Lo sapete quale è il tempo di realizzazione (dal progetto al prodotto finito) per un attuale faro full LED? Quattro anni. Basta questo dato a spiegare la complessità dei nuovi sistemi di illuminazione che oggi troviamo su auto, moto e anche scooter, perfino di fascia più bassa.
Negli ultimi anni il settore illuminazione veicoli ha avuto le maggiori crescite ed evoluzioni, dalle lampade alogene a quelle allo xeno, poi ai led e infine al laser con sofisticati sistemi elettronici.

Le ultime due tecnologie, Led e Laser, stanno offrendo le migliori condizioni di efficienza luminosa, gestione del campo visivo e modularità al percorso e traffico. Utilizzando sensori, telecamere e GPS che sono in grado di vedere in anticipo gli altri veicoli, i pedoni, rilevare la velocità o una curva imminente, possono modificare il campo illuminato e non abbagliare chi si incrocia.

In parole povere: aumentare enormemente la sicurezza attiva, incrementare l'affidabilità dei fari e diminuire i consumi elettrici. Il che si traduce in minori emissioni inquinanti. Non dimentichiamo che tutte le componenti elettriche di un veicolo sono alimentate dal motore.

faro oled

Cosa dice la normativa?

In una recente intervista con il developing engineer light technology per BMW (Roman Huska), buona parte dei tempi di sviluppo sono dovuti alle normative nazionali: dodici omologazioni nel mondo. Si traduce in un centinaio di combinazioni diverse per intensità luminosa, punti di misurazione, posizione delle luci sul veicolo, campi illuminati, eccetera. Ad esempio, in Cina viene chiesta una potenza inferiore rispetto ad altri Paesi, quindi sviluppi tecnici differenti.

I Led aiutano parecchio perchè con la messa a punto di una sola fonte luminosa adatta a tutte le normative, riduce i costi produttivi.
Sembra semplice ma, ad esempio, la sola normativa europea prevede il controllo di venti punti all'interno del fascio proiettato dal faro anteriore.

Questo vale anche per le più semplici lampade alogene ma la tecnologia Led garantisce risultati superiori in molti ambiti. A partire dalla luce di marcia diurna DRL: quest'ultima è la terza luce, oltre ad anabbagliante e abbagliante, che ha dato una maggiore efficacia rispetto alla tradizionale luce anabbagliante accesa di giorno.


 

Ma come funziona un fanale a LED e perchè è migliore?

Largamente diffusi ma spesso poco conosciuti, ecco brevemente come funzionano

Rispetto alle lampadine ad incandescenza con filamento, o gli elettrodi in atmosfera chiusa di gas (xenon), la luce LED (acronimo di Light Emitting Diode, diodo ad emissione di luce) si basa su un chip di materiale semiconduttore che emette luce quando attraversato dalla corrente elettrica.

I vantaggi della tecnologia LED sono molteplici, in primis la maggiore efficienza della sorgente luminosa:

- LED oltre il 25%

- lampada alogena 3%

- lampada xenon 7%

faro full led


La luce LED è nitida e pulita perché non ha raggi ultravioletti e infrarossi (non visibili ad occhio nudo), il che porta sempre a ridurre il consumo energetico

Oggi il faro full LED singolo di una moto può arrivare a 30 watt totali. Mentre nell'auto usando le luci diurne DRL a LED al posto dei normali anabbaglianti, permette un abbattimento delle emissioni CO del 90%.

Altro elemento che potete notare provando una vettura con full LED la sera, è la qualità della luce molto simile alla luce naturale con una temperatura colore di circa 5.500 gradi Kelvin; un beneficio di percezione visiva dell'occhio umano.


Durata: vari test hanno rilevato una durata di 10-15 volte superiore quella delle lampade allo xenon, difatti non è prevista la sostituzione dei diodi. I Led sopportano molto bene le vibrazioni, con test anche sulla resistenza termica e sostanze chimiche.

L'estetica dell'auto ne può beneficiare perchè un fanale full LED permette ai designer molta libertà creativa.

