A nagy teljesítményű mezőgazdasági gépekkel nemcsak nappal, hanem éjjel is dolgoznak a gazdák. A hatóságilag előírt fényforrásokon túl az önjáró munkagépeken további munkalámpákat és jelzőfényeket alkalmaznak. A mezőgazdasági munkalámpák, kiegészítő jelzőfények fényforrásai az utóbbi időkben nagy fejlődésen mentek keresztül.
FÉNYFORRÁSOK
A közúti forgalomban részvevő gépjárműveken, traktorokon a kötelező és az elhelyezhető világítóberendezések műszaki és üzemeltetési feltételeit a 6/1990.(IV. 12.) KÖHÉM rendelet és ehhez köthető kiegészítő módosítások határozzák meg. A mezőgazdasági önjáró munkagépeken további munkalámpákat és jelzőfényeket alkalmaznak. A világító lámpatestekben a következő fényforrásokat használják.
A hagyományos járműizzók esetében, a 12 V (24 V) villamos áram hatására az üvegburában vákuum alatt lévő volfrám izzószál izzani kezd, és ez bocsátja ki a fényt. A volfrám izzószál hőmérséklete kb. 2200 °C, az elfogyasztott villamosenergia túlnyomó része (kb. 95%-a) hővé és csak 5%-a alakul fényenergiává.
Az izzószálas fényforrások előnye a megszokott széles körű alkalmazás és az olcsó beszerzésük. A hagyományos járműizzók alkalmazásának hátránya, hogy az izzószál élettartama rövid: 250÷350 üzemóra, a fénykiaknázása alacsony: 20÷25 lumen/W érték körüli.
A halogén izzók 50 évvel ezelőtt jelentek meg a mezőgazdasági gépeken. Ezek az izzók az ún. „halogén körfolyamatnak” köszönhetően azonos élettartam mellett magasabb hőmérsékleten üzemeltethetők. Előnyük a nagyobb fénykibocsátás, a jobb fényhasznosítás (23÷28 lumen/W), beszerzésük olcsó, cseréjük egyszerű. Hátrányuk a magas működési hőmérséklet, ezért a világítótestben alkalmazott anyagoknak, például a tükörfelületnek is hőállónak kell lennie.
A xenonlámpák gázkisüléses fényforrások, villamos ív segítségével hoznak létre fényt. 1992-ben jelentek meg az autótechnikában, a mezőgazdasági gépeknél nem igen alkalmazzák. A xenon fényforrás előnyei, hogy fényét kékesfehérnek látjuk, fénykiaknázása 70÷80 lumen/W, ez háromszorosa az izzólámpáénak, élettartama kb. 3000 üzemóra, ez közel tízszerese a hagyományos izzólámpáénak. A xenon fényforrások hátránya, hogy előállításuk drágább, működtetésükhöz előkapcsoló elektronika szükséges, amely a fényforrás bekapcsolásához 20÷40 kV és 300÷400 Hz frekvenciájú váltakozó feszültséget szolgáltat, az üzemeltetéshez már csak a 85 V-os váltakozó feszültségre van szükség.
Nem lehet „fénykürtként” használni (soká éled fel), közúti fényszóróban automatikus fénysugármagasság-állító rendszerrel és fényszóróbura-tisztító berendezéssel szabad alkalmazni. A LED-fényforrás alkalmazása a gépjárműtechnikában 1992-ben kezdődött (LED, azaz Light Emitting Diode, magyarul „fénykibocsátó dióda”).
A LED-morzsa (lapka) tulajdonképpen egy dióda, a p-n átmenetre nyitóirányú feszültséget kapcsolva a félvezető réteg fényt bocsát ki. A félvezető rétegek összetételének döntő szerepe van fényhasznosítás (hatásfok) mértékében, valamint a keletkezett fény színében. A gyakorlatban hasznosítható LED-ek először vörös, később zöld, narancs- és citromsárga, kék fényt bocsátottak ki. 1995-benjelent meg az első fehér fényű LED, ezzel elkezdődött a fényszórókban, a munkalámpákban stb. való felhasználásuk. A LED működéséhez 2÷3 V egyenáram szükséges, ezért egységenként 4÷6 darabot sorba kapcsolnak, 12 V-os hálózat esetén. Az egyes LED-ek fényáramát a fényszóró kialakításának megfelelő optikai tengelybe állítják be és a lámpatestbe több ilyen egységet helyeznek el.
