پشت آمپر، جلو آمپر یا کلاستر

پشت آمپر چیست؟ در خودرو چه وظیفه‌ای دارد؟ آیا پشت آمپر با جلو آمپر تفاوت دارد؟ کلاستر از چه بخش‌هایی تشکیل شده است؟ هر کدام از بخش‌ها چگونه کار می‌کنند؟ این متن به‌عنوان مقاله آغازین از سلسله مقالات مرتبط با صفحه نشان‌دهنده‌ها خواهد بود. در اولین بخش به معرفی پشت آمپر، تاریخچه آن و انواع و اجزا اصلی تشکیل‌دهنده پرداخته خواهد شد. سطح مقاله مقدماتی است، بنابراین تمام کسانی که علاقه‌مند به تکنولوژی خودرو هستند در تمامی سنین می‌توانند مخاطب این مقاله باشند.

آموزش برق خودرو در دانشگاه صنعتی شریف با مدرک معتبر از دانشگاه

پشت آمپر چیست؟

مجموعه پشت آمپر در خودرو باهدف اطلاع‌رسانی شرایط عملکردی خودرو به راننده طراحی شده است. این اطلاعات می‌تواند از شرایط موتور، شرایط حرکت خودرو، شرایط عملکرد تجهیزات الکتریکی خودرو و غیره باشد. شکل 1 به صورت کلی این موارد را نشان می‌دهد.

شکل 1- اطلاع رسانی شرایط عملکردی مختلف خودرو توسط صفحه نشان‌دهنده‌ها

پشت آمپر با نام‌های جلو آمپر، صفحه نشان‌دهنده‌ها، صفحه کیلومتر، صفحه داشبورد و اخیراً کلاستر نیز در ایران شناخته می‌شود، عبارات انگلیسی Instrument Panel ، DashBoard ،Cluster Gauge برای آن استفاده می‌شود. برای یکنواخت نشدن متن مقاله، از این عبارت نیز استفاده خواهد شد که در تمامی آنها منظور یکی خواهد بود.

تاریخچه
در طول تاریخ خودرو مجموعه نشان‌دهنده‌های خودرو دستخوش تغییرات بسیار زیادی شده‌اند. ازآنجاکه می‌توان روند تاریخی را نوعی دسته‌بندی برای پشت آمپرها نیز به‌حساب آورد به همین دلیل در شکل 2 نحوه دسته بندی و تاریخچه تحول را در یک تصویر نشان می‌دهد.

شکل 2- دسته بندی انواع پشت آمپر در خودرو و نسل بندی آن‌ها

در بسیاری از خودروهای اولیه قبل از دهه‌های 1880 مفهومی با نام صفحه داشبود وجود نداشت. حتی برخی خودروها سرعت سنج نیز نداشتند. به تدریج اهمیت اطلاع رسانی به راننده در خودرو ها بر خودرو سازها واضح شد. (شکل 3)

شکل 3- نمونه داشبود خودروهای اولیه

همانطور که مشاهده می‌شود نشان‌دهنده‌ها در بخش‌های مختلف داشبورد نصب شده بودند. عموماً نشان‌دهنده‌های اولیه به‌صورت گیج (Gauge) های مکانیکی بودند که ساعت، سرعت خودرو، مقدار سوخت، فشار سوخت را نشان می‌دادند. به‌تدریج مجموعه پشت آمپر نظم بیشتری پیدا کرد. در مرحله بعدی، لامپ‌های هشداری به مجموعه اضافه شدند. (شکل 4)

شکل 4- اضافه شدن لامپ‌های هشداری به صفحه نشان‌دهنده‌ها

پس از ظاهرشدن علایم هشداری در پشت آمپر، شرکت‌های مختلف از نظر زیبایی مدل‌های مختلفی را روی خودرو های خود استفاده کردند. اما هنوز همه از واحدهای آنالوگ استفاده می‌کردند. اواسط دهه 70 میلادی، عصر ظهور الکترونیک صنعت و به تبع آن صنعت خودرو نیز بود. از این زمان به بعد بود که صفحه نمایش‌های LCD مختلف به داشبورد اضافه شدند. (شکل 5)

شکل 5- ظهور پشت آمپرهای دارای صفحه دیجیتال

صفحه داشبورد در بیشتر خودرو های تولیدی در اواخر قرن 20 و دهه اول قرن 21 به یک شکل استاندارد و تقریباً شبیه به هم تبدیل شد. شکل 6 فرمت پشت آمپر را در خودروهای این دوره را نشان می‌دهد.

شکل 6- نمونه پشت آمپرهای خودروهای اواخر قرن 20 و اوایل قرن 21

رشد LCDها و LEDها پشت آمپر را نیز در دهه دوم قرن 21 دستخوش تغییر کرد. به صورت کلی در خودرو های روز دنیا امروز اثری از عقربه‌های آنالوگ واقعی مشاهده نمیکنیدبلکه کل صفحه نشان دهنده تبدیل به یک مانیتور بزرگ شده است (شکل 7) که حتی طوری که کل عرض داشبورد جلوی خودرو را نیز پوشانده است. (شکل 8)

