ไฟหน้าแสนรู้

ไฟหน้าแสนรู้

ไฟหน้าแสนรู้

May 26, 2015

ผมไม่มีสถิติสาเหตุของการเกิดอุบัติเหตุโดยรถยนต์ของประเทศไทยอย่างเป็นทางการ ถึงจะมีการรวบรวมไว้บ้าง ก็ไม่น่าเชื่อถือ พอที่จะเอามาอ้างอิงอะไรได้ เพราะส่วนใหญ่ก็คงจะเป็นอย่างที่พวกเราคุ้นเคยกันอยู่แล้ว

ถ้าถึงขั้นมีการเสียชีวิต ก็จะมีอยู่สองสาเหตุเป็นส่วนใหญ่ที่ตำรวจไทยของเราถนัด นั่นคือ “เบรคแตก” กับคนขับหลับใน การวิเคราะห์ส่วนใหญ่เป็นแบบเดาสุ่มผสม “มั่ว” ทำนองเดียวกับ “ไฟฟ้าลัดวงจร” ถ้าเป็นการไหม้ของบ้านหรืออาคารครับ

จากสถิติของอุบัติเหตุโดยรถยนต์บนถนนสาธารณะของประเทศในยุโรป ประมาณเกือบครึ่งหนึ่ง เกิดขึ้นในเวลากลางคืน และในจำนวนนี้ประมาณครึ่งหนึ่ง มีสาเหตุมาจากการมองเห็นได้ไม่ดีพอ เพราะขาดแสงสว่าง หรือจะพูดในทางกลับกันก็ได้ครับ ว่าถ้าไฟหน้ารถให้แสงได้สว่างพอ ไกลพอ กว้างพอ ในทิศทางที่ผู้ขับต้องการเห็นสิ่งกีดขวาง จำนวนอุบัติเหตุจากสาเหตุที่ว่านี้ ก็จะลดลงได้อย่างมาก

การให้แสงส่องสว่างจากโคมไฟหน้ารถ ไปยังสิ่งที่ผู้ขับต้องการเห็น หรือควรเห็นเพื่อไม่ให้เกิดอุบัติเหตุไม่ใช่เรื่องง่าย เพราะความแตกต่างของสถานการณ์ สิ่งแวดล้อม ความเร็วที่เราเลือกใช้ มีตั้งแต่ระดับ “คลาน” ไปจนถึงกว่า 100 กม. (ที่จริงเกินกว่านี้ก็มี แต่ผมไม่เอ่ยถึง เพราะจะเป็นการชี้นำให้ฝ่าฝืนกฎหมายจราจร)

เมื่อขับในเมือง เราต้องการลำแสงที่สั้นแต่แผ่กว้าง ตอนเลี้ยวบริเวณทางแยก เราต้องการไฟหน้าที่ส่องแสงนำไปในทิศที่เราต้องการจะเลี้ยว ตั้งแต่ตอนเริ่มหมุนพวงมาลัยเพื่อเลี้ยว เพราะถ้ารอจนตัวรถเลี้ยวแล้วจึงเห็นสิ่งกีดขวาง ก็อาจจะไม่เหลือเวลาเพียงพอ สำหรับการตัดสินใจเบรคหรือหลบหลีก

ถ้าขับในทางโค้ง เราต้องการไฟหน้าที่ส่องแสงไปยังถนนด้านหน้า เพราะการส่องแสงไปในแนวเดียวกับแกนตามยาวของตัวรถนั้นไม่เพียงพอ ยิ่งขับเร็วขึ้นเท่าใด ไฟหน้าก็ต้องส่องแสงเบนไปหาถนนส่วนโค้งด้านหน้าได้ตามส่วนที่เหมาะสมด้วย

ความสว่าง หรือความ “แรง” ของหลอดไฟเป็นส่วนสำคัญอย่างหนึ่ง หรือจะบอกว่าสำคัญที่สุดก็คงไม่ผิดครับ ยกตัวอย่างง่ายๆ การเพิ่มพื้นที่ที่ถูกส่องสว่าง เช่น ให้ส่องได้ไกลขึ้นสำหรับไฟสูง หรือให้ส่องสว่างได้เป็นมุมกว้างขึ้น โดยไม่ให้ความสว่างลดลง แน่นอนว่าเราต้องเพิ่มกำลังของหลอดไฟขึ้นด้วย

หลอดไฟฮาโลเจน ที่ถือกันว่าดีที่สุดจนกระทั่งเกือบสิบปีที่ผ่านมา และพวกเราเริ่มจะคุ้นเคยกันในตอนนี้ เพราะแพร่หลายไปถึงระดับล่างของรถยนต์ทุกประเภท เริ่มกลายเป็นของธรรมดาไปแล้ว เพราะถูกแทนที่ด้วยโคมไฟหน้าแบบซีนอน ที่ให้ความสว่างเกินสองเท่าของหลอดไฟฮาโลเจนในระดับเดียวกัน

