щеток дворника. 
Как выполняется подобная работа, позволит понять видео. Приведенные данные подтверждают, что приклеить такое устройство просто, и эту работу вполне можно сделать самому.
» alt=»»>
Недостатки
При всей внешней привлекательности подобного изделия ему свойственны определенные недостатки, о которых нельзя не упомянуть. К ним необходимо отнести:
Проверить, как работает такое управление стеклоочистителем, просто. Необходимо только плеснуть водой в зону расположения датчика. К примеру, на видео показано, как проверить работу дворников.
» alt=»»>
Автоматическое управление стеклоочистителями автомобиля возможно благодаря использованию описанного устройства. Он позволяет избавить водителя от необходимости вручную управлять работой дворников, и служит для повышения комфорта управления машиной и безопасности авто. Насколько будет это устройство вам необходимо и полезно – это уже дело личного выбора.
Принцип работы датчика дождя и света
А оказалось все намного проще …
1 – датчики дождя и освещенности; 2 – зеркала заднего вида; 3 – зона перекрытия действия стеклоочистителей; 4 – ветровое стекло
Датчик дождя и освещенности предназначен для того, чтобы при опознании влаги на стекле включать стеклоочиститель в зависимости от количества осадков с нулевого положения до максимального цикла очищения, или включать фары в зависимости от условий освещения. Включение датчика осуществляется определенными рычагами или выключателями.
Датчик дождя и освещенности состоит из комбинации светочувствительных элементов и светодиода. Все части смонтированы на плате в корпусе датчика. Оптический элемент перекрывает корпус датчика и ветровое стекло. Задачей оптического элемента является фокусирование и выравнивание исходящего и входящего света. Весь датчик прикреплен к ветровому стеклу при помощи клеящей фольги. Для распознавания дождя используются светодиод 6 и фотодиод 8.
Принцип работы датчика дождя состоит в том, что свет, исходящий от светодиода, частично отражается на поверхности стекла и, сфокусировавшись через оптический элемент, попадает на фотодиод. Если на улице сухо, весь свет отражается обратно и попадает на фотоприемник (так рассчитана оптическая система). Поскольку луч модулирован импульсами, то на посторонний свет датчик не среагирует, как телевизор, «не видящий» чужой пульт. Степень отражения света от диода и таким образом количество света, который попадает на фотодиод, изменяется, если стекло покрыто каплями воды или имеет водяную пленку. Чем сильнее увлажнение, тем меньше отражение преломленного света. На основании этого для определения количества осадков используется выходной сигнал фотодиода. Это фиксируется сенсором, и контроллер рассчитывает подходящий режим работы стеклоочистителя. Время реагирования на распознавание дождя, т.е. время, затраченное между распознаванием осадков и подачей выходного сигнала на стеклоочиститель, составляет менее 20 мс.
1 – ветровое стекло; 2 – свет удаленного источника; 3 – проникающий внешний свет; 4 – капли дождя; 5 – оптический элемент; 6 – светодиод; 7 – дистанционный фотодиод-датчик; 8 – фотодиод; 9 – фотодиод-датчик внешнего освещения
Для распознавания света применяются дистанционный фотодиод 7 и датчик внешнего освещения 9. Датчик 9 охватывает световые условия непосредственного пространственно вокруг автомобиля и служит для автоматического включения фар, а дистанционный датчик 7 – световые условия на расстоянии до трех длин автомобиля по направлению движения.
Система распознает в целом уменьшение или увеличение освещенности и включает или выключает свет фар. Из разности сигналов обоих датчиков система, например, может определить, что автомобиль въезжает в туннель и, таким образом, свет фар включается не позднее въезда в туннель. Логика системы действует таким образом, что свет отключается лишь тогда, когда датчик света определит достаточное значение освещенности. Если наряду с распознаванием света активно также распознавание дождя, то система включает фары и при сильных осадках.
1 – анализ внешней освещенности; 2 – анализ разности освещенности; 3 – анализ дистанционной освещенности; а – разница освещенности меньше, чем значение порога включения, свет выключен; б – разница освещенности больше, чем значение порога включения, свет включен
Вот еще 5 мифов о работе датчика дождя
Миф №1 мы уже развеяли: датчик дождя НЕ активируется от удара капель по стеклу, а также вибрации и иных механических воздействий. Работа датчика дождя основана на действии фотоэлементов. Если бы датчик реагировал на удары, щетки бы усердно стирали со стекла мух, комаров и мелкие камушки.
Миф №2: «Датчик дождя не работает ночью». Как мы уже выяснили, работа датчика дождя построена на принципе отражения инфракрасных лучей. Их свойства не зависят от освещенности. Иначе бы, например, пульты дистанционного управления не работали в темноте.
Миф №3: «При замене стекла с датчиком дождя придется попрощаться». Не придется: многие производители предлагают автостекла с местом под датчик дождя. Например, в компании Олимпия можно приобрести стекла под датчик дождя для большинства иномарок: Тойоты Камри, VW Passat, Audi A4 и других автомобилей.
Миф №4: «На лобовое стекло с датчиком дождя нельзя клеить полосу тонировки». Можно: в этом случае в тонировочной пленке вырезается отверстие под датчик. Главное, чтобы тонировка стекол была сделана по ГОСТу.
Миф №5: «Датчик дождя бесполезен зимой». Так как работает датчик дождя, реагируя на капли воды, а не снег, зимой он функционирует хуже. Однако если в автомобиле есть обогрев стекла, падающий снег сразу тает, превращаясь в воду, и работа датчика дождя будет в норме.
Интересные факты про датчики дождя
— Концерн General Motors проводил первые эксперименты по созданию датчиков дождя еще в 1950е годы. Датчик создавался для культовой модели — Кадиллак Эльдорадо. Но технологии были далеки от совершенства: между тем, как работает датчик дождя на современном автомобиле, и первыми опытами инженеров GM стоят десятилетия конструкторских разработок.
— Одним из первых серийных автомобилей с датчиком дождя стал Nissan Silvia – спортивное купе. В 2000х годах датчики дождя появились на автомобилях марок Volkswagen, Cadillac и других ведущих производителей.
— Работа датчика дождя используется не только в автомобильной промышленности, но и в сельском хозяйстве, для управления системой полива. — «Полевые» датчики имеют иной принцип работы, нежели автомобильные: в них имеются гигроскопичные диски, которые во влажном состоянии увеличиваются в размерах, а при высыхании – сжимаются. Тем самым регулируется подача воды. Интересно, что некоторые датчики имеют встроенный индикатор температур, который останавливает подачу воды, если температура опускается ниже нуля.