La Tecnologia de La Luz

LA TECNOLOGIA DE LA LUZCONOCIMIENTOS TCNICOS PARA EL PROFESIONAL DEL TALLER

TODO SOBRE LA TECNOLOGA DE LA ILUMINACIN EN 84 PGINASHELLA apuesta por la calidad y la innovacin desde hace ms de 100 aos. Aproveche nuestra experien-cia. Ponemos a su disposicin todos nuestros conoci-mientos sobre la tecnologa de la iluminacin. Toda nuestra experiencia al servicio de su negocio.

FUENTES LUMINOSAS rightwards Fundamentos sobre la tecnologa de la iluminacin 5 rightwards Factores de influencia sobre una fuente luminosa 7 rightwards Recomendaciones para el tratamiento de las fuentes luminosas 11 rightwards Datos tcnicos acerca de las lmparas ms habituales 12

FAROS rightwards Componentes de los faros 17 rightwards Recomendaciones para el tratamiento de los dispersores de plstico 20 rightwards Conceptos de la tecnologa de la iluminacin 20 rightwards Sistemas de faros 21 rightwards Tecnologa xenn 25 rightwards Luz de conduccin diurna 30 rightwards Regulacin del alcance luminoso 32 rightwards Luz de curvas 39 rightwards Tecnologa LED 41 rightwards Instalacin lavafaros 56 rightwards Comprobacin y ajuste de los faros 60

PILOTOS DE SEALIZACIN rightwards Estructura de un piloto de sealizacin de turismo 63 rightwards Recomendaciones para el tratamiento de los pilotos de sealizacin 64 rightwards ASIGNIS Sistema de sealizacin adaptativa 65

SISTEMAS INTELIGENTES DE ILUMINACIN rightwards Sistema de asistencia a la conduccin 67

NORMATIVA LEGAL Y NMEROS DE HOMOLOGACIN rightwards Faros (turismo y vehculo industrial) 73 rightwards Regulacin del alcance luminoso 77 rightwards Instalacin lavafaros 78 rightwards Pilotos de sealizacin 78

CONTENIDO

| 32

rightwards Fundamentos sobre la tecnologa de la iluminacin 5

rightwards Factores de influencia sobre una fuente luminosa 7

rightwards Recomendaciones para el tratamiento de las fuentes luminosas 11

rightwards Datos tcnicos acerca de las lmparas ms habituales 12

FUENTES LUMINOSAS

Para la seguridad en la carretera, la vista es el sentido ms importante. En determinadas circunstancias, este se ve afectado de manera negativa por el efecto del sol, del mal tiempo, de dispersores sucios, etc. Por ello, en estas condiciones, el riesgo de accidente puede ser elevado. Otro riesgo potencial lo represen-tan la movilidad de hoy en da, en cambio constante, y la densidad del trfico, que es cada vez mayor. Para cubrir estas necesidades, se trabaja constantemente tanto en mejorar las ya existentes tecnologas de la iluminacin como en desarrollar las nuevas.

En este manual estn representados los diferentes sistemas de iluminacin, junto con sus componentes, y las caractersticas y peculiaridades que les acompa-an. La interconexin de los distintos componentes entre s y los requisitos legales que hoy en da debe cumplir un dispositivo tecnolgico de iluminacin tambin se ilustran con detalle dentro de este contex-to.

La iluminacin de los vehculos es cada da ms compleja. Desde hace tiempo, el alternador ya no es el nico responsable de la luz. Cada vez se aaden ms dispositivos que se comunican entre s gracias a la red de a bordo. La luz cada vez tiene ms elemen-tos electrnicos, y con ello tambin aumentan las exigencias en el taller. Por ello, aqu tambin vamos a echar un vistazo al futuro y vamos a informar de las tecnologas que vendrn.

Flujo luminoso Unidad: Lumen [lm]Se denomina flujo luminosoF a la potencia luminosa total emitida por una fuente luminosa.

Intensidad luminosa IUnidad: Candela [cd]Parte del flujo luminoso que se emite en una direccin determinada

Luminancia LUnidad: Candela por metro cuadrado [cd/m2]La luminancia L es la impresin de clari-dad que el ojo recibe de una superficie iluminada o que ilumina.

Potencia luminosa EUnidad: Lux [lx]La potencia luminosa E indica la relacin entre el flujo luminoso incidente y la su-perficie a iluminar. La potencia luminosa alcanza 1 lx cuando un flujo luminoso de 1 lm incide sobre una superficie de 1 m2 de manera uniforme.

Rendimiento luminoso Unidad: Lumen por vatio [lm/W]El rendimiento luminoso h indica la rentabilidad con la que la po-tencia elctrica suministrada se transforma en luz.

Temperatura del color KUnidad: Kelvin [K]Kelvin es la unidad de la temperatura del color. Cuanto ms ele-vada es la temperatura de una fuente luminosa, tanto mayor es la proporcin de azul y menor la de rojo en el espectro cromti-co. Una lmpara halgena de luz blanco clido tiene una tempe-ratura de color de aprox. 2700 K. Sin embargo, una lmpara de descarga de gas (D2S), con 4250 K, posee una luz blanca fra que se aproxima en gran medida al color de la luz del da (aprox. 5600 K).

Fuentes luminosasLas fuentes luminosas son emisores trmicos que generan luz gracias a la energa calorfica. Esto significa que, cuanto ms se calienta una fuente luminosa, mayor ser su potencia luminosa.

Sin embargo, el bajo grado de efectividad (8 % radiacin lumino-sa) proporciona un rendimiento luminoso relativamente bajo en comparacin con las lmparas de descarga de gas (28 % radia-cin luminosa). Desde hace poco tiempo, los LEDs tambin se utilizan como fuente de iluminacin en los faros delanteros. En-contrar ms informacin a partir de la pgina 41.

FUENTES LUMINOSAS Conceptos bsicos de la tecnologa de la iluminacin

Aqu se muestra una visin general de los conceptos bsicos ms importantes acerca de la tecnologa de la iluminacin, as como de sus unidades de medida, para poder evaluar las propiedades de las lmparas, los pilotos y los faros:

| 5La tecnologa de la luz Fuentes luminosas 4

Lmpara halgenaLa lmpara halgena viene a solucionar este problema. Al aadir pequeas canti-dades de tomos halgenos, como p. ej. de yodo, se puede reducir el ennegreci-miento de la ampolla de la lmpara.

Gracias al llamado ciclo o proceso circu-lar, las lmparas halgenas pueden fun-cionar a mayor temperatura con la mis-ma vida til, y ofrecen, por tanto, un mayor grado de efectividad.

Lmpara de incandescenciaLas lmparas de incandescencia (lmpa-ras de vaco) pertenecen al grupo de los emisores trmicos, ya que el filamento espiral de wolframio se lleva a la incan-descencia por medio del suministro de energa elctrica.

Como ya se ha mencionado, las lmpara estndar tienen un bajo rendimiento lu-minoso. A ello se le aade el hecho de que, debido a la evaporacin de las part-culas de wolframio, reconocible en el en-negrecimiento que provoca en la ampolla de la lmpara, se reducen todos sus valo-res luminotcnicos y su vida til tambin se ve reducida.

El ciclo de una lmpara halgenaMediante el suministro de energa elctrica, el filamento espiral de wolframio se lleva a la incandescencia. Esto provoca la eva-poracin de los metales del filamento espiral. Mediante un relle-no halgeno (de yodo o bromo) en la lmpara, la temperatura del filamento espiral aumenta hasta alcanzar casi el punto de fusin del wolframio (aprox. 3400 C).

As se obtiene el elevado rendimiento luminoso. El wolframio vaporizado se une al gas de relleno directamente junto a la pa-red caliente de la ampolla, formando un gas translcido (haluro de wolframio). Aunque, si el gas vuelve a acercarse al filamento, se descompone debido a la alta temperatura de ste y forma una capa uniforme de wolframio.

Para que el ciclo pueda continuar, la temperatura exterior de la ampolla de la lmpara debe alcanzar los 300 C. Para ello, la ampolla de cristal de cuarzo debe envolver el filamento es-piral estrechamente.

Otra de las ventajas es que se puede trabajar con una mayor presin de llenado, con lo que se contrarresta as la vaporiza-cin del wolframio.

La composicin del gas en la ampolla tambin contribuye, en buena medida, al rendimiento luminoso. Al introducir peque-as cantidades de gases nobles, p. ej. xenn, se reduce la disi-pacin de calor del filamento.

La vida til y el rendimiento luminoso dependen, entre otros fac-tores, de la tensin del suministro disponible.

La regla bsica es: Si se aumenta en un 5 % la tensin de suministro de una lmpara, el flujo luminoso aumenta un 20 %, pero, al mismo tiempo, la vida til se ve reducida a la mitad.

Aunque se regenera dentro de la lmpara incandescente, el filamento de wolframio se consume paulatinamente, con lo que su vida til se ve limitada.

FUENTES LUMINOSAS Factores de influencia sobre una fuente luminosa

Por este motivo, en algunos tipos de vehculos se utilizaban re-sistencias en serie para que la tensin del suministro no supera-ra los 13,2 V. En los vehculos modernos de hoy en da se ajusta la tensin por medio de una seal digital de modulacin por im-pulsos. En caso de una subtensin, debido p. ej. a un fallo en el alternador, ocurre justo lo contrario. La luz posee entonces una proporcin de rojo sensiblemente mayor y el rendimiento lumi-noso es, por tanto, menor.

Vida

til

en

%

Aumento de la tensin en %

0

13,2 V

14,2 V

0102030405060708090

100

1 2 3 4 5 6

Factores negativos de influencia rightwards Cargas mecnicas causadas por impactos

y vibraciones rightwards Altas temperaturas rightwards Proceso de conexin rightwards Picos de tensin y sobretensin

en la red de a bordo rightwards Alta densidad luminosa debido a una extrema

densidad del lamento

Factores positivos de influencia rightwards Presin de llenado rightwards Gas de relleno


Existen dos tipos distintos de lmparas halgenas. Las lmparas H1, H3, H7, H9, H11, HB3 solo tiene un filamento espiral incan-descente. Se utilizan para la luz de cruce y para la luz de carrere-ra. La lmpara H4 posee dos filamentos incandescentes, uno para la luz de cruce y otro para la de carretera.

El filamento de incandescencia para la luz de cruce est provisto de una cubierta. Su funcin es cubrir la parte de la luz que des-lumbra y crear el lmite claroscuro.

Las lmparas H1+30/50/90 y H4+30/50/90 son perfecciona-mientos de las lmparas convencionales H1 y H4 con un relleno de un gas protector.

Ventajas/Diferencias con respecto a una lmpara estndar rightwards El lamento de incandescencia es ms no rightwards Puede funcionar con temperaturas ms elevadas rightwards Mayor luminancia, hasta un 30/50/90 % ms entre 50 y 100

metros delante del vehculo y una iluminacin de la calzada hasta 20 metros ms larga

rightwards Mayor seguridad en la conduccin, incluso de noche o con mal tiempo

La lmpara H7 posee, en comparacin con la H1, una mayor densidad luminosa, un menor consumo de energa y una mejor calidad de la luz. Tambin estn disponibles como H7+30/50/90.