Rispetto a una lampada alogena con la tecnologia Led si usano molte più sorgenti luminose (circa sessanta chip sui fari automobilistici) è più semplice gestire il fascio luminoso nei vari punti e gestirne le caratteristiche in modalità adattativa. La progettazione si avvale anche di uno speciale software in grado di simulare le varie tipologie di strada, misurandone l'efficacia nelle diverse condizioni climatiche.

Le tolleranze costruttive dei fari Led richiedono anche una grande precisione dimensionale; in compenso è possibile adottare superfici riflettenti più piccole e quindi ridurre le dimensioni del fanale stesso.
Per quanto si dica che il LED è una luce fredda, in realtà uno dei problemi principali è il calore generato dai circuiti elettronici: si arriva a 130°C. In più il faro deve essere a tenuta ermetica: per questo viene utilizzato un supporto radiante in alluminio per i circuiti, ed uno speciale policarbonato è il “vetro” esterno, resistente agli urti (cosa peraltro già prevista da anni nelle normative).
La luce emessa dai Led non è continua anche se l'occhio umano non lo nota: è accesa per 10 millisecondi, spenta per 30, riaccesa per altri 10 millisecondi e così via. E' questo il motivo per cui nelle eventuali riprese video – dipende dalla frequenza dei fotogrammi di registrazione - capita di vedere i fari Led andare a intermittenza.

 

DRL: l'importanza per la sicurezza stradale

L'introduzione delle luci diurne DRL (Daytime Running Light) è diventato un must per le Case, dall'obbligo dei fari accesi di giorno.
Lo scopo di queste luci è di rendere il veicolo visibile, non è quello di illuminare la strada: per questo motivo è ammessa un'area molto più ampia in altezza rispetto agli anabbaglianti.


Viene poi preferita una luce leggemente azzurrata perché meglio individuabile dall'occhio umano. Attenzione: non vuol dire che potete montare le luci blue all'anteriore, sono sempre fuori omologazione. Sono azzurrate perchè il costruttore ha omologato tale fanale nativo nell'auto.

Risultato, grazie ai Led il consumo d'energia è molto inferiore rispetto alle luci alogene, è possibile usare maggiore potenza e la visibilità aumenta in maniera importante. Molte statistiche americane hanno indicato una riduzione degli incidenti nel periodo considerato.

 
Oggi i gruppi ottici sono diventati una parte sempre più influente dell'estetica di un nuovo modello, proprio per la loro integrazione nel design complessivo, e questo aumenta la riconoscibilità del modello, il family feeling. Tanto che ormai fari sia anteriori che posteriori richiedono un processo di sviluppo più lungo rispetto al resto delle sovrastrutture.

luce diurna drl led


 

Fari adattivi: l'importanza di illuminare la curva

Alcuni fanali xenon utilizzano, assieme alla lampada principale, uno specchio riflettente dotato di sensori e servomotori che provvedono a mantenere il fascio all'altezza corretta durante i trasferimenti di carico ed orientarlo all'interno della svolta quando si curva. Naturalmente un faro così concepito è più grande, complesso e costoso rispetto ai full Led, e per questo è disponibile su modelli di fascia alta.

Un esempio da Bmw, dove una telecamera gestisce il fascio di luce consentendo una visibilità migliore e senza il pericolo di abbagliare chi si incrocia. Il sistema riconosce gli altri veicoli e ne esclude l’abbagliamento. La profondità del fanale supera i 200 metri

Le lampade allo Xeno hanno superato l'efficienza di quelle alogene, ma a loro volta stanno patendo la concorrenza dei Led.
Questi ultimi, oltre ai vantaggi ricordati prima, hanno anche la preferenza degli automobilisti perché offrono una buona caratterizzazione estetica, e questo non è un aspetto secondario nella scelta di un'auto.

Fra i difetti dei fari full Led ci sono peraltro il peso maggiore rispetto ai tradizionali alogeni, e soprattutto il costo parecchio superiore. E' una voce che diventa importante nel malaugurato caso di una sostituzione.

faro adattivo

 

Due nuove frontiere, la prima: il Laser

Sempre BMW è artefice di diversi primati tecnologici, tra cui il fanale abbagliante Laser. Introdotto per la prima volta sulla i8 di serie nel 2014 e mostrata su una speciale K 1600GTL nel 2016 al CES di Las Vegas. Giusto per ricordare che anche sulle moto è possibile adottarla.

