Светотехника

Материал из VeloWiki
Перейти к: навигация, поиск
Lights.jpg

Светотехника (англ. bicycle lighting) — совокупность устройств, обеспечивающих безопасную езду в темное время суток. Согласно ПДД, при езде в темное время суток велосипед должен иметь фонарь (или световозвращатель) красного цвета сзади и белого — спереди.

К светотехнике относятся:

  • Габаритные огни;
  • Велофары:
    • нормальной мощности;
    • высокой мощности;
  • Ручные фонари:
  • Налобные фонари.

Кроме того, существуют пассивные методы обеспечения ночной безопасности: световозвращатели, делящиеся на собственно световозвращатели (катафоты) и световозвращающую ткань.

Содержание

[править] Теория

[править] Виды источников света

  • Лампа накаливания (часто обозначается «Xenon», не имея ничего общего с ксеноновой лампой) — старый источник света, наименее эффективный. Используется в самых старых и дешевых фарах.
  • Галогенная лампа (англ. halogen lamp) — отличается приятным спектром и низкой эффективностью, работает от батарей очень недолго.
  • Светодиодная лампа (англ. LED lamp) — наиболее современный и перспективный источник света, с высокой эффективностью. Однако старые маломощные светодиоды до сих пор устанавливаются на многие фары (из продаваемых в обычных магазинах), тогда как современные высокоэффективные диоды встречаются еще достаточно редко (преимущественно, в Интернет-магазинах). Возможна регулировка мощности, причем на малой мощности эффективность возрастает.
  • Газоразрядная лампа (англ. HID lamp, в просторечии «ксеноновая»). По эффективности — на уровне лучших светодиодов. Не имеет регулировки мощности, светит очень ярко и недолго. На велосипедах используется редко ввиду крайне высокой стоимости, сложности и прожорливости.

[править] Характеристики источников света

Характеристики распространенных светодиодов (чем выше график, тем лучше)

Одни производители указывают «яркость» своих фар в люксах, другие — в люменах. Из-за этого часто сравнить фары между собой по техническим характеристикам невозможно.

В люменах (лм) измеряется световой поток — общее количество света, излучаемого источником. В люксах (лк) измеряется освещенность поверхности (измеренная по некой стандартной методике), причем 1 лк равен освещённости поверхности площадью 1 м² при световом потоке падающего на неё излучения, равном 1 лм.

В настоящее время общепринято указание мощности света в люменах. Необходимо учитывать, что недобросовестные производители указывают завышенное «идеальное» значение светового потока, тогда как схемотехника фары не обеспечивает питания светодиода на высокой мощности. Так, у китайских фар значения светового потока обычно завышены на величину до 30 %.

Основная характеристика эффективности источника света — его световая отдача. Это отношение излучаемого источником светового потока к потребляемой им мощности. Измеряется в люменах на ватт (лм/Вт). Известно, что у светодиода светоотдача падает с ростом протекающего тока, поэтому максимальная эффективность достигается при работе на малой мощности. С развитием технологии светодиодов световая отдача все время повышается, ряд моделей в стандартном режиме показывает более 100 лм/Вт, что превышает аналогичный показатель у газоразрядной лампы.

У «теплых» светодиодов светоотдача ниже, но зато часто объекты в таком свете распознаются глазом лучше, чем в «холодном».

Параметры некоторых источников света приведены в таблице:

Тип Мощность, Вт Световой поток, лм Световая отдача, лм/Вт
Лампа накаливания 60 790—830 13
Лампа накаливания 100 1550—1630 15
Лампа накаливания (галогенная) 2,6 52 20
Газоразрядная лампа («автомобильный ксенон») 35 3000—3400 93
Светодиод Cree XR-E P4 (Q5) ном. 1,15-3,7 ок. 81-180 (107—235) 70-50 (93-63)
Cветодиод[1] Seoul Semiconductor P7 ном. 4,6-10 ок. 400—700 87-70
Cветодиод Cree MC-E ном. 4,5-10 ок. 430—750 95-75
Cветодиод Luminus SST-90 ном. 10-35 ок. 1000—2600 100-74
Светодиод Cree XP-G ном. 1-5,6 ок. 120—460 120-82
Cветодиод Cree XM-L ном. 2-10 ок. 280—910 140-91

[править] Виды источников питания

Основная статья: Источники питания

Для питания фар нормальной мощности обычно используются стандартные элементы типоразмеров АА или, реже, ААА: батарейки литиевые (предпочтительно) и щелочные, аккумуляторы Ni-MH. Обычно у таких фар нет драйвера, поэтому яркость зависит от напряжения источника питания — с Ni-MH (1,2 В) она минимальна, а с литиевыми батарейками (1,6 В) — максимальна. Отдельные фары имеют встроенное простейшее ЗУ для аккумуляторов Ni-MH.

