Датчик дождя в автомобиле что это? мифы и реальность

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;
• датчик света (при наличии);
• блок управления.

В момент обнаружения повышенного уровня осадков датчик генерирует управляющий сигнал для включения стеклоочистителей, а также управляет интенсивностью их работы.

Обзор аппаратного обеспечения

Типовой датчик дождя состоит из двух компонентов.

Сенсорная панель

Датчик включает в себя сенсорную панель с рядом открытых медных дорожек, которая размещается на открытом месте, например, на крыше или там, где на нее могут воздействовать осадки.

Обычно эти дорожки электрически не связаны друг с другом, но вода образует между ними электрический контакт.

Рисунок 2 – Сенсорная панель

Модуль

Датчик также содержит электронный модуль, который соединяет сенсорную панель с Arduino.

Модуль выдает выходное напряжение в соответствии с сопротивлением сенсорной панели, которое доступно на выводе аналогового выхода (AO).

Тот же сигнал подается на прецизионный компаратор LM393 для его оцифровки, сигнал с выхода компаратора подается на вывод цифрового выхода модуля (DO).

Рисунок 3 – Регулировка чувствительности датчика дождя

Для регулировки чувствительности цифрового выхода (DO) модуль имеет встроенный потенциометр. С помощью этого потенциометра вы можете установить порог срабатывания; таким образом, когда количество воды превышает пороговое значение, модуль выдаст низкий логический уровень, в противном случае он будет выдавать высокий логический уровень.

Поверните движок потенциометра по часовой стрелке, чтобы увеличить чувствительность, или против часовой стрелки, чтобы уменьшить ее.

Рисунок 4 – Индикаторы питания и состояния датчика дождя

Помимо этого, модуль имеет два светодиода. Индикатор питания загорится, когда на модуль подано напряжение питания. Светодиод состояния загорится, когда на цифровом выходе будет установлен низкий логический уровень.

Принцип работы

Датчик дождя включает в себя инфракрасный светодиод и фотодиод. Светодиод выпускает инфракрасные лучи, они отражаются ветровым стеклом и фиксируются фотодиодом. В обычном случае, когда стекло сухое, весь свет отражается обратно. Если на стекле присутствуют водные капли, происходит преломление луча. Чем больше влаги на стекле – тем больше степень преломления. Далее информация об этом попадает на специальный контроллер, который и рассчитывает скорость работы дворников. Поскольку светодиод выпускает только инфракрасные лучи, датчик одинаково хорошо работает днем и ночью, при этом он не восприимчив ко всем другим источникам света (солнцу, фарам автомобиля и т.д.).

Большинство датчиков дождя очень чувствительны, они срабатывают даже при наличии минимальных капель, поэтому некоторые модели снабжены ручной настройкой чувствительности: датчик может включать дворники при первых каплях или только после того, как дождь пойдет в полную силу. Датчик может обнаружить на стекле не только капли воды, но и грязь. Поэтому в некоторых случаях он также может управлять стеклоочистителями. Общая последовательность работы выгляди так:

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:

• установление факта начала дождя, а также снега;
• определение степени загрязнения лобового стекла;
• автоматическое включение дворников при осадках и задание режимов их работы в зависимости от интенсивности непогоды;
• включение световых приборов при низком уровне освещенности (касается датчика света).

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.

Недостатки

При всей внешней привлекательности подобного изделия ему свойственны определенные недостатки, о которых нельзя не упомянуть. К ним необходимо отнести:

1. Несвоевременное срабатывание. Бывает, попадание единственной капли в зону действия датчика заставляет его включать дворники, хотя остальное стекло чистое и сухое. Возможна и обратная ситуация, когда вода или грязь от встречной машины заливает стекло со стороны водителя, но не достигает датчика, и стеклоочистители не включаются.
2. Включение дворников без включения омывателя стекла. Работа стеклоочистителей при попадании грязи на стекло приводит к тому, что грязь просто размазывается.
3. Чувствительность к качеству стекла. Малейшие неровности, трещины и сколы приводят к тому, что он перестает работать.
4. Запаздывание срабатывания. Оно может составлять в некоторых случаях до двух секунд, отчего создается впечатление, что не работает датчик дождя. Поэтому порой мало просто приклеить, необходимо привыкнуть к его наличию, преодолевая желание вручную включить дворники.

Проверить, как работает такое управление стеклоочистителем, просто. Необходимо только плеснуть водой в зону расположения датчика. К примеру, на видео показано, как проверить работу дворников.

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 датчиков дождя автомобиля

Автопроизводители потратили годы на то, чтобы усовершенствовать стеклоочистители, которые знают точный момент, когда им необходимо включиться и с какой именно скоростью им необходимо работать.

