حساس الشمس أو الإضاءة lighting sensor

جدول المحتويات

مقدمة

مع تطوّر أنظمة الراحة والسلامة في السيارات الحديثة، أصبح حساس الشمس أو الإضاءة (Lighting / Ambient Light / Sunload Sensor) جزءاً أساسياً من منظومة الإضاءة والتحكّم المناخي. يقوم هذا الحساس بقياس شدة الإضاءة المحيطة أو الإشعاع الشمسي ليساعد وحدة التحكم على اتخاذ قرارات تلقائية مثل تشغيل المصابيح الأمامية، تعتيم شاشة العدادات، وضبط أداء تكييف الهواء وفق الحمل الشمسي. النتيجة: قيادة أكثر أماناً وراحة وكفاءة في استهلاك الطاقة.

ما هو حساس الشمس/الإضاءة (Lighting Sensor)؟

هو مستشعر إلكتروني يقيس السطوع (Lux) أو الحمل الشمسي الواقع على المركبة. توجد فئتان شائعتان:

• حساس الإضاءة المحيطة (Ambient Light Sensor/ALS): يقيس شدة الضوء المرئي كما تراها العين البشرية، ويُستخدم لتشغيل/إطفاء أضواء القيادة تلقائياً وتعتيم اللوحة الداخلية.
• حساس الحمل الشمسي (Sunload): يقيس الإشعاع الشمسي للوصول لتوزيع تبريد/تدفئة أدق داخل المقصورة (جزء من نظام HVAC).

قد يأتي الحساس كوحدة منفصلة على أعلى التابلوه قرب الزجاج الأمامي، أو مدمجاً في قاعدة مرآة الرؤية الداخلية، أو ضمن «وحدة الاستشعار الأمامية» مع كاميرا/رادار في بعض السيارات الحديثة.

مكوّنات الحساس وشرح كل مكوّن

1. العنصر الضوئي (Photodiode/Phototransistor):

   يحوّل الضوء الساقط إلى إشارة كهربائية متناسبة مع شدته. في حساسات ALS المتقدمة، تكون الاستجابة الطيفية مضبوطة لتتوافق مع منحنى حساسية العين البشرية V(λ) مع رفض قوي للأشعة تحت الحمراء لضمان دقة القياس.

2. مرشح طيفي وعدسة/مُشتّت:

   يضبط الطيف الداخل ويُوسّع زاوية الرؤية ليعكس الضوء المحيط بواقعية، ويقلّل تأثير أشعة IR التي قد تُربك قرار تشغيل الأضواء.

3. محوّل تماثلي-رقمي ومعالجة داخلية:

   يحوّل الإشارة إلى قيَم «لوكس» رقمية، وقد يتضمن خوارزميات تنعيم/ترشيح لمنع التذبذب السريع وتوفير «مقاطعات» برمجية عند تخطي العتبات.

4. واجهة اتصال (عادة I²C):

   تنقل قراءات الإضاءة إلى وحدة التحكم في الهيكل (BCM) أو لوحة العدادات. الواجهة الرقمية أقل حساسية للتشويش من الإشارات التناظرية.

5. غلاف ونافذة شفافة:

   حماية ميكانيكية ومقاومة للعوامل البيئية، مع نافذة مصمّمة لعبور الطيف المطلوب وصد الغبار والرطوبة.

6. موصل وأسلاك تغذية/إشارة:

   يوفّر الجهد المرجعي والأرضي وخطوط الاتصال. يجب أن تكون التوصيلات محكمة لتفادي مقاومة تلامس عالية أو تآكل.

