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!
Устройство и принцип работы датчика дождя в авто
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 датчик дождя?
Датчик дождя – оптико-электронный прибор, который фиксируется на ветровом стекле автомобиля и реагирует на повышение влажности. Датчик способен управлять «дворниками» и механизмами, которые отвечают за открытие и закрытие люка и стекол на дверцах.
Устройство призвано значительно облегчить жизнь водителям. Не секрет, что снег, дождь и грязь существенно затрудняют процесс управления машиной, а необходимость включать и выключать «дворники», регулировать интенсивность их работы отвлекает от дороги.
Из чего состоит датчик?
Строение антидождевого устройства основано на датчике света. В конструкцию входят:
Все части содержатся на плате в корпусе датчика. В блок управления вмонтирована информация, жизненно важная для работы прибора.
Принцип работы
Датчик располагается с внутренней стороны лобового стекла. Как он тогда работает? Как распознает дождь? Вся хитрость состоит в том, что он реагирует не на воду, а на свет. Конструкция устройства несложная и состоит из следующих элементов:
Функционирует прибор за счет разного угла отражения инфракрасных лучей на мокром и чистом стекле. Один диод излучает инфракрасный луч, который, отражаясь от гладкой поверхности стекла, попадает на фотодиод, распознающий количество вернувшегося света. Сигналы, отраженные от чистого и мокрого (грязного) стекла, имеют различное преломление лучей. Мокрое стекло гораздо легче пропускает свет. ЭБУ распознает данные отличия и в случае необходимости дает сигнал для автоматического включения стеклоочистителей.
Часть датчиков умеют с предельной точностью распознавать количество капель или наличие снега на стекле и регулировать режимы работы стеклоочистителей. При сильном загрязнении идет сигнал о необходимости подачи омывающей жидкости. Блок управления связан проводом с управляющим дворниками реле. Датчик должен располагаться таким образом, чтобы попадать в зону работы стеклоочистителей. В состав прибора, как правило, включают и датчик автоматического света.
Плюсы и минусы
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.
Вопросы эксплуатации
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.
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.
Как сделать датчик своими руками?
Специалисты сходятся во мнении, что сконструировать такой прибор собственноручно будет крайне непросто. Да, принцип его действия незамысловат, но на создание уйдет много времени и сил, при этом не факт, что конечный результат будет качественным. Вам понадобится овладеть умениями пайки и приобрести некоторые детали, цена которых может равняться готовому прибору.
Если вы все же готовы рискнуть, то рекомендуем следующий порядок действий. За основу конструкции берем проводимость тока и две контактные пластины. Чаще всего пластины бывают из фольги или печатаются на текстолитовых платах в виде дорожек.
Фольгу нужно разрезать в виде двух пластин со змеевидной дорожкой по центру. Далее одна часть подключается к батарейке, другая – к реле. Когда пойдет дождь, вода зальет пластины и замкнет их, что приведет к началу работы реле.
Для создания такого прибора потребуется использовать:
Установка датчика
Если автомобиль не укомплектован датчиком дождя на заводе, его можно купить и установить своими руками, для этого нет никакой необходимости отправляться в автосервис. В комплекте к прибору идет пошаговая инструкция по установке и настройке датчика.
Датчик дождя
Рассмотрим пример установки на российском автомобиле «Лада Гранта». Для начала необходимо открыть блок предохранителей, который расположен чуть ниже руля слева. На место штатного реле, которое расположено в крайнем левом углу вверху блока предохранителей, устанавливается реле датчика дождя. Блок управления приклеивается на лобовое стекло с помощью прилагаемого в комплекте двухстороннего скотча. Перед приклеиванием блока стекло необходимо протереть специальной салфеткой (прилагается в комплекте). Проводка от блока управления прокладывается под потолком, затем по левой стойке опускается вниз к блоку реле, через отверстие с внутренней стороны заводится в сам блок.
Также, встречаются универсальные датчики дождя, которые можно приклеить на специальный гель, от этого принцип работы прибора не меняется и схема установки аналогична описанной здесь.
Необходимо учитывать, что штатное реле очень крепко сидит в гнезде. Нужно постараться действовать предельно осторожно и не повредить крепление реле. Можно воспользоваться ножом и подцепить реле, чтобы ускорить работу и уменьшить шанс повреждения. Затем устанавливается реле датчика дождя и соединяется проводом с блоком управления. Закрываем крышку блока предохранителей и приступаем к тестированию работы прибора.
