Светодиодная фара на электровелосипед

[Snaiper]

И снова я призываю спецов..
Как можно сделать чтобы свет переносился больше вдаль чем вблизь? А то меня слепит своя же фара: яркий кусок света под носом а вдали тьма... линза 59мм градусов наприкид 35-45..
Фотки конструкции моей фары есть несколько постами ранее

А постом ниже вам дали ответ на ваш вопрос. У вас слишком большой светодиод и вы еще поставили рефлектор. Что вы хотите? Ставте теперь козырек на 20-30см как минимум.

[NF150RUS]

купил фонарик с зумом, немного подправил ситуацию.. только тестил пока в темном гараже.. осталось испробывать в полной тьме
можно на выбор : шире ближний или неплохой дальник

[DIVAS]

... Чисто узкоспектральные жёлтые светодиоды... кто-нибудь может объяснить физику явления?...

Это и есть объяснение. Синтетический белый спектр против непрерывного - непривычный для глаза индекс цветопередачи.

Так судя по графикам у "белого" светодиода он почти непрерывный, а вот жёлтый(тот, что без люминофора) даёт более чёткую картинку, хотя имеет очень узкую полосу.

Попробую объяснить... Осторожно, многобукв получилось... 


Разница восприятия картинки глазом зависит не только от равномерности спектра, а ещё от ряда факторов.


Основная проблема в том, что глаз воспринимает разные цвета по-разному.
Для начала вспомним моменты из жизни:
1. Мы смотрим ночью на красные задние фонари движущейся впереди машины - мы их видим предельно чётко на любом расстоянии и они нас почти не слепят, какими бы яркими они ни были. При этом глядя на эти фонари мы всегда чётко определяем местоположение этих фонарей, в т.ч. расстояние до них. Именно поэтому они красные.
2. Многие наверное видели современный "тюнинх" на некоторых ТАЗах - яркие светящиеся синие писалки стеклоомывателя на капоте. Они сильно бросаются в глаза своей яркостью, но как бы Вы ни всматривались в эти синие точки вдали, Вы никогда их не увидите чёткими на фоне темноты и не сможете визуально точно определить их местоположение. Они всегда будут оставаться яркими, но мутными. Если бы габаритные огни машин были синими, то ночная езда без аварий была бы невозможна.
3. Попробуйте прочитать мелкий текст, написанный чёрными буквами на синем фоне и на красном фоне одинаковой яркости. С максимального расстояния, на котором Вы ещё можете читать текст на красном фоне, тот же текст на синем фоне Вы прочитать уже не сможете.
4. Включите разноцветную светодиодную ёлочную гирлянду, отойдите на некоторое расстояние и посмотрите на лампочки - красные видны чётко, зелёные менее чётко, а синие видны размытыми пятнами.

Теперь попробуем разобраться, почему так.
В дальнейшем тексте я описываю своё собственное техническое понимание сути нашего зрения на основе известных мне фактов. Терминология упрощена для понимания на техническом уровне, применено много аналогий с фототехникой.

Как известно, у нас есть, условно, монохромное "ночное" зрение и цветное "дневное". Ночью при слабом свете мы можем различать объекты, но не можем различать цвета. А днём, при ярком свете, мы можем различать и цвета и объекты.
Я точно не помню анатомию глаза, но суть примерно в следующем: на сетчатке (светочувствительной "матрице") есть два вида чувствительных элементов - палочки и колбочки. Палочек в глазу около 130 миллионов, а колбочек - всего около 7 миллионов, причём среди этих 7 миллионов они ещё бывают трёх видов - воспринимающие красный, зелёный и синий участки спектра. Т.е., если провести аналогию с матрицей фотоаппарата, их всего 2-3 мегапикселя.
Палочки отвечают за различение объектов и обеспечивают "ночное" монохромное зрение, а колбочки - за определение цвета и обеспечивают различение цветов днём.

Так вот, палочек в сетчатке глаза во много раз больше чем колбочек, у палочек высокая чувствительность к красному/жёлтому диапазону спектра и очень низкая к синему диапазону. В силу того что палочек там аж 130 мегапикселей, они способны формировать очень чёткую детализированную картинку, но палочки не различают цвет и плохо различают яркость выше некоторого значения, т.е. картинка с них монохромная и не слишком яркая, но зато очень детализированная.
А колбочек всего лишь 2-3 мегапикселя и в силу такого низкого разрешения они не способны самостоятельно формировать столь же детализированную картинку, как палочки. Поэтому они отвечают только за определение цвета, причём у них средняя чувствительность к красному/жёлтому диапазонам спектра, и очень высокая чувствительность к зелёному/синему цветам.
Дальнейшей обработкой сигналов со всей этой "матрицы" занимается мозг - накладывая на чёткую монохромную картинку менее чёткую цветную, он получает чёткое и  детализированное цветное изображение.

Если смотреть ночью в полной темноте на одинокий светящийся синий объект, то палочки его не видят из-за низкой чувствительности к синему, а колбочки вполне себе видят, и даже очень ярко. Мозг при этом анализирует картинку с палочек - "полная темнота, ничего нет", а с колбочек приходил сигнал "оно синее". Вот как хочешь, так и понимай - ничего не вижу, но оно синее!!! Поэтому светящийся синий объект в темноте именно так и воспринимается - где-то здесь, но хз где.

