Günümüz otomobillerinde kullanılan geleneksel farlar sabit yapısı nedeni ile hava ve yol koşullarına uyum sağlayamadığından yetersiz kalmaktadır. Sürekli aynı bölgeyi aydınlatan geleneksel farlar, virajlarda dönülen yönü, şehiriçinde köşeleri ve yayaları, otoyollarda yüksek hızdan dolayı görülmesi gereken uzun mesafeleri aydınlatamamaktadır.
Yapılan araştırmalar sonucunda, sürücülerin katettikleri toplam yolun %25′ini gece koşullarında katettikleri, ancak gece koşullarında meydana gelen ölümlü kaza adedinin gündüz koşullarından yaklaşık 2 katı fazla olduğu tespit edilmiştir.
Günümüz otomobilleri hız, dönüş açısı, eğim, yağış, aydınlık gibi değerleri sensörleri aracılığı ile rapor edebilmektedirler. Elde edilen bu verilerle “akıllı” farların yönlendirilmesi sonucunda ideal aydınlatmanın sağlanması mümkündür. GPS verilerinin değerlendirilmesi ise test aşamasındadır.
Tarihçe : Daha gelişmiş farlar otomobil mühendislerinin en eski hayallerinden biriydi. Bilinen ilk sürüşe uyumlu far, 1948 yılında ABD’li Preston Thomas Tucker tarafından üretilen Tucker Torpedo’da kullanılmıştır. Ortada bulunan 3. far ön tekerleklerin açısına bağlı olarak sağa-sola dönebiliyordu. Bu otomobilden sadece 51 tane üretildi.
Avrupa’da bu konuda ilk ilerleme Fransa’da kaydedildi. 1967′de makyajlanan Citroen DS’te direksiyon yönüne göre dönebilen uzun farlar kullanıldı. Bu sistem yasal sınırlamalardan dolayı sadece uzun farlarda kullanılabildiği için diğer üreticiler tarafından pek ilgi görmedi.
1948 model Tucker Torpedo
1967 model Citroen DS
Eureka E! 1403 projesi : Bazı otomobil, far ve far ampulü üreticileri 1994 yılında “EUREKA Project E! 1403″ projesinde otomobil aydınlatmasını geliştirmek amacı ile ortak çalışmalara başladılar.
2004 yılında biten projenin aşamaları aşağıdaki gibidir :
1. aşama (1994-1995) : Fizibilite çalışmaları, aydınlatmanın geliştirilmesi gereken özel sürüş koşullarının tespiti ve bu özel koşullar için gerekecek teknolojik yeterliliğin incelenmesi.
2. aşama (1996-1997) : Test örneklerinin hazırlanması, test ortamlarının kararlaştırılması, yapılan testlerin değerlendirilmesi ve sonuçların geliştirilmesi için yeni araştırmaların yapılması, onay işlemlerine hazırlık yapılması.
3. aşama (1998-1999 ve sonrası) : Sunumlar, mevcut otomobil aydınlatması yönetmeliklerinin düzenlenmesi için tekliflerin verilmesi ve uygulanması.
Proje bitiminde, tespit edilen farklı sürüş koşulları ve bunlara uyum sağlayan aşağıdaki ışık dağılımlarının geliştirilerek farlara uygulanması sonucuna varılmıştır.
Sürüşe uyumlu far
Geleneksel far
Şehiriçi aydınlatması : Caddenin genel aydınlığının sensörler ile tespiti, köşe dönüşlerinde bulunan yayaların daha iyi aydınlatılması, kavşaklarda daha geniş bir aydınlatma sağlanması konusunda çalışmalar devam etmektedir.
Daha geniş bir ışık deseni kullanılmalıdır, ancak yaya, bisikletli ve karşıdan gelen sürücünün ışıktan rahatsız olmaması gereklidir.
Trafik işaretleri, karşıdan gelen trafik yönünün aydınlatması düşük seviyede olabilir. Yaya ayak hizası ve zemin aydınlatması yüksek seviyede olmalıdır.
Yapılan testte 90°’lik bir köşe dönüşünde Xenon far 13 metreyi aydınlatabilirken, statik viraj farının 32 metreyi aydınlatabildiği tespit edilmiştir.
