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Sensore pioggia e sensore crepuscolare per auto

Qui potete trovare nozioni utili e suggerimenti pratici sul tema dei sensori pioggia e luminosità per veicoli.

Il sensore pioggia è un sistema di assistenza alla guida che attiva automaticamente l'impianto tergicristalli in caso di pioggia, aumentando notevolmente la sicurezza e il comfort all'interno del veicolo. È stato introdotto a metà degli anni '90 e da allora è diventato un componente fisso della moderna elettronica dei veicoli. 

Importante avviso di sicurezza
Le informazioni tecniche e i suggerimenti pratici riportati di seguito sono stati redatti da HELLA per fornire un supporto professionale alle attività svolte dalle autofficine. I dati forniti su questo sito Web devono essere utilizzati esclusivamente da personale tecnico specializzato.

 

Il sensore pioggia, installato inizialmente alla base dello specchietto retrovisore, viene ora integrato nella parte interna del parabrezza al di fuori del campo visivo. Riconosce la pioggia all'interno dell'area del sensore e trasmette tale informazione all'elettronica di comando del tergicristallo. Consente così di regolare automaticamente la frequenza di tergitura all'intensità delle precipitazioni in base all'intervallo di tergitura impostato. Ogni intervento manuale da parte del conducente diviene così superfluo. 

 

Il sensore pioggia e luminosità combinato unisce due funzioni in un unico modulo.

  • Riconoscimento pioggia e controllo automatico dei tergicristalli
  • Rilevamento della luminosità ambientale e accensione/spegnimento automatici delle luci del veicolo

 

Il sensore pioggia si aziona normalmente attivando la funzione intermittenza (funzione automatica) mediante l'interruttore posto sul piantone dello sterzo (figura 2).

 

Mettendo l'interruttore luci in posizione AUTO (attivazione automatica delle luci di marcia) si attiva il sensore luminosità, che fa sì che le luci del veicolo si accendano e si spengano in funzione della luminosità ambientale (figura 3). 

Sensore pioggia

Il sensore pioggia riconosce le precipitazioni che cadono sul parabrezza mediante un processo di misurazione optoelettronica. Il sensore è costituito da uno o più diodi luminosi (trasmettitori), un prisma e un fotodiodo (ricevitore). Un raggio luminoso generato dai diodi colpisce, passando attraverso il prisma, il parabrezza, viene riflesso più volte dalla sua superficie esterna e infine trasmesso al fotodiodo.

 

Adattando la posizione del sensore alla superficie del parabrezza è possibile ottenere la massima riflessione dei raggi luminosi in condizioni asciutte (figura 4). 

 

Se sul parabrezza cadono delle gocce di pioggia, esse modificano il processo di riflessione, poiché deviano molti raggi luminosi, che non raggiungono più il loro obiettivo (figura 5). 

 

Quanto maggiore è l'intensità della precipitazione, tanto minore è la quantità di luce che raggiunge il fotodiodo. Sulla base del valore dell'irradiamento, l'elettronica di valutazione calcola la quantità di pioggia che cade in quel momento sul vetro e invia tale informazione all'elettronica del tergicristallo al fine di regolare la velocità di tergitura. Effettuando delle misurazioni costanti con il sensore è possibile adattare il movimento dei tergicristalli alla quantità di precipitazioni. Se il sistema riconosce delle precipitazioni intense o degli spruzzi d'acqua provenienti dai veicoli antecedenti, passa automaticamente dall'impostazione a intermittenza a quella a frequenza massima di tergitura. 

Sensore crepuscolare

La misurazione delle condizioni esterne di luminosità avviene attraverso un rilevatore optoelettronico. Mediante un vetro filtrante installato a monte il sensore rileva speciali lunghezze d'onda, che gli consentono di distinguere tra luce artificiale e luce naturale. Con due sensori che funzionano in modo indipendente vengono misurate la luce ambiente e la luminosità dell'area antistante il veicolo. 


L'illuminamento nell'area attorno al veicolo viene rilevato con il relativo sensore entro un ampio angolo solido (figura 6). 

 

L'intensità della luce davanti al veicolo viene rilevata con il relativo sensore entro uno stretto angolo solido (figura 7). 

 

Il campo di rilevamento del sensore deve essere adattato alle relative condizioni di installazione. Sulla base dei dati forniti dai sensori e di ulteriori informazioni raccolte dall'elettronica del veicolo, uno speciale algoritmo riconosce le varie condizioni di luce (diurna, notturna, crepuscolare, sotto un tunnel o sopra un ponte) e accende o spegne conseguentemente le luci di marcia. 

Funzioni estendibili e settori di utilizzo

Grazie alla sua struttura modulare, la generazione attuale dei sensori pioggia e luminosità consente di integrare fino a cinque funzioni. 

Oltre al rilevamento di pioggia e luminosità è possibile coprire facoltativamente le funzioni illustrate di seguito.

Rilevamento dell'umidità

Il sensore di appannamento trasmette i valori dell'umidità relativa e della temperatura al climatizzatore dopo averli misurati all'interno del parabrezza. Questi dati vengono valutati dalla centralina del climatizzatore per regolare la climatizzazione all'interno dell'abitacolo, ad esempio mediante la ventilazione automatica del parabrezza. 