Принцип работы датчиков дождя автомобиляДатчик дождя приводит в движение стеклоочистители автомобиля , когда на улице начинает капать ненастная погода. При этом он регулирует скорость дворников, в зависимости от того, идет ли на улице ливень или накапывает мелкий дождик. Но так было не всегда.

История функции автоматической работы дворников

Первые попытки создать устройство в автомобиле распознающее непогоду на улице, начаты в 1970 году компанией Citroёn в модели SM. В SM работала функция автодождя с прерывистыми задержками и питалась за счет электрического тока моторчика стеклоочистителей. По мокрой поверхности лезвия дворников скользят свободнее, тратя меньше энергии, встречая меньше сопротивления. Полагаясь на этот косвенный признак, система определяла выпадают ли на машину осадки. При включённой опции «Датчик дождя», каждые 10 минут производился контрольный запуск дворников. Если дворники скользили по поверхности лобового стекла, не получая положенного сопротивления, система понимала, что идет дождь и запускала стеклоочистители, пока сопротивление при трении по стеклу не восстанавливалось. Погрешность определения ненастной погоды, при таком механизме была велика. Citroёn SM был дорогой моделью и относительно редким автомобилем, поэтому попытки совершенствования автоматических стеклоочистителей продолжались.

Успех компании GM в борьбе за автоматическое распознавание непогоды

Buick, или по крайней мере General Motors, стали прародителями системы автоматического включения дворников автомобиля в том виде, в котором она работает сейчас. В 1996 году Cadillac STS, Cadillac Eldorado, и Cadillac DeVille оборудованы датчиками дождя Rainsense, первой системой, чувствовавшей, когда начинали выпадать осадки и пора включать дворники. Месяцы спустя, в 1997 году, система появилась в Buick. Принцип работы устройства не изменился до сегодняшнего дня. В Rainsense осадки обнаруживал модуль, установленный на внутренней стороне лобового стекла, позади зеркала заднего обзора. Этот модуль содержит восемь светодиодов и набор световых коллекторов. Когда погода сухая, светодиоды отражают свет от лобового стекла в коллекторы. Но когда капля приземляется в передней части модуля, свет преломляется и устройство дает отмашку щеткам стеклоочистителя.Заметим, что в ранних версиях Rainsense для ее работы требовалось участие водителя. Минусы технологии GM в том, что в условиях легкого тумана или моросящего дождя, датчики не всегда реагировали.

С 1996 года принцип распознавания дождя Rainsense не изменился, но с появлением компьютерных технологий и сверхчувствительных датчиков, улучшился. Подробности на схеме.

Распространённые мифы

Также в обществе автомобилистов сформировалось несколько мифов, в которые многие продолжают упорно верить. Они несколько портят репутацию датчиков дождя. Потому эту несправедливость лучше исправить.

Датчик не работает в темноте. Очень распространённое заблуждение, которое не имеет ничего общего с действительностью. Информация о наличии загрязнений поступает на электронный блок за счёт работы инфракрасных лучей

Поэтому не важно, какое на улице освещение. Даже в полной темноте, если на лобовое стекло налить воду, автоматика запустит в работу стеклоочистители

Это не сложно проверить в домашних условиях.
Сенсоры не могут функционировать, если стекло затонировано. Ещё один популярный миф, который следует развеять. Хотя некоторая доля правды тут есть. Чтобы на тонированном стекле сенсор дождя работал в обычном режиме, для датчика нужно сделать небольшое отверстие в тонировке. Внешне вы его совершенно не заметите, зато тонировка не будет никак мешать работе датчика.
Зимой датчик следует обязательно отключить. Это утверждение не соответствует действительности. Да, в зимний период работа сенсора несколько меняется в худшую сторону, поскольку он предназначен для борьбы с каплями дождя, а не со снегом. Но если на машине дополнительно присутствует устройство обогрева ветрового стекла, тогда даже в условиях сильного снегопада датчик будет работать не менее эффективно, чем при проливном дожде.
При замене лобового стекла нужно покупать и новый сенсор, подключать его и соединять с дворниками. Не совсем правда. Если стекло нужно поменять, но сам сенсор остался целым, его можно установить на новое стекло. Важно лишь, чтобы на новом стекле присутствовало специальное окошко, предусмотренное для монтажа сенсора. Когда происходит наоборот, то есть ломается датчик при целом ветровом стекле, менять последнее не придётся.
Сенсор постоянно ломается, и его нужно менять регулярно. Это миф, хотя определённая доля правды тут есть. Если сенсор будет постоянно под воздействием загрязнений, нормально функционировать он не сможет. Но тут проблема не в поломке самого датчика, а в том, что водитель забывает ухаживать за лобовым стеклом. Если удалить всю грязь и избавиться от конденсата, который за долгое время эксплуатации может накапливаться на поверхности датчика, тогда он продолжит качественно выполнять возложенные на него функции.