Viraj aydınlatması : Şehirlerarası yollarda otomobilin hızı ve eğimi, virajların açıları, karşıdan gelen trafiğin yoğunluğu, trafik işaretlerinin konumu vb. parametreler, şehiriçinde ise dönülen dik köşeler ve yayaların konumu gibi bir çok parametre değerlendirilmelidir.
Uzun ve geniş virajlarda dönülen yönün aydınlatılması konusunda çeşitli parametreler test edilmiştir. Dönülen taraftaki far belli bir açı ile viraj yönüne dönerken diğer far bunun yarısı kadar döndüğünde elde edilen aydınlatma performansı daha çok kabul görmüştür.
Yapılan testte 250 metre çapında bir virajda Xenon far 53 metreyi aydınlatabilirken, dinamik viraj farının 89 metreyi aydınlatabildiği tespit edilmiştir. Bu 70 km/s hız ile giden bir sürücünün aynı nesneyi 1.9 saniye önce görmesi demektir.
Kötü hava koşulu aydınlatması : Yağmurlu ve sisli havalarda ıslak zeminden yansıyan ışık, sisin yoğunluğundan dolayı sürücünün ışığın geri yansımasını yaşaması gibi çeşitli olumsuzluklar sürüşe uyumlu farların geliştirilmesi projesi dışında ayrıca üzerinde çalışılan bir konudur.
Keskin kesilme çizgisi ile farın yola yakın seviyeyi aydınlatması farklı hava koşullarında bazen yeterli olmamaktadır. Sensörler vasıtası ile yağmur / sis yoğunluğunun belirlenmesi ve buna uyumlu sis farlarının geliştirilme çalışmaları devam etmektedir.
Otoyol aydınlatması : Otomobilin hızı ve eğimi, virajların açıları, karşıdan gelen ve önde giden trafiğin yoğunluğu gibi bir çok parametre değerlendirilmelidir.
Hız arttığı için daha fazla mesafe aydınlatılmalıdır. Aracın hızını kontrol eden sensor buna bağlı olarak kısa farın yükseklik seviyesini artırır.
Karşıdan gelen sürücünün rahatsız olmaması için aydınlatmanın daha çok gidilen tarafta olması gerekmektedir. Aydınlatmanın aynı yönde giden aracın dikiz aynasından sürücüsünü rahatsız edebileceği dikkate alınarak daha keskin kesilme çizgisi belirlenmelidir.
Yapılan testte Xenon far 85 metreyi aydınlatabilirken, sürüşe uyumlu farın 148 metreyi aydınlatabildiği tespit edilmiştir. Bu 130 km/s hız ile giden bir sürücünün aynı nesneyi 2.1 saniye önce görmesi demektir.
Statik viraj aydınlatması : Daha çok şehiriçi aydınlatmasını iyileştirmeye yönelik bu sistem maliyetinin düşük olması nedeniyle halojen fara sahip araçlarda da uygulanabilmekte ve otomobilin elektronik kontrol ünitesi (ECU) tarafından yönetilmektedir.
Fara sabit olarak yerleştirilen ek bir free form reflektör, üreticinin belirlediği şartlar gerçekleştiğinde (Ör. 40 km/s veya daha altı hızlarda, sinyal verilmesi ve direksiyonun açısına bağlı olarak) viraj veya köşe dönüşlerinde devreye girerek 90° açı ile dönülen alanı aydınlatmaktadır.
Statik viraj aydınlatma sistemi ve halojen far ile karşılaştırması
Dinamik viraj ve otoyol aydınlatması : Gelişmiş yazılımlarla yönetilen farda dönebilen elipsoidal projektörler kullanılır.
Sensörlerden gelen hız, açı, direksiyon konumu gibi bilgiler otomobilin elektronik kontrol ünitesi (ECU) tarafından değerlendirilir. Projektörlerin uygun açısı belirlenerek entegre edilmiş motorlarla projektörün hareket etmesi sağlanır.
Daha esnek olan bu sistemde üreticinin elektronik altyapısına göre istenen ışık desenleri ve açılarını elde etmek mümkündür.
Terimler
AFL : Adaptive Front Lighting – Sürüşe uyumlu aydınlatma.
Sürüş, hava ve yol koşullarına uyumlu olarak işlevleri değişebilen aydınlatma sistemi.
Asimetrik ışık deseni : Karşıdan gelen sürücülerin gözlerini kamaştırmadan, yolun sağ tarafının daha uzun mesafede aydınlatıldığı ışık deseni.