شکل 7- نمونه پشت آمپر تمام دیجیتال – تمام مانیتور LED

شکل 8- نمونه صفحه نشان دهنده بزرگ

و در نهایت ظهور هد آپ‌ها (Head up display) در خودروهای امروزی سبب شده است که حتی شیشه جلو خودرو نیز بخشی از صفحه نشان‌دهنده باشد. استفاده از این تکنولوژی علاوه بر جذابیت بصری فوق‌العاده آن سبب می‌شود که اطلاعات مهم بهتر و سریع‌تر در اختیار راننده قرار گیرد. (شکل 9)

شکل 9- استفاده از هد آپ در خودروهای روز دنیا برای کمک به صفحه نمایش

نسل آینده تکنولوژی، ترکیب صفحه نشان‌دهنده با هد آپ سه‌بعدی است که در مراحل بررسی و آزمایش اولیه در هنگام نگارش این مقاله قرار دارد. (شکل 10)

شکل 10- ترکیب head up با صفحه داشبورد

اجزا تشکیل‌دهنده جلو آمپریا کلاستر

باتوجه‌به اینکه در زمان‌نگارش این مقاله هنوز صفحه‌نمایش‌های تمام LED در خودرو های موجود در ایران هنوز متداول نشده
است. معرفی و تشریح اجزا را از نسل سوم شروع خواهیم کرد. شکل 11 به صورت کلی این اجزا را نشان می‌دهد

1- نشان‌دهنده‌های عقربه‌ای 2- نشان دهنده دیجیتال (LCD) 3- لامپ‌های هشداری و اخباری

شکل 11- اجزا قابل مشاهده تشکیل دهنده نسل سوم صفحه کیلومتر

در کنار اجزا قابل‌مشاهده جلو آمپر، برخی دیگر از اجرا وجود دارند که در قسمت پشتی یا داخل مجموعه صفحه داشبورد هستند بنابراین شاید در نظر اول دیده نشوند. شکل 12 نقشه انفجاری نوعی مجموعه کلاستر مشاهده می‌شود.

نقشه انفجاری اجزا جلو آمپر 1- قاب شفاف 2- بدنه جلویی 3- محافظ شیشه ای داخلی 4- پیچ 5- کنترل یونیت 6- لامپ هشداری – اخباری
7- برد الکترونیکی 8- بدنه داخلی 9- نشان دهنده LCD 10- نشان دهنده عقربه ای
شکل 12 – نقشه انفجاری اجزا جلو آمپر

نشان دنده‌های مکانیکی عقربه‌ای (Gauge Instrument)

همانطور که اشاره شد نشان‌دهنده‌های عقربه‌ای از اولین نسل تا نسل سوم بدون تغییر در تمامی پشت آمپرها وجود داشتند.
دو کمیت سرعت خودرو، دور موتور معمولاً در تمامی مدل‌ها از نوع عقربه‌ای هستند. کمیت‌های دمای مایع خنک‌کننده، مقدار سوخت نیز در بسیاری از مدل‌ها از نوع عقربه‌ای استفاده می‌شوند. (شکل 13)

شکل 13- نوعی نشان دهنده عقربه‌ای

نظر به اینکه شرح انواع و نحوه عملکرد این نوع نشان‌دهنده‌ها بسیار طولانی خواهد شد، در یک مقاله مجزا این موارد بیان خواهد شد.

لامپ‌های هشداری – اخباری

لامپ‌های هشداری – اخباری نقش بسیار مهمی در اطلاع‌رسانی به راننده دارند. شکل 14 نمونه ای از این علام هشداری و اخباری را معرفی می‌کند

شکل 14 – برخی از علایم هشداری – اخباری در جلو آمپر

باتوجه‌به زیاد بودن و تنوع چراغ‌های هشداری، در یک مقاله مجزا مفهوم هر یک از این نشان‌دهنده‌ها تشریح خواهد شد.

برد الکترونیکی

یکی دیگر از اجزا مجموعه کلاستر، برد الکترونیکی است. این برد الکترونیکی را با نام صفحه چاپی نیز می‌شناسند. بردهای الکترونیکی در واقع سیم‌کشی داخلی پشت آمپر به شمار می‌روند و باعث اتصال الکتریکی اجزا مختلف الکتریکی و الکترونیکی روی صفحه نشان‌دهنده می‌شوند. برخی از بردهای الکترونیکی به‌صورت صفحه‌های چاپی نازک (شکل 15) و برخی از انها روی تخته‌های الکترونیکی (شکل 16)

شکل 15- صفحه چاپی نازک – 405 قدیمی

شکل 16- صفحه چاپی تخته‌ای

کنترل یونیت

بسیاری از داده‌های ارسالی به صفحه داشبورد از نوع دیجیتال هستند و برای تفسیر آن نیاز به یک واحد الکترونیکی یا همان کنترل یونیت نیاز است. اگرچه شاید این ساختار به‌صورت یک واحد مشاهده نشود؛ بلکه به‌صورت یک یا چند IC روی برد الکترونیکی مشاهده شود . (شکل 17)

شکل 17 – نمونه IC های کنترل کنند روی برد الکترونیکی

صفحه چاپی علائم

یکی دیگر از بخش‌های جلو آمپر صفحه چاپی علایم است. این صفحه بیشتر حالت تزیینی دارد و می‌تواند آن را بسته به تمایل راننده تغییر داد تا شکل داشبورد جذاب‌تر دیده شود. شکل 18 نمونه ای از این صفحه را نشان می‌دهد.

شکل 18- صفحه برد پشت آمپر