Mauro Giacometti
Si tratta di gruppi ottici che utilizzano la tecnologia LED (Light-Emitting Diode – Diodi ad emissione di luce), sia per gli abbaglianti/anabbaglianti che per le luci diurne, e che assicurano una maggiore visibilità di notte e conferiscono un notevole design alla vettura.
Non solo: i proiettori a LED sono più efficienti dei fari alogeni o bi-xeno, garantiscono una risposta più rapida, sono resistenti alle vibrazioni e hanno una maggiore durata, pressoché illimitata e un minor abbagliamento per gli altri utenti della strada, riducendo al contempo la richiesta di energia elettrica e quindi meno consumi ed emissioni per l’automobile su cui sono installati.
Quando nascono i fari LED?
Sicuramente Audi è stata precursore della tecnologia con l’Audi A8 nel 2004. Infatti da molti anni Audi è leader nelle tecnologie di illuminazione. Ecco alcune delle innovazioni più importanti:
- 2003: Audi A8 con adaptive light
- 2004: Audi A8 W12 con luci diurne in tecnologia LED
- 2008: Audi R8 con gruppi ottici in tecnologia LED
- 2010: Audi A8 con gruppi ottici interfacciati ai dati di navigazione
- 2012: Audi R8 con indicatori di direzione dinamici
- 2013: Audi A8 con gruppi ottici in tecnologia Matrix LED
- 2014: Audi R8 LMX con spot Laser per gli abbaglianti
Magneti Marelli ha realizzato nel 2007, per l’Audi R8, il primo faro al mondo completamente LED (full-LED) sul quale tutte le funzioni di illuminazione anteriore – anabbaglianti, abbaglianti, frecce, luci di marcia diurna (Day Running Light) e luci di posizione – sono state realizzate con tecnologia a LED, per un totale di 31 LED per ogni proiettore.
Sono 13 i LED che compongono la funzione di luce diurna e luce di posizione. Le 2 funzioni sono state opportunamente combinate in modo da poter avere la stessa percezione di stile sia di giorno che di notte.
Particolare il rivoluzionario proiettore full-LED adattivo della Mercedes-Benz CLS, realizzato nel 2011, rappresenta un’altra pietra miliare nel campo dell’illuminazione automotive. L’adattamento del fascio luminoso alla velocità, alla tipologia di percorso e alle diverse condizioni atmosferiche, offre al conducente la migliore illuminazione possibile della strada nella guida notturna o in condizioni atmosferiche avverse, aumentando i livelli di sicurezza. In totale, 71 LED illuminano la strada a 5.500 gradi Kelvin di temperature colore.
Gli ingegneri di Automotive Lighting e di Mercedes-Benz hanno sviluppato in stretta collaborazione un sofisticato sistema modulare di attuazione, che comprende una specifica centralina di controllo elettronico per il proiettore. Analizzando i dati inviati dalla rete di bordo della vettura, il sistema definisce il contesto e le condizioni di guida, selezionando automaticamente il miglior assetto di illuminazione fra sette possibili modalità: Adaptive Cut-off-line, Full High Beam, Motorway Light, Static Bend Light, Dynamic Curve Light, Night View Assist, Adverse Weather Light.
Nel 2013 il LED viene sdoganato sulle medie con la Peugeot 308 e la Seat Leon. La Seat Leon è infatti la prima vettura in assoluto di questo segmento a poter montare i fari interamente a LED, peraltro con uno prezzo accessibile.
Sempre Automotive Lighting, la divisione di Magneti Marelli dedicata all’illuminazione, ha sviluppato per la nuova Peugeot 308 un proiettore full LED dedicato. Si tratta della prima volta che un proiettore full LED equipaggia una vettura Peugeot.
Nel 2015 con la nuova Astra la rivoluzionaria luce a matrice di LED IntelliLux che consente di guidare con gli abbaglianti senza accecare gli altri utenti per la strada è disponibile per la prima volta nella classe delle compatte, rendendo questa avanzata tecnologia di illuminazione accessibile a un pubblico molto più ampio che in passato.
A cosa servono i fari LED?
Il vantaggio più importante offerto dai LED è, come già detto, rappresentato dal colore della loro luce, noto anche come “temperatura” del colore, che è 5.500 Kelvin. L’intensità della luce ha una qualità quasi identica a quella della luce diurna. L’occhio umano percepisce la strada e il bordo della carreggiata di notte nei loro colori naturali e riesce a distinguere molto meglio i contrasti.
In aggiunta, la vita media utile dei LED in tutte le funzioni è superiore a quella dei veicoli. Da una parte, ciò diminuisce la possibilità di guasti di notte e, dall’altra parte, elimina la necessità di complicati cambi di lampadine.
In ultimo l’utilizzo delle luci di marcia diurna DRL (Day Running Light) a LED rappresenta un contributo importante verso un buon equilibrio energetico, in quanto il 75% del totale delle percorrenze stradali nel mondo, viene percorso di giorno.
In termini specifici, le luci LED diurne (DRL) consentono un consumo energetico di 14 W (con 0.36 g CO2/km) per veicolo. Se invece venissero utilizzati di giorno degli anabbaglianti normali, verrebbero consumati circa 300 W (con 7.86g CO2/km). Ciò significa un consumo venti volte superiore in confronto alle luce diurne a LED.
Oltre agli aspetti legati alla tecnologia avanzata, alla sicurezza e ai consumi, i LED aprono possibilità completamente nuove anche per i designer in quanto questa tecnologia permette di creare profili e forme insolite e i LED sono belli da vedere e si distinguono sia di giorno che di notte. Per non parlare delle animazioni o delle frecce wiping “a scorrimento” tanto di moda oggigiorno.