En lo que respecta a los intermitentes, hasta hace poco solo se utilizaban lmpa-ras lacadas en color mbar. Para los con-ductores preocupados por la esttica, tambin existen las lmparas Magic Star, o efecto espejo, para los intermitentes. Excepto cuando estn funcionando, ape-nas se ven dentro del reflector plateado. Solo cuando se encienden, transmiten la caracterstica luz mbar con la claridad habitual. Aplicando varias capas de colo-res de interferencia sobre la ampolla de la lmpara, se eliminan determinadas par-tes del espectro lumnico, emitidas por el filamento espiral incandescente. Solo la parte mbar atraviesa las capas y se hace visible.

Desde hace algn tiempo, las lmparas halgenas tambin estn disponibles con una esttica de color azul.

Al contrario de lo que ocurre con las lm-paras halgenas convencionales, estas lmparas tienen una luz blanca azulada (de hasta 4000 K) muy similar a la luz del da. Para el ojo, la luz tiene una apariencia ms clara y transmite ms contrastes, lo que permite conducir ms tiempo y de forma ms relajada. Sin embargo, esta impresin es subjetiva. Aun con todo, las lmparas + 30/50/90 estn indicadas para quienes buscan el mximo en po-tencia luminosa.

Lmparas de descarga de gasLas lmparas de descarga de gas gene-ran luz de acuerdo con el principio fsico de la descarga elctrica.

Mediante la aplicacin de una tensin de encendido por parte de la bobina de reac-tancia (hasta 23 KV en la 3 generacin de balastros de HELLA), el gas se ioniza en-tre los electrodos de la lmpara (rellena-do de gas noble de xenn y una mezcla de metales y haluros de metales), y con ayuda de un arco voltaico se excita hasta producir luz.

Durante el suministro controlado de co-rriente alterna (aprox. 400 Hz), las sus-tancias lquidas y slidas se vaporizan de-bido a las altas temperaturas. La lmpara no alcanza toda su claridad hasta pasa-dos unos segundos, cuando todos los componentes se han ionizado.

Para evitar la destruccin de la lmpara causada por un aumento incontrolado de la corriente, sta se ve regulada por la bobina de reactancia. Cuando se llega al rendimiento luminoso pleno, solo se ne-cesita una tensin de servicio (no una tensin de encendido) de 85 V para poder mantener el proceso fsico.

El flujo luminoso, el rendimiento lumino-so, la densidad luminosa y la vida til son considerablemente mejores que en las lmparas halgenas.

Comparacin lmpara incandescente (halgena) / Arco voltaico lmpara de descarga de gas (xenn)

Las lmparas de descarga de gas se clasifican dependiendo de la versin de su desarrollo: D1, D2, D3 y D4. La D, en este caso, significa descarga. Hay numerosas diferencias entre algunas de las generaciones. As, la lmpara D1 - el original quemador de xenn - dispone de un elemento de encendido integrado. Sin embargo, la D2 se compone solo del quemador de la propia base y no tiene, a diferencia de los restantes niveles que se han desarrollado en cuanto a lmparas de descarga de gas de la au-tomocin, ninguna ampolla exterior de cristal para proteger el tubo de descarga. Todos los desarrollos posteriores disponen de una ampolla con proteccin UV y son mucho ms estables en su estructura.

Lmpara halgena de incandescencia (H7) Lmpara de descarga de gasFuente luminosa Filamento espiral incandescente Arco voltaicoDensidad luminosa 1450 cd/m2 3000 cd/m2

Potencia 55 W 35 W

Balance energtico 8 % radiacin luminosa92 % radiacin trmica

28 % radiacin luminosa58 % radiacin trmica14 % radiacin UV

Vida til aprox. 500 h 2500 hResistencia a las vibraciones en determinadas condiciones sTensin de encendido no s, 23.000 V (3 generacin)Electrnica de regulacin no s

A menudo, la antigua lmpara D1 se confunde con la actual D1-S/R, con el mdulo de encendido integrado. Las versiones ac-tuales de las lmparas D1 y D2, as como las lmparas D3 y D4, todas ellas sin mercurio, son lmparas ms ecolgicas. Debido a los distintos parmetros elctricos (tensin de combustin de 42 V en vez de 85 V para la misma potencia), las lmparas D3 o D4 no pueden ponerse en funcionamiento con las unidades de con-trol de las lmparas D1 o D2.


En las lmparas se pueden ver las siguientes inscripciones rightwards Nombre del fabricante rightwards 6 6 V, 12 12 V, 24 24 V indica la tensin nominal, de

acuerdo con la regulacin ECE 37. rightwards H1, H4, H7, P21 W indica la denominacin internacional de

categora de las lmparas segn la ECE, p. ej. 55 W. rightwards E1 indica el pas en el que se ha aprobado y homologado la

lmpara. El 1 corresponde a Alemania. rightwards DOT signi ca que tambin est homologada para el merca-

do estadounidense. rightwards U indica que es una lmpara con radiacin UV reducida, de

acuerdo con la ECE. Estas lmparas se utilizan, por ejemplo, en faros con dispersor de plstico.

rightwards La marca de autorizacin concedida por el organismo de ho-mologaciones, p. ej. E1 (O cina Federal de Automocin de Flensburg), tambin se indica en la lmpara, y puede ser 37 R (E1) + un nmero de cinco cifras, o bien (E1) + un nmero de tres cifras (tambin con caracteres alfanumricos, v. ima-gen).

rightwards La mayora de las lmparas disponen de una denominacin codi cada del fabricante. Esto permite identi car el origen del fabricante.

rightwards Debido a que no todas las lmparas disponen de espacio su- ciente para la identi cacin, la legislacin solo exige la si-guiente informacin: fabricante, potencia, marca de homolo-gacin y marca de autorizacin.

Segn la normativa ECE R37 y R99, las lmparas de los vehculos deben estar normalizadas. Con ello se pretende facilitar la sustitu-cin de las lmparas, evitando, al mismo tiempo, que se produzca confusin con otras lmparas.

rightwards Para encenderse, los faros xenn necesitan una alta tensin. Por ello, antes de ponerse a trabajar con los faros, la co-nexin al suministro de tensin debe desenchufarse de la bobina de reactancia.

rightwards Si se monta una nueva lmpara, no debe tocarse la ampolla con los dedos ya que stos dejan huellas y pueden provocar un enturbiamiento de la luz.

rightwards Si una lmpara de xenn se rompe en un espacio cerrado (taller), debe ventilarse dicho espacio para evitar daos en la salud provocados por los gases txicos. Las lmparas de xe-nn D3 y D4 ya no contienen mercurio y son, por tanto, ms ecolgicas.

rightwards Las lmparas halgenas e incandescentes estndar no con-tienen ninguna sustancia perjudicial para el medio ambiente y pueden desecharse en la basura normal.

rightwards Las lmparas xenn deben desecharse como residuos espe-ciales. Si la lmpara no funciona y la ampolla an est intac-ta, debe desecharse como residuo especial ya que la mezcla de gas y vapores metlicos contiene mercurio y resultara txica en caso de inhalacin. Si la ampolla se ha roto, p. ej. a causa de un accidente, la lmpara xenn puede desecharse en la basura normal ya que el mercurio ya se habr evapora-do.

rightwards En las lmparas xenn D3 y D4 se sustituy el mercurio por el yoduro de zinc, que es inofensivo. Estas lmparas pueden desecharse en la basura normal de casa.

rightwards El nmero clave de residuo para su eliminacin es: 060404. rightwards Los LEDs no necesitan ningn tipo de recomendacin espe-

cial ya que, normalmente, no pueden sustituirse.

FUENTES LUMINOSAS Recomendaciones el tratamiento de fuentes luminosas


FUENTES LUMINOSAS Datos tcnicos de las lmparas ms habituales

Utilizacin Categora TensinValor nominalV

PotenciaValor nominalW

Flujo luminosoValores tericos Lumen

Casquillo IEC

Imagen

Luz antiniebla, de carretera,de cruceen sistema de 4 faros

H1 1224

5570

15501900

P 14,5 s

Luz antiniebla,de carretera,faro de trabajo

H3 1224

5570

14501750

PK 22 s

Luz de carretera/luz de cruce

H4 1224

60/5575/70

1650/10001900/1200

P 43 t-38

Luz de carretera,de cruceen sistema de 4 faroscomo luz antiniebla

H7 12/24 55 1500 PX 26 d

Luz de carreteraen sistema de 4 faros

HB3 12 60 1900 P 20 d

Luz de cruceen sistema de 4 faros

HB4 12 51 1100 P 22 d



Flujo luminosoValores tericosLumen

Casquillo IEC

Imagen

Luz de freno, intermitente,antiniebla trasera,luz de marcha atrs

P 21 W 12/24 21 460 BA 15 s

Luz intermitente PY 21 W 12/24 21 280 BAU 15 s

Luz de freno/Luz antiniebla trasera

PY 21 W 12 21 280 BAU 15 s

Luz de freno/luz de situacin

P 21/5 W 12/24 21/5121/51

440/35440/40

BAY 15 d

Luz de situacin/luz antiniebla trasera

P 21/4 W 1224

21/421/4

440/15440/20

BAZ 15 d

Luz de posicin,luz de situacin

R 5 W 1224

55

5050

BA 15 s





Casquillo IEC

Imagen

Luz de situacin R 10 W 1224

1010

125125

BA 15 s

Luz de matrcula,luz de situacin

C 5 W 1224

55

4545

SV 8,5

Luz de posicin T 4 W 1224

44

3535

BA 9 S

Luz de posicin,luz de matrcula

W 3 WW 5 W

12/2412/24

35

2250

W 2,1 x 9,5 d

Luz antiniebla H8 12 35 800 PGJ 19-1

Luz de carreteraen sistemade 4 faros,faro de trabajo

H9 12 65 2100 PGJ 19-5




Casquillo IEC

Imagen


H11 12 55 1350 PGJ 19-2

Luz de cruceen sistema de 4 faros,bi-xenn

D1S 12/24 35 3200 PK 32 d-2

Luz de cruceen sistema de 4 faros,faro de trabajo, bi-xenn

D2S 12/24 35 3200 PK 32 d-2


D2R 12/24 35 2800 P 32 d-3

Luz de cruce en sistema de 4 faros

D3 12/24 35 Hasta 3200 Lumen

P32d-2


D4 12/24 35 Hasta 3200 Lumen

P32d-5

Los valores indicados se han determinado aplicando la tensin de prueba prescrita.


rightwards Componentes de los faros 17 rightwards Recomendaciones para el tratamiento de los dispersores de plstico 20 rightwards Conceptos de la tecnologa de la iluminacin 20 rightwards Sistemas de faros 21 rightwards Tecnologa xenn 25 rightwards Luz de conduccin diurna 30 rightwards Regulacin del alcance luminoso 32 rightwards Luz de curvas 39 rightwards Tecnologa LED 41 rightwards Instalacin lavafaros 56 rightwards Comprobacin y ajuste de los faros 60

FAROS

La tarea principal de los faros en los vehculos es iluminar la calzada de la mejor manera posible para proporcionar una conduccin segura y relajada. Por ello, los faros, incluidas sus fuentes luminosas, son elementos del vehculo relevantes para la seguridad;

necesitan, por tanto, una aprobacin de las autorida-des y no deben manipularse. La legislacin determina el tipo y el lugar de montaje de las funciones lumni-cas del vehculo, as como su estructura, sus fuentes luminosas, sus colores y sus valores luminotcnicos reglamentarios.

