Πέμπτη, 5 Φεβρουαρίου 2009

Εν αρχή ην το φως



Στα 100+ χρόνια που κυκλοφορούν τα αυτοκίνητα στους δρόμους μόλις 3 τεχνολογίες φωτισμού έχουν υιοθετηθεί.Αρχικά ήταν τα φώτα τεχνολογίας αλογόνου,στη συνέχεια ακολούθησαν τα φώτα υψηλής εντάσεως εκκένωσης με τη βοήθεια του ευγενούς αερίου ξένου και η πιο πρόσφατη υλοποίηση είναι των φωτοεκπομπών διόδων πιο γνωστά ως LED.



Σε αντίθεση με ότι συμβαίνει συνήθως στα τεχνολογικά επιτεύγματα που η πιο καινοτόμα τεχνολογία αντικαθιστά την παλιά στην περίπτωση αυτή συμβαίνει το εξής παράδοξο αυτή τη στιγμή όπου οι 3 διαφορετικές τεχνοτροπίες συνυπάρχουν με την πρωτοκαθεδρία να εξακολουθεί να την έχει η αρχαιότερη εξ' αυτών δηλαδή η υλοποίηση των αλογόνων. Αυτό το παράδοξο συμβαίνει αποκλειστικά και μόνο λόγω κόστους αφού η διαφορά σε απόδοση μεταξύ των τεχνολογιών είναι χαοτική.





Πριν αναφερθούν αναλυτικά τα επιμέρους χαρακτηριστικά της κάθε τεχνολογίας κρίνεται σκόπιμη μια μικρή εισαγωγή με όρους οπτικής φυσικής για την ευκολότερη κατανόηση της συνέχειας του άρθρου.



Το ορατό μήκος κύματος που αντιλαμβάνεται το ανθρώπινο μάτι βρίσκεται ανάμεσα στο εύρος των 400-700 νανομέτρων. Μέσα σε αυτό το εύρος βρίσκονται όλα τα χρώματα που αντιλαμβανόμαστε με το αισθητήριο της όρασης. Ότι βρίσκεται κάτω από τα 400 nm ανήκει στο υπεριώδες φάσμα του φωτός και ότι βρίσκεται πάνω από τα 700 nm ανήκει στο υπέρυθρο , αμφότερα μη ορατά από το ανθρώπινο μάτι. Η θερμοκρασία του φωτός που από παγκόσμια σύμβαση μετράται σε βαθμούς Kelvin μας δείχνει το πόσο ερυθρό ή πόσο ιώδες είναι το φως που βλέπουμε. Για παράδειγμα η κοκκινωπή φλόγα του σπίρτου που ανάβει είναι γύρω στα 1700Κ ενώ ο νεφελώδης ουρανός είναι γύρω στα 10000Κ.




Το λευκό μονοχρωματικό φως είναι περίπου στα 6000Κ και είναι το φως που παράγει το φλας των φωτογραφικών μηχανών και θεωρείται το πιο φωτεινό. Η ποσότητα του φωτός που εκπέμπουν οι κάθε είδους λυχνίες μετράται σε lumens.





ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΑΛΟΓΟΝΩΝ


Πρόκειται για την πιο ευρέως χρησιμοποιούμενη τεχνοτροπία αυτή τη στιγμή στα αυτοκίνητα. Οι λυχνίες που χρησιμοποιούνται εσωκλείουν το αέριο ιώδιο από όπου προέρχεται και η ονομασία αλογόνο. Η αρχή λειτουργίας είναι απλή με ένα νήμα βολφραμίου να θερμαίνεται και να φωτοβολεί ενώ το αλογόνο υφίσταται προκειμένου να μην σκουραίνει η λυχνία από το βολφράμιο που εξατμίζεται κατά τη λειτουργία ενώ ανεβάζει τη θερμοκρασία λειτουργίας και επίσης τη θερμοκρασιακή υπόσταση του φωτός.


Στην φωτογραφία κλασική λυχνία αλογόνου τύπου H7 συχνά χρησιμοποιούμενη στα τρέχοντα οχήματα



Αυτή τη στιγμή οι καλύτερες λυχνίες αλογόνου του κόσμου παράγουν φως γύρω στα 1500 lumens και θερμοκρασία χρώματος γύρω στα 3100-3200Κ για αυτό το λόγο μας φαίνεται ότι το φως που εκπέμπεται κιτρινίζει. Οι πιο μοντέρνες εξ' αυτών ονομάζονται τύπου xenon και εκπέμπουν πιο λευκό φως γύρω στα 3800-4000Κ αλλά αυτό επιτυγχάνεται βάφοντας τη λάμπα εξωτερικά με μια αχνή μπλε επίστρωση η οποία κλέβει επί της ουσίας μέρος της φωτεινότητας.

