سنسور باران به انگلیسی ( Rain sensor) یه نوع حسگر حساس به رطوبت می باشد که روی خودرو و معمولا نزدیک به شیشه جلوی خودرو (Windshield) نصب می شود تا در هنگام بارندگی و یا خیس شدن شیشه های خودرو، به طور اتوماتیک برف پاک کن های ماشین را فعال می کند.
اولین سنسورهای باران در خودروهای کادیلاک مورد استفاده قرار گرفت.
سنسورها برای این امر از پدیده بازتاب کلی (نام‌های دیگر بازتاب داخلی یا بازتاب کلی داخلی ) به انگلیسی Total internal reflection یا از امواج استفاده می کنند.
یعنی به طور کلی سنسورهای باران به دو قسمت تقسیم می شوند
1- سنسورهایی که از اشعه مادون قرمز استفاده می کنند
2- سنسورهایی از امواج اولتراسونیک استفاده می کنند.
سنسور باران با استفاده از اشعه مادون قرمز
در این تیپ حسگرهای باران خودروف اشعه مادون قرمز با زاویه 45 درجه توسط یک فرستنده LED به روی شیشه جلو خودرو تابیده می شود.
اگر بر روی شیشه آب وجود داشته باشد باعث انحراف اشعه مادون قرمز می شود و نور کمی به گیرنده فوتودیود می رسد و در حالت عادی کل اشعه توسط گیرنده دریافت می شود.
راننده می تواند سیستم را در حالت اتوماتیک Auto یا دستی قرار دهد. این عملکرد در خودروهای مختلف به صورت کلید و یا به صورت لمسی روی مانیتور راننده تعبیه شده است.
سنسور باران تنها به هنگام باران فعال نمی شود بلکه هرگاه در حین رانندگی آب به شیشه شما پاشیده شود برف پاک کن ها به صورت اتوماتیک عمل خواهند کرد. این امر باعث می شود رانندگان با تمرکز بهتری رانندگی کنند و اگر در سرعت بالا به خاطر پاشیده شدن آب به شیشه خودرو دید راننده کاهش یابد سیستم در کمترین زمان بتواند برف پاک کن را روشن کند.
همچنین اگر سقف خودرو باز باشد به صورت اتوماتیک به هنگام باران بسته می شود.
با توجه به اینکه سنسورهای باران خودرو برای فعال‌سازی خودکار برف پاک‌کن‌ها بر اساس شدت بارندگی استفاده می‌شوند، چه الگوریتم‌هایی برای تشخیص شدت بارش و تنظیم سرعت و فرکانس برف پاک‌کن‌ها در سنسورهای باران مختلف بکار می‌روند و چگونه می‌توان دقت و قابلیت اطمینان این الگوریتم‌ها را در شرایط آب و هوایی مختلف و با وجود آلودگی‌ها بر روی شیشه جلو (مانند گرد و غبار یا حشرات) ارزیابی کرد؟
با سلام
سنسورهای باران خودرو برای فعال‌سازی خودکار برف پاک‌کن‌ها بر اساس شدت بارش از الگوریتم‌هایی استفاده می‌کنند که از طریق تشخیص میزان قطرات باران بر روی شیشه جلو، سرعت و فرکانس حرکت برف پاک‌کن‌ها را تنظیم می‌کنند. این الگوریتم‌ها باید توانایی تشخیص بارش در شرایط مختلف (مانند بارش کم یا شدید، انواع باران‌ها، یا وجود آلودگی‌هایی مانند گرد و غبار یا حشرات) را داشته باشند.