FAROS Componentes de los faros

Carcasa rightwards Portadora de todos los componentes del faro (cable,

re ector, etc.) rightwards Fijacin a la carrocera del vehculo rightwards Protege de las in uencias externas (humedad, calor, etc.) rightwards Como material se utilizan termoplsticos.

ReflectorLa primera funcin del reflector es capturar la mayor parte posi-ble del flujo luminoso emitido por la lmpara y dirigirlo en direc-cin hacia la calzada. Existen distintos sistemas de reflector que dan forma a estos requisitos de la manera ms eficaz posible (v. Faros y distribucin de la luz).

| 17La tecnologa de la luz Faros 16

Eleccin del material para el reflectorAntes, la mayora de los reflectores se fabricaban en chapa de acero; sin embargo, hoy en da, se utilizan plsticos principal-mente (distintos termoplsticos) debido a las exigencias im-puestas a los faros, como p. ej. tolerancias en la fabricacin, es-tructura, calidad de las superficies, peso, etc. Los reflectores se fabrican con una gran precisin para reproducir su forma exacta.

Todo ello permite fabricar sistemas especialmente escalonados o multicmara. A continuacin se lacan los reflectores para lo-grar la calidad necesaria en la superficie. En algunos sistemas de faros en los que las exigencias trmicas son especialmente estrictas, se utilizan tambin reflectores de aluminio o de mag-nesio. El siguiente paso consiste en vaporizar una capa de re-flexin de aluminio y otra capa de silicio como proteccin.

Mdulos de proyeccinDebido a una trayectoria luminosa con una delimitacin muy exacta y a un flujo luminoso muy elevado, los mdulos de pro-yeccin se estn utilizando muy a menudo en los faros moder-nos. Con distintos dimetros de lente, con diversas funciones lu-mnicas y con posibilidades de montaje ms variadas, estos mdulos pueden utilizarse para conceptos de faros muy perso-nalizados.

DispersoresLos dispersores con ptica de dispersin tienen la funcin de desviar, dispersar o concentrar el flujo luminoso capturado por el reflector, con el propsito de crear la distribucin de la luz deseada, p. ej. el lmite claroscuro. Sin embargo, este antiguo concepto estndar se ha visto sustituido por sistemas sin ptica.

Eleccin del material para el dispersorLos dispersores convencionales suelen ser de un cristal que no presente estras ni burbujas. Sin embargo, debido a las estrictas exigencias anteriormente mencionadas, cada vez se fabrican ms dispersores en plstico (policarbonato, PC). Este presenta, como alternativa al cristal, muchas ventajas:

rightwards Especialmente resistente a los impactos rightwards Muy ligero rightwards Las tolerancias en la fabricacin pueden ser menores rightwards Espacio libre sensiblemente mayor para la creacin de for-

mas rightwards Super cie con revestimiento especial, resistente al rayado

segn normativa ECE y SAE

Dispersores sin ptica de dispersinLos denominados dispersores transparentes tampoco poseen ningn elemento ptico. Ya solo sirven como proteccin contra la suciedad y la influencia meteorolgica. Se utilizan en los si-guientes sistemas de faros:

rightwards Lente interior (sistema DE), para luz de cruce, de carretera (bi-xenn) y antiniebla

rightwards Otro disperor en el interior del faro, directamente delante del re ector

rightwards Faros de geometra libre (FF), sin ninguna ptica adicional


Recomendaciones para el tratamiento de dispersores de plstico

rightwards Los disperores no deben limpiarse nunca en seco (pueden rayarse)!

rightwards Antes de aadir algn aditivo en el lquido lavafaros, como p. ej. anticongelante o algn agente limpiador, deden consul-tarse obligatoriamente las instrucciones que se indiquen en el manual del vehculo.

rightwards Algunos productos de limpieza pueden resultar inadeacua-dos o demasiado agresivos y pueden daar el dispersor.

rightwards Las lmparas de alto vataje no permitidas no deben utilizar-se nunca!

La distribucin de la luz sobre la calzada se basa, en los faros actuales, en dos conceptos luminotcnicos diferentes: la tcnica de la reflexin y la tcnica de la proyeccin. Mientras que los sis-temas de reflexin se caracterizan por sus reflectores de gran superficie situados detrs de un dispersor transparente o provis-to de ptica, los sistemas de proyeccin poseen una pequea salida de la luz con una lente muy caracterstica.

FAROS Recomendaciones para el tratamiento de dispersores de plstico

FAROS Conceptos de la tecnologa de la iluminacin

rightwards Solo debe utilizarse lmparas con ltro UV!

Existen cuatro tpicos sistemas de faros

Faros paraboloides,p. ej. luz de cruce y carretera del Audi 100

Faros FF H4, p. ej. VW Bora

Faros de geometra libre (FF),p. ej. Skoda Roomster

Faros Super-DE (combinados con faros FF),p. ej. Skoda Superb

FAROS Sistemas de faros


Sistema paraboloideEl reflector posee una superficie paraboloide. Es la tcnica ms antigua que se utiliza para distribuir la luz en los faros. Sin em-bargo, los reflectores paraboloides apenas se utilizan hoy en da. Prcticamente ya solo se utilizan en faros de luz de largo alcan-ce y en faros H4 de gran tamao.

A Si se observa el interior del reflector desde delante, se ve que se utiliza la parte superior del reflector para la luz de cruce.

B La fuente luminosa est situada de tal manera que la luz emi-tida hacia arriba se ve reflejada hacia abajo por el reflector a travs del eje ptico y sobre la calzada.

C Los elementos pticos en el dispersor provocan la distribucin de la luz, cumpliendo as los requisitos legales. Esto sucede gracias a dos formas distintas de elementos pticos: los perfi-lados cilndricos verticales para la distribucin horizontal de la luz, y las estructuras prismticas a la altura del eje ptico que aportan una mejor distribucin de la luz, de manera que se concentre ms luz en las zonas ms importantes de la calza-da.

D El dispersor de un faro paraboloide para la luz de cruce est provisto claramente de elementos pticos y proporciona la t-pica distribucin de la luz.

A Vista frontal de la superficie del reflector utilizada

B Vista lateral de la reflexin de la luz sobre la calzada

Foco

D Tpica distribucin de la luz de cruce sobre un dispersor de un faro paraboloide

E Tpica distribucin de la luz de cruce con faro paraboloide, visto en diagrama Isolux de la calzada

* lx (unidad de medida de la potencia luminosa 1 lx solo pro-porciona luz suficiente para leer el peridico.)

Alcance de la luz de cruce en m

Potencia luminosa en lx*

C Desviacin de la luz a travs de prismas, y dispersin de la luz a travs de pticas cilndricas en el dispersor (vista desde arriba). Luz til aprox. 27 %.1 reflector, 2 fuente luminosa, 3 pantalla de irradiacin, 4 dispersor

Sistema de geometra libre (FF)Las superficies del reflector de los faros FF poseen una forma libremente configurada. Solo pueden calcularse y optimizarse con la ayuda de un ordenador. En el siguiente ejemplo, el reflec-tor se divide en segmentos que iluminan distintas zonas de la carretera y del entorno.

A Gracias a una disposicin especial, todas las superficies del reflector pueden utilizarse para la luz de cruce.

B Las superficie estn dispuestas de manera que la luz de todos los segmentos del reflector se refleja hacia abajo, sobre la cal-zada.

C Las superficies del reflector permiten que los haces lumino-sos se desven directamente y que se disperse la luz. Para ello, tambin pueden utilizarse dispersores transparentes sin ptica que proporcionan una esttica brillante. Los segmentos del reflector, dispuestos de manera horizontal, generan el lmi-te claroscuro y la iluminacin de la cuneta derecha.

E La distribucin de la luz en el plano de la calzada puede adaptarse perfectamente a deseos y necesidades especiales.

Casi todos los sistemas modernos de faros de reflexin estn equipados con superficies de reflector FF para la luz de cruce.

A Superficie utilizada del reflector de un faro FF dividida en segmentos

B Vista lateral de la reflexin de la luz sobre la calzada

D Ejemplo de distribucin de la luz sobre un dispersor de un faro FF

E Tpica distribucin de una luz de cruce de un faro FF visto como diagrama Isolux




C Desvo y dispersin de la luz producida directamente por la superficie del reflector. Luz til aprox. 45 %. 1 reflector, 2 fuente luminosa, 3 pantalla de irradiacin, 4 dispersor

Foco


Super DE (combinado con FF)Los faros Super DE son, al igual que los faros DE, sistemas de proyeccin y funcionan con los mismos principios. Para ello, las superficies del reflector se desarrollan con ayuda de las tecnologas FF. La tecnologa est conformada de la si-guiente manera:

A El reflector captura la mayor cantidad posible de luz de la lm-para.

B Se dirige la luz capturada de manera que la mayor cantidad posible de sta pase a travs del panel y despus incida sobre la lente.

C Con el reflector se dirige la luz para que, a la altura del panel, surja la distribucin de la luz E que la lente proyecta sobre la calzada.

La tecnologa FF proporciona una dispersin mayor y una ilumi-nacin mejor de los lados de la calzada. La luz puede concen-trarse junto al lmite claroscuro para conseguir un mayor alcan-ce luminoso y una conduccin ms relajada durante la noche. Hoy en da, casi todos los nuevos sistemas de proyeccin para la luz de cruce estn equipados con superficies de reflectores FF. Se utilizan lentes con un dimetro de entre 40 mm y 80 mm. Unas lentes de mayor tamao proporcionan mayor potencia lu-minosa, pero tambin mayor peso.

