روزهایی که اسبها بهتر از چراغها میدیدند
در دوران کالسکههای اسبی، فانوسهایی که با سوختن نفت روشن میشدند، کمی نور فراهم میکردند؛ اما شاید دید تیزتر اسبها، دلیل اصلی کم بودن تصادفات در آن دوران بود، نه کیفیت این فانوسها.
با اختراع خودرو، مسئولیت دیدن جاده کاملاً به عهدهی راننده افتاد. فانوسهای نفتی اولیه جای خود را به چراغهای الکتریکی با فیلامان دادند، اما این فیلامانها بسیار شکننده بودند. تکانهای ناشی از دستاندازها و جادههای ناهموار بهسرعت این فیلامانها را میشکست و به محض قطع شدن فیلامان، چراغ خاموش میشد. جالب است بدانید حتی فورد مدل تی اول هم روشنایی کاملاً الکتریکی نداشت و برای چراغ جلو از فانوسهای کاربید و برای چراغ عقب از فانوس نفتی استفاده میکرد.
مشکل نور یکطرفه و راهحل نور پایین
کیفیت روشنایی این چراغهای اولیه، به توانایی بازتابدهندهی داخل چراغ برای هدایت نور به جلو وابسته بود. چراغهای اولیه فقط یک باریکهی نور داشتند که رانندههای مقابل را کاملاً کور میکرد؛ هرچند در آن دوران خودروها کم بودند و رانندگان کالسکه هم از ارتفاع بالاتری مینشستند، پس مشکل چندان جدی نبود.
خیلی زود مشخص شد نوری که برای دید بهتر راننده روی جاده مناسب است، برای رانندگان مقابل اصلاً مناسب نیست؛ پس باید راهحلی میانه پیدا میشد.
در سال ۱۹۱۵، چراغ نور پایین معرفی شد. در آن زمان هنوز چراغها تکفیلامان بودند، اما راننده میتوانست با پیاده شدن از خودرو و تنظیم دستی چراغ، حالت آن را بین نور معمولی و نور پایین تغییر دهد.
انقلاب Osram و تولد چراغ دوحالته
در سال ۱۹۲۵، شرکت Osram اولین لامپ دوفیلامانهی جهان با نام BILUX® را معرفی کرد؛ فناوریای که برای اولین بار امکان جابهجایی الکترونیکی بین نور پایین و نور بالا را فراهم کرد. با افزایش تعداد خودروها در جادهها، این پیشرفت واقعاً ضروری بود.
دههی ۱۹۴۰؛ عصر چراغهای سیلشده (Sealed Beam)
نسل بعدی چراغها در دههی ۱۹۴۰ با معرفی واحدهای سیلشدهی نوری ظاهر شد. این طراحی باعث یکسانسازی شکل و خروجی نور چراغها شد و وقتی نیاز به تعویض لامپ بود، کل مجموعه شامل بازتابدهنده و لنز هم با هم تعویض میشد.
این طراحی مشکل جاگذاری نادرست لامپ را کاملاً حل کرد و تنظیم دقیقتر نور را تضمین میکرد، چون دیگر امکان جابهجا شدن نادرست لامپ وجود نداشت.
اما این طراحی هم ایرادی داشت: تعویض کل واحد گرانتر بود و چون واحد سیلشده در یک قاب مخصوص جا گرفته بود، تعویض آن پیچیدهتر از عوض کردن یک لامپ ساده بود. در اواخر دوران استفاده از این فناوری، چند شرکت کیتهای تبدیل عرضه کردند که امکان نصب لامپ استاندارد روی بازتابدهندهی اصلاحشده را فراهم میکرد.
دههی ۱۹۶۰؛ ورود لامپهای هالوژن
گام بعدی در دههی ۱۹۶۰ با معرفی لامپ هالوژن برداشته شد. این لامپها با گاز هالوژن پر میشدند که عمر فیلامان را افزایش میداد و اجازه میداد نور روشنتر و تمیزتری تولید شود.
دههی ۱۹۹۰؛ نور آبیسفید زنون (HID)
در دههی ۱۹۹۰، لامپهای HID که با نام زنون شناخته میشوند، وارد بازار شدند. این لامپها با استفاده از یک قوس الکتریکی پرولتاژ، مخلوطی از گازها را برانگیخته میکنند تا نوری بسیار روشن و آبیسفید تولید شود؛ نوری با خروجی و بازده انرژی بسیار بالاتر نسبت به هالوژن.