E i proiettori a Matrice di LED?
Ultima frontiera dell’illuminazione full-LED è l’applicazione delle tecnologie elettroniche “adattive”, già ampiamente utilizzate per orientare dinamicamente il fascio di luce dei proiettori a scarica di gas xenon, anche ai proiettori full-LED di ultima generazione.
Nel farlo il faro opera insieme alla telecamera anteriore che, per esempio, rileva la presenza di altri veicoli in movimento in modo che i singoli segmenti LED che abbaglierebbero chi proviene dalla direzione opposta vengono accesi e spenti automaticamente. Appena il veicolo lascia una zona urbana gli abbaglianti vengono accesi automaticamente – e restano sempre accesi. Si tratta di un aumento di sicurezza considerevole.
Lo studio dimostra che a velocità di 80 km/h, chi guida si accorge degli oggetti presenti sul lato della strada con circa 30 – 40 metri di anticipo rispetto a chi usa i tradizionali anabbaglianti alogeni o allo xeno. Significa circa 1,5 secondi in più per reagire, per esempio se un animale attraversa la strada improvvisamente.
E non sono solo le persone alla guida a trarre vantaggio da questo sistema: infatti illuminazione e visibilità sono eccellenti, e inoltre non si accecano gli altri utenti della strada. Quando la telecamera rileva delle fonti di luce dai veicoli che provengono dalla direzione opposta o che precedono la vettura, vengono disattivati LED singoli in alcune zone specifiche, semplicemente “tagliando fuori” l’area intorno a quei veicoli. Il resto della strada e le zone circostanti restano illuminate a giorno.
Grazie a questo livello di precisione e di adattamento, le luci a matrice di LED portano la tecnologia di illuminazione a un nuovo livello.
Come funzionano i fari LED?
Dunque nei fari LED (full) al posto delle lampadine – alogene o allo xeno che siano – ci sono diodi luminosi di potenza.
La funzione abbagliante realizzata con l’utilizzo di 2 moduli da 4 LED a matrice di alta potenza (maxi led) abbina stile e performances al più alto livello della categoria con una potenza assorbita di 25 watt. Il fascio luce arriva a 300 metri in longitudinale e si allarga fino a circa 80m.
In particolare il fascio di luce dei proiettori è più chiaro, con una tonalità bianca, fredda, che permette di percepire meglio soprattutto i contrasti. La capacità di illuminare ricorda un po’ quella dei fari allo xeno, ma con il vantaggio di avere gruppi ottici costruttivamente più semplici e di dimensioni più compatte.
L’efficienza luminosa di una sorgente di luce è il rapporto tra il flusso luminoso e la potenza in ingresso. La dimensione è espressa in lumen/watt. Il flusso luminoso è definito in base alla percezione soggettiva dell’occhio umano medio e corrisponde ad una particolare curva all’interno dello spettro della luce visibile. Una lampadina normale emette radiazioni anche al di fuori della banda visibile, in genere nell’infrarosso e nell’ultravioletto, che non contribuiscono alla sensazione di luminosità.
Attualmente i LED hanno un’efficienza luminosa fino a 120 lm/W, rispetto ai:
- 13 lm/W delle lampade ad incandescenza
- 16 lm/W per le alogene
- 50 lm/W per le fluorescenti
Il LED contiene polvere di silicio, non contiene gas nocivi alla salute e non ha sostanze tossiche, a differenza delle fluorescenti e delle lampade a scarica (alogenuri metallici e vapori di sodio).
Totale assenza di inquinamento luminoso; il LED brilla, ma non satura l’ambiente. Zero sono le emissioni di raggi U.V. (ultravioletto) che in via generale sono dannosi per l’uomo per lunghe esposizioni nel tempo. Zero sono anche le emissioni di raggi I.R. (radiazione infrarossa), dannosi agli occhi per esposizioni dirette.
I LED generano calore, ma lo trattengono al loro interno, difatti l’involucro è in grado di controllare il calore generato e di smaltirlo verso dissipatori esterni. La potenza usata viene così impiegata al meglio per l’illuminazione, ottimizzando l’efficienza. La temperatura media raramente è superiore a 50°. I LED possono quindi essere installati a contatto con la plastica e tutti quei materiali che temono l’eccessivo calore.
Come interagiscono con il guidatore i fari LED?
Le auto moderne con fari LED passano automaticamente dagli abbaglianti agli anabbaglianti in modo tale da non accecare gli automobilisti provenienti in senso contrario, garantendo la massima concentrazione sulla strada.
Questa funzione è in grado di reagire automaticamente alle differenti condizioni di luce evitando che ci sia il minimo abbagliamento dei veicoli in avvicinamento e al tempo stesso assicurando la migliore illuminazione della strada per la massima distanza possibile. Tale dispositivo inoltre solleva il guidatore dalla manualità di dover commutare le luci continuamente da abbaglianti ad anabbaglianti e viceversa.
La vita del LED è comparabile alla durata della vettura: 6.000 ore contro le 600 di una lampada normale. La potenza complessiva non supera i 5W contro i 35 delle alogene, il che significa minori consumi. E il tempo di reazione dei LED è di 5ms contro i 150ms delle lampade a filamento, il che significa accorciare il tempo di reazione della frenata di chi vede gli stop accendersi prima.
A 100 orari gli spazi di frenata di coloro che ci seguono si accorciano di 4 metri, proprio quello spazio che magari separa l’incidente dal brutto spavento.
Il LED oltre ad essere esteticamente appagante, incrementa la sicurezza attiva del veicolo e diminuisce consumi e CO2. Un utile dispositivo che fra qualche anno sarà sicuramente di serie nella maggior parte dei veicoli.