A Superficie utilizada del reflector y forma del panel (vista frontal)

B Creacin del LCO (lmite claroscuro) y mnimo sombreado gracias al panel (vista lateral)

Foco Foco

D Tpica distribucin de la luz de cruce de un faro Super-DE sobre el dispersor

E Tpica distribucin de la luz de cruce de un faro Super DE visto como diagrama Isolux de la calzada




C Haz luminoso y concentracin de la luz en el foco (vista desde arriba). Luz til aprox. 52 %. 1 Reflector, 2 fuente luminosa, 3 panel, 4 lente, 5 dispersor

FAROS Tecnologa xenn

Etapas del desarrollo de las bobinas electrnicas de reactancia fabricadas por HELLA:

4 Generacin rightwards Lmpara D2 rightwards Encendido externo rightwards Versin ltrada y blindada rightwards Disponible con un cable ms largo rightwards Encendido mejorado y ms able

4 Generacin 4.1. rightwards Lmpara D1 rightwards Sistema blindado totalmente rightwards Carcasa soldada con lser

3 Generacin rightwards Lmpara D2 rightwards Encendido interno

2008

2006

2004

2001

1997

1995

1992

2 Generacin rightwards Lmpara D2 rightwards Encendido externo rightwards Medidas miniaturizadas

5 Generacin rightwards Lmpara D1 rightwards Sistema blindado totalmente rightwards Carcasa soldada con lser rightwards Todas las funciones AFS integradas (sustituye AFS ECU)

Xenius rightwards Lmparas D1/D3 rightwards Sistema blindado totalmente rightwards Carcasa soldada con lser rightwards Comunicacin LIN

1 Generacin


Estructura y funcionamiento de la bobina de reactancia elec-trnica (BRE)La BRE (E) enciende la mezcla de gases nobles de la lmpara con un impulso de alta tensin de hasta 30 kV (4 generacin), que produce una chispa entre los electrodos de la lmpara. La bobina regula el encendio de la lmpara para que alcance rpi-damente su fase operativa y regula igualmente la potencia de la lmpara para que se mantenga a 35 W (v. imagen).

Desde la red de a bordo del vehculo, un convertidor de corriente continua genera la tensin necesaria para la electrnica y para la lmpara. La conexin puente proporciona una tensin alterna de 300 Hz para alimentar la lmpara de xenn.

En el balastro estn integrados diversos circuitos de control y seguridad.

El sistema se desconecta en un espacio de 0,2 segundos en los siguientes casos

rightwards No hay lmpara o est defectuosa rightwards El cableado o alguna parte de la lmpara estn daados rightwards La corriente diferencial (corriente de fuga) es superior a

30 mA; si aumenta la corriente diferencial, se reduce el tiempo de desconexin

Para proteger la bobina de reactancia electrnica, un circuito contador se ocupa de que una lmpara defectuosa solo se en-cienda siete veces. Despus, se produce la desconexin.

Si se desenchufara el conector del cable durante el funciona-miento, los conectores de tensin se quedaran prcticamente sin tensin despus de < 0,5 segundos (< 34 V); por ello, no exis-te riesgo de recibir una descarga elctrica, incluso si no se tie-nen en cuenta las indicaciones de advertencia.

Proceso de conexin de una lmpara de descarga de gas

Caractersticas y diferencias de la 3/4 generacin en comparacin con la 5/6 generacin

Diagrama en bloques del sistema electrnico de reactancia

Caractersticas 3 Generacin 4 Generacin 5 Generacin 6 Generacin (Xenius)

Lmpara D2 D2 D1 D1/D3Encendido interno XEncendido externo XVersin filtrada y blindada XSistema blindado totalmente X XDisponible con cable ms largo XEncendido mejorado y ms fiable XCarcasa soldada con lser X XTodas las funciones AFS integradas XComunicacin LIN X

3000

2600

2000

1000 H4 / 55 W

00 1 2 3 4 5 6

Convertidor de corriente continua

Filtro

Encendido ConectorLmpara

Bateratensin 12 / 24 V

Conector de en-trada

Fusible

Regulador de la potenciaCircuito de seguridad

Regulacin puente

Conexin puente

Mdulo de encendido rightwards Las diferentes versiones alcanzan, entre otros, los distintos

valores lmite en relacin a la resistencia electromagntica. rightwards Las diferencias principales entre la 3 y la 4 generacin xe-

nn son un mdulo de encendido, con o sin blindaje metli-co, y el grupo de cables entre la bobina de reactancia y el mdulo de encendido, disponible en versin blindada o sin blindar.

Recomendaciones para el tratamiento de bobinas de reac-tancia electrnicas

Consecuencias en caso de averaUna bobina de reactancia defectuosa puede provocar que el faro se avere completamente. Las causas de un fallo en la bobina de reactancia son:

rightwards Fallo en el suministro de la tensin rightwards Falla la conexin a masa rightwards Electrnica del aparato defectuosa rightwards Cortocircuitos internos

Diagnstico de fallos rightwards Comprobar si la bobina de reactancia realiza intentos de en-

cendido para encender la lmpara despus de conectar la luz. Los intentos de encendido pueden escucharse perfecta-mente cerca del faro. Si los intentos de encendido resultan fallidos, debe comprobarse la lmpara xenn sustituyndola por una lmpara de otro faro.

rightwards Si no se produce ningn intento de encendido, debe compro-barse el fusible.

rightwards Si el fusible est en buen estado, debe comprobarse el sumi-nistro de la tensin y a masa directemente en la bobina de reactancia. La tensin debe alcanzar como mnimo 9 V.

rightwards Si, tanto el suministro de tensin y a masa como la lmpara xenn, estn en buen estado, la causa del fallo es entonces un balastro defectuoso.

Blindado

Filtrado


Bi-xennBi-xenn significa que las luces de cruce y de carretera se llevan a cabo con un mismo mdulo de proyeccin Esto tiene la ventaja de que solo se necesita una bobina de reactancia. De esta mane-ra se realizan dos distribuciones de la luz con un gran flujo lumi-noso en un espacio muy reducido.

FuncionamientoGracias a la utilizacin de un panel mvil, se puede conmutar, de manera totalmente mecnica, entre la distribucin de la luz de cruce o de la luz de carretera. De esta manera, aparte del meca-nismo actuador para el panel, no es preciso el coste adicional de otro faro con su propia electrnica de regulacin. Adems, la luz de carretera tiene un mayor alcance, y las zonas laterales de las calzadas quedan mejor iluminadas.

Instrucciones acerca del reequipamiento ilegal de luces xe-nnSe compra un juego de cables, una lmpara xenn y un balastro; se retira del faro la lmpara halgena, se crea un orificio en la cubierta, se monta la lmpara xenn en el reflector, se conecta la bobina de reactancia electrnica a la red de a bordo y ya est listo el faro de xenn. Esta manera de proceder pone en peligro a los dems conductores debido a un deslumbramiento excesivo y, adems, va contra ley: El permiso de circulacin del vehculo queda anulado y la cobertura del seguro se ve limitada. Solo son legales los juegos de faros xenn completos y homologados que incluyen la regulacin automtica del alcance luminosos y la ins-talacin lavafaros.

Mdulo bi-xenn

Iluminacin con una buena luz de carretera

Iluminacin con una luz de carretera bi-xenn

Base legalEn Europa solo pueden llevarse a cabo reequipamientos con sis-temas de faros xenn si estn completos. Se componen de un juego de faros homologados (p. ej. con el distintivo E1 en el dis-persor), una regulacin automtica del alcance luminoso y una instalacin lavafaros (prescripcin segn regulacin ECE R48 y observancia de la normativa nacional).

Cada faro consigue su homologacin junto con la fuente lumino-sa (halgena o xenn) con la que puede funcionar. Si se sustitu-ye la fuente luminosa por una fuente luminosa no homologada ni prevista en la homologacin del faro, queda anulada dicha ho-mologacin y, con ello, el permiso de circulacin del vehculo (segn el StVZO: Cdigo de Circulacin de Alemania, Art. 19. 2. 1). Conducir sin permiso de circulacin provoca restricciones en la cobertura del seguro (Reglamento del seguro obligatorio de automviles, apartado 5. 1. 3.). El vendedor de estos dispositivos de iluminacin no homologados se enfrenta tambin a reclama-ciones por daos y perjuicios por parte del comprador. Al comer-cializar estos dispositivos, el vendedor debe asumir no solo la garanta de que pueden emplearse para la finalidad prevista, sino tambin, dependiendo de las circunstancias, los riesgos de los daos provocados por una cuanta ilimitada.

El trasfondo tcnico rightwards Elevados valores de deslumbramiento: Gracias a determina-

das mediciones en el laboratorio de luz se comprob que la distribucin activa de la luz de un faro desarrollado para lmparas halgenas ya no se corresponde de ninguna ma-nera con los valores calculados originalmente si se utiliza ilegalmente con una fuente luminosa de xenn.

rightwards En los sistemas de re exin se midieron valores de luz que deslumbraban superando hasta 100 veces los valores mxi-mos permitidos.

rightwards Los faros de estos vehculos ya no disponen de ningn lmite claroscuro y tampoco pueden ajustarse. Loa valores de luz de estos faros deslumbran tanto como una luz de carretera. Esto signi ca un grave peligro para el resto de los conducto-res y para los peatones.


Si miramos en revistas de automviles, en catlogos de tuning o en internet, vemos que la luz de conduccin diurna es un tema muy actual y muy valorado en todos los medios. Adems de las versiones de serie disponi-bles en los vehculos nuevos, existe una gran variedad de soluciones de reequipamiento en el mercado libre de piezas de recambio. Pero, cuidado! Dentro de la gran variedad de ofertas se esconden las de de algunos piratas que no cumplen con la ley. Por ello, es muy impotante estar bien informado en este tema.

FAROS Luz de conduccin diurna

Por qu elegir la luz de conduccin diurna y qu ventajas ofrece?

rightwards Los otros conductores, y tambin los peatones, la perciben mejor

rightwards Los otros conductores tienen as ms tiempo para reaccio-nar

rightwards La luz de conduccin diurna se enciende automticamente.

La luz de conduccin diurna desempea la tarea principal de ha-cer ms visible un vehculo ante los ojos de los otros conducto-res y de los peatones. En situaciones en las que la proporcin de luz cambia rpidamente, p ej. al atravesar un bosque, se con-vierte en algo muy importante.

Otra ventaja es que los otros conductores y los peatones dispo-nen as de ms tiempo de reaccin ya que perciben el vehculo antes y mejor. Un plus para el confort es que la luz de conduc-cin diurna se activa automticamente al arrancar el vehculo. As, el conductor nunca se olvida de conectarlas.

Qu desventajas tiene la luz de cruce frente a la luz de con-duccin diurna?

rightwards Mayor consumo de combustible ya que estn encendidos to-dos los faros y los pilotos traseros: la luz es cara. Los faros y los pilotos traseros necesitan corriente y, adems, consu-men combustible! En un turismo normal con motor de gaso-lina hay un consumo extra de 0,207 litros ms por cada 100 kilmetros cuando la luz est encendida. En un recorrido de 30.000 km al ao supone un consumo extra de ms de 60 litros. Consecuentemente tambin crecen las emisiones de los gases de escape en la misma proporcin.

rightwards La cuota de sustitucin de lmparas aumenta considerable-mente: Al encender constantemente la luz, el desgaste de las lmparas es mayor. En lmparas halgenas estndar H7 y H4 (no hablamos de + 50 % ni de Long-Life), la vida til se encuentra entre las 550 y las 700 horas. Si estn encendidas continuamente, la couta de sustituciones aumenta notable-mente. Por el contrario, una luz de conduccin diurna en LED tiene una vida til de 10.000 horas y dura, normalmente, toda la vida del vehculo.

rightwards Adems de los costes materiales, surgen tambin otros cos-tes muy considerables al sustituir las fuentes luminosas: Si la fuente luminosa debe sustituirse, en algunos vehculos supone tambin un gran trabajo ya que hay que extraer la batera, algunos ltros, los faros, etc.

rightwards El efecto de advertencia de la luz de cruce es menor que el especial que transmite la luz de conduccin diurna. Lo carac-terstico de la luz de conduccin diurna es que, en la oscuri-dad, ilumina la calzada de manera ptima. La luz emitida cae para que los conductores que circulan en sentido con-trario no se deslumbren. La luz de conduccin diurna est dispuesta de tal manera que proporciona, durante el da, una percepcin pronta y ptima del vehculo. La intensidad de la luz est delimitada (2 Lux a una distancia de 25 m) para que la luz emitida no se perciba como una luz que deslumbre.