A LED-ek áramigénye alacsony, már akkor világítanak, ha a megengedhető átfolyó áramnak törtrésze (néhány mA) áramlik át rajtuk. A fehér színű, nagy teljesítményű fényszóró LED-ek színhőmérséklete kb. 6500 K, fényhasznosításuk pedig 65÷75 lumen/W. A fénykibocsátó diódák rendkívül érzékenyek a megengedett áramerősség legkisebb mértékű túllépésére, ezért az áramkörbe áramhatárolót, vagy előtét-ellenállást iktatnak be.
A LED ütésnek, rázásnak jól ellenáll, nem megy hirtelen tönkre. A LED élettartama alatt azt az időtartamot értik, amennyi addig telik el, amíg a dióda kezdeti fényerejének már csak felével világit. Az élettartamot befolyásoló fő tényezők a hőmérséklet, az áramerőség, a félvezetőlapka minőségromlása. A LED élettartalma +10 oC-on akár 100 ezer üzemóra is lehet, de ugyanez a LED +60 oC-on már csak 1000 órás élettartalommal rendelkezik! A hőmérséklet nemcsak a környezettől, hanem a LED-en átfolyó áramerősségtől is függ. A LED-nél a hőszigetelést, a hőelvezetést és a melegedés korlátozását egyszerre kell megvalósítani. A LED-en átfolyó áram meleget termel, ezért nagy szerepe van az áram szabályozásának is.
A LED legfontosabb előnyei: alacsony energiafogyasztás, bekapcsoláskor azonnal teljes fényerővel világít, hosszú élettartamú, ütés- és rázásálló, karbantartásmentes, bárhol használható, alkalmazása széleskörű formatervezési lehetőséget biztosít.
A LED hátránya talán egyedül az előállítás költsége (volt), ami a tömegessé váló alkalmazással jelentősen mérséklődött.
Az OLED a jövő fényforrása lehet, mert ezzel a technológiával nemcsak TV-képernyők készíthetők, hanem különleges kivitelű lámpák is (OLED, azaz Organic Light-Emitting Diode, magyarul „szerves fénykibocsátó dióda”). Az OLED fényforrás működése hasonló a LED-hez. Az OLED esetében egyes szerves anyagok papírvékony félvezető rétegein keresztül valósul meg a fénykeltés, néhányvoltos egyenfeszültség hatására. Az OLED legérdekesebb egyedi tulajdonsága, hogy nagy felületen sugárzó lámpa készíthető vele, és a hordozó szalag hajlékony is lehet. A jövőben készíthető olyan OLED-fényforrás is, amelynek anyaga átlátszó és hajlékony, ezért a nagy felületű fülketető üvegére is elhelyezhető, használata éjjel kellemes, szinte árnyékmentes belső világítást biztosíthat a vezető számára.
LED-VILÁGÍTÁS MEZŐGAZDASÁGI GÉPEKNÉL
Az új traktorok és kombájnok vezetőfülkén belüli világítása, a működést jelző kezelőszervek, a kapcsolók esetében a kijelzők kisméretű LED-fényforrásokkal való ellátása mindennapos. A mezőgazdasági gépek külső lámpáiban, valamint a gépek munkafényszóróiban kedvező tulajdonságai miatt egyre gyakrabban LED-fényforrást alkalmaznak. A LED-fényforrások minden feladatra készült világítótestekben használhatók és 40%-os energia megtakarítás érhető el velük, a halogén és a hagyományos izzókhoz képest.
A piacon kapható igen széles termékválasztékból a megfelelő legjobb világítótest kiválasztása nem egyszerű feladat. A márkás terméket gyártó és értékesítő vállalatok a kiválasztást összehasonlító programokkal segítik elő. A vásárláskor leglényegesebb szempont, hogy a keresett lámpatest és a fényforrás együttesen rendelkezzen a mezőgazdasági géphez illeszkedő, szükséges funkciókkal.
LED MUNKALÁMPÁK
A nagy vállalatok, mint például a Hella, a Continental stb. a mezőgazdasági gépek LED-világítási igényeinek kielégítésére speciális termékprogramot kínálnak.
A HELLA Power Beam S az egyik új sorozat, ami képes helyettesíteni a mezőgazdasági gépeknél eddig alkalmazott halogén lámpákat. A 4 tagú sorozat, változattól függően 1000 vagy 1850 lumen fénykibocsátást ér el, és mindegyik közeli és távoli fénykarakterisztikával kapható, azonos házméretek mellett.
