Reflektory z diodami LED - po oczach go poznacie

Chociaż pojedyncza emituje światło o tak małym natężeniu, że nieprzydatne do oświetlenia czegokolwiek, wespół z dziesiątkami podobnych sobie dioda daje stylistom nieograniczone możliwości. Zwłaszcza odkąd udało się stworzyć lampy wykorzystujące wyłącznie diody LED (light emitting diode); wcześniej światła diodowe służyły głównie do jazdy dziennej.

Tym samym urządzenie techniczne, jakim są coraz bardziej wyrafinowane reflektory przestało tkwić w okowach klasycznego układu: żarówka, odbłyśnik, lustro. Dzięki diodom oczy samochodów stały się trójwymiarowe, a ich kształty znacznie bardziej wyszukane. Dioda awansowała do roli oręża stylistów w walce o rozpoznawalność marki. Zapewne pozostałaby gadżetem i szybko wyszła z mody, gdyby nie okazała się sprawniejsza niż tradycyjna żarówka.

Ta służy w zasadzie nie do świecenia (chociaż w tej roli żarówka występuje już od ponad stu lat), tylko do ogrzewania – w tradycyjnej żarówce około 95% energii elektrycznej przeobraża się w ciepło, a tylko 5% w światło użyteczne dla człowieka. Sprawność diody jest nieporównywalnie większa. Gdy dwie żarówki stosowane w światłach mijania zużywają około 150 W, lampy wykonane w technologii LED potrzebują jedynie 10 W.

Na dodatek, każde włączenie tradycyjnej żarówki powoduje pobór znacznie większej mocy niż podczas świecenia – po prostu, zamknięty w szklanej bańce wolframowy drucik musi się rozgrzać. Częste włączanie żarówki powoduje nie tylko większy pobór prądu, ale też skraca jej życie. W diodzie nie ma tego problemu. W diodzie świeci nie drucik, lecz półprzewodnik, czyli kryształ, który przewodzi prąd tylko w jedną stronę. Kryształ ten, na przykład węglik krzemu, jest zbudowany z dwóch warstw – elektrony z jednej warstwy po podłączeniu prądu zaczynają przeskakiwać do "dziur" w drugiej warstwie. Nadmiar powstającej przy tym energii emitowany jest na zewnątrz pod postacią światła.

Zależnie od rodzaju kryształu oraz odległości, jaką pokonują elektrony, powstaje światło o określonej długości fali, czyli o określonej barwie. Dzięki temu w reflektorach wykorzystujących diody nie jest konieczne stosowanie filtrów, które mają przepuszczać tylko wybraną barwę światła. Dioda sama z siebie świeci jednym kolorem, i to bardzo nasyconym. Na dodatek wiązka światła produkowanego przez diody jest bardzo skupiona, co sprawia, że zbędne stają się odbłyśniki oraz lustra.

To właśnie uwolnienie źródła światła od rozbudowanego oprzyrządowania dało stylistom wolność. Diody są tak małe, że można je zmieścić prawie wszędzie, jedyny warunek – żeby dawały wystarczająco dużo światła, muszą występować w grupach. W każdym z reflektorów Mercedesa CLS jest ich 71, każda tylna lampa Audi A8 mieści ich 72.

Początkowo wykorzystywano diody w tzw. światłach stopu. I nie o urodę tu chodziło, ale o zwiększenie bezpieczeństwa, bo czas załączania diod w porównaniu z konwencjonalną żarówką jest o 0,2 s krótszy, czyli przy nagłym hamowaniu kierowca może szybciej ostrzec jadących z tyłu o niebezpieczeństwie.

Największą karierę LED-y robią jako światła do jazdy dziennej, na rynku akcesoriów można je kupić nawet w postaci girland przypominających choinkowe łańcuchy. Oczywiście jako światła "dzienne" są dziś na wyposażeniu seryjnym nowo produkowanych aut – potrzebują tak mało energii, że nie odbija się to na zużyciu paliwa. Tradycyjne żarówki świateł mijania, gdy muszą świecić także w dzień, powodują dodatkowe zużycie 0,2 l benzyny na 100 km.