Golf VI con la luz de conduccin diurna encendida

En el mercado se ofrecen juegos de montaje con una electr-nica que lo nico que hace es encender la luz de cruce. Es esto realmente una alternativa a la luz de conduccin diur-na?Si se compara con el hecho de conducir sin luces, s supone un paso en la direccin adecuada. Sin embargo, como se ha expli-cado en la pgina anterior, las luces de conduccin diurna se re-conocen mejor y son superiores en su equilibrio energtico. Con algunas electrnicas, la luz de cruce, adems, se queda atenua-da; en un fabricante concreto se ha comprobado que se atenua-ba hasta en un 50 %. Esto supone que el flujo, es decir, toda la potencia de iluminacin emitida por una fuente luminosa, se re-duce tanto que ni siquiera alcanza el valor mnimo establecido por la ley. Esto infringe la ley claramente!

La razn: Un faro consigue su homologacin por una forma, una fuente luminosa y una funcin determinadas. La luz de con-duccin diurna, generada con la ayuda de una electrnica, supo-ne una funcin luminosa adicional que no estaba contemplada en dicha homologacin. Por este hecho, el faro perdera auto-mticamente sus permisos!

Qu se debe tener en cuenta con las luces de conduccin diurna?Una luz de conduccin diurna debe tener un permiso para circu-lar por carretera. Para conseguirlo, debe cumplir con los requisi-tos de la regulacin ECE R87. Si una luz determinada consigue la homologacin, se otorga un permiso. El distintivo de dicho per-miso se puede ver, normalmente, en el dispersor o en la carca-sa.

2578 Nmero del permisoE1 Distintivo segn la ECE E. Tras la E sigue el nmero del pas que ha otorgado la homologacin. (En este caso se otorg en Alemania.)RL Denominacin para la luz de conduccin diurna Algunos vendedores ofrecen luces LED muy pequeas, en forma, de barra, como luces de conduccin diurna. Aunque, impreso en letra pequea, indican que no poseen el permiso

ECE R87 para funcionar como luces de conduccin diurna. Los motivos pueden ser:

rightwards La super cie iluminada es inferior a los 25 cm2

rightwards Los valores de iluminacin son mnimos (al nivel de la luz de posicin)

Estas luces no deben utilizarse como luces de conduccin diur-na. Como mucho, pueden utilizarse como luces de posicin siempre que dispongan del consiguiente permiso.

Encontrar ms informacin en internet en www.daytime-running-light.com.

2578

00 RLE1


FAROS Regulacin del alcance luminoso

Una conduccin segura en la oscuridad solo es posible con faros cuyo ngulo de inclinacin est siempre ajustado correctamente. Mediante la regulacin manual del alcance luminoso, obligatoria actualmente en Europa para faros halgenos, el conductor tiene la posibilidad de adaptar la inclinacin de los faros al estado de carga correspondiente accionando el interruptor en el tablero de instrumentos. El ajuste de la inclinacin se realiza normalmente

gracias a reguladores electromotores. Los sistemas automti-cos de regulacin del alcance luminoso desarrollados posterior-mente adaptan el ngulo de inclinacin de los faros al comporta-miento en marcha del vehculo sin que el conductor tenga que actuar. Como ya se ha mencionado, segn la legislacin, este tipo de sistemas son obligatorios para los faros xenn.

Regulacin manualCon este sistema, el conductor debe ajustar personalmente la inclinacin de los faros mediante el regulador. Existen sistemas neumticos y elctricos.

El problema que surge aqu es que muchos vehculos cargados deslumbran debido a que los conductores no estn del todo in-formados sobre la posibilidad de ajuste o sobre su funciona-miento en el vehculo.

1 Faro2 Regulador3 Sensor del eje delantero4 Interruptor de la luz5 Unidad de control6 Sensor del eje trasero7 Sensor del ngulo de giro8 Carga

Estos sistemas de regulacin del alcance luminoso cumplen su funcin sin que el conductor intervenga. Existen dos sistemas: la regulacin casi esttica y la regulacin dinmica.

Regulacin automtica/Estructura de la regulacin automtica del alcance luminoso

La regulacin casi esttica del alcance luminosoEsta regulacin del alcance luminoso solo corrige cambios en la inclinacin causados por un cambio en la carga. Una unidad de control evala los datos de los sensores del eje delantero y tra-sero, y los compara con los datos nominales almacenados y, en caso necesario, activa consecuentemente los servomotores de los faros. Normalmente se montan los mismos servomotores que en la regulacin manual. En los vehculos compactos, sin los salientes de las ruedas, este sistema ofrece la posibilidad de prescindir del sensor del eje delantero ya que la mayora de los cambios en la inclinacin aparecen en el eje trasero. La regula-cin casi esttica del alcance luminoso cuenta, adems, con una gran amortiguacin, es decir, solo regula las inclinaciones de la carrocera que se mantengan durante un largo tiempo. En los juegos de reequipamiento xenn de HELLA se utiliza un sistema basado en ultrasonidos. En este caso, el sensor mide la distancia directa hasta la calzada.

Sensor de regulacin del alcance luminoso y unidad de control

Unidad de control de un sistema de regulacin del alcance lumi-noso por ultrasonidos


Regulacin dinmica del alcance luminosoActualmente, en vehculos equipados con faros xenn, se monta casi exclusivamente el sistema dinmico de regulacin del al-cance luminoso que reacciona antes cambios de inclinacin ori-ginados por la marcha, como p. ej. al acelerar y al frenar. El dia-grama de bloques muestra la estructura de una regulacin dinmica del alcance luminoso. La unidad de control calcula los datos nominales a partir de los datos del sensor teniendo en cuenta la situacin de la marcha. A diferencia de los sistemas casi estticos de regulacin del alcance luminoso, aqu los ser-vomotores se activan en fracciones de segundo. Para hacer po-sibles estos tiempos de reaccin tan rpidos, se utilizan princi-palmente motores paso a paso como reguladores de los faros.

Diagrama de bloques de una regulacin dinmica del alcance luminoso

Velocidad

Frenada

Alcance visual reducido

Aceleracin

Deslumbramiento

reguladono regulado

Tiempo

Regulador del alcance luminoso

Seal del tacme-

tro

Unidad de control del alcance luminoso

Sensor del alcance luminoso

Faros con y sin regulacin dinmica del alcance luminoso al fre-nar y al acelerar

Reguladores manuales y automticos del alcance luminosoEn la actualidad, los reguladores elctricos del alcance luminoso se han impuesto en el mercado y, entre tanto, han alcanzado ya la 3 generacin con varias optimizaciones (versin 3i).

HELLA ofrece a cada cliente una solucin de sistema ptima y especfica. Ofrece reguladores del alcance luminoso para inte-grar en los faros as como otros para el montaje exterior con o sin el ajuste bsico manual, en versiones de 12 V y de 24 V. Una fabricacin completamente automtica con unos elevados es-tndares de calidad asegura una produccin de ms de 10 millo-nes de reguladores al ao. La consecuente ampliacin de los emplazamientos internacionales tambin permite el suministro de reguladores a nuestros clientes de Korea, China e India.

ISM (Motor Inteligente Paso a Paso)El motor inteligente paso a paso combina el motor paso a paso de dos polos con la habitual electrnica de potencia, que lleva una unidad electrnica aparte, convirtiendo todo ello en una uni-dad mecatrnica. El componente bsico del ISM es un circuito inteligente de conexin que lleva a cabo una regulacin comple-ta del motor paso a paso, la diagnosis y la interfaz a sistemas superiores a travs de un mdulo de comunicacin con interfaz LIN-Bus integrada.

Las ventajas funcionales esenciales del motor inteligente paso a paso son

rightwards Regulacin en micropasos (funcionamiento sin apenas rui-dos ni resonancias)

rightwards Capacidad de diagnosis rightwards Comportamiento EMC (compatibilidad electromagntica)

mejorado rightwards Tratamiento autnomo de fallos en los componentes rightwards Concepto de cableado optimizado

HELLA apuesta por la tecnologa ISM, especialmente en los sis-temas variables de faros. Adems del motor inteligente paso a paso para la regulacin dinmica del alcance luminoso, el m-dulo dinmico de luz de curvas y el rodillo del mdulo VARIOX tambin estn equipados con motores inteligentes paso a paso.

Regulador manual y automtico del alcance luminoso


Unidad de control para una regulacin automtica y dinmica del alcance luminosoDesde 1995, las unidades de control de HELLA se utilizan para la regulacin automtica y dinmica del alcance luminoso en veh-culos con luz xenn.

La nueva generacin de unidades de control para el alcance lu-minoso se caracteriza por una salida LIN Bus y se convierte as en un componente estndar. Los datos de la suspensin de los sensores de los ejes se preparan en la unidad de control y, con la ayuda de refinados algoritmos, se convierten en la regulacin del alcance luminoso. La estructura modular de las unidades de control permite que los distintos componentes, como p. ej. la carcasa, el conector, el circuito impreso o el software, puedan combinarse, en relacin a las diversas necesidades de los clien-tes, de manera que pueda alcanzarse el mximo de sinergias en cuanto a costes y flexibilidad. Gracias a la interfaz CAN-Bus, al final de la lnea de fabricacin del vehculo la unidad de control puede ajustarse a los distintos tipos de vehculos, gracias a la codificacin o a la programacin de parmetros especficos.

Sensor inductivo de nivel del vehculoDentro de una serie de equipamientos del vehculo para mejorar la seguridad y el confort, como bastidores activos, regulacin del nivel o regulacin automtica del alcance luminoso, se hace ne-cesario ocuparnos de la inclinacin del vehculo.

Unidad de control para una regulacin dinmica del alcance lu-minoso

Sensor inductivo de nivel del vehculo

En los sensores inductivos de nivel del vehculo se encuentran alojadas en un circuito impreso varias bobinas conductoras de corriente que crean un campo electromagntico. A travs de este circuito impreso se mueve un rotor metlico, unido a la pa-lanca de funcionamiento del sensor, que afecta al campo elec-tromagentico En las bobinas que se encuentran en el circuito impreso del sensor se registra un cambio en el campo, indepen-dientemente de la posicin de la palanca del sensor, y un ASIC, especialmente desarrollado para esta funcin, lo evala (v. ima-gen abajo a la derecha).