Видео-инструкция самостоятельной установки:
Настройка работы датчика
Чтобы проверить работу датчика, нужно перевести лепесток переключения стеклоочистителя в прерывистый режим. Затем небольшим количеством воды обрызгать стекло из пульверизатора или бутылки с водой. Через секунду должны сработать стеклоочистители. В зависимости от модели датчика у него есть различные режимы, которые легко настроить с помощью инструкции. Режим выбирается в соответствии со временем года и погодными условиями.
Лазерные фары: что это такое и как работает?
Устройство и особенности работы матричных фар
Устройство,виды и принцип работы системы пассивной безопасности SRS
Система непосредственного впрыска топлива GDI: что это такое и как работает?
Ленивые эстеты: что ломается в датчике дождя и можно ли его поставить самостоятельно?
Ох, как быстро умнеют автомобили! Вроде не так давно этот датчик считался чем-то непонятным и избыточным, а сейчас уже многие воротят лица от машин, на которых этих датчиков нет. Обленились люди совершенно. А может, слишком быстро привыкли к хорошему. В общем, потихоньку даже включение щёток стеклоочистителей (по-русски – дворников) становится сложной операцией, и всё чаще даже это немудрёное занятие перекладывают на технику. В общем-то, иногда эта штука действительно выручает. Не в дождь, конечно (тут можно и рукой всё включить), а, например, если кто-то на встречке внезапно окатил водой из лужи. Пока водитель на машине без датчика дождя вздрогнет и включит дворники, обладатель «премиума» уже будет ехать на машине с чистым стеклом. Так что всё-таки иногда и от этой мелочи есть толк. Правда, «мелочь» для этого должна адекватно работать, а она этого иногда делать не хочет. Или её нет на машине совсем. Поводов для печали нет: датчик дождя можно и отремонтировать, и даже установить на машину, если его там никогда не было.
От насекомых до дождя
Вроде бы автоматические дворники пришли к нам не слишком давно. Однако желание избавить водителей от необходимости включать их вручную появилось очень давно. Появилось оно, конечно же, у американцев, которые уважают всё автоматическое очень и очень давно (как тут не вспомнить, например, автоматические коробки передач, которые серийно стали ставить на Олдсмобили ещё в 1940-х). С датчиком дождя первые эксперименты ставил Cadillac, который пытался оборудовать им свой Eldorado ещё в 1950-х. Но тогда ничего не вышло. Эти датчики были настолько несовершенными, что срабатывали от мух и комаров, а вот дождь за осадки считать они не слишком торопились. С этими датчиками немного помучились и в итоге отказались от них совсем. Ждали, пока электроника станет более совершенной, а человечество изобретёт что-то более умное и компактное
Человечество не подвело и изобрело оптические датчики, работающие с двумя элементами – светодиодом и фотодиодом. Вот только американцы уже не смогли удержать пальму первенства в этой области. Трудно с уверенностью сказать, кто стал первым производителем серийных автомобилей с датчиком света, но кажется, что это были японцы. Как минимум на Nissan Silvia эта опция была доступна уже в 1994 году. К концу 90-х подтянулись BMW и Mercedes-Benz, а в 2001-м датчик дождя был одной из центральных фишек вполне «народного» Peugeot 307.
В общем, лидерство американцы утратили однозначно, но всё равно остались молодцами, попытавшись сделать датчик дождя серийным оборудованием первыми в мире.
Современный датчики, реагирующие исключительно на воду (реже на снег или грязь), комаров и прочей нечисти не боятся. Ничего сложного в них нет, но всё же иногда они начинают работать неадекватно. Вот только всегда ли в этом виноват сам датчик?
Свет и грязь
Как я уже говорил, датчик состоит из двух основных элементов – светодиода и фотодиода. Принцип работы очевиден: светодиод излучает инфракрасный свет, который отражается от стекла и попадает на фотодиод. Датчик оценивает количество вернувшегося на него света. Если свет был преломлен мокрым стеклом, его количество на фотодиоде будет меньше. И это расценивается как команда помахать дворниками.
Никаких движущихся частей в датчике дождя нет, а его электронная начинка очень проста. Почему же этот датчик иногда сходит с ума? Причина простая: что-то не так с преломляющимся у кромки стекла светом. Если на поверхности стекла есть какое-то препятствие, датчик думает, что идёт дождь и начинает включать щётки стеклоочистителя. Ну а дальше всё зависит от того, насколько интеллектуален блок управления с алгоритмом работы дворников.