كيف يعمل؟ (آلية القياس والتحكم)

عند سقوط الضوء على العنصر الضوئي، تتغير شدة التيار المار بما يتناسب مع شدة الإضاءة. تقوم الدائرة الداخلية بقياس هذه الشدة وتحويلها إلى قيمة لوكس. ترسل القيمة رقمياً إلى وحدة التحكم، والتي تقارنها بعتبات معايرة:

• أضواء القيادة الأوتوماتيكية: إذا هبطت الإضاءة عن حد معيّن (مثل الغسق أو دخول نفق)، تُرسل BCM أمر تشغيل المصابيح الأمامية/الخلفية. وعند ارتفاع الإضاءة مجدداً، تُطفأ بعد تأخير زمني لمنع الوميض المتكرر.
• تعتيم العدادات ووحدات الترفيه: كلما كانت البيئة أكثر ظلاماً، زادت نسبة التعتيم لتقليل الوهج على السائق.
• التحكّم المناخي (Sunload): ارتفاع الإشعاع الشمسي على جانب واحد من المركبة يدفع وحدة HVAC لزيادة تبريد ذلك الجانب (مركبات ثنائية المناطق) لتحقيق راحة متوازنة.

أين يُستخدم داخل السيارة؟

• تشغيل/إطفاء المصابيح الأمامية آلياً حسب الإضاءة المحيطة.
• تعتيم لوحة العدادات وشاشة الوسائط.
• تحسين أداء نظام التكييف وفق الحمل الشمسي (Sunload).
• مساعدة أنظمة رؤية/سلامة متقدمة في تقدير ظروف الإضاءة العامة.

مثال عملي: أضواء أوتوماتيكية لا تعمل — خطوات الفحص

الحالة: سيارة سيدان حديثة مزودة بوضع «AUTO» للمصابيح. السائق يلاحظ أن الأضواء لا تشتغل عند الغروب أو داخل الأنفاق.

خطوات الفحص التفصيلية

1. فحص بصري وموقع الحساس: حدّد موقع الحساس (غالباً أعلى التابلوه قرب الزجاج أو خلف مرآة الوسط). تأكّد أنه غير مغطّى بديكور/ملصق/غبار.
2. تنظيف النافذة: استخدم قطعة قماش مبللة قليلاً لإزالة الأتربة. الاتّساخ يقلّل الضوء الواصل للحساس فيقرأ قيماً غير دقيقة.
3. التحقق من الإعدادات: تأكّد من تفعيل وضع «AUTO» وعدم ضبط حساسية منخفضة جداً ضمن قائمة المركبة (إن وجدت خيارات الحساسية).
4. اختبار وظيفي سريع: وجّه مصدر إضاءة قوي للحساس ثم غطّه بيدك بالتناوب. راقب إن كانت المصابيح تستجيب بعد تأخير ثوانٍ معدودة.
5. فحص الأعطال عبر OBD-II: اقرأ أكواد BCM/IPC. قد تظهر رموز مرتبطة بدائرة حساس الإضاءة (فتح/قصر/قراءة غير منطقية). دوّن «القيم الحيّة» للّوكس أثناء التغطية والكشف.
6. فحص الجهد والتأريض: تحقّق من جهد التغذية المرجعي (مثلاً 3.3V أو 5V حسب الطراز) واستمرارية الأرضي. الجهد المنخفض أو «الأرضي العائم» يسبب قراءات خاطئة.
7. فحص ناقل البيانات: إذا كان الحساس على I²C، افحص سلامة الأسلاك وخلوّها من القطع بالقرب من قاعدة الزجاج/المرآة. أي انقطاع يمنع وصول القيَم.
8. التحديث أو الاستبدال: إن استمرت المشكلة مع قراءات غير منطقية، افحص نشرات الصيانة الفنية (TSB). إن لم تُحل، استبدل الحساس بقطعة مطابقة للمواصفات.

السبب المُحتمل: تغطية أو اتّساخ نافذة الحساس، عطل داخلي بالحساس، خلل تغذية/تأريض أو سلك I²C مقطوع، أو عتبات برمجية غير مناسبة بعد صيانة/تحديث.