Con este sensor pueden llevarse a cabo diferentes mbitos de ngulo con una alta linealidad constante. El sensor inductivo del eje enva tanto una seal analgica como una PWM (seal digital de modulacin por impulsos). El sensor trabaja con una exacti-tud extraordinaria y de manera totalmente independiente de la temperatura. La situacin de sensores cero debe variarse indivi-dualmente. El nuevo sensor inductivo representa un perfeciona-miento de este sensor que, en volumen, enva una seal PWM comprimida que vuelve siempre al 75 %. Por ello, este sensor puede utilizarse en cualquier plataforma como elemento idnti-co. Las distintas zonas y tolerancias de montaje se adaptan a travs de un ajuste electrnico en la unidad de control que reali-za la evaluacin.

El prximo objetivo de desarrollo son ms optimizaciones de las zonas de montaje y la mejora de la seal de salida para aplica-ciones en bastidores (sensor de nivel del vehculo de 2 genera-cin).

Unidad del alcance luminoso con sensor integradoPara la regulacin automtica del alcance luminoso en vehculos compactos, se integr, en una etapa posterior del desarrollo, otra unidad de control en el sensor del eje: Unidad de Control Electrnico con Sensor Integrado (SIECU).

La base de esta unidad de control del alcance luminoso con sen-sor integrado es el sensor inductivo de nivel del automvil. Las interfaces mecnicas, como la fijacin y la palanca del sensor, se corresponden con los del sensor de eje.

Como unidad de control al eje trasero con sensor integrado, se ofrece esta solucin para la regulacin automtica del alcance luminoso debido a sus grandes ventajas, no solo para vehculos con faros xenn, sino tambin, como sustitucin de la regulacin manual del alcance luminoso en faros halgenos, proporciona un mayor confort y una mayor seguridad.

Bobina de emisin

Rotor

Esttor

Bobina receptora

Electrnica

Induccin


Opel/Vauxhall Signum 3.2i V6

km/h

v

v

Recomendaciones para el tratamiento de sistemas de regu-lacin del alcance luminosoSi se produce un fallo elctrico en el sistema de regulacin del alcance luminoso durante la marcha, los faros se detienen en esa posicin. En otros vehculos, los faros se colocan en la posi-cin de partida y permanecen all. En cualquier caso, se avisa del fallo al conductor mediante un testigo luminoso o tambin me-diante un texto informativo en el tablero de instrumentos.

Un fallo en la instalacin puede tener los siguientes motivos rightwards Los servomotores de los faros estn defectuosos rightwards El sensor de regulacin del alcance luminoso para el nivel

del vehculo est defectuoso rightwards Se ha sustituido la unidad de control pero no se ha codi cado rightwards No se han ajustado los faros (ajuste bsico) rightwards La unidad de control est defectuosa rightwards Se ha interrumpido la transmisin de datos rightwards No hay suministro de tensin rightwards Hay daos mecnicos

Diagnstico de fallos rightwards Unido a una regulacin automtica del alcance luminoso,

normalmente tambin se necesita un dispositivo de diagns-tico para ajustar los faros. Con este dispositivo puede eva-luarse tambin la regulacin del alcance luminoso. Sin este dispositivo, tambin puede comprobarse la regulacin del alcance luminoso, pero con ayuda de un multmetro y un os-ciloscopio. Lo importante es disponer de un esquema de co-nexiones del sistema que va a evaluarse.

Comprobacin del funcionamiento rightwards Estacionar el vehculo sin carga sobre una super cie llana. rightwards Alinear el ajustador de faros frente al vehculo y encender la

luz de cruce. Comprobar que el lmite claroscuro sea correc-to.

rightwards Cargar la parte posterior del vehculo, p. ej. el maletero. En la regulacin casi esttica del alcance luminoso, el reglaje de los faros se realiza despus de unos segundos y puede se-guirse el proceso mediante el ajustador de faros. En la regu-lacin dinmica del alcance luminoso, el ajuste se realiza en muy poco tiempo, de manera que en algunos vehculos el procedimiento de ajuste solo se percibe como un breve des-tello en la pantalla de comprobacin del ajustador de faros. En algunos vehculos el ajuste se realiza con el coche en marcha.

Si no se percibe ningn proceso de ajuste, deben realizarse las siguientes mediciones

rightwards Comprobar la tensin de suministro en los servomotores, en la unidad de control y en el sensor de regulacin del alcance luminoso.

rightwards Comprobar que el sensor de regulacin del alcance lumino-so y el cable de datos no presenten daos mecnicos y que su posicin sea la correcta.

rightwards Mediante el osciloscopio, comprobar la seal del sensor. rightwards Con un aparato de diagnosis, comprobar los parmetros

y los valores reales (v. imagen arriba).

Tensin del sistema

Punto de partida Parmetros / Confort

Modo de potencia Bus

Velocidad del automvil

Regulacin del nivel

Sensor de nivel delantero

Sensor de nivel trasero

Calibracin sensor de nivel delantero

Calibracin sensor de nivel trasero

Canal

apagado

Luz dinmica de curvasLa luz dinmica de curvas entra en funcionamiento mediante el giro de la luz de cruce dependiendo del radio de la curva que se est trazando en ese momento. El faro de proyeccin est mon-tado en un marco que puede girarse alrededor del eje vertical. El ngulo de giro en un margen de +/ 15 grados est concebido para radios de curva de hasta aproximadamente 200 metros. Si el rea iluminada por la luz de cruce al entrar en una curva con un radio de 190 metros es normalmente de unos 30 metros, gracias a la nueva tcnica de faros el rea se alarga 25 metros ms.

Dado que la distribucin de la luz se corresponde con el ngulo de direccin, el conductor identifica con antelacin el trazado de la curva al girar y puede adaptar su manera de conducir conse-cuentemente. La luz de curvas activa acta tanto en la funcin de luz de cruce como en la de luz de carretera y se adapta conti-nuamente a la velocidad de marcha correspondiente. Mientras los faros siguen en cuestin de segundos el giro del volante cuando se circula a velocidades elevadas, el mecanismo de giro acta ms lentamente cuando se circula a baja velocidad, con la finalidad de distribuir la luz tal y como el conductor la necesita.

Luz de curvas combinada esttica y dinmicaPara radios de curva mayores (como en las autopistas) o meno-res (como en las carreteras comarcales) existe la posibilidad de complementar la luz de curvas dinmica con una luz de curvas esttica o luz de giro. Se activa de manera automtica junto con la luz de cruce, independientemente de la velocidad, cuando el conductor acciona el intermitente para girar o cuando traza cur-vas cerradas. Para ello, una unidad de control evala los par-metros de velocidad, ngulo de direccin y seal intermitente. Para aumentar el confort, esta funcin luminosa no se enciende y se apaga de repente, sino que se atena para el encendido y para el apagado, teniendo en cuenta los parmetros especiales de tiempo.

Luz dinmica de curvas

Luz esttica de curvas

Luz dinmicade curvas

Luz de cruce

Luz de cruceconvencional

Luz estticade curvas

FAROS Luz de curvas


Faro del Opel Signum

1 Mdulo basculante bi-xenn2 Luz de giro3 Mdulo de potencia luminosa4 Unidad de control5 Bobina de reactancia para xenn

Consejos para el tratamiento de la luz de curvas

Consecuencias en caso de fallo rightwards No se iluminan las curvas con la luz dinmica de curvas rightwards La luz esttica de curvas no ilumina al girar rightwards Se enciende el testigo de control en el tablero de instrumen-

tos

Opel/Vauxhall Signum 3.2i V6

Diagnstico de fallos rightwards El funcionamiento de la luz dinmica de curvas puede com-

probarse al circular despacio y girar ligeramente el volante. rightwards En la luz esttica de curvas puede comprobarse el funciona-

miento accionando el intermitente y durante una marcha cir-cular alternante (no superior a 40 km/h).

rightwards En algunos vehculos, p. ej. Opel Vectra C, tambin es posible evaluar el sistema con un equipo de diagnosis (v. imagen arriba).

Faros bajan con blackrightpointing

Faros suben con blackleftpointing

Componente controlado!

Componente activado con blackrightpointing

Componente desactivado con blackleftpointingIndicacin:

Indicacin:

El motor debe estar en marcha, la luz de cruce debe estar encendida

El motor debe estar en marcha, la luz de cruce debe estar encendida!

Componente controlado!

Bascular faro hacia la derecha con blackrightpointingBascular faro hacia la izquierda con blackleftpointing

Punto de partida

Smbolo pantalla LCD

Luz dinmica de curvas

Actuador / Confort

Los diodos luminosos en la industria del automvil eficaces, potentes, duraderos Los diodos luminosos se utilizan en prcticamente todos los mbitos de la vida. Se caracterizan por una gran variedad de cualidades positivas y por eso cada vez adquieren un significado ms importante en el ramo automovilstico. Algunos fabricantes utilizan los diodos luminosos en serie, tanto en la zona interior como en la exterior. La historia de los diodos luminosos comen-z hace ya ms de 100 aos.

En el descubrimiento y desarrollo de los diodos luminosos (LED) han participado, en gran medida, cuatro cientficos. El inventor real fue Henry Joseph Round. En 1907 descubri que algunas partculas inorgnicas lucan gracias a la tensin elctrica. Por otro lado, el fsico ruso Oleg Vladimirovich Losev examin este mismo hecho en 1921. En 1935, el cientfico George Destriau descubri casualmente un fenmeno luminoso en el sulfuro de zinc, al que llam luz Lossew. Otras fuentes atribuyen a Nick Holonyak la invencin de los diodos luminosos. l realmente no examin los semiconductores, sino, en concreto, los diodos lu-minosos orgnicos OLEDs (Organic Light Emitting Diode).

FAROS Tecnologa LED

El desarrollo de los diodos luminosos rightwards 1907 Henry Joseph Round descubre el efecto fsico de elec-

troluminiscencia. rightwards 1951 Gran avance en la fsica semiconductora gracias al de-

sarrollo del transistor que explica la emisin luminosa. Pri-meros intentos con semiconductores.

rightwards 1957 Se contina investigando con arseniuro de galio (GaAs) y con fostato de galio (GaP). Aplicando tensin, ambas sus-tancias emiten una luz roja.

rightwards 1962 Se consigue el primer diodo luminiscente rojo tipo GaAsP.

rightwards 1971 Ahora los LEDs estn disponibles tambin en verde, naranja y amarillo.

rightwards 1992 Shuji Nakamura crea, con ayuda del SiC (carburo desilicio) la luz azul. Con ello se consigue un amplio espectro cromtico.

rightwards 1993 Se consiguen los e caces diodos InGaN, que emiten un espectro cromtico en azul y verde.

rightwards 1995 Introduccin del primer LED con luz blanca (de conversin luminiscente)


Desde la tercera luz de freno hasta el faro 100 % LEDLa tecnologa LED se est utilizando en la iluminacin exterior de los turismos desde hace pocos aos. Mientras que los diodos luminosos al principio solo se utilizaban en el interior del vehcu-lo o en los pilotos traseros, ltimamente aparecen en serie tam-bin en la iluminacin delantera. Debido a su desarrollo tcnico, son la fuente luminosa idnea, especialmente para la industria automovilstica.