Отсюда можно сделать вывод, что при правильной установке и в условиях грамотного ухода датчик дождя даёт целый ряд объективных преимуществ. Он повышает уровень безопасности при управлении транспортным средством, снимает с водителя обязанности по включению и выключению стеклоочистителей. Тем самым он не отвлекается от дороги.

Рекомендуется выбирать автомобили, на которых стоят современные многофункциональные датчики. Такие устройства отвечают не только за своевременное включение и выключение щёток стеклоочистителя, но также могут автоматически закрывать люк на крыше и окна на дверях машины. Когда внезапно во время поездки обрушивается сильный ливень, водителю приходится отвлекаться, нажимать разные кнопки, чтобы вода перестала проникать в салон. Автоматика работает быстро и эффективно. Нужно лишь немного подождать, пока электродоводчики получат команду от электронного блока управления и закроют все окна. На это уходит куда меньше времени, чем закрытие окон и люка вручную.

Пользоваться датчиком дождя или нет, каждый автомобилист решает сам. Если вас не устраивает слишком высокая чувствительность этого сенсора, в большинстве случаев её можно настроить

Это позволит полноценно наслаждаться автоматической работой стеклоочистителей, концентрировать всё внимание на дороге и не отвлекаться на регулировку работы щёток

Установка датчика дождя

Закрепление датчика дождя происходит под лобовым стеклом на обратной стороне зеркала заднего вида. Во время установки устройства учитываются следующие нюансы:

Датчик должен располагаться на лобовом стекле таким образом, чтобы он не мешал водителю смотреть на дорогу

При этом важно устанавливать его в зоне, которая очищается дворниками во время их работы. В противном случае устройство может функционировать некорректно.
В зоне расположения датчика не должно быть трещин и других дефектов, так как от этого зависит эффективность его работы.
Перед закреплением прибора нужно убедиться в том, что дворники эффективно очищают лобовое стекло и не оставляют загрязнений.

Установка датчика может быть произведена как в сервисном центре, так и самостоятельно. Тем более это совсем несложно. Никаких специальных инструментов для монтажа не потребуется.

Ниже мы приведём инструкцию по установке простого датчика дождя ДДА-35.

Для начала надо «прицелиться» — выбрать место с внутренней стороны лобового стекла, куда будет приклеен датчик. Как уже говорилось раньше, он не должен мешать обзору водителя. Для красоты желательно выверить место и установить датчик вверху посередине, рядом с креплением зеркала.

У покупных датчиков дождя чаще всего имеется в комплекте специальная салфетка для протирания и обезжиривания стекла. Благодаря этому датчик крепится лучше.

Если в комплекте такой салфетки нет, можно воспользоваться любой салфеткой для стекол.

Тщательно протираем место на лобовом стекле, куда будем клеить датчик дождя.

С внутренней стороны датчика снимаем защитную плёнку, тем самым открывая крепления, которые будут удерживать датчик на стекле.

После этого прикладываем датчик дождя к выбранному на стекле месту и внимательно прижимаем устройство к стеклу. Стараемся, чтобы всё получилось ровно, так как второго шанса у нас не будет. С каждым отсоединением держатель будет всё хуже и хуже приставать к поверхности.

Провод от датчика проталкиваем под обивку потолка.

Если места под обивкой не хватает, то немного ослабляем винты крепления козырька.

Снимаем со стойки накладку и прокладываем провод под ней. После этого надеваем накладку обратно.

Идём ниже. Аккуратно заталкиваем кабель под уплотнитель стойки.

Открываем блок предохранителей (в разных моделях он находится в разных местах), и устанавливаем датчика дождя на место реле управления стеклоочистителем (обязательно соблюдаем маркировку и положение ключа). Если не знаем точно, куда устанавливать реле, смотрим в документации.

Остатки кабеля при необходимости можно смотать и оставить в монтажном блоке.

На этом процесс установки датчика дождя на автомобиль закончен. Остаётся проверить его работоспособность, брызнув водой на ветровое стекло (при включенном зажигании автомобиля, конечно же).

Проверка работоспособности датчика дождя

Также можете посмотреть видео об установке датчика дождя:

После подключения устройства, управление дворниками может осуществляться и вручную. Это может быть необходимо в случае, когда из под колес движущегося впереди автомобиля на стекло попадает влага, которая не достает до зоны действия датчика. В таком случае водитель включает дворники вручную.

Настроить прибор необходимо сразу же после установки, чтобы не отвлекаться на такие действия во время движения. В ДДА-35 имеется 3 режима работы — стандартный, дождь и снег. Режимы переключаются нажатием единственной кнопки поочерёдно.