Современные мощные фары используют преимущественно Li-Ion аккумуляторы, как в виде одной банки 18650 прямо в корпусе (китайские фонари), так и в виде батарейных блоков из 2-10 банок (фары с внешним питанием). Устаревшие фары могут использовать фирменные внешние аккумуляторы Ni-MH и даже свинцово-кислотные.

Автономное питание фар (динамо-машинки, динамо-втулки, солнечные батареи) нынче встречается редко из-за появления конкурентоспособных аккумуляторов и повышения мощности и экономичности фар.

[править] Форма светового пучка

Световой пучок для бездорожья
Световой пучок для дорог общего пользования

Предпочтительная форма светового пучка фары различается в зависимости от ее назначения.

Для езды по бездорожью и гонок подходит простейшая широко распространенная форма светового пучка в виде круга, яркого в центре и плавно снижающего яркость к краям. Угол расхождения пучка обычно находится в пределах 10-20°. Это достигается простыми техническими средствами — отражателем и/или коллиматорной линзой. Часть световой энергии уходит выше дороги, что позволяет замечать такие препятствия, как свисающие сверху ветки деревьев, а хорошая боковая засветка помогает ехать по сложному рельефу.

В дешевых фарах используются обычные отражатели прожекторного типа, которые могут быть как гладкими (обеспечивают пятно с более четкими краями), так и «мятыми» (форма пятна менее резко очерчена, что предпочтительнее). Коллиматорные линзы позволяют формировать пучок более сложной формы, например овальной.

Для езды по дорогам общего пользования фара (особенно мощная) не должна слепить встречных водителей и светить куда не надо, поэтому задача формирования светового пучка более сложная. Верхняя половина должна отсекаться и перенаправляться вниз, а пятно на дороге должно быть четко ограниченным и иметь форму, приближенную к трапецеидальной, чтобы не тратить энергию на освещение придорожных кустов.

Современные фары с такими характеристиками достаточно редкие, еще реже их можно встретить в веломагазинах. Из производителей можно назвать фирму Busch&Müller, выпускающую линейку фар консервативной конструкции, одобренных для использования на дорогах общего пользования в Германии[2].

[править] Габаритные огни (мигалки)

Габаритный огонь Blackburn на мощном светодиоде

Предназначены для обозначения велосипеда в темное время суток. Задний габаритный огонь красного цвета является основным средством обеспечения безопасности при езде в темноте и обязателен к покупке!

При выборе габаритного огня необходимо обращать внимание на следующие характеристики:

  • Мощность — слишком слабая мигалка (1-2 маломощных светодиода) фактически бесполезна. У мигалок с внешним питанием мощность может быть избыточной, на уровне задней противотуманной фары автомобиля.
  • Угол обзора — чем больше, тем лучше.
  • Режимы работы — необходимо как минимум два: непрерывное свечение и мигание[3].
  • Вид крепления — хомутом на подседельный штырь, на клипсе, на багажник. Крепеж на багажник встречается редко, поэтому велотуристы используют клипсу, поскольку при надетых велоштанах мигалка на подседельнике не будет видна (однако потерять мигалку, закрепленную на клипсе, довольно просто).
  • Питание — стандартные элементы ААА или АА лучше, чем нестандартные литиевые батарейки. Наиболее мощные мигалки имеют внешний батарейный блок.

Выбор режима работы должен зависеть от текущей дорожной ситуации:

  • Мигание очень сильно бросается в глаза, но при этом определить дистанцию до одинокого мигающего огня невозможно. Кроме того, мигающий мощный габарит раздражает едущих сзади байкеров. Поэтому мигание обычно используется в городе (когда улицы и так освещены) или при езде в сумерках.
  • Непрерывное свечение не так сильно бросается в глаза, но зато позволяет легко определить дистанцию до огня и не раздражает. Соответственно, этот режим используется при езде в полной темноте или в группе байкеров. Малая заметность постоянно горящего габарита должна компенсироваться световозвращателями.