H ισχύς που καταναλώνουν είναι 55w και η τάση λειτουργίας τα 12v.Μπορούμε με σχετική ασφάλεια πλέον να πούμε ότι η τεχνολογία των αλογόνων έχει φτάσει στα όρια της εξέλιξης της.





ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΥΨΗΛΗΣ ΕΝΤΑΣΕΩΣ ΕΚΚΕΝΩΣΗΣ




Πρόκειται για τα γνωστά σε όλους μας φώτα αερίου xenon. Το φως που παράγουν είναι εγγενώς λευκότερο από τις λυχνίες αλογόνου και στους τυποποιημένους τύπους που κυκλοφορούν είναι γύρω στα 4150-4300Κ ενώ η φωτεινότητα τους είναι περίπου 3200 lumens και η κατανάλωση ενέργειας 35 W. Η αρχή λειτουργίας τους είναι εντελώς διαφορετική από των αλογόνων.

Στην πραγματικότητα το αέριο xenon χρησιμοποιείται για την αρχική φάση της λειτουργίας όπου παράγεται ελάχιστο φως και επιταχύνει τον χρόνο κατά τον οποίο η λυχνία αποδίδει στις προδιαγραφές της. Το τόξο το οποίο φωτοβολεί εντός της λυχνίας προκαλείται από εξαερωμένα μεταλλικά άλατα ενώ η τάση εκκινήσεως που απαιτείται είναι τεράστια της τάξης των 25 kV ενώ η τάση συνεχούς λειτουργίας είναι τα 85 V. Λόγω των τεραστίων διαφορών δυναμικού που απαιτούνται τουλάχιστον κατά την εκκίνηση προκειμένου να ιονιστεί το αέριο xenon χρησιμοποιούνται μετασχηματιστές.




Στην φωτογραφία η απεικόνιση τυποποιημένης λυχνίας D2s για συστήματα Xenon

Η ευρωπαϊκή νομοθεσία ορίζει ότι τα φώτα αυτής της τεχνολογίας οφείλουν να συνδυάζονται με ειδικά φανάρια τύπου projector , πλυστικά συστήματα καθώς και σύστημα που ελέγχει τη μετατόπιση της λυχνίας κατά τον κατακόρυφο άξονα. Όλα αυτά σε συνδυασμό με τους μετασχηματιστές και τη γενικότερη τεχνολογία αιχμής που χρησιμοποιείται ανεβάζουν το τελικό κόστος σε υψηλά επίπεδα και είναι ο βασικός λόγος που αποτελεί τροχοπέδη στην ευρεία εξάπλωσή τους.




ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΦΩΤΟΕΚΠΟΜΠΩΝ ΔΙΟΔΩΝ






Πρόκειται για την αιχμή του δόρατος αυτή τη στιγμή στις τεχνολογίες φωτισμού ωστόσο η διάδοση τους αυτή τη στιγμή είναι πολύ περιορισμένη αφού μόνο ένα μοντέλο μαζικής παραγωγής χρησιμοποιεί led για τη μεσαία και μεγάλη σκάλα το LEXUS LS 600H ενώ αναμένεται να έχει led και το AUDI R8 V10 το οποίο δεν έχει κυκλοφορήσει ακόμα.



Στην φωτογραφία τα εμπρόσθια φώτα του Lexus LS 600h με φωτοεκπομπές διόδους για όλες τις ανάγκες φωτισμού

Μέχρι στιγμής οι λίγες εφαρμογές LED που υπάρχουν αφορούν τα οπίσθια φώτα και τα εμπρόσθια φώτα θέσης αλλά και πάλι κυρίως η AUDI δείχνει να τα χρησιμοποιεί περισσότερο ωστόσο αναμένεται και άλλες εταιρείες να ακολουθήσουν. Η φωτοεκπομπός δίοδος εκλύει ακτινοβολία ενώ είναι κατασκευασμένη από Γάλλιο , Φώσφορο και Αρσενικό και η ανάμιξη αυτών των ουσιών παράγει το επιθυμητό χρώμα του φωτός.

Μέχρι τώρα στα αυτοκίνητα όπου χρησιμοποιούνται οι φωτοεκπομπές δίοδοι η θερμοκρασία του χρώματος είναι 6000Κ δηλαδή απόλυτο λευκό. Η διαφορά δυναμικού στην οποία λειτουργούν είναι πολύ μικρή γύρω στα 1.5-2.2 V και η κατανάλωση ενέργειας ελαχιστότατη της τάξεως κλάσματος του Watt.

Έχουν πολύ υψηλό χρόνο ζωής πρακτικά μεγαλύτερο του οχήματος που εφοδιάζεται με αυτές και σταθερή φωτεινότητα σε όλη τη διάρκεια ζωής τους και παρουσιάζουν πολύ μικρή πιθανότητα αστοχίας εν γένει.

Δεν υπάρχουν σχόλια:

Δημοσίευση σχολίου