Встроенные заводские датчики дождя настраиваются при помощи подрулевого переключателя. Ручка включения стандартно имеет 5 положений (бывает и больше, и меньше). В положении «0» устройство выключено. Цифры от 1 до 4 означают степень чувствительности датчика. При включении устройства в режим 4 оно будет работать в режиме максимальной чувствительности. Для выключения достаточно повернуть ручку в положение 0.

Датчик дождя настраивается при помощи подрулевого переключателя

Совет!
В сухую погоду рекомендуется отключать прибор, так как он может периодически срабатывать. В пример можно привести попадание на лобовое стекло насекомых.

Возможные сложности

Автолюбители, которые уже испытали подобную систему автоматизации, говорят о несовершенстве подобного прибора. Сложности возникают в следующем:

1. Датчик не всегда работает, когда это нужно. Часто включение дворников происходит только тогда, когда дороги уже совсем не видно.
2. Также система не срабатывает в дожди, когда необходима постоянная очистка. В таких ситуациях возникает необходимость в дополнительной перенастройке устройства.
3. Включение дворников осуществляется в сухую погоду, и когда в этом нет необходимости.
4. Многие модели прибора имеют возможность подключаться к другим автоматизированным системам автомобиля.

Все эти недоработки производителей заставляют отключать автоматику и самостоятельно контролировать чистоту. Так получается, что устройство, имея свой характер, самостоятельно решает, что и когда включить или выключить.

Как работает датчик дождя на авто

Устройство постоянно работает в дежурном режиме, оценивая степень сухости стекла и его загрязнённость. Инфракрасный излучатель посылает луч, который падает на лобовое стекло, срабатывающее, как зеркало. Полученный сигнал принимается фотоэлементом.

В память устройства заложены характеристики отражения луча при разной степени интенсивности осадков. При намокании стекла параметры отраженного луча меняются, и автоматически включаются дворники. В более сложных моделях при большом количестве попавшей воды начинают работать омыватель стекла, система осушения тормозных элементов и закрывается автомобильный люк.

Как только стекло станет сухим, устройство выключится самостоятельно и выключит все подчиненные элементы. Датчик имеет очень высокую степень чувствительности, поэтому реагирует в течение нескольких миллисекунд. Параметры включения можно изменить, увеличив степень влажности стеклянной поверхности. То есть датчик вполне можно подстроить под пожелания владельца автомобиля. Такая возможность присутствует практически во всех моделях.

Чувствительность датчика на снег ниже, чем на дождь. Для срабатывания нужно, чтобы снежинки растаяли и превратились в капли. Чтобы ускорить этот процесс и сделать срабатывание более оперативным, в месте крепления блока управления на лобовом стекле можно подключить локальный обогрев. Тогда процесс будет происходить гораздо быстрее.

Популярные миры

Напоследок хочется рассказать о нескольких популярных мифах, которые связаны с датчиками дождя на автомобилях.

В них действительно многие продолжают верить. И это может стать проблемой в определенных случаях.

• Датчики дождя только за доплату. В действительности эти контроллеры становятся обязательным условием базовой комплектации во многих странах, поскольку непосредственно связаны с безопасностью. Хотя бывает так, что первая версия авто их не имела, а после того, как состоялся рестайлинг, датчик появился в базовой комплектации. Это просто связано с выполнением автопроизводителем новых требований;
• Контроллер реагирует на падающие капли дождя. Этот вопрос уже разобрали. Нет, он реагирует не на влагу, а на преломленный свет;
• Ночью система не работает. Инфракрасные излучения совершенно никак не зависят от наружного освещения. Руководствуясь этой логикой, ночью пульт от телевизора тоже не работал бы;
• При непосредственной замене стекла датчика уже не будет. Тоже миф. Но условный. Все зависит от конкретного стекла. Большинство современных стекол идут с предусмотренным местом под эту систему;
• В зоне самого датчика на стекле нельзя клеить тонировку. На самом деле можно. Но лучше вырезать под контроллер небольшое отверстие;
• Зимой это бесполезная функция. Если имеется подогрев стекла, то есть снег превращается в воду, тогда функция работает точно так же, как весной, летом и осенью.

Если, помимо датчика дождя, вам хочется узнать кое-что интересное о датчике света, переходите по этой ссылке и читайте довольно познавательный материал.

Думаю, на этом можно заканчивать

Всем спасибо за внимание!. Watch this video on YouTube

Watch this video on YouTube

Не забывайте оставлять свои комментарии и задавать вопросы!

Подписывайтесь, рассказывайте о нас своим друзьям и ждите много новых и интересных материалов на нашем сайте!