La luce abbagliante laser è l'ultima frontiera in fatto di potenza, efficienza e compattezza raggiungendo una portata di 600 metri contro i 300 metri dei migliori Led e una luminosità quattro volte superiore.
Il sistema LARP (Laser Activated Remote Phosphor) è dotato di un diodo laser che genera un flusso puntiforme di pochi micron. La luce laser emessa viene percepita come blu dall'occhio umano ed è convertita in luce bianca attraversando un fluorescente (fosforo giallo) ottenendo una temperatura colore di 5.500 gradi kelvin (come i Led).

La luminosità elevata offerta dai sistemi LARP permettono di avere ottiche di dimensioni molto ridotte, e il tipo di fascio generato si presta a essere pilotato efficacemente. Sulla i8, come sulla Serie 7, l'illuminazione spot si attiva una volta superati i 70 km/h. La telecamera sul veicolo rileva l'assenza di traffico in senso opposto e quando si incrociamo altri mezzi il fascio viene modificato per evitare l'abbagliamento.

faro laser

Due nuove frontiere, la seconda: il faro Oled

Un'altra tecnologia innovativa e già testata nel settore auto per i gruppi ottici posteriori, è quella Oled. La BMW M4 GTS è stata la prima auto di serie a proporla.
Si tratta di luce emessa da diodi di origine organica (Organic Light Emitting Diode); sfruttano molecole di carbonio e idrogeno per creare una luce visibile grazie al passaggio di corrente elettrica (elettroluminescenza). Oled è una tecnologia già diffusa su molti smartphone e TV: i diodi hanno una formazione a sandwich con semiconduttori dello spessore di pochi micron, e uno spessore totale che va da 0,8 a 1,5 mm.

A differenza dei Led, l'emissione della luce è diffusa invece che puntiforme, può essere regolata a piacimento e adottata per luci di stop e di svolta. Ancora una volta ne benefica la fantasia creativa dei designer.

La tecnologia Oled offre una visibilità costante da qualsiasi angolazione, un consumo di energia irrisorio, una costruzione semplice e creativa perché gli Oled possono essere curvati. Rispetto al Led non servono riflettenti ed elementi raffreddanti. Tutte caratteristiche che possono essere sfruttate dai designer; già oggi i primi i fari Oled per auto sono formati da piccoli segmenti con diversi orientamenti, colori e accensione. Hanno un costo di produzione ancora alto e questo ne fa un'applicazione di nicchia.

Tutto questo porta a centri di ingegnerizzazione con elevata occupazione. Il centro di ricerca e sviluppo BMW conta ottomila ingegneri su un totale di 20.000 addetti.

faro oled

Lampade alogene ancora avanti? Si

Non sono destinate però a sparire le lampade alogene. E' una tecnologia che va ancora per la maggiore (circa il 90% delle nuove immatricolazioni tra auto moto e scooter) ed avrà nuovi sviluppi sia sui modelli più economici, ma anche classici, proprio per il suo design.

Nonostante la minore efficienza delle lampade alogene, comparata a Xeno e Led, molti grandi produttori (tra cui Philips, Osram e Bosch) applicano continui miglioramenti che riguardano brillantezza della luce (secondo Philips gli ultimi modelli hanno superato le alogene standard del 130%), aumento del campo illuminato (+60%), luce più bianca (+40%, 4.000 Kelvin e oltre) e durata incrementata a 450 ore.

Installare un kit full LED aftermarket?

Magari. Purtroppo se l'obiettivo del singolo resta l'aumento della sicurezza di guida e la migliore visibilità, la normativa vigente a livello europeo non è favorevole alle modifiche retrofit ai fari di serie. Questo è dovuto anche ad una volontà di mercato, per spingere la vendita nel veicolo nuovo di tali particolari fanalerie e premere sul portafoglio dell'acquirente. Alcune vetture hanno fari xenon o led con circa 1500/2000 euro nel listino accessori nuovi, quando nell'aftermarket un kit full led o xenon costa 100 euro di buona qualità.