لماذا طُوِّر هذا النظام؟

لتحقيق سلامة أفضل عبر تشغيل الأضواء تلقائياً في ظروف الإضاءة المنخفضة امتثالاً لمتطلبات اللوائح، ولتحسين راحة السائق عبر تعتيم تلقائي يقلّل الوهج، وكذلك رفع كفاءة التكييف عبر تعويض الحمل الشمسي ديناميكياً. حساسات الإضاءة الحديثة مضبوطة طيفياً لتشبه استجابة العين البشرية وتقاوم تأثير الأشعة تحت الحمراء، ما يجعل القرارات الآلية أقرب لإحساس السائق الفعلي.

أسئلة شائعة (8)

1) أين موضع حساس الإضاءة عادةً؟

على أعلى التابلوه قرب الزجاج الأمامي، أو مدمجاً في قاعدة مرآة الوسط، أو ضمن وحدة الاستشعار/الكاميرا الأمامية.

2) هل يمكن تنظيفه؟ وكيف؟

نعم. امسح نافذته بقطعة قماش ناعمة مبللة قليلاً. تجنّب المنظفات القاسية أو رش السوائل مباشرة داخل الفجوات.

3) ما الفرق بين حساس ALS وحساس Sunload؟

الأول يقيس الضوء المرئي (لوكس) لتشغيل الأضواء وتعتيم العدادات، والثاني يقيس الإشعاع الشمسي ويغذّي خوارزميات HVAC لتعويض الحمل الحراري.

4) لماذا يرفض بعض الحساسات الضوء تحت الحمراء (IR)؟

لأن العين لا ترى IR. رفضها يمنع تشغيل/إطفاء الأضواء بناءً على إشارات غير «مرئية» للسائق (مثلاً خلف زجاج مظلل ينفذ IR).

5) هل تؤثر الملصقات أو أغطية التابلوه؟

نعم. أي غطاء أو ملصق فوق نافذة الحساس قد يمنع الضوء ويعطي قراءات مضلّلة.

6) ما أعراض عطل الحساس؟

الأضواء لا تشتغل في الظلام/الأنفاق، أو تظل مشتغلة نهاراً، أو عدم تعتيم العدادات، أو شكاوى توازن حرارة المقصورة في يوم مُشمِس.

7) هل يمكن تعديل حساسية التشغيل؟

بعض السيارات تتيح ضبط الحساسية زمنياً أو عبر قائمة الإعدادات. وإلا فالأمر يعتمد على معايرة الشركة المُصنِّعة.

8) هل تؤثر تظليلات الزجاج الداكنة؟

قد تقلّل الضوء المرئي الواصل للحساس فتؤخر تشغيل الأضواء، بينما تسمح بمرور IR فتربك الحساسات غير المفلترة.

خاتمة

حساس الشمس/الإضاءة ليس رفاهية؛ إنه عين السيارة على العالم الضوئي من حولها. دقته في تمثيل ما «تراه» العين البشرية ورفضه للأشعة غير المرئية يمنح قرارات تلقائية أكثر منطقية—من تشغيل المصابيح في الوقت المناسب إلى راحة حرارية أفضل داخل المقصورة. باتّباع خطوات الفحص الصحيحة والاهتمام بموقعه ونظافته وتوصيلاته، ستحافظ على عمله بكفاءة وتستفيد من مزاياه كاملة.

المصادر 

• لائحة الأمم المتحدة رقم 48 — تركيب أجهزة الإضاءة والإشارات الضوئية بالمركبات (UN R48) — مرجع تنظيمي أساسي له متطلبات تشغيل الإضاءة وتركيبها.
• نشرة بيانات حساس الإضاءة المحيطة OPT3001 من Texas Instruments — يوضح مبدأ قياس اللوكس، تطابق الاستجابة مع العين البشرية ورفض الأشعة تحت الحمراء.

شكراً لقراءتك لمقال "حساس الشمس أو الإضاءة lighting sensor " ضمن قسم "نظام الإضاءة" على مدونة تقنيات السيارات الحديثة. إذا أعجبتك المعلومات، لا تتردد في مشاركتها أو ترك تعليقك أدناه. دعمك يساعدنا على تقديم المزيد من المقالات والفيديوهات المفيدة عن عالم السيارات.

فريق تقنيات السيارات الحديثة