การจะให้โคมไฟหน้าของรถ ปรับลำแสงให้เข้ากับสถานการณ์และสิ่งแวดล้อม ต้องอาศัยสิ่งสำคัญ 2 อย่างด้วยกันครับ ก่อนอื่นก็ต้องมีโคมไฟที่มีระบบปรับได้ทั้งขนาด และทิศทางของลำแสง แต่จะปรับให้เป็นอย่างไร จึงจะเหมาะสมต่อการมองของผู้ขับ และต่อความปลอดภัยของทั้งผู้ขับและผู้ร่วมใช้ถนน

งานนี้ต้องมีผู้ตัดสินใจและสั่งการครับ ซึ่งก็คือบรรดาเซนเซอร์ทั้งหลาย ที่วัดและส่งข้อมูลให้คอมพิวเตอของระบบนี้ และต้องใช้ข้อมูลค่อนข้างมาก เช่น ความเร็วของรถ ซึ่งไม่ต้องมีเซนเซอร์พิเศษ เพราะใช้ข้อมูลจากเซนเซอร์วัดความเร็วของระบบอื่น มุมเลี้ยวของล้อ ซึ่งไม่จำเป็นต้องวัดที่ช่วงล่างโดยตรง แต่ใช้เซนเซอร์วัดมุมของแกนพวงมาลัยแทน ระยะยุบตัวของล้อหน้าและล้อหลัง ใช้เซนเซอร์วัดระยะยุบตัวของปีกนกเปรียบเทียบกับตัวถังรถ เพื่อนำมาคำนวณแล้วส่งสัญญาณไปปรับมุมก้ม-เงย ของโคมไฟหน้า เพื่อป้องกันลำแสงส่องเข้าตาผู้ขับรถที่แล่นสวนทางมา

ส่วนไฟที่ช่วยให้มองเห็นขณะเลี้ยวทางแยก ไม่ต้องใช้ระบบควบคุมให้ยุ่งยาก ผู้เชี่ยวชาญด้านไฟส่องสว่างของรถ มีความเห็นตรงกันว่า ใช้ไฟตัดหมอกธรรมดานี่แหละเปลี่ยนมุมให้หันไปส่องด้านข้าง ก็จะได้ “ไฟเลี้ยวทางแยก” ที่ใช้งานได้ดีเลย สิ่งที่ยากขึ้นมาอีกระดับหนึ่ง คือ การปรับไฟส่องถนนที่ให้ระยะส่องสว่างคงที่ ไม่ว่าจะเป็นตอนขึ้นหรือลงเนิน รวมทั้งตอนขึ้นหรือลงสะพานด้วย

ลองนึกถึงภาพว่าเราขับรถมาถึงเชิงเนิน หรือเชิงสะพาน ลำแสงของโคมไฟหน้าแบบที่ปรับไม่ได้ จะส่องสว่างผิวถนนหน้ารถเราได้ “สั้นลง” เราไม่สามารถเห็นผิวถนนส่วนที่เชิดขึ้นสูงและอยู่ไกลออกไป ถ้าต้องการให้เห็นผิวถนนได้ไกลเท่า หรือเกือบเท่าขณะขับอยู่บนทางราบ เราจะต้องให้โคมไฟปล่อยแสงเชิดสูงขึ้นกว่าปกติ หรือตอนที่รถอยู่เกือบถึงยอดเนิน หรือยอดสะพาน หรืออาจอยู่บนยอดพอดี ถ้าต้องการเห็นผิวถนน ลำแสงจากโคมไฟหน้าจะต้องพุ่งลงด้านล่างมากกว่าปกติ

การปรับลำแสงจากโคมไฟให้เปลี่ยนทิศนั้นไม่ยากครับ ใช้มอเตอร์ขนาดเล็กปรับระดับสูงต่ำของเลนส์ หรือไม่ก็ปรับมุมของเลนส์ แต่การจะให้ระบบควบคุม “รู้” ว่าถนนด้านหน้าเชิดขึ้นหรือลาดลง ต้องใช้กล้องถ่ายภาพในการวัดตำแหน่งที่ลำแสงตกสู่ผิวถนนหน้ารถ ว่าใกล้หรือไกลเกินไปหรือเปล่าเมื่อเทียบกับระยะที่เหมาะสมและปลอดภัย

ใครที่เดินทางไกลกลางคืนเป็นประจำบนถนนระหว่างเมืองเล็กที่ไม่มี “เกาะ” กลางถนนแบ่งฝ่าย จะทราบดีว่าการเปลี่ยนสลับไปมาระหว่างไฟสูงและไฟต่ำ เมื่อมีรถขับสวนมาเป็นระยะนั้น ทำให้เราเหนื่อยและเครียดได้ไม่น้อย ปัญหานี้ผู้ผลิตโคมไฟหน้าให้บริษัทรถยนต์ รวมทั้งบริษัทรถยนต์เองก็ทราบดีมานานแล้วครับ แต่ต้องรอเทคโนโลยีอื่นให้พร้อมต่อการรองรับ