Днём, при хорошей освещённости, проблем гораздо меньше - поскольку в большинстве случаев мы имеем дело с объектами разных цветов, проблем не возникает - если мы плохо видим синие буквы, то мы хорошо видим цветной фон (и наоборот) - ведь всё что не чёрное, то имеет какой-либо цвет. А вот с черными буквами на синем фоне есть сложности, т.к. чёрный - это отсутствие цвета, а синий мы видим не шибко хорошо. Если бы буквы, фон или контурная линия между ними были любого другого цвета, проблем бы не было - мы бы видели их четко и ясно.

Кроме светочувствительной матрицы палочек и колбочек у глаза есть ещё "объектив" - оптическая система, которая формирует изображение на этой матрице. Как и у современных фотоаппаратов, этот объектив обладает функцией автоматической фокусировки на интересующий объект и функцией автоматического управления диафрагмой (диаметром открытия зрачка).
"Автоматическая фокусировка" работает на основе данных, полученных с палочек, поэтому если палочки ничего не видят, то "автофокус" не работает и в темноте мы видим мутное синее пятно вместо маленькой точки.

Способность определять расстояния тоже работает за счёт палочек. Оба глаза всегда поворачиваются так чтобы смотреть строго в одну точку, и при этом измеряется угол между оптическими осями глаз - этот угол совместно с данными о дистанции фокусировки позволяет определить расстояние до любого объекта. В геодезии подобный метод называется триангуляцией - определение расстояний до объекта, зная два угла и расстояние между базовыми точками. Кроме того, при анализе изображения с двух глаз мозг выделяет разницу между изображениями и на основе этой разницы строит трёхмерное представление о пространстве. Попробуйте закрыть один глаз - определение расстояний до незнакомых объектов (до тех, которых нет в подсознательной памяти) и трёхмерное представление пространства сразу же станут не очень чёткими. Однако, полностью эти возможности не исчезнут, т.к. мозг может получать те же данные и с одного глаза, изменяя положение головы в пространстве, либо вовсе пользоваться памятью и определять расстояние до знакомых объектов по их видимому размеру.

А вот "диафрагма" глаза (зрачок) управляется на основе данных с колбочек, поэтому яркий синий свет нас "ослепляет" - т.е. засвечивает колбочки и "диафрагма" автоматически закрывается.
Пример из жизни: жёлтые очки, которые позволяют лучше видеть при слабом вечернем освещении. Казалось бы, странно - при недостаточном освещении надевать на глаза дополнительные светофильтры, чтобы лучше видеть..? Но оно работает, и вот почему: даже при слабом вечернем освещении зрачок (диафрагма) не открывается полностью, т.к. колбочки всё ещё видят избыток синего света и прикрывают зрачок. А если надеть жёлтые очки, то жёлтые фильтры приглушают сине-зелёный диапазон спектра, колбочки сигнализируют о недостатке освещённости и зрачок открывается полностью, пропуская больше света на сетчатку. В результате в жёлтых очках на палочки попадает больше света и мы видим яркую и контрастную, но почти монохромную картинку, т.к. все другие цвета, кроме жёлтого, тоже приглушаются фильтрами очков.

Кроме того, как и любой оптической системе, нашему "объективу" свойственны хроматические аберрации - цветовые искажения, обусловленные разным коэффициентом преломления разных цветов. Но, это уже другая тема проблем зрения.


Очевидно, для получения высокодетализированной контрастной картинки нашему глазу нужен жёлтый или красный спектр, но никак не зелёный или синий. Поскольку обилие красного сильно давит психологически, остановимся на жёлтом. Жёлтая фара была бы идеальной фарой для оптимального освещения - совсем не слепит и при этом позволяет хорошо видеть дорогу.
Но сам по себе полностью монохромный свет для мозга крайне непривычен - вроде и ярко, а цветов нет - это тоже психологически выносит мозг, хотя и меньше чем монохромно-красный свет.
Наиболее привычным для нас является белый свет, но у понятия "белыЙ" много вариантов. О них и продолжим.

Что такое вообще полноценный белый свет? Полноценный белый свет - это световое излучение видимого спектра от красного до фиолетового, в котором есть световые волны всех длин диапазона (проще говоря, всех цветов). Иными словами, полноценный белый свет раскладывается призмой в полную равномерную радугу со всеми цветами. К примеру, Солнце излучает полноценный белый свет - в этом можно убедиться, увидев радугу после дождя - этот оптический эффект раскладывает спектр на составляющие и мы можем видеть, из чего состоит солнечный свет. Если бы Солнце было светодиодным (люминофорным), то радуга состояла бы из околожёлтых и околосиних цветов, практически без зелёной, красной, оранжевой и фиолетовой составляющих. В общем, это было бы весьма унылое зрелище.