1. الگوریتم‌های تشخیص شدت بارش
این الگوریتم‌ها بر اساس سنسورهای نوری (معمولاً سنسورهای نوری لیزری یا مادون قرمز) یا مقاومتی طراحی می‌شوند که میزان انعکاس نور یا تغییرات مقاومت الکتریکی را بر اساس شدت بارش می‌سنجند. اصولاً این الگوریتم‌ها در سه سطح اصلی عمل می‌کنند:
الگوریتم‌های مبتنی بر نوری (فناوری لیزری و مادون قرمز):
این الگوریتم‌ها از تغییرات شدت نور بازتاب‌شده از قطرات باران بر روی شیشه جلو استفاده می‌کنند. وقتی قطرات باران بر روی شیشه می‌افتند، نور به طور متفاوتی از سطح شیشه بازتاب می‌شود. این تغییرات در بازتاب نور به سنسور منتقل شده و بر اساس شدت تغییرات، سرعت و فرکانس برف پاک‌کن تنظیم می‌شود.
الگوریتم‌ها: میزان بازتاب نور به سنسور اندازه‌گیری شده و به یک مقیاس دیجیتال تبدیل می‌شود که نشان‌دهنده شدت بارش است. سپس این داده‌ها به یک واحد پردازش ارسال شده تا سرعت و فرکانس برف پاک‌کن‌ها را تنظیم کند.
الگوریتم‌های مبتنی بر تغییرات مقاومت (سنسورهای مقاومتی):
این سنسورها معمولاً دارای سطحی حساس به رطوبت هستند که تغییرات مقاومت الکتریکی را زمانی که قطرات باران به سطح شیشه برخورد می‌کنند، اندازه‌گیری می‌کنند. این تغییرات می‌توانند نشان‌دهنده شدت بارش باشند.
این نوع سنسورها می‌توانند داده‌هایی را ارائه دهند که برای تنظیم سرعت برف پاک‌کن‌ها استفاده می‌شوند.
الگوریتم‌های مبتنی بر تحلیل داده‌ها (پردازش سیگنال دیجیتال):
در این الگوریتم‌ها، اطلاعات جمع‌آوری شده توسط سنسورها به یک واحد پردازش سیگنال دیجیتال (DSP) ارسال می‌شود که شدت بارش را تحلیل کرده و به طور خودکار سرعت برف پاک‌کن‌ها را بر اساس تغییرات در بارش تنظیم می‌کند.
این پردازش‌ها به گونه‌ای طراحی می‌شوند که پاسخ به بارش‌های مختلف (بارش سبک، بارش شدید، و یا بارش قطرات بزرگ) به درستی انجام شود.
2. الگوریتم‌های تنظیم سرعت و فرکانس برف پاک‌کن‌ها
بر اساس اطلاعات دریافتی از سنسورها، الگوریتم‌ها معمولاً سرعت و فرکانس برف پاک‌کن‌ها را تنظیم می‌کنند. این تنظیمات معمولاً در سه سطح انجام می‌شوند:
بارش سبک: سرعت پایین و فرکانس کمتر.
بارش متوسط: سرعت متوسط و فرکانس متغیر.
بارش شدید: سرعت بالا و فرکانس بیشتر.
برخی از سیستم‌ها ممکن است چندین سطح قابل تنظیم داشته باشند، به طوری که سیستم خودکار می‌تواند بسته به تغییرات بارش، سرعت برف پاک‌کن‌ها را از پایین‌ترین سطح (برای بارش سبک) به بالاترین سطح (برای بارش شدید) تغییر دهد.
3. ارزیابی دقت و قابلیت اطمینان الگوریتم‌ها
برای ارزیابی دقت و قابلیت اطمینان این الگوریتم‌ها در شرایط مختلف آب و هوایی و وجود آلودگی‌های روی شیشه جلو، چند عامل کلیدی وجود دارد:
شرایط آب و هوایی مختلف:
بارش‌های مختلف: سیستم باید قادر باشد تفاوت‌های بارش (بارش سبک، متوسط، شدید، قطرات بزرگ، و بارش تند) را شناسایی کرده و به طور دقیق سرعت و فرکانس برف پاک‌کن‌ها را تنظیم کند.
