В данной статье рассмотрим основную задачу и принцип работы датчика дождя. Исходя из названия, становится понятным что это за прибор и его основное предназначение. Датчик дождя призван распознавать наличие осадков и автоматически включать стеклоочистители. Ведь грязь и дождь на стекле вызывает серьезные затруднения при управлении автомобилем, а постоянное включение и выключение дворников лишний раз отвлекает водителя от дороги.
Он, как и любое нововведение в первую очередь предназначен для повышения комфорта при управлении автомобилем. В последнее время датчик дождя получил широкое распространение, его вполне можно увидеть в базовой комплектации машин среднего и гольф-класса.
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:
- фотодиод;
- два светодиода;
- датчик освещения;
- фольга;
- электронный блок управления (ЭБУ).
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.
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.
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.
Реальные и мифические недостатки
Как и любое устройство, датчик обладает достоинствами и недостатками. К недостаткам можно отнести несвоевременное включение дворников (достаточно нескольких капель для срабатывания, тем не менее, они должны обязательно попасть в зону действия датчика). При срабатывании дворников не всегда включается омыватель стекла, и грязь только размазывается, снижая видимость. Еще одним недостатком является запоздалое срабатывание, хотя этот эффект можно устранить с помощью настройки. К заблуждениям относится мнение, что датчик бесполезен в зимнее время года. Изучив принцип его работы, становится понятно, что его функции актуальны не только при дожде, но и при снеге.
Изучив принципы работы и пример установки, можно сказать, что датчики дождя заслуженно получили широкое распространение в автомобильной индустрии и являются важными составляющими безопасного вождения.
Сам по себе ДД не является изобретением японских автомобилестроителей: подобные системы тестировались на легковых машинах американцами с середины ХХ века, однако широкого распространения так и не получили. Изобретение пытались внедрить компании концерна «Джи-Эм».
Инженеры хотели установить датчик на флагманский «Кадиллак Эльдорадо», но не смогли довести технологию до ума, поэтому был освоен только лимитированный выпуск таких машин. Сейчас наличие датчика дождя позиционируется как преимущество для машин гольф-класса и «бюджеток»: бизнес- и премиум сегмент оснащаются технологией по умолчанию.
Разработка ушла далеко за пределы автомобилестроения: датчики дождя используются в сельскохозяйственных комплексах, охранных системах, технологических цепочках на промышленных предприятиях, в системах «Умный дом».
Полное название функционального элемента — «датчик дождя и освещённости». Его задача — автоматически активировать стеклоочистители в режиме достаточном для полного удаления влаги с ветрового стекла. Целью внедрения компонента можно назвать повышение безопасности движения в плохую погоду: водитель не тратит время на активацию и выбор режима работы дворников; он полностью сконцентрирован на управлении автомобилем. Также устройство будет не только активировать дворники: оно самостоятельно включает фары при смене освещённости.
Одна из типовых претензий к датчикам дождя — нестабильная работа описываемой электронной системы на автомобилях производства начала/середины 2000-х. Даже на премиальных марках вроде BMW или Audi измеритель работал некорректно и не запускал дворники. На сегодняшний день работа устройства выведена на эталонный уровень: ДД стабильно работает даже на бюджетных машинах отечественного производства.
Из чего состоит датчик?
Конструкция датчика дождя довольно проста. Система автоматической очистки стёкол работает за счёт наличия:
- группы фотоэлементов: в состав системы входят фотодиод внешнего освещения и дистанционный фотоэлемент;
- светодиодов;
- блока реле;
- управляющего блока;
- инфракрасного излучателя.
Компоненты датчика заключены в защищённый пластиковый корпус, который помещён внутрь салонного зеркала заднего вида.
Как работает?
Механика завязана на перманентном анализе электроникой входящих/исходящих световых лучей. В память блока управления занесены сведения о параметрах световых лучей в ясную погоду при нормальном освещении. Постоянно падающие дождевые капли преломляют световую волну, что распознаётся блоком управления как отклонение от нормы. Также задействована технология обратного импульса: устройство генерирует световые потоки и принимает их. Допустим у нас есть энное количество света, излучаемого датчиком. В сухую и ясную погоду количество входящих волн будет примерно равно количеству исходящих потоков.
Если расхождение существенно, то измеритель активирует либо стеклоочистители, либо головную оптику.
Выходной светодиод призван реагировать на изменение интенсивности атмосферных осадков. Предназначение датчика наружного освещения, думаем, понятно из названия. Реле, в свою очередь, управляет автоматическим включением дворников и при необходимости активирует омыватель.
Если автомобиль оснащён описываемым устройством, то автовладельцу придётся привыкнуть к такому явлению, как несанкционированное срабатывание. Оно может возникнуть из-за загрязнения «лобаша» (особенно, когда таковое располагается в зоне хода стеклоочистителя).