نقطهضعف این چراغها هزینهی بالای قطعات لازم برای تولید ولتاژ بالای مورد نیاز قوس الکتریکی بود، که به یک بالاست گرانقیمت نیاز داشت. علاوه بر این، مقررات ایمنی الزام میکردند خودروهای مجهز به چراغ HID، از سیستم تراز خودکار هم استفاده کنند.
چراغهای زنون معمولاً از سیستم پروژکتوری برای تمرکز دقیقتر نور در نقاط موردنیاز استفاده میکنند؛ فناوریای که بعدها روی برخی چراغهای هالوژن هم پیاده شد.
عصر LED؛ نور روشنتر، اما دردسرساز
گام بعدی، ورود لامپ و سپس چراغهای LED بود؛ چراغهایی متشکل از چندین دیود نورافشان کوچک که میتوانند در چیدمانهای مختلف قرار بگیرند تا الگوهای نوری و جلوههای متفاوتی ایجاد کنند.
گفته میشود عمر واحدهای LED چندین برابر لامپهای هالوژن یا زنون است، اما این مزیت هزینهی خودش را هم دارد. چون انتظار میرود این لامپها عمر بسیار طولانی داشته باشند، آنها را مستقیماً داخل واحد چراغ ادغام میکنند؛ نتیجه اینکه وقتی خراب شوند، باید کل چراغ جلو تعویض شود، نه فقط لامپ.
چرا چراغهای LED چشمها را اذیت میکنند؟
چراغهای LED مصرف انرژی کمتری نسبت به گزینههای قبلی برای همان میزان نور دارند، اما حالا مشخص شده که نور روشنتر و متمرکزتر آنها میتواند رانندگان مقابل را خیره کند. دلیل این موضوع این است که طول موج کوتاهتر نور LED، انرژی بیشتری نسبت به طول موج بلندتر نور هالوژن دارد و همین موضوع باعث میشود این نور برای چشم انسان آزاردهندهتر به نظر برسد. فناوری چراغهای تطبیقی (Adaptive Headlamp) تا حدی این مشکل را کاهش میدهد.
آیندهی استفاده از چراغهای LED احتمالاً به کاهش قیمت آنها بستگی دارد؛ موضوعی نگرانکننده وقتی میبینیم قیمت برخی چراغهای جلو امروزه به رقمهای چهاررقمی (به پوند یا دلار) رسیده و با افزایش سن خودروهای مدرن، این هزینه اهمیت بیشتری پیدا میکند.
قدم بعدی: چراغهای لیزری
مرحلهی بعدی در توسعهی چراغهای جلو میتواند چراغهای لیزری باشد؛ فناوریای که وعدهی عملکرد نوری بهمراتب بهتر و الگوی نوری دقیقتری را میدهد. این فناوری امکان تعریف دقیقتر محدودهی نور را فراهم میکند و امیدواریم بتواند از تابیدن مستقیم نور به چشم رانندگان مقابل جلوگیری کند.
لازم است تأکید کنیم که پرتو لیزر خودش منبع نور دیدهشده نیست و مستقیماً به بیرون هدایت نمیشود، چون این کار میتوانست بسیار خطرناک باشد. در واقع، لیزر برای برانگیختن فوتونها استفاده میشود؛ این فوتونهای برانگیختهشده هستند که نور سفید شدید تولید میکنند و سپس این نور توسط یک بازتابدهنده پخش میشود. نور لیزری هنوز فناوری در حال توسعهای است و استفادهی بیامو از آن، شاید پاسخی برای نیازهای نوری آینده باشد.
در حال حاضر، به نظر میرسد نور لیزری نسبت به LED انرژی بیشتری مصرف میکند، اما از آنجا که این فناوری هنوز در حال تکامل است، هیچکس نمیداند آینده چه چیزی در چنته دارد.
جمعبندی
از فانوسهای نفتی گرفته تا نور لیزری، تاریخچهی چراغ جلوی خودرو، داستان تلاش مداوم مهندسان برای رسیدن به تعادلی میان دید بهتر برای راننده و ایمنی رانندگان مقابل است. با ورود فناوریهای جدید، شاید بالاخره بتوانیم به راهحلی برسیم که هم روشن باشد و هم خیرهکننده نباشد.
مطالب مشابه