مه، برف، یخ زدگی: سیستم باید در شرایط مه، برف، و یخ زدگی به درستی عمل کند. سنسورهای نوری و مقاومتی ممکن است در این شرایط کمتر دقیق باشند، زیرا نور یا رطوبت به درستی شیشه را شبیه‌سازی نمی‌کنند. لذا سیستم باید الگوریتم‌هایی داشته باشد که این شرایط را شبیه‌سازی و تشخیص دهند.
آلودگی‌های روی شیشه (گرد و غبار، حشرات، لکه‌ها):
گرد و غبار، حشرات و لکه‌ها ممکن است بر عملکرد سنسورهای باران تأثیر بگذارند. برای حل این مشکل، الگوریتم‌های تشخیص تغییرات سرعت بارش می‌توانند ترکیب داده‌های چندین سنسور را برای تمایز بین بارش واقعی و آلودگی‌ها استفاده کنند. به این صورت که الگوریتم قادر است اگر آلودگی‌های شیشه باعث کاهش دقت سنسور شده باشد، با استفاده از الگوریتم‌های تصحیح، عملکرد صحیح را حفظ کند.
برخی سیستم‌ها از سنسورهای اضافی (مانند سنسورهای تشخیص آلودگی یا گرد و غبار) برای بهبود دقت در شرایط آلودگی استفاده می‌کنند.
آزمایش‌های دنیای واقعی:
دقت الگوریتم‌ها باید در شرایط مختلف جاده‌ای و جوی آزمایش شود. این آزمایش‌ها می‌توانند شامل شبیه‌سازی بارش‌های مختلف (بارش سبک، متوسط و شدید) و شرایط خاص (مانند گرد و غبار یا مه) باشند.
آزمایش‌ها می‌توانند با استفاده از سنسورهای مختلف و در محیط‌های مختلف (شهر، جاده‌های بزرگراهی، و مناطق روستایی) انجام شوند.
یکپارچگی با سیستم‌های دیگر خودرو:
سیستم‌های پیشرفته‌تر می‌توانند با سیستم‌های دیگر خودرو مانند سیستم تهویه و برف پاک‌کن خودکار هماهنگ شوند. برای مثال، در صورت بارش شدید، سیستم می‌تواند دما و سرعت برف پاک‌کن‌ها را به طور همزمان تنظیم کند.
در نتیجه الگوریتم‌های سنسورهای باران برای تنظیم خودکار برف پاک‌کن‌ها به شدت بر اساس شدت بارش طراحی شده‌اند و برای تشخیص دقیق بارش در شرایط مختلف، نیاز به استفاده از سنسورهای مختلف (مانند سنسورهای نوری و مقاومتی) و پردازش سیگنال دیجیتال دارند. ارزیابی دقت این الگوریتم‌ها در شرایط مختلف باید شامل آزمایش در شرایط واقعی و به‌ویژه در شرایط خاص مانند آلودگی شیشه و تغییرات آب و هوایی باشد. استفاده از سنسورهای متعدد و الگوریتم‌های پیچیده می‌تواند به بهبود دقت و عملکرد این سیستم‌ها کمک کند.
کیان باتری بزرگترین استارتآپ تخصصی باتری خودرو در کشور است که به صورت شبانه روزی به حمل و نصب رایگان باتری خودرو در محل مشتری می پردازد.
ما در این مجموعه سعی کرده ایم بهترین محصولات تولیدی داخل کشور را از هر تولیدکننده جمع آوری نموده و با ارائه یک سبد فروش متنوع، به صورت همزمان در اختیار مشتریان خود قرار دهیم.
شما می توانید جهت کسب اطلاعات بیشتر به صورت شبانه روزی با کارشناسان فروش مجموعه کیان باتری به شماره تلفن 88882222-021 تماس حاصل نموده، سوالات خود را مطرح کنید و مشاوره دریافت نمایید.