Ark : İki elektrot arasında atlayan kıvılcım.
Amper (A) : Akım şiddeti.
Balast : Gaz deşarjlı ampulün elektrik gücünü sağlayan parça.
Bi-halojen : Kısa ve uzun far ışığını halojen ampul ile üretebilen far sistemi.
Bi-xenon : Kısa ve uzun far ışığını xenon ampul ile üretebilen far sistemi.
Dalgaboyu : Elektromanyetik dalgaların bir salınımda aldıkları yol.
Candela (cd) : Belli bir yönde yayılan ışığın yoğunluk birimi.
D1S, D1R, D2S, D2R: Yüksek yoğunluklu deşarjlı (xenon) ampul tipleri.
ECE : Economic Comission for Europe – Avrupa Ekonomi Komisyonu.
Otomobil aydınlatması ile ilgili yasal düzenlemeleri de belirleyen kurul.
Ellipsoid : Elipslerden oluşan yansıma sistemi.
Free form : Serbest yüzeyli yansıma sistemi.
Filaman : Akım geçtiğinde akkor durumuna gelen ince tel.
Glare : Göz kamaşması.
Görüş mesafesi : Bir cismin görülebildiği en uzun mesafe.
Gündüz farı : Aracın çalıştırılması ile devreye giren ve farkedilmesini sağlayarak güvenliği artıran düşük güçlü far sistemi.
Halojen : Flor, klor, brom ve iyot elementleri.
H1, H3, H4, H7, H9, H11 : Halojen ampul tipleri.
HID : High Intensity Discharge – Yüksek yoğunluklu deşarj.
Xenon ampulün çalışma prensibi.
Igniter : Xenon ampulün başlangıç voltajını üreten parça, bazı balastlarda entegre olarak bulunmaktadır.
Işık rengi : Işık renginin ısısıdır. Renk ısısı artırıldığında ışıktaki mavinin payı artar, kırmızının payı azalır.
Kelvin (K) : Renk ısısı birimi.
Kesilme çizgisi : Fardan yansıyan ışığın üstü karanlık altı aydınlık olarak kesildiği yatay bölge.
Kısa far : Önde giden ve karşıdan gelen trafiği rahatsız etmeden kısa mesafeyi aydınlatan far sistemi.
LED : Light Emitting Diode – Işık yayan diyot.
Lens : Işık dağılımını istenen desene uygun yaymak amacıyla kullanılan prizmatik camdan yapılmış mercek.
Lumen (lm) : Işık kaynağından tüm yönlere doğru yayılan ve göz hassasiyeti ile değerlendirilebilen ışık gücünün birimi.
Odak : Işık kaynağından yayılan ışınların toplandığı merkez nokta.
Parabolic : Parabollerden oluşan yansıtma sistemi. Odak noktasından yayılan ışının ana eksene paralel olarak yansıması.
Projektör : Birinci odak noktasından yayılan ışının elips biçiminde yansıyarak, bir siper ile istenmeyen kısmın kesilmesinden sonra, ikinci odak noktasında toplanarak ve lens tarafından ileriye yansıtıldığı far sistemi.
Reflektör : Işını yansıtan özel kaplamalı yüzey. Yüzey üzerinde bilgisayar tarafından yeri ve açısı hesaplanan onbinlerce farklı yansıma noktasının bulunduğu far sistemi.
Renk ısısı : Siyah bir kütlenin ısıtılması sonucunda kızıl ile mor arasında aldığı renk değeri.
Birimi : Kelvin (K)
Röle : Başka bir devrenin açılıp kapanmasını sağlayan anahtar.
Sürüş farı : Uzun mesafeyi aydınlatabilen far sistemi.
Sis farı: Sisli hava koşullarında yolun veya işaretlerin daha iyi görülebilmesini sağlayan far sistemi.
Sensor : Işık, eğim, hız, sıcaklık gibi değerleri ölçebilen algılayıcı.
Sis : Hava içindeki su buharının yoğunlaşması veya donarak kristalleşmesi durumu.
Uzun far : Uzun mesafeyi aydınlatabilen far sistemi.
Xenon : Atom numarası 54 olan asal gaz.
Volt (V) : Gerilim (potansiyel fark) birimi.
Watt (W) : Güç birimi.