2005 HELLA presenta mundialmente los primeros faros LED de dos colores (prototipo Golf V) y fabrica pilotos de marcha atrs 100 % LED (por ejemplo: Golf V Plus).

2004 Los LEDs se utilizan en serie en la zona delantera (fa-ros Audi A8 W12; como mdulo en el Audi S6 / Pors-che 911).

2003 HELLA presenta el primer faro homologado 100% LED.

2008 2006

2005

20042003

2000

1992

2000 Estn disponibles los pilotos traseros combinados para las luces de marcha atrs, intermitente y freno (Cadillac DeVille). Ya se pueden adquirir pilotos trase-ros con parte de sus funciones en LED.

2008 HELLA incluye el faro 100 % LED en el Cadillac Escalade Platinum (introduccin en USA en 2009).

2006 R8 (Audi/Automotive Lighting) es el primer vehculo de serie equipado con un faro 100 % LED. Todas las funciones de iluminacin se realizan con LED (disponi-ble a partir de 2008). Lexus utiliza LEDs en el LS 600H para la luz de cruce de serie (disponible a partir de 2007).

2011 Faro 100 % LED disponible en el Audi A6 (incluye funcin AFS)

2010 Faro 100 % LED disponible en el Audi A8 como opcin (incluye funcin AFS)

2010 Faro 100 % LED disponible en el Audi A7.Mercedes tambin se decide por la tecnologa LED y la incluye en el CLS (Mercedes Benz C 218) como equipamiento especial.

1992 Primer uso de los LEDs en la iluminacin exterior de un vehculo (tercera luz de freno)

20112010

Fundamentos del LED Definicin, estructura y funciona-mientoEl diodo luminoso se conoce tambin como diodo luminiscente, o LED, de forma abreviada. El acrnimo LED procede del ingls Light Emitting Diode (Diodo Emisor de Luz), ya que transforma la energa elctrica en luz. Desde un punto de vista fsico es una fuente luminosa fra y un componente electrnico semiconduc-tor de la optoelectrnica cuya capacidad conductora se encuen-tra entre la de los conductores (p. ej. metales, agua, grafito) y la de los no conductores (p.ej. no metales, cristal, madera).

EstructuraExisten diodos luminosos, segn las necesidades, en distintos tamaos, formas y colores. La versin clsica (LED estndar) tiene una forma similar a la de un cilindro y est unida por me-dio de una semicircunferencia al lugar por donde sale la luz.

Los diodos luminosos ms sencillos estn formados por los siguientes componentes

rightwards Chip LED rightwards Depsito del re ector (con contacto al ctodo) rightwards Alambre de oro (contacto al nodo) rightwards Lente de plstico (elemento unido y sujeto)

Pequelo y resistente - El diodo de alta potenciaLos diodos de alta potencia disponen de un gran ncleo metlico que se ocupa de regular el calor de manera ptima. Debido a que el calor se disipa fcilmente, a travs de los diodos puede fluir ms cantidad de corriente, la irradiacin de la luz ilumina superficies mayores y la potencia luminosa tambin es mayor. En comparacin con un sencillo LED de 5 mm, la resistencia al calor se reduce 10 veces. En la prctica, esto significa que un diodo de alta potencia, como por ejemplo el Luxeon Rebel, tiene una superficie cuadrada de emisin de 1 mm y un grado de efec-tividad de aproximadamente 40-100 Lumen. La potencia de un LED estndar normal de 5 mm queda muy atrs. Con un tamao de 0,25 mm y una potencia de menos de 0,1 W y 20-30 mA, solo consigue un grado de efectividad de 1-2 Lumen.

nodo (+)

Ctodo ()

Alambre de oro

Chip LED

Depsito del re-flector

Lente de resina epoxi

Chip LED

Marco de metal

Ctodo ()nodo (+)

Alambre de unin

Epoxi blanco transparenteo traslcido en color

La estructura pequea y plana de los LEDs ofrece un gran espa-cio libre de configuracin para el futuro diseo de los productos, por ejemplo: los mdulos de la luz de conduccin diurna LEDayFlex para turismo, camin y caravana.

CtodoAlambre de unin

Chip de LEDChip de unin

Capa de metal de interconexinSustrato de cermica

Lente de silicona

Base trmica (aislada elctricamente)


FormasExisten distintos tipos y formas de diodos luminosos. Depen-diendo del mbito de aplicacin, se diferencian por su estructura, potencia y vida til. Los LEDs ms importantes son:

1. Diodos luminosos de alambreEl precursor de todos los LEDs es el diodo luminoso de alambre que sirve principalmente para funciones de control. En combina-cin con ms LEDs, se utilizan como Spots de LED, tubos fluo-rescentes de LED, mdulos de LED o tubos de LED. Se pueden adquirir en tamaos de 3, 5 y 10 mm. El ctodo, que es el polo negativo de un LED de alambre, se reconoce por el hecho de ser ms corto que el nodo (polo positivo) y por un recubrimiento ms plano. El ngulo de salida de la luz se ve definido por la for-ma de la lente de la carcasa.

2. SuperFluxLos SuperFlux son ms potentes que los sencillos LEDs de alambre y disponen de hasta cuatro chips (cristales semiconduc-tores). Los modelos que se utilizan ms habitualmente son el Piraa y el Spider. Se caracterizan por un gran ngulo de irra-diacin y se utilizan principalmente en el mbito de la ilumina-cin de superficies, ya que la luz se emite sobre toda la superfi-cie. Los cuatro contactos se encargan de desviar el calor y pueden controlarse de manera individual. La estructura del High Flux garantiza una larga vida til y lo convierte en una fuente lu-minosa muy eficaz que, adems, tiene una aplicacin universal.

3. SMDSMD proviene de Surface Mounted Device y significa que el dio-do puede utilizarse en el mbito del montaje en superficie. Los LEDs SMD se componen en general de tres o cuatro chips y dis-ponen de contactos que se sueldan al correspondiente circuito impreso o a las superficies de contacto. Son bastante insensibles en relacin a su densidad de corriente y, por ello, pueden ilumi-nar de manera muy intensa. Las versiones de los LEDs SMD son muy diversas. El tamao, la forma de la carcasa y la intensidad luminosa pueden seleccionarse dentro de una gran variedad. En combinacin con otros diodos luminosos SMD, se utilizan en los tubos fluorescentes LED y en los mdulos LED. En la industria automovilstica se utilizan principalmente para la luz intermiten-te, de freno y de conduccin diurna.

4. High PowerLos LEDs High Power son unos diodos luminosos muy ponten-tes y resistentes que, en condiciones ptimas de funcionamien-to, pueden trabajar con corrientes de 1000 mA. Se utilizan espe-cialmente en los circuitos impresos con ncleo de metal. Su extraordinaria estructura necesita de las ms estrictas exigen-cias del termocontrol.

5. COBEl LED Chip On Board (COB - Chip a Bordo) es el diodo lumino-so ms desarrollado de todos. Lleva este nombre porque va fija-do directamente a la placa de circuitos impresos. Se realiza por medio de una unin, en la que los chips se fijan de manera to-talmente automtica a la placa dorada. El contacto al polo con-trario se realiza a travs de un alambre de oro o de aluminio. Debido a que en los LEDs COB no se utilizan reflectores ni pti-cas de lente, el ngulo de irradiacin de la luz que ilumina es muy amplio. Las mayores ventajas de la tecnologa COB residen en su excelente potencia luminosa, en su iluminacin homog-nea as como en su amplio mbito de aplicaciones.


Caractersticas elctricas Por qu una corriente muy alta puede ser daina Si se aplica corriente a un diodo luminoso, su resistencia se re-duce a cero. Los diodos luminosos son componentes tan sensi-bles que, si se superarara lo ms mnimo la cantidad de corrien-te permitida, se destruiran. Por ello, es imperativo tener en cuenta que los diodos luminosos no pueden estar expuestos di-rectamente a una fuente de corriente. Solo pueden unirse a ella una vez se haya introducido un delimitador de corriente o una resistencia en serie. En los LEDs de alta potencia se realiza este control a travs de una unidad electrnica que enva una corrien-te constante.

El grfico adjunto ilustra un circuito de corriente necesario para un funcionamiento ptimo del LED. En este caso, se utiliza una resistencia en serie como delimitador que controla la corriente directa IF, que fluye a travs del diodo luminoso. Para seleccionar la resistencia adecuada, primero hay que saber cul es la co-rriente umbral UF utilizada.

Para calcular la resistencia en serie RV, se necesita la tensin to-tal, la tensin umbral y la corriente umbral. Las unidades se apli-can segn la frmula adjunta:

Funcionamiento del LEDDado que los LEDs necesitan poca corriente, se iluminan incluso cuando solo reciben una fraccin (pocos mA) de la corriente um-bral permitida. A menudo es suficiente para proporcionar una luz adecuada. Como ya se ha mencionado, dependiendo del caso de aplicacin, existen diversas posibilidades de poner los LEDs en funcionamiento.

Aqu se muestran detalladamente estas tres posibilidades.

Tres posibilidades de funcionamiento de los LEDs

LED

RV

UR

Uges

UF

IF

Uges UFRV = IF

Resistencia

Prdidas ~ 50-60 %

Aplicaciones de baja potencia

Aplicaciones de alta potencia

Prdidas ~ 40-50 % Prdidas ~ 10-20 %

Corriente de contacto

I = const.

Transformador DC/DC

Entrada de corriente



Pero, de qu est compuesto un LED realmente?Esencialmente, un LED est compuesto de varias capas de co-nexiones de semiconductores. Los semiconductores, como p. ej. el silicio, son materiales que, por su capacidad conductora, se encuentran entre los conductores, como p. ej. los metales, la plata o el cobre, y los no conductores (aislantes), como p.ej. el tefln y el cristal de cuarzo. Mediante una utilizacin precisa de eficaces impurezas elctricas (dopadas), la conductibilidad de los semiconductores puede verse afectada. Las distintas capas de semiconductores forman conjuntamente un chip de LED. Del modo y forma de componerse esas capas (diferentes semicon-ductores) depende decisivamente el rendimiento luminoso del LED y el color de la luz. Este chip de LED se ve envuelto por un plstico (lente de resina de epoxi), que a su vez es responsable de la cualidad de irradiar del LED - y al mismo tiempo sirve de proteccin al diodo.

Si en el LED fluye una corriente en el sentido de paso (del nodo + al ctodo ), se crea luz (se emite) En la representacin adjunta se explica el tipo de funcionamien-to: La capa dopada n, gracias a la incorporacin de tomos de impurezas, est preparada para que domine un exceso de elec-trones. En la capa dopada p existen solo unos pocos de esos portadores de carga. Por eso existen las llamadas lagunas de electrones (huecos). Al aplicar una tensin elctrica (+) en la capa dopada p y en la capa dopada n, los portadores de carga se mueven atrayndose. En una transicin pn se produce una re-combinacin (reunificacin de partculas con cargas opuestas originndose una formacin neutral). En este proceso se libera energa en forma de luz.

