Sensor de chuva e claridade: explicação para mecânicos

Atualizado em 17 de março de 2021

Imagem do sensor crepuscular
Fonte: Hella

O sensor de chuva é um sistema de assistência que tira a responsabilidade do condutor e ativa automaticamente o sistema do limpador do para-brisa quando chove, melhorando significativamente a segurança e o conforto do veículo. Em meados da década de 90, esse sensor começou a ser instalado em veículos, e desde então, tem sido uma característica permanente da eletrônica dos carros modernos.

Inicialmente integrado na base do espelho retrovisor, o sensor de chuva é instalado no interior do para-brisa dianteiro, fora do campo de visão do motorista. Quando detecta a chova, transmite essas informações para a eletrônica de controle do limpador de para-brisa. A frequência do limpador no ajuste intermitente do limpador pode, portanto, ser automaticamente adaptada à intensidade da chuva. Assim, a intervenção manual do motorista é agora, de certa forma, desnecessária.

Já o sensor combinado de luz e chuva combina duas funções em um módulo:

Detecção de chuva e controle automático do limpador de para-brisa.
Gravação do brilho do ambiente para acionar e desligar automaticamente a iluminação do veículo.

Aviso do limpador ligado. Fonte: Hella

Ao girar o interruptor da luz para a posição AUTO (controle automático da luz de circulação diurna) é ativado o sensor de luz, onde a iluminação é ativada ou desativada dependendo do brilho do ambiente.

Interruptor das luzes. Fonte: Audi

Como funciona a tecnologia do sensor de chuva

O sensor de chuva detecta a precipitação no para-brisa usando um método de medição optoeletrônico. O sensor compreende um ou mais diodos emissores de luz (transmissores), um prisma e um fotodiodo (receptor). Um feixe de luz produzido pelo diodo emissor de luz passa através de um prisma para o para-brisa, é refletido várias vezes pela superfície externa do vidro e encaminhado ao fotodiodo.

A combinação da posição do sensor e da superfície do para-brisa seca permite a reflexão máxima do feixe de luz.

Sensor de chuva. Fonte: Hella

Pingos de chuva no para-brisa alteram as propriedades de reflexão, na medida em que todos os feixes de luz não atingem mais seu alvo e são desviados pelas gotas de água.

Quanto maior a intensidade da chuva, menos luz atinge o fotodiodo. A eletrônica de avaliação usa a irradiância para calcular a quantidade de chuva que atinge o para-brisa e transmite a informação necessária para controlar a velocidade do limpador. O sensor faz medições continuamente para que a limpeza possa ser adaptada individualmente à quantidade de precipitação. Se for detectada chuva forte ou spray de um veículo em movimento na frente, o sistema alterna automaticamente da configuração intermitente para a configuração mais alta do limpador.

Como funciona a tecnologia do sensor de luz

As condições de iluminação externa são medidas por um detector optoeletrônico, que utiliza um filtro de vidro a montante, onde o sensor registra comprimentos de onda especiais para distinguir entre luz artificial e luz do dia. A luz ambiente e a iluminação frontal são medidas por dois sensores, que funcionam independentemente um do outro.

A iluminação ao redor do veículo é registrada usando o sensor de luz ambiente em um grande ângulo espacial (Figura 6).

Sensor de luz frontal
Fonte: Hella

A intensidade da luz na frente do veículo é registrada com o sensor de luz frontal em um pequeno ângulo.

Sensor de luz
Fonte: Hella

Para fazer isso, as características do receptor devem estar de acordo com a situação da instalação. Um algoritmo especial usa os dados do sensor e, ao incluir informações adicionais da eletrônica do veículo, detecta várias condições de iluminação (dia, noite, anoitecer ou passagem por um túnel / ponte) e liga ou desliga a luz de circulação diurna de acordo com a situação.