Dzisiaj LED-y wypierają w światłach samochodowych żarówki halogenowe i lampy ksenonowe. Wszystko przez to, że z czasem udało się zwiększyć ich wydajność do 100 lumenów/watów, a przez to precyzyjniej dzielić i kierować w pożądanym kierunku strumień wytwarzanego światła.

Elektronika potrafi już automatycznie zmieniać zasięg świateł z drogowych na mijania i odwrotnie, bez udziału kierowcy. Prekursorami są tu Mercedes i Audi, które wykorzystują LED-y także w światłach skrętnych, chociaż robią to w różny sposób – Mercedes wbudował obrotowy moduł, Audi zaś ciasne zakręty doświetla dodatkowymi diodami.

Jeśli do tych możliwości dodać odporność na wstrząsy (nic się "w środku" diody na skutek drgań nie psuje, bo jedyne, co jest "w środku" to kryształ) oraz odporność na wodę (końcówki przewodów są zatopione w silikonie) – ich kariery nic nie zatrzyma. Zwłaszcza że żywotność diod wynosi tysiące godzin, więc w samochodzie praktycznie nigdy nie trzeba ich wymieniać. No, chyba że po to, by skorzystać z oświetlenia jeszcze nowszej generacji – BMW już pracuje nad tym, jak oświetlić drogę laserem.

Mercedes CLS
71 diod składa się na reflektor High-Performance stosowany w Mercedesie CLS. Potrafi on wszystko to, co wcześniej reflektor ksenonowy, tyle że lepiej, bo nie oślepia, gdyż światło diod przypomina to dzienne, do którego jest przyzwyczajone ludzkie oko. Reflektory CLS-a automatycznie przełączają się ze świateł drogowych na światła mijania i mają funkcję doświetlania zakrętów – wszystko w technologii LED.

Audi A8
Spojrzenie tych reflektorów nie pozostawia wątpliwości – stoisz twarzą w twarz z Audi. W pełni diodowe lampy niemiecka firma jako pierwsza na świecie wprowadziła w sportowym modelu – R8. Także A-ósemce nadają niepowtarzalny wygląd. Temperatura barwy światła wynosi 5500 kelwinów i jest zbliżona do temperatury barwy światła dziennego. Każde ze świateł mijania zużywa zaledwie 40 W – mniej niż bardzo efektywne "ksenony". Diody są wieczne, nie przepalają się, co najwyżej świecą coraz bledszym światłem – tyle że dopiero po przepracowaniu co najmniej 10 000 godzin. 

Peugot 208
Przy odrobinie wyobraźni można zobaczyć łeb peugeotowskiego lwa z otwartym pyskiem i czerwoną grzywą. Miejskiemu autku, jakim jest 208, diody przydały drapieżności, stając się w rękach stylistów narzędziem tworzenia indywidualnego stylu marki. 

Light Car
Jak się bawić – to na całego. Firma EDAG już w 2009 roku pokazała elektryczny model "Light Car – Open Source". Wyróżniał się nie tylko kształtem i tym, że wykonano go z materiałów podlegających recyklingowi. Light Car jako jeden z pierwszych samochodów wykorzystywał technologię OLED (organic light emitting diode), czyli diody zgrupowane w cienkim panelu, świecące nie punkcikami, lecz szerokim pasmem światła.

Dzięki tej technologii tył auta stał się ekranem, na którym wyświetlane są informacje dla jadących z tyłu – np. o tym, że trwają roboty drogowe. Liczba paneli rozbłyskujących czerwienią zależy od tego, jak mocno kierowca naciska na pedał hamulca.  

BMW 5
Tylne lampy w kształcie pasów świecących jednorodnym światłem pozwalają bez trudu rozpoznać nowe BMW 5. Kierunek linii nie jest przypadkowy – prowadzą wzrok do światła stopu, które także wykonano w technologii LED. 

Hyundai i40
Aby ta fala mogła rozbłysnąć mocnym światłem i zachwycić miłośników Hyundaia, diody trzeba upakować ciasno jedna przy drugiej. Chociaż nie emitują wiele ciepła, ich wewnętrzna temperatura nie może przekroczyć 85ºC. Obudowy LED-ów bywają więc całkiem spore, by zapewnić diodom odpowiednie chłodzenie. 

Roman Skąpski 

zobacz galerię