Ctodo

nodo

Hueco

Capa activa(transicin pn)

Capa dopada n

Capa dopada p

Electrn

Irradiacin de luz

Caratersticas bsicas

Vida til cmo influye el desarrollo de la temperatura en la vida tilSi se habla de la vida til o tambin de la degeneracin de la luz de un LED, nos referimos al tiempo en el que el diodo luce, aunque su potencia luminosa se ve reducida a la mitad del valor de luminosidad inicial. La capacidad de funciona-miento de un LED depende de varios factores. El material semiconductor utilizado desempea un papel tan importante como las condiciones de funcionamiento o la degeneracin del cristal de silicio.

De hecho, es muy difcil definir, en trminos generales, cul es realmente su vida til. Mientras que los LEDs estndar duran hasta 100.000 horas, los LEDs de alta potencia tienen una vida til de aproximadamente un cuarto, o como mxi-mo, la mitad (25.000-50.000). Si los diodos se utilizaran sin interrupcin, su tiempo de funcionamiento sera de ms de once aos, o ms de dos aos, dependiendo del caso.

La vida til depende esencialmente de la zona de utilizacin y de la densidad de corriente utilizada. Cuanto ms elevado sea el flu-jo de corriente, ms se calentar el diodo. Y esto contribuye a acortar su vida til. La temperatura ambiental tambin influye de manera relevante en la vida til ya que, cuanto ms calor haya en el ambiente, antes fallar el diodo. En general, se puede afir-mar que la potencia de iluminacin de los diodos luminosos va reducindose paulatinamente con el tiempo. Pero esto es una ventaja ya que, en comparacin con las lmparas convenciona-les (bombilla, halgena), con el LED no se queda uno de repente a oscuras. Incluso cuando la potencia luminosa decae, en cir-cunstacias normales no decae completamente. Los plsticos de las lentes utilizados habitualmente en la mayora de los LEDs se vuelven turbios, lo que influye negativamente en el rendimiento luminoso.

Los factores principales que influyen en la vida til rightwards Temperatura rightwards Densidad de la corriente rightwards Degeneracin del cristal de silicio


Ejemplosa) Nervaduras en el cuerpo de refrigeracin (v. imagen izq.)b) Pin en el cuerpo de refrigeracin c) Cuerpo de refrigeracin con manguito de calor

Adems, en la mayora de los casos existe la posibilidad de re-gular la corriente de los LEDs. En condiciones extremas, la po-tencia de los LEDs puede verse reducida en cierta medida para disminuir asimismo la produccin de calor.

Para aumentar ms la refrigeracin se aumenta tambin la cir-culacin del aire a travs de ventiladores axiales o radiales entre los elementos refrigerantes. Aqu se muestra el ventilador axial de un Audi A8.

TermocontrolEl termocontrol desempea un papel decisivo en la utilizacin de los diodos luminosos ya que estos componentes reaccionan de manera muy sensible al calor.

Los diodos luminosos son fuentes de luz fra que emiten luz, pero no emiten prcticamente ninguna radiacin UV ni IR. La luz emitida es fra y no calienta los objetos iluminados. Sin embargo, el LED se calienta durante el proceso de creacin de la luz. Hasta

un 85% de la energa se convierte en calor. Cuanto ms baja sea la temperatura, el LED lucir durante ms tiempo y de manera ms ntida. Por ello, hay que prestar especial atencin a la refri-geracin correspondiente. Adems del calor producido por el LED, para faros y pilotos tambin hay que tener en cuenta otras fuentes de calor, como el calor del motor, los rayos del sol, etc. Por ello, incluso hoy en da y dependiendo de la finalidad de apli-cacin del LED, se utilizan diversas tcnicas para aumentar la transmisin o desviacin del calor.

Ventajas del LEDLos diodos luminosos convencen desde muchos aspectos. Aun-que su adquisicin resulta ms costosa que las lmparas incan-descentes o halgenas normales, su uso sale rentable despus de poco tiempo. Justamente la industria automovilstica aprove-cha las cualidades positivas del LED y se impone en los vehcu-los nuevos gracias a la siguientes ventajas:

Ventajas ms importantes rightwards Mnimo consumo de energa rightwards Larga vida til rightwards Resistente a sacudidas y vibraciones rightwards Desarrollo reducido del calor rightwards No hay costes de mantenimiento ni de limpieza rightwards Sin mercurio rightwards Excelente delimitacin de deslumbramiento rightwards Sin inercia, conectable y modulable rightwards Extraordinaria emisin luminosa rightwards Formas muy diversas (utilizable casi en cualquier zona) rightwards Disposicin personalizada de la fuente luminosa

Fuente luminosa Flujo luminosolm]Eficacialm/W]

Temperatura del color K]

Densidad luminosaMcd/m2]

Lmpara incandescente convencional W5W ~ 50 ~ 8 ~ 2700 ~ 5

Lmpara halgena H7 ~ 1100 ~ 25 ~ 3200 ~ 30

Lmpara de descarga de gas D2S ~ 3200 ~ 90 ~ 4000 ~ 90

LED 2,5 Watt ~ 120 (2010)~ 175 (2013)~ 50 (2010)~ 70 (2013) ~ 6500

~ 45 (2010)~ 70 (2013)

rightwards La temperatura lumnica permanece al atenuarse la luz rightwards Color de la luz regulable rightwards Bajos costes de fabricacin rightwards Chip/Cantidad de luz muy elevada rightwards Muy pocos fallos rightwards Medidas muy reducidas rightwards No emite radiacin UV ni IR rightwards Bajo consumo de potencia rightwards Luz dirigida - Emisor Lambert con ngulo de irradiacin de

120 rightwards Elevada saturacin del color


Optimizacin del consumo de energa y del ahorro potencial gracias al LEDLa proteccin del medio ambiente y el elevado precio del com-bustible son los argumentos ms slidos ya que el consumo energtico es un tema ahora ms actual que nunca. La atencin principal a la hora de adquirir un vehculo nuevo se centra en el consumo de energa. Sin embargo, muy a menudo no se tiene en cuenta el ahorro potencia que supone la iluminacin del vehculo para el consumo de energa.

Simplemente utilizando una combinacin de pilotos xenn y LEDs se puede llegar a una reduccin de un 39 % de la necesidad energtica.

Si se apuesta por una iluminacin LED, el consumo energtico se reduce en un 60 %.

El grfico de arriba representa el 100% del consumo energtico de un vehculo equipado con una combinacin de lmparas incandescentes (pilotos traseros) y halgenas (faros). Se puede ver fcilmente dnde se encuentra el mayor consumo de corriente. El 60 % de la necesidad de energa se la lleva exclusivamente la luz de cruce.

Luz de cruce 42 %

Ahorro de energa de lmparas incandescentes/halge-nas 39 %

Faro antiniebla 1 %Luz antiniebla trasera 0 %

Luz de marcha atrs 0 %

Intermitente der. 1 %Intermitente izq. 2 %

Luz de posicin 6 %Luz de carretera 3 %

Luz de freno 3 %Luz de situacin 3 %

Luz de cruce 60 %Faro antiniebla 1 %

Luz antiniebla trasera 0 %


Intermitente der. 1 %

Intermitente izq. 2 %

Luz de posicin 6 %

Luz de carretera 6 %

Luz de freno 10 % Luz de situacin 14 %

Luz de cruce 35 %

Ahorro de energa de lmparas incandescentes/halge-nas 60 %

Faro antiniebla 1 %Luz antiniebla trasera 0 %


Intermitente der. 0 %Intermitente izq. 0 %

Luz de posicin 1 %Luz de carretera 2 %

Luz de freno 1 %Luz de situacin 0 %

Disminucin de la distancia de frenado con el LED en zona segura En todo el mundo aumenta el nmero de vehculos. Debido a la creciente dendidad del trfico en las carreteras, cada vez se pro-duce ms colisiones por alcance. Para evitarlas es muy impor-tante que los conductores perciban enseguida las seales lumi-nosas. Mientras que una lmpara halgena normal necesita hasta 0,2 segundos para lucir, el LED reacciona inmediatamente. No precisa de una fase de calentamiento y alumbra inmediata-mente despus de haber pisado el pedal del freno. As, el vehcu-lo de detrs puede reaccionar ms rpidamente al percibir la ac-cin de frenado.

EjemploDos automviles circulan a una velocidad de 100 km/h (distancia de seguridad 50 m), uno detrs del otro. El automvil delantero frena, el conductor del automvil trasero puede reaccionar en ese mismo momento, gracias a la luz inmediata del LED, y frena tambin enseguida. De este modo, la distancia de frenado se acorta casi 5 m. Esto significa un avance enorme para la seguri-dad.

Ahorro de combustible combinando diferentes fuentes de iluminacin

Configuracin del vehculo(faros/pilotos trasero)

Consumo de combustible[l/100 km]

Emisin CO2 [kg/100 km] Reduccin

Halgena/convencional ~ 0,126 ~ 0,297 Xenn/LED ~ 0,077 ~ 0,182 39 %LED/LED (potencial para 2015) ~ 0,051 ~ 0,120 60 %

Sistema TFL Consumo de combustible[l/100 km]Emisin CO2 [kg/100 km] Reduccin

Faros halgenos ~ 0,138 ~ 0,326 LED (funcin TFL por separado) ~ 0,013 ~ 0,031 91 %

Comparacin de fuentes luminosas Consumo de combustible

Configuracin lmpara halgena/incandescente 0,10 0,25 l /100 kmConfiguracin Xenn/LED 0,05 0,15 l /100 kmConfiguracin 100 % LED (potencial 2015) 0,03 0,09 l /100 km

Emisiones de combustible y de CO2 tomando un tiempo medio de funcionamiento de la iluminacin

Consumo adicional de combustible y emisiones de CO2 en la luz de conduccin diurna (TFL)

Consumo de combustible dependiendo de la configuracin de la iluminacin (vehculo Primer Equipo)

00

5

100

100

LED

P21W

200Tiempo mseg

Inte

nsid

ad d

e re

acci

n %

300


El futuro del LED ptima proporcin de iluminacin en el vehculoDebido a su alto coste de adquisicin, el LED de momento solo est presente en el segmento de alta gama de la industria del automvil, aunque a largo plazo terminar imponindose. Ade-ms de los aspectos econmicos, los motivos tcnicos apuestan por un montaje del LED en serie.

Los diodos luminosos convencen por su funcionalidad, su poten-cia tcnica y sus ptimos resultados lumnicos. Prestan apoyo al cuidado de las fuentes de energa y proporcionan una mayor se-guridad en el trfico. Adems, el color de la luz, similar al de la

Competencia luminosa al ms alto nivelDesde 2010, el Audi A8 ofrece un equipamiento opcional de faros 100 % LED. Diez lentes de proyeccin proporcionan una luz de cruce muy singular. La luz de conduccin diurna tambin tiene una caracterstica singular ya que se combina tanto con el in

Documents

La Tecnologia de La Luz