В продвинутых блоках есть оценка эффективности работы дворников. Если они смахнули воду, которую увидел датчик, но последнему кажется, что это ещё не всё, то дворники начнут буйствовать. Чтобы этого не было, достаточно содержать стекло в чистоте. Причём чистота должна быть первостатейной: даже отпечаток пальца на жирном после мойки стекле может расцениваться датчиком как жуткий ливень. В общем-то, чаще всего из-за неправильного преломления света в грязном стекле и начинается ненормальная работа датчика дождя.
Вторая причина менее очевидна, но всё же она есть. Датчик дождя всегда стоит в зоне работы дворников (иначе он не смог бы понять, что они включились и работают). И стоит он обычно где-нибудь за зеркалом заднего вида, то есть, ближе к краю зоны работы щёток. А обычно именно в этих местах изношенные щётки начинают работать хуже всего. Получается, что датчик даёт команду, дворники пашут в поте поводков, а толку от этого нет. Мало того, если резинка на дворнике оставляет развод на том месте, где стоит датчик, то после первого взмаха датчик начинает паниковать: развод воды – это явный признак того, что дождь полил изо всех сил, и надо включать высшую скорость работы щёток. Тут уже система окончательно трогается кукухой и начинает жить своей жизнью. Поэтому хорошие дворники – это необходимое условие адекватной работы датчика дождя.
И ещё неплохо было бы помнить, что зачастую с датчиком дождя связаны не только дворники. Именно этот датчик может закрывать окна и люк, если вдруг пошёл дождь, или включать кондиционер для просушки воздуха (для избежания запотевания стёкол). Так что дворники – это ещё не всё, что может работать по собственному наитию в случае немытого лобового стекла.
Кстати, никто не обещал лёгкой жизни с датчиком дождя в снегопад. Часто он не видит снега (нет преломления на стекле – нет осадков), но это нормально, и считать это неисправностью нельзя.
К сожалению, не у всех производителей эта опция радует разумностью работы. Тут очень многое зависит от того, насколько качественно продуман алгоритм работы дворников в зависимости от данных датчика дождя (сами датчики принципиально не отличаются). Иногда даже с чистым стеклом и прекрасными щетками система бесит водителя неадекватной оценкой происходящего. Что ж, бывает.
Ставить или нет?
Сначала пару слов о простом – о замене лобового стекла. Датчик дождя – это не деталь лобового стекла. Да, в некоторых случаях линза датчика уже приклеена с помощью оптического скотча на стекло, поэтому при замене последнего нужно убедиться, что оно там есть. В других случаях датчик переставляется (клеется и ставится в скобы) на новое стекло полностью. И тут единственная сложность – не накосячить с наклейкой линзы. Если под ней попадёт мусор, воздух или останутся отпечатки пальцев криворукого мастера, датчик либо не будет работать совсем, либо не будет работать правильно. Второй случай встречается часто: судя по преломлению, идёт дождь, датчик включает дворники, а те потом работают без остановки. Но бывает и прямо противоположная ситуация: из-за грязного стекла датчик «не видит» изменения преломления света и не включает дворники вовсе. Что хуже, сказать трудно, но в обоих случаях виноват не датчик, а его кривая установка.
Так можно ли поставить такой датчик самому? Можно. Сейчас в Интернете продают кучу таких устройств, которые легко поставить на любую машину. Причём забавно, что не все они китайские – есть и российских производителей. Комплекты отличаются и ценой (можно купить буквально за 800 рублей), и дизайном, и функционалом. Трудно сказать, насколько хорошо они работают. В целом все те, кто не пожалел денег на нормальный комплект за 4-5 тысяч рублей, довольны его работой.
Обычно в комплекте есть сам датчик с контроллером и немного проводки, которую надо подключить к разъёму управления дворников. Вот только ставить такой нештатный датчик обычно приходится немного «колхозно» – в зоне, где до него всегда можно дотянуться рукой. А что поделать, если управление стоит непосредственно на нём… Хотя есть и датчики, в комплекте с которыми лежат даже отдельные кнопки с режимом Auto. В общем, если очень захотеть, поставить можно. Только сделать это надо аккуратно, иначе толку от него не будет.
И хотелось бы предупредить: клеить линзу датчика суперклеем – это обычно плохая идея. Суперклей со временем теряет свойства и начинает немного иначе преломлять свет. Лучше пользоваться специальными средствами для установки и обезжиривания стёкол. Какими именно, называть не буду (не хочу делать бесплатную рекламу), но такие средства в продаже есть.