Funções atualizáveis ​​e áreas de aplicação

Dada à estrutura modular, até cinco funções podem ser integradas na geração atual de sensores de luz de chuva. Além de gravar chuva e luz, as seguintes funções de sensor também podem ser cobertas como opções:

Medição de umidade

O sensor de condensação transfere para o aparelho de ar condicionado a umidade relativa e a temperatura medidas no interior do para-brisa. Esta informação é avaliada pela unidade de controle de ar condicionado para controlar o ar condicionado no interior do veículo, como a ventilação automática do para-brisa.

Sensor solar

O sensor solar registra a insolação através do para-brisa, que afeta o motorista e o passageiro e transmite esse valor para a unidade de controle do ar-condicionado. A informação é avaliada na unidade de controle e usada para controlar o ar condicionado no interior do veículo. A área de detecção espacial do sensor solar corresponde a aproximadamente um hemisfério, que é inclinado para frente pela inclinação do para-brisa.

Head-up-display lighting

Um sensor adicional (HUD) registra a iluminação na frente do veículo. As características do receptor deste sensor HUD são menores que as características do sensor frontal e são comparáveis ​​com o ângulo de visão do motorista. Se houver um head-up display no veículo, esta informação pode ser usada para adaptar a intensidade de luz da tela projetada no para-brisa. Dependendo das condições de iluminação atuais, a legibilidade do display é otimizada para o driver.

Adaptação à condição do pára-brisa

O sensor de chuva se adapta permanentemente à condição relevante do para-brisa na área do sensor. Mudanças de sinal relacionadas à idade causadas por arranhões ou contaminação são levadas em consideração pelas rotinas de adaptação correspondentes no software do sensor e / ou unidade de controle. A diferença é que entre esta área e a área do para-brisa vistas pelo condutor/passageiro não podem ser detectadas pelo sensor.
Há também um aquecedor integrado no elemento sensor para evitar interpretações incorretas no caso de umidade da condensação. Novas gerações de sensores usam luz infravermelha e, portanto, também podem ser montadas em partes coloridas do para-brisa.

Condições do tempo

O sensor não consegue diferenciar neve e gelo da chuva. Quando está nevando, as características do sensor / limpador são comparáveis ​​àquelas encontradas em grandes gotas de chuva. Se o para-brisas estiver congelado e o veículo estiver parado, a limpeza é suprimida, dependendo da temperatura exterior. Para evitar que o para-brisa seja apagado durante a viagem, o motorista deve desligar o sistema e acionar o limpador manualmente.

Chuva – sensor claro – comunicação e integração do sistema: visão geral

A visão geral do sistema ilustra como o sensor pode se comunicar com outros componentes do sistema no veículo através da interface LIN a título de exemplo. Aqui o sensor é ligado pela unidade de controle de substituição e é fornecido com tensão. O sensor só fornece informações ao sistema, mas não tem acesso direto ao sistema e/ou atuadores. (Figura 8)

Funções de segurança: Se o sensor de chuva funcionar mal, o módulo do limpador do veículo em questão assume o controle do limpador intermitente. Independentemente da função do sensor, o limpador do para-brisa sempre pode ser acionado manualmente usando a alavanca de controle.

Fonte: Hella

Se o sensor de luz falhar, a luz de circulação diurna é ligada no estado seguro “Ligado”. Independentemente da função do sensor, a luz pode, no entanto, ser ligada e desligada manualmente através do interruptor.

De forma prática, podemos notar ao olhar o esquema elétrico dos faróis automáticos do veículo Ford Fusion 2014 em diante, encontrado no manual Electra do sistema SIMPLO, que os sensores de luz solar e das luze automáticas se comunicam diretamente com a central da carroceria e com o módulo do ar condicionado, regulando a temperatura ambiente e acionando as luzes quando necessário.

Quanto ao sensor de chuva, pode-se notar que o mesmo comunica-se diretamente com o módulo da coluna de direção e com o motor do limpador, agindo sempre que é detectada a precipitação.