Sensore solare

Il sensore solare rileva l'irraggiamento solare che colpisce il guidatore e il passeggero attraverso il parabrezza e trasmette tale valore alla centralina del climatizzatore. Questa informazione viene elaborata dalla centralina al fine di regolare la climatizzazione dell'abitacolo. Il campo di rilevamento spaziale del sensore solare corrisponde approssimativamente a quello di una emisfera, che è inclinata in avanti seguendo l'inclinazione del parabrezza.

Illuminazione dell'head-up display

Un sensore aggiuntivo (HUD) rileva l'illuminamento nell'area antistante il veicolo. Il campo di rilevamento del sensore HUD è meno ampio di quello del sensore dell'area antistante il veicolo e paragonabile a quello del punto di osservazione del guidatore. Se nel veicolo è installato un head-up display, i valori misurati possono essere utilizzati per regolare l'intensità luminosa delle informazioni visualizzate a video. Ciò consente di ottimizzare la leggibilità dei dati in base alle condizioni momentanee di luce.

Adattamento alle condizioni del parabrezza

Il sensore pioggia si adatta costantemente alle condizioni del parabrezza rilevate nell'area del sensore. Modifiche dei segnali dovute a segni di invecchiamento, come graffi o impurità, vengono gestite dal software del sensore o della centralina adottando delle apposite ruotine di adattamento. Eventuali differenze tra il campo di rilevamento del sensore e l'area del parabrezza osservata dal guidatore/passeggero non possono essere riconosciute dal sensore.
Nel sensore è inoltre integrato un riscaldatore, che consente di evitare interpretazioni errate dovute all'umidità derivante dalla condensazione. Nuove generazioni di sensori funzionano a luce infrarossa e possono dunque essere montati anche nel settore colorato del vetro.

Condizioni atmosferiche

Il sensore non distingue tra ghiaccio, neve e pioggia. Quando nevica, il sensore (e di conseguenza il tergicristallo) si comporta come se cadessero pesanti gocce di pioggia. Se il parabrezza è ghiacciato, il sistema disattiva il tergicristallo a veicolo fermo in correlazione con la temperatura esterna. Per evitare che il tergicristallo funzioni durante la marcia, il guidatore deve spegnere il sistema e azionare il tergicristallo manualmente.

COLLEGAMENTO E COMUNICAZIONE ALL'INTERNO DEL SISTEMA: PANORAMICA

La panoramica di sistema mostra una delle possibili modalità di comunicazione del sensore con gli altri componenti del veicolo mediante interfaccia LIN. Il sensore viene attivato e alimentato elettricamente dalla centralina di livello superiore. In questo modo esso fornisce dati al sistema senza influire direttamente su di esso o sugli attuatori. 

Funzioni di sicurezza

In caso di malfunzionamento del sensore pioggia il modulo di tergitura del veicolo assume il controllo degli intervalli. Indipendentemente dal corretto funzionamento del sensore, il tergicristallo può essere sempre azionato manualmente con la relativa levetta di comando.
 
Se si guasta il sensore luminosità, le luci di marcia vengono impostate automaticamente in modalità di sicurezza "Luci accese". Le luci possono tuttavia essere accese e spente manualmente con l'interruttore indipendentemente dal corretto funzionamento del sensore. 

SOSTITUZIONE DEL SENSORE PIOGGIA: ISTRUZIONI DI RIPARAZIONE

I seguenti interventi di assistenza vengono illustrati prendendo come esempio un sensore pioggia e luminosità di quarta generazione. Essi possono essere eseguiti tuttavia anche su sensori di struttura simile.

Video: Sostituzione del sensore pioggia e crepuscolare combinato

In questo video vengono fornite istruzioni utili su come sostituire il sensore pioggia e crepuscolare combinato. 

 

 

02:37 min

Istruzioni di smontaggio del sensore pioggia

  • Smontare il rivestimento del veicolo nella parte interna del parabrezza
  • Staccare con cautela il connettore elettrico dal relativo alloggiamento
  • Premere lievemente la molla di ritenuta e sganciarla dall'elemento di bloccaggio per mezzo di un piccolo cacciavite
  • Tirando lentamente, delicatamente e ripetutamente il sensore dalla parte del connettore, estrarre e rimuovere il sensore, incluso il cuscinetto in gel, dal parabrezza
NOTA IMPORTANTE

Per estrarre il sensore pioggia dal vetro senza danneggiarlo, è necessario lasciare al cuscinetto di attacco (gel) il tempo di distendersi. Il cuscinetto impiega circa 30 minuti a 20° C a ridurre la tensione superficiale. Se viene tirato con movimenti rapidi, distratti o a scatti, può danneggiarsi. 