ในการพัฒนาไฟหน้าที่สามารถใช้ไฟสูงได้ตลอดเวลา โดยผู้ขับไม่ต้องคอยเปลี่ยนเป็นไฟต่ำ และขณะนี้ก็ถึงเวลาที่ว่านี้แล้ว รุ่นแรกจะมีให้เลือกใช้ใน เมร์เซเดส-เบนซ์ อี-คลาสส์ ที่ออกขายในยุโรปหลายปีที่แล้ว กล้องถ่ายภาพด้านหน้าของรถ จะวัดตำแหน่งของรถที่ขับสวนทางมา แล้วส่งข้อมูลให้คอมพิวเตอร์ เพื่อปรับมุมลำแสงของโคมไฟหน้าให้ส่องสว่างได้ไกลที่สุด โดยที่แสงจะไม่เข้าตาผู้ขับคันใกล้ที่สุดที่สวนทางมา เป็นการปรับอย่างต่อเนื่อง ไม่มีตำแหน่งตายตัว “สูง” กับ “ต่ำ” แบบเดิมครับ

พูดง่ายๆ ก็คือ ระบบนี้มีไฟสูง ที่ลดระดับได้โดยอัตโนมัติ ตั้งแต่สูงสุด (ไกลสุด) ลงมาจนกระทั่งกลายเป็นไฟต่ำ ถ้าชอบต้องเตรียมเงินไว้เสริมครับ เพราะบริษัทรถเยอรมัน ไม่ใช่เฉพาะแต่รายนี้ (ที่หนักสุดดูเหมือนจะเป็น โพร์เช) หารายได้จากอุปกรณ์เสริมให้เลือกกันอย่างเอาเป็นเอาตาย ใครเลือก “กา” แบบไม่ยั้งในแคทาลอค ตอนบวกราคาเสร็จอาจจะ “ลมใส่” หรือเกินงบประมาณที่มีอยู่ได้ง่ายๆ

ระบบปรับไฟสูงอัตโนมัติ จะรับข้อมูลล่าสุดจากกล้อง แล้วปรับมุมของลำแสงได้ทุกๆ 4 ใน 100 ส่วนของวินาที หรือวินาทีละ 25 ครั้ง รวดเร็วขนาดที่เราเรียกได้ว่าเป็นแบบปรับต่อเนื่องได้และถ้าใช้ความเร็วสูงมาก อย่างในบางประเทศที่อนุญาต ระบบปรับไฟสูงก็จะปรับระยะส่องสว่างให้เหมาะกับความเร็วที่ใช้ด้วย คือ ยิ่งเร็ว ยิ่งส่องไกลขึ้น

มาดูระยะทำงานของไฟหน้ารถรุ่นล่าสุดกันครับ ผมขอเรียงโดยไม่จัดลำดับความสำคัญดังนี้

ไฟต่ำ 0-50 กม./ชม.
ไฟเลี้ยวทางแยก 0-70 กม./ชม.
ไฟเลี้ยวโค้ง 0-250 กม./ชม.
ไฟไฮเวย์หรือไฟความเร็วสูง 110-250 กม./ชม.
ไฟตัดหมอก 0-110 กม./ชม.

ถ้าไม่หวังอะไรมาก ก็ดูเหมือนจะเป็นระบบส่องสว่างสำหรับรถยนต์ที่ยอดเยี่ยมแล้ว แต่ถ้ามองลึกลงไปถึงหลักการทำงาน กลไกสำหรับปรับลำแสง จากโคมไฟแบบซีนอน ซึ่งล้วนต้องใช้มอเตอร์ไฟฟ้าร่วมกับกลไก เราจะเห็นทันทีว่ายังมีข้อกำหนดอยู่มากเหมือนกัน ตั้งแต่อายุใช้งานของมอเตอร์ไฟฟ้า และความไว้วางใจได้ ความเร็วในการปรับที่ยังขึ้นอยู่กับการทำงานของมอเตอร์ มุม และระดับของเลนส์ที่ถูกปรับ ก็ยังมีค่าไม่มากเท่าที่ต้องการ

ปัญหาทั้งหมดนี้แก้ได้ด้วยการใช้ ไดโอดส่องแสง หรือที่พวกเราคุ้นเคยกันในชื่อ เอลอีดี ติดตั้งเป็นแผงเต็มขนาดโคมไฟ เราสามารถเลือกรูปแบบ และความสว่างของลำแสง ได้มากมายจำนวนนับไม่ถ้วน โดยการเลือกปล่อยกระแสไฟฟ้าไปสู่ เอลอีดี เหล่านี้ แทบไม่ต้องใช้เวลาในการปรับเลย ไม่มีมอเตอร์ และกลไกให้เปลืองพลังงาน หรือสึกหรอ หรือชำรุด อายุใช้งานของไดโอดเหล่านี้ก็สูงมาก


Credit: เจษฎา ตัณฑเศรษฐี FORMULA MAGAZINE
รูปภาพ: www.iStockphoto.com