Спровоцировать датчик могут разводы, налипшие насекомые, продукты жизнедеятельности пернатых, потожировые следы.
Мифы о датчике дождя
Массовое внедрение рассматриваемой технологии в автомобильную промышленность породило неимоверное количество феерических заблуждений относительно того, как работает датчик дождя в автомобиле. Разберём самые бредовые. Первое место вне конкуренции. Доподлинно не установлено, кто разработал теорию о том, что ДД измеряет не входящие/исходящие потоки света, а (внимание!) интенсивность ударов капель дождя по поверхности лобового стекла. В этой ситуации достаточно просто представить сколько бы стоило такое «умное» стекло и сколько бы мороки было с его установкой и подключением.
Миф № 2: ДД нефункционален в период заморозков и сезонных холодов. Действительно, в этот период замечаются определённые отклонения функционального состояния. Но это не означает, что датчик замёрз. Просто прибор по-иному считывает показания, когда на лобовом лежит снег и образуется наледь. Параметры преломления лучей коренным образом изменяются. Однако, если в стекло встроены нити накаливания, то измеритель работает штатно.
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.
Система автоматического включения стеклоочистителей. Расположение сенсора
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:
- идентификация дождя и снега;
- анализ загрязненности лобового стекла;
- управление стеклоочистителями, а также регулировка режима их работы;
- автоматическое включение света при недостаточной освещенности (в случае комбинированного датчика).
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.
Принцип действия датчика
Датчик определения осадков представляет собой корпус, внутри которого находится плата и оптические элементы. Основные компоненты устройства:
- фотодиод;
- два светодиода;
- (при наличии);
- блок управления.
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.
- Светодиод посылает импульсные лучи, которые фокусируются через оптический элемент.
- Световой сигнал отражается и попадает на фотоприемник, который анализирует количество света и степень отражения.
- Для защиты от ложных срабатываний луч света направляется в фотодиод импульсами. Даже в случае попадания сторонних световых потоков система защищена от ложного срабатывания.
- Чем хуже воспринимается световой сигнал фотоприемником, тем выше система определяет значение уровня осадков и регулирует работу стеклоочистителя.
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:
- Найти подрулевой переключатель, отвечающий за работу стеклоочистителей и омывателя.
- Повернуть кольцо переключателя из начального положения в значение от 1 до 4. Чем выше показатель, тем больше чувствительность элемента.
- Проверить работоспособность системы.
Переключатель датчика 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:
- включить датчик дождя;
- нанести воду с помощью распылителя на лобовое стекло;
- дождаться срабатывания системы в течение 20-30 секунд.
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.
Этот умный прибор расположен внутри машины - как же он чувствует дождевые капли? Секрет в том, что датчик дождя реагирует не на влагу, а на свет. В нем есть два элемента: светодиод и фотодиод. Светодиод испускает инфракрасный свет. Мы этот свет не видим, хотя активно используем в быту - например, переключая пультом телевизионные каналы.
Инфракрасный свет попадает на стекло, частично отражается от его гладкой поверхности и возвращается на датчик. Тут его ловит фотодиод. Он определяет, какое количество света вернулось. Когда стекло сухое, возвращается много света. Когда мокрое - намного меньше, так как через капли воды свет легко проникает наружу. Зафиксировав, что стекло влажное, датчик активирует стеклоочистители. Некоторые модели датчиков могут весьма точно определять количество влаги и соответственно регулировать скорость «дворников» и подачу омывающей жидкости.
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: Камри, Passat, 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 .
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.
Дождь, снег, пыль, летящая навстречу мошкара, усложняют жизнь любого водителя. Чтобы не нарушать видимость приходится постоянно отвлекаться на переключение дворников, что сложно в условиях, когда дорога, итак, скользкая и плоха видна. Однако можно заметно облегчить езду на машине, если использовать датчики дождя (ДД), которые устанавливаются на лобовое стекло и активируют дворники, если на поверхность попадает вода.
Раньше такими устройствами могли похвастаться только владельцы иномарок класса «Люкс», в которых ДД встраивались непосредственно в процессе производства авто. Сегодня эту опцию можно заказать при покупке практически любого нового автомобиля или установить датчик самостоятельно, выбрав подходящую модель устройства или и вовсе приобретя универсальный ДД. Однако, некоторые полагают, что подобный девайс является совершенно бесполезным, и нет никакого смысла за него переплачивать.
Как работает ДД
Датчики крепятся с внутренней стороны салона авто на лобовое стекло. Устройство фиксируется таким образом, чтобы охватить всю зону работы штатных щеток машины. При этом неважно нанесена ли на поверхность тонировка (или наклеена только полоса сверху). Дело в том, что ДД активируется не от воды, а в зависимости от уровня отражения ИК излучения.