Istruzioni di montaggio del sensore pioggia

  • L'area di montaggio sul parabrezza deve essere libera da impurità (come fibre o grasso) e asciutta. Pulire eventualmente l'area con un detergente a base alcolica.
  • Il cuscinetto di attacco deve essere integro, pulito e privo di bolle d'aria. Se appare danneggiato, occorre sostituirlo. Se necessario, sostituire l'intero sensore.
  • Posizionare il sensore nel telaio di bloccaggio esercitando una leggera pressione su entrambe le graffe a molla. Aumentando la pressione ora sul braccio a molla destro, ora su quello sinistro, inserire la graffa di bloccaggio fino a farla scattare percettibilmente in posizione. Il sensore non deve angolare. Non inserire contemporaneamente entrambi i bracci a molla!
  • Al termine controllare visivamente se l'inserimento nell'elemento di fissaggio è avvenuto correttamente. 
  • Inserire il connettore elettrico nel relativo alloggiamento e controllarne il corretto posizionamento.
  • Dopo il montaggio eseguire un controllo visivo del parabrezza nell'area del sensore.

 

Subito dopo il montaggio, tra il parabrezza e il mezzo di accoppiamento sono ammesse bolle d'aria fino a 1 mm di diametro. Grazie alla forza esercitata dalla molla del sensore tali inclusioni sono destinate a scomparire.

Istruzioni di montaggio del cuscinetto di attacco

Il sensore ottico viene fissato al parabrezza con l'ausilio di un cuscinetto di attacco, che forma uno strato uniforme sopra il sensore ottico. Il cuscinetto di attacco (gel) appiana le asperità tra il sensore ottico e il vetro in modo da creare un'interfaccia ottica definita. Un montaggio errato può causare un malfunzionamento o un guasto del sensore.

 

A seconda del costruttore del veicolo è possibile scegliere vari elementi di fissaggio o cuscinetti di attacco. A tal riguardo seguire sempre le istruzioni di smontaggio e montaggio fornite dal costruttore del veicolo. 

ISTRUZIONI PER PROTEGGERE IL SENSORE DURANTE LA SOSTITUZIONE DEL PARABREZZA

Nel tempo che intercorre tra lo smontaggio e il rimontaggio è necessario proteggere il sensore dalla sporcizia e da danni elettrici e meccanici. Il cuscinetto di attacco, che è un elemento sensibile, deve essere rivestito con una pellicola in plastica asciutta e pulita. Per proteggere il sensore dalle cariche elettrostatiche, si consiglia di infilarlo in una sportina di plastica asciutta. 

CONTROLLO DEL SENSORE PIOGGIA E CREPUSCOLARE COMBINATO: DIAGNOSI DEI GUASTI

Video: Controllo del sensore pioggia e crepuscolare combinato

In questo video vi spieghiamo come eseguire un semplice controllo funzionale del sensore pioggia e una ricerca guasti mediante un apparecchio diagnostico.

 

 

03:41 min

Semplice controllo funzionale del sensore pioggia

Per verificare in modo semplice la funzionalità del sensore pioggia, è possibile simulare una precipitazione sul parabrezza.

  • Inserire l'accensione
  • Tramite l'interruttore impostare gli intervalli di tergitura del tergicristalli in modalità automatica
  • Spruzzare dell'acqua sull'area del sensore del parabrezza con l'ausilio di una bomboletta spray

 

I tergicristalli dovrebbero azionarsi e la frequenza di tergitura dovrebbe adattarsi automaticamente all'intensità della pioggia simulata. Se il sistema non reagisce, sebbene tutti i livelli di tergitura funzionino normalmente se azionati manualmente, è necessario ricorrere a un apparecchio diagnostico per condurre un'analisi più approfondita.

Controllo con apparecchio diagnostico:

Le singole funzioni del sensore pioggia e luminosità vengono monitorate dalle rispettive centraline di livello superiore. Eventuali errori vengono registrati nella memoria guasti della centralina e possono essere scambiati con un apparecchio diagnostico adeguato. A seconda del sistema è possibile visualizzare dei parametri aggiuntivi e utilizzarli per la ricerca guasti. 

 

Durante una ricerca guasti è possibile utilizzare le seguenti funzioni diagnostiche:

Codice di guasto

In questa modalità è possibile leggere e cancellare i codici di guasto registrati nella memoria guasti. È possibile anche richiamare informazioni sul codice di guasto. 

Parametri

Questa modalità consente di visualizzare e valutare i valori di misurazione attualmente forniti dal sensore alla centralina.

Regolazione di base

Questa modalità consente di istruire il sensore rispetto alla centralina. Il sensore pioggia deve essere riconfigurato dopo i seguenti interventi:

  • Sostituzione del parabrezza
  • Sostituzione del sensore pioggia

Codifica

  • Se il parabrezza viene sostituito con un prodotto dalle specifiche diverse o vengono attivate delle funzioni aggiuntive nella centralina, è necessario effettuare delle codifiche.
  • Nei veicoli di alcuni costruttori le colorazioni del vetro del parabrezza (trasparente/verde) possono essere adattate al sensore.
NOTA

Le varie opzioni diagnostiche sono state esposte prendendo come esempio l'apparecchio diagnostico mega macs 66. Le funzioni disponibili e la profondità di analisi possono variare a seconda del costruttore del veicolo e dipendono dalla configurazione di sistema della centralina.