در میان سنسورهای باران موجود در خودروهای داخلی کشور، کدام یک از آنها عملکرد بهتری دارند، سنسور اولتراسونیک یا سنسور اینفرارد؟ و آیا اینکه این سیستم بر روی خودروهای تولید داخل یا خودروهای قدیمی قابل نصب است یا خیر؟
با سلام
همانطور که می دانید دو نوع سنسور باران اولتراسونیک و اینفرارد موجود است که نمونه اول امواج فراصوت و نمونه دوم امواج فروسرخ را دریافت می‌کند. عملکرد این دو سیستم نیز کمی با یکدیگر متفاوت است.
* سنسورهای اولتراسونیک اطلاعات خود را از امواجی که فراتر از محدوده شنوایی انسان است کسب می‌کنند. نحوه کار این سنسورها به این صورت است که امواجی که با شیشه اتومبیل برخورد می‌کنند را دریافت کرده و بر اساس آن واکنش نشان می‌دهند. وقتی شیشه خشک است تمامی امواج رسیده به شیشه توسط سنسور جذب می‌شوند. اما در زمانی که شیشه خیس است این امواج به شکل منشورگونه بازگردانده شده و در فضا منتشر می‌شوند. در نتیجه امواج دریافتی توسط سنسور کاهش می‌یابد. وقتی این کاهش از حدی بیشتر باشد اطلاعات سنسور حاوی پیامی خواهد بود که برف پاک‌کن‌ها را وارد مدار می‌کند. به‌این ترتیب با توجه به میزان رطوبت شیشه جلوی خودرو سرعت و شروع و توقف فعالیت برف پاک‌کن‌ها تنظیم می‌شود. البته سنسور امواج مذکور را توسط چیپستی که به شیشه وصل می‌شود دریافت می‌کند.
* سنسورهای اینفرارد دارای تعدادی لامپ مادون قرمز بوده که با زاویه‌ای خاص تعریف شده، نور مادون قرمز را به شیشه جلو می‌تابانند. این نور از لایه اول و میانی شیشه گذر کرده و پشت لایه پایانی بازتاب می‌کند. بازتاب نور توسط گیرنده‌های سنسور باران بررسی و با شدت نور اولیه مقایسه می‌گردد. به طور معمول و در صورت تمیز بودن شیشه باز هم شدت نور بازتابی از شدت نور تابیده شده کمتر است که این میزان در الگوریتم تعریف شده برای سنسور مشخص شده است. در زمان کثیف یا خیس بودن سطح بیرونی شیشه، شکست نور موجب کاهش شدت نور بازتابی می‌شود و نهایت برف پاک‌کن‌ها فعال می‌شوند.
سنسورهای باران در هر دقیقه حدود ۱۰۰ بار فرایند آنالیز شرایط شیشه را طی می‌کنند. به این ترتیب قادر هستند حتی با توجه به سرعت حرکت خودرو سرعت فعالیت برف‌پاک‌کن‌ها را تنظیم کنند. یک نکته مهم دیگر اینکه در برخی خودروها سنسور باران اطلاعات دریافتی را به ECU منتقل می‌کند و پس از پردازش این اطلاعات در کامپیوتر مرکزی دستورهای لازم به یونیت برف پاک‌کن ارسال می‌شود. اما در برخی دیگر خودروها یونیت برف پاک‌کن خود به یک کامپیوتر یا پردازشگر کوچک مجهز است و سنسور نیز مستقیم با آن در ارتباط است. به این ترتیب تنظیم فعالیت آنها بدون دخالت ECU صورت می‌گیرد.
در پایان شما می توانید به کمک یک متخصص سنسور باران اینفرارد را روی خودروی خود نصب کنید که قادر است به طور موثری وجود باران روی شیشه جلو را تشخیص دهد و برف پاک‌کن‌ها را با سرعت های مختلف به حرکت در آورند. این کار باعث می شود تا تعامل بین راننده و رانندگی با تمرکز بیشتری انجام شده و می‌تواند روی جاده تمرکز کند و کنترل برف پاک کن خودرو را به سنسور باران بسپارد.