[править] Световозвращатели

Велосипед, обклеенный лентой 3М

Являются дешевой альтернативой и дополнением к габаритным огням. Свет сами не излучают, принцип работы основан на возвращении падающего света обратно к его источнику (поэтому они неэффективны для «защиты» от пешеходов и от автомобилей с негорящими фарами). Часто неправильно называются светоотражателями, что подразумевает отражение света в сторону от источника.

Все новые велосипеды оснащаются комплектом катафотов, требуемых по ПДД: красный задний, белый передний, желтые на спицах и иногда на педалях.

Световозвращающая ткань[4] (наиболее распространена лента 3M Scotchlite) обычно пришивается в заводских условиях на велосипедное снаряжение (сумки, рюкзаки, накидки, куртки и т. д.), однако она может быть приобретена и отдельно. Часто световозвращающую полосу имеют покрышки, предназначенные для езды по дорогам общего пользования.

Помимо светоотражающей ткани существуют различные виды светоотражающей самоклеющейся плёнки. Плёнка выпускается различных цветов, в том числе красного, жёлтого и белого. Плёнку удобно вырезать ножницами или макетным ножиком. Одна из самых доступных и качественных является немецкая плёнка ORALITE (Orafol). В розницу плёнку нарезают от рулона даже от 10 см. Таким образом обклеить велосипед и шлем можно очень бюджетно. Держится плёнка долго. Свет возвращает не хуже, а то и лучше некоторых катафотов.

[править] Велофары

[править] Стандартные фары

Cateye HL-EL530 — старая и маломощная, но распространенная фара

Эти фары до сих пор массово продаются в веломагазинах, зачастую являясь единственным более-менее доступным по цене вариантом (в случае, если в этом магазине не продаются современные китайские фонари).

Характеризуются простой схемотехникой (один режим, отсутствие драйвера), большим временем работы (от 10 часов), внутренним питанием от элементов АА/ААА, устаревшими маломощными светодиодами (или галогеновыми лампами).

Фактически все они являются мощными габаритами, предназначенными для езды по освещенным дорогам. Согласно проведенному тесту, охватившему значительную часть доступных стандартных фар, такие фонари скорее светят в какую-то точку на дороге, а не освещают путь целиком.

Несмотря на свою низкую эффективность и относительно высокую стоимость, эти фары пользуются большой популярностью за счет своей доступности. Вместо того, чтобы связываться с Интернет-магазином и затем 2-5 недель ждать посылку, можно просто пойти и купить фару.

Достоинства:

  • Широкая доступность в магазинах;
  • Доступное питание от элементов АА/ААА.

Недостатки:

  • Относительно высокая цена;
  • Низкая мощность;
  • Один режим работы;
  • Пластиковый конструктив.

[править] Мощные фары

Lupine Betty — одна из самых мощных и дорогих велофар: 2500 лм, 1000 евро

Обеспечивают быструю езду по неосвещенным дорогам и бездорожью, по своей мощности могут быть сравнимыми с автомобильной фарой. В конструкции используются современные мощные светодиоды производства Cree, Seoul или MTE, внешнее питание (как правило, от аккумуляторов Li-Ion), обязательно имеется драйвер, часто обеспечивающий различные режимы работы фары (несколько уровней яркости, мигание). Время работы на максимальной мощности может быть менее 1 часа, а на минимальной — более суток.

[править] Фирменные фары

Выпускаются известными в велосипедом мире производителями (Sigma, Cateye, Dinotte, USE, Lupine), имеют высокое качество изготовления и высокую стоимость. Конструкция как правило консервативна, новейшие мощные светодиоды используются не очень активно. Из-за своей высокой стоимости, такие фары встречаются преимущественно в зарубежных Интернет-магазинах.

Достоинства:

  • Высокое качество изготовления;
  • Хорошие драйверы с высокой эффективностью и различными дополнительными функциями;
  • Высокая мощность;
  • У ряда моделей — широкие возможности регулировки.

Недостатки:

  • Крайне высокая стоимость;
  • Консервативная конструкция;
  • Малая доступность.

Отдельной строкой идут галогенные фары Sigma Evo/Evo X. На данный момент, эти фары безнадежно устарели как по источникам света, так и по питанию. Несмотря на хорошую яркость и разумную стоимость, время работы и вес этих фар можно считать неудовлетворительными.