A sorozat víz- és porellenálló háza és a fedőlencséje speciális, nagyon könnyű és időálló műanyagból készül. A +50 °C hőmérséklettől való eltérés esetén az automatikus fényerő-szabályozásnak és az új, hatékony hűtőbordáknak köszönhetően a munkalámpák nem melegszenek túl.
A Continental NightViu® Working Lights elnevezésű a mezőgazdasághoz ajánlót új LED-munkalámpák lehetővé teszik a 4 különböző (1500, 2500, 3500 és 4500 lumen) fényáram-opciót és a 4 fénykarakterisztika (ultraszéles, széles, tompított és reflektorfény) szabad kombinálását anélkül, hogy egynél több házkialakításra lenne szükség. A lámpák fejlett LED-technológiája kivételes energiahatékonyságot biztosít, kb. 100 lm/W. A víznek és a pornak ellenálló alumínium házzal, valamint a rugalmas, törésálló polikarbonát lencsékkel a lámpák -40 és + 90 oC közötti hőmérsékletet is kibírnak.
A NightViu LED lámpáknál egyedülálló az, hogy ultraszéles módban 60 méterre a fényforrástól, 90 méteres szélességben még mindig 1 lux megvilágítás-erőséget biztosíthatnak. A különböző fénykarakterisztikák kombinálásával, a moduláris megközelítés révén a géphez szükséges lámpák száma csökkenthető. Ezekkel a NightViu LED lámpákkal 30–100 m széles és 45–188 m hosszú összetett terep világítható be.
A munkalámpák esetében opciósan különféle fényforrásokat tartalmazó kínálati csomagok közül lehet választani. A kombájnokhoz általában 16 db. LED-lámpát alkalmaznak. Az új Puma® 240 típusú traktorhoz például a legnagyobb 20 db. LED-lámpa kínálatmegoszlása: a fülke tetején 8 LED, a fülke homlokoszlopán 6 LED, a fülke hátsóoszlopán 2 LED, sárhányókon 4 LED lámpa található. Csak a motorház eleje kap két halogén távfényszórót. A traktor dizájnjának kiemelésére különféle LED fénycsíkok is kaphatók.
Az igen széles munkaterületen dolgozó gépek, pl. permetezők esetében sávos világítás valósítható meg a fénysorompó- (fényhíd-) szerű LED-lámpák alkalmazásával.
A régebbi traktorok esetében a halogén fényforrás lecserélhető LED-esre, lámpacserével, vagy fényforrás cserével.
MATRIX- ÉS INTELIGENSLED LÁMPÁK
A mezőgazdasági gépek lámpáinak fejlesztése folyamatos, ennek eredményeként az önjáró gépek világítása esetében is szinte minden igény, minden elképzelés kielégíthetővé válik.
Az autótechnikából átvett Matrix LED-lámpák esetében több darab 64-100 LED-fényforrást alkalmaznak egy lámpatestben, és ezeket elektronikus úton, digitális programvezérléssel lehet be-kikapcsolni. Ezekkel a lámpákkal – a világítási igényeknek megfelelő programmal – adaptív megvilágítás hozható létre, a fényerő és fénykarakterisztika változtatásával.
Az Intelligens LED Lámpák a Matrix LED képességeit tovább növelik azzal, hogy az adaptív megvilágítási tulajdonságok tárházát kiszélesítik. Az angol TYRI vállalati csoport INTELLilight® elnevezéssel egy szabadalmaztatott és jövőbe mutató „okos” LED-lámparendszert kínál a mezőgazdaság számára (8. kép).
Az INTELLilight® rendszernél több lámpa vezérelhető egy vezeték nélküli, akár okostelefonra letöltött elektronikus program segítségével. Az egyes lámpák egyedileg beprogramozhatók, de közösen egyszerre vezérelhetők. A lámpa adaptív világítása a fényerő, a fény színe automatikuson a környezethez igazodik (eső, köd, hó, fényvisszaverődés esetén) és a fénykarakterisztika munkalámpákként beállíthatók. A beállításnak megfelelő vezérlő program a vezető személyéhez is rendelhető, nem szükséges személycsere esetén az egyéni igényekhez a LED lámpákat újraprogramozni.
Dr. Varga Vilmos ny. okl. gépész- és villamosmérnök