Универсальный прибор состоит из:
- фотодиода (фотоприемника);
- двух светодиодов (инфракрасных излучателя);
- датчика освещения;
Мокрое и сухое стекло отличаются по углу ИК излучения. Когда диод начинает излучать луч, он отражается от поверхности и передает сигнал на фотоприемник. Фотодиод определяет, сколько света вернулось, и активирует дворники. На мокром стекле свет пропускается намного проще. То же самое происходит, когда на стекле появляется много снега или загрязнений. В этом случае дополнительно активируется подача жидкости стеклоомывателя.
Полезно! Бытует мнение, что датчики дождя не работают зимой или в том случае если на стекле тонировка. Это не так. Устройство будет работать независимо от этого.
Некоторые модели ДД работают немного по другому принципу. Они считывают, сколько капель или снега находится на стекле и при необходимости активируют работу дворников. Однако такие девайсы обладают одним недостатком – устройство может начать реагировать, даже если об лобовое стекло ударится насекомое. Есть и другие нюансы, которые стоит учесть.
Плюсы и минусы
Прежде всего, ДД помогают водителю забыть о необходимости постоянного переключения дворников. Таким образом, езда становится более комфортной и безопасной. Не нужно отвлекаться на мокрые стекла, поэтому можно полностью сконцентрироваться на дороге.
Многие уверены в том, что в ночное время такие датчики оказываются совершенно бесполезными. На самом же деле на инфракрасное излучение не влияет время суток, так как оно никак не связано со светом. Поэтому устройство одинаково работает и днем и ночью.
Кроме этого, в некоторых современных устройствах дополнительно встраивается и датчик света. Таким образом, можно автоматизировать не только дворники, но и включение фар.
Однако это не означает, что не нужно быть готовым к сюрпризам. Любая электроника рано или поздно выходит из строя. Некоторые неправильно настраивают или устанавливают ДД, поэтому устройство начинает срабатывать с большим опозданием или, наоборот, активируется от любого прикосновения к лобовому стеклу.
Правильная установка ДД
Монтировать устройство можно самостоятельно. Для этого нужно найти блок предохранителей (обычно он находится ниже руля с левой стороны) и заменить штатное реле (самое крайнее в левом верхнем ряду) на реле ДД. Действовать нужно очень осторожно. Штатное реле очень крепко «сидит» в гнезде, поэтому можно легко повредить его крепление. Поэтому лучше аккуратно подцепить его ножом и вытянуть наружу.
На следующем этапе нужно:
- Тщательно протереть поверхность стекла.
- Приклеить блок управления устройством на стекло (изнутри салона). Обычно для этого в комплекте с изделием идет двусторонний скотч или специальный гель.
- Соединить реле ДД с ЭБУ при помощи провода. Лучше всего проложить проводку под потолком и по левой стойке дойти вниз до блока реле.
- Закрыть блок предохранителей и произвести необходимые настройки.
По такому же принципу осуществляется установка универсальных устройств.
Тест и настройка
Чтобы убедиться, что система работает нормально, необходимо переключить дворники в первое положение. После этого на стекло нужно вылить (лучше из распылителя) небольшое количество воды. ДД должен сразу активировать щетки, которые начнут работать сначала более интенсивно, а потом они замедлятся и остановятся по мере удаления воды с лобового стекла. Если водитель не удовлетворен результатом, то достаточно настроить режим работы датчика (все настройки указаны в инструкции).
Однако, даже если ДД работает как часы, нужно всегда иметь доступ к ручному управлению щетками. Например, если пролетающая птица «оставила сюрприз» в виде помета на лобовом стекле, то автоматическая система может и не сработать.
Также стоит учитывать и возможность того, что ДД (если в нем предусмотрен режим считывания количества капель) начнет срабатывать от мошек, которые попадают на стекло. Поэтому в сухую погоду его рекомендуется отключать. Выбирать устройство лучше всего по марке своего авто.
Стоимость ДД
Владельцы отечественных автомобилей отдают предпочтение моделям ДДА, которые подходят для большинства машин. Например, ДДА-35 можно использовать для любого авто, в котором есть встроенное реле стеклоочистителя. Стоимость такого устройства составляет порядка 1 300 рублей. Чуть дороже обойдется ДДА-55 (1 700 рублей). Он также подходит для авто со встроенными реле стеклоочистителя, но больше всего положительных отзывов о нем оставляют владельцы Лада Гранта, Калина-2 и Лада Ларгус.
Если покупать датчик под конкретную марку машины, то риск сбоя работы устройства, несомненно, понижается, однако стоят такие ДД на порядок дороже. Например, если купить японский датчик для Toyota Avensis, то придется заплатить около 3 800 рублей. Для Mazda CX5 устройство уже будет стоить 4 500 рублей. Поэтому все зависит от конкретного авто.
Некоторые экономят и заказывают ДД напрямую из Китая. В этом случае можно найти универсальный датчик за 900 рублей.