[править] Китайские фары

Основная статья: Китайская фара
Magicshine HA-III — одна из наиболее известных китайских фар

Выпускаются малоизвестными китайскими производителями. Предлагают самую высокую мощность за свои деньги. Оснащены современными светодиодами, имеют качественные корпуса, но исполнение электронной части и продуманность отдельных деталей оставляют желать много лучшего. Часто требуют доработки паяльником. Имеют поддержку аксессуарами: крепеж на шлем, на голову, аккумуляторы, кабели и т. д.

Достоинства:

  • Высокая мощность;
  • Относительно невысокая цена;
  • Продвинутая конструкция;
  • У ряда моделей — широкие возможности регулировки.

Недостатки:

  • Низкая стабильность качества;
  • Бывает необходима доработка паяльником;
  • Малоэффективные драйверы.

[править] Самодельные фары

Один из многих вариантов самодельных фар

Были весьма популярны в 2006—2009 гг — в этот период качественные светодиоды и драйверы уже были доступны в розницу, но фары на их основе еще не появились или же стоили запредельных денег. Самодельная же фара при себестоимости на уровне обычной магазинной светила в разы ярче и/или дольше. Разумеется, изготовление такой фары требовало специфических теоретических и практических навыков, а также большого количества свободного времени. С целью обмена опытом, описание процесса изготовления часто выкладывалось в Интернет: [1]

В настоящий момент китайские фары обошли самодельных по большинству показателей, поэтому любителям яркого и недорогого света стало проще покупать в Интернет-магазинах уже готовые изделия (и при желании модернизировать их самостоятельно). Самодельные же фары остались в качестве хобби для фанатов фаростроения.

[править] Ручные фонари с креплением на руль или на шлем

Основная статья: Китайская фара

Используются, как более мощная, компактная и легкая замена старым фарам стандартной мощности. Благодаря широкому выбору креплений возможна установка на руль или на шлем. Достоинство — универсальность: можно купить одно крепление на руль для ручных фонарей и днём ставить в него компактный и лёгкий ручной фонарик в качестве габарита, а ночью — большой и мощный тактический фонарь на сотни-тысячи люмен. Но для такого использования крепление должно обеспечивать простое и быстрое снятие/установку фонаря.

[править] Налобные фонари

Основная статья: Налобный фонарь

Налобный фонарь иногда используется в качестве альтернативы велофаре с нашлемным креплением. Преимущество фонаря на голове в том, что освещение поворачивается синхронно с поворотом головы, и рассмотреть что-либо не по ходу движения или в повороте не представляет сложности, в отличие от обычной фары на руле, когда в крутом вираже свет падает в стороне от места, где через секунду проедет переднее колесо.

Однако использование налобного фонаря имеет несколько неудобств по сравнению со специализированной нашлемной фарой:

  1. Крепление налобника на шлем — достаточно сложный процесс, не все шлемы совместимы с налобниками. В результате фонарь может болтаться или норовить свернуться на бок.
  2. Маломощные налобники со встроенными батарейками на велосипеде практически бесполезны — яркости не хватает. Дешёвый налобный фонарь может применяться при ходьбе благодаря меньшей тряске и скорости передвижения, но уже при увеличении скорости до 10-12 км/ч времени нахождения препятствий или неровностей в световом пятне не хватает для их опознания.
  3. Из-за того, что источник света находится рядом с глазами, падающий свет почти не даёт теней, и картинка становится «плоской» — затрудняется обнаружение неровностей дороги перед велосипедом. Разумеется, это не относится к велосипедистам, едущим рядом — они как раз тени хорошо видят.

Впрочем, использование налобного фонаря совершенно логично, если велосипедист не пользуется шлемом.

Еще один способ использования налобника на велосипеде — повесить его на шею для подсветки приборов (или карты), находящихся на руле.

[править] Примечания

  1. ^ Далее указаны данные «холодных» светодиодов верхних бинов.
  2. ^ В описании на немецком это обозначается как «mit StVZO-Zulassung» («ohne» — значит, одобрения нет).
  3. ^ Однако слишком большое количество режимов пользы не приносит, а удобство в работе — снижает.
  4. ^ Строго говоря, по ПДД такая ткань не может быть использована на задней и боковых частях велосипеда, поскольку она отражает белый свет, однако в данном случае безопасность важнее.

[править] Ссылки

  • Тестирование велосипедных фар
  • Ресурс с тестами множества моделей фар
  • Сравнительный обзор задних фонарей (англ.)
Источник — «http://velowiki.org/index.php?title=Светотехника&oldid=4085»