Исторически сложилось, что в качестве источников света долго применялись лампы накаливания - они дают весьма тёплый бело-жёлтый свет, который почти не слепит и обеспечивает хорошую видимость дороги. "Тёплый белый" означает обилие красно-жёлтого диапазона спектра и совсем мало сине-зелёного. Основные недостатки этих ламп - низчайшая энергоэффективность и сравнительно небольшой срок службы.
Поэтому им на смену пришли галогеновые лампы. По сути, это те же обычные лампы, которые способны работать с перекалом нити накаливания. За счёт этого они имеют заметно большую энергоэффективность и меньший срок службы. Но зато галогеновые лампы дают более холодный спектр (меньше красного и больше зелёного/синего), чем обычные лампы накаливания - это позволяет лучше различать цвета, а кроме того, уже начинают немного слепить.
Следующими им на смену пришли дуговые HID-лампы, которые многие почему-то зовут "ксеноном", хотя газа ксенона там в большинстве случаев и рядом не валялось. Эти лампы обычно выпускаются с разными цветовыми температурами от нейтрально белого (5000К) до очень холодного (7000-10000К) и всякого китайского синюшно-зелёно-фиолетового невнятного псевдобелого цвета. Основное достоинство нормальных HID-ламп (не китайских синюшно-зелёно-фиолетовых) - это равномерность спектра. Кроме того, они имеют высокую энергоэффективность. Но сложность управления и ограничения минимальной мощности делают маловозможным применение этих ламп в маломощных устройствах.
После HID-ламп, в фарах начали появляться светодиоды. Белые светодиоды по спектру бывают от очень тёпло-белого (2700К) до очень холодного (10000К), а также разных китайских серобурозелёнофиолетовых оттенков, вызывающих разные желудочные спазмы. Основные достоинства светодиодов - высокая эффективность, простота питания и возможность регулировки яркости во всём диапазоне от нуля до максимума.
HID-лампы и светодиоды в плане цветовых температур имеют много общего, однако, в отличие от HID-ламп, светодиодный белый спектр имеет большой провал в областях красного и зелёного и явно выраженные пики жёлтого и сине-фиолетового, т.к. в светодиодах белый свет синтезируется из первичного сине-ультрафиолетового диапазона посредством жёлтого люминофора. Светоизлучающий полупроводник, покрытый люминофором, излучает сине-ультрафиолетовый диапазон спектра, ультрафиолетовая часть которого при прохождении через люминофор преобразуется в жёлтый с небольшой примесью остальных цветов диапазона, а синий проходит через люминофор без изменений, но со значительным затуханием. При смешивании синего и жёлтого получается синтезированный белый, который на самом деле лишь кажется белым, потому что мы его так воспринимаем. В реальности же это очень кривой "белый", т.к. полного диапазона видимого спектра в нём нет.

За счёт чего получают белые светодиоды с разной цветовой температурой?
- за счёт разного состава люминофора - изменяя оттенки производимого люминофором жёлтого и пропускаемость синего, можно изменять цветовую температуру, оттенок и вообще весь состав света на выходе.
- за счёт разной толщины люминофора - изменяя толщину люминофора, можно изменять соотношение производимого им жёлтого и пропускаемого синего, тем самым изменяя цветовую температуру. К примеру, у холодно-белых светодиодов люминофор тонкий, а у тёпло-белых очень толстый - именно поэтому энергоэффективность у холодно-белых светодиодов всегда выше - меньше света затухает в толще люминофора.
- за счёт разных длин волн первичного сине-ультрафиолетового диапазона спектра.
Вообще, наиболее качественные современные светодиоды уже способны выдавать вполне приличное подобие белого света.

Большинство современных белых светодиодов подразделяются на тёплый, холодный и натурально-нейтральный белый. Натурально-нейтральный - это максимально приближённый к дневному, около 4500-5000К. Большинство людей привыкло именно к этому оттенку белого света, т.к. он окружает нас днём на улице повсюду. Однако в плане искусственного освещения мнения разделяются - кому-то нравится тёплый, а кому-то холодный.

Тёплый свет позволяет видеть изображение более контрастным, а холодный - более ярким и цветным.
Я полагаю, что это разделение предпочтений тёплого и холодного основано на разнице чувствительности палочек и колбочек у разных людей - кому-то тёплого света достаточно для комфортного цветоразличия, а кому-то и холодного достаточно для контрастного восприятия изображения. Я, например, сторонник яркого холодного (5500-6500К) света, я в нём все прекрасно вижу. А в тёплом свете я хуже различаю цвета и меня это напрягает.
Но если речь идёт о фаре, то цвета на дороге различать по большому счёту незачем - асфальт всегда серый (а мокрый так и вовсе чёрный), в каком свете на него ни смотри. При этом важно не слепить встречных и самому не слепнуть от ближней зоны своего света. Получается, что даже если любимый свет холодный, для фары всё равно лучше тёплый.

Я полагаю, медицинские светильники делают на RGB сборках для обеспечения равномерного спектра, который необходим для точного различения цветов и оттенков красного - всё-таки, в хирургии преобладают именно оттенки красного и нужно их точно различать при работе, иначе можно серьёзно ошибиться и отрезать что-нибудь не то. А люминофорный светодиодный белый свет в области красного весьма беден и уныл в большинстве случаев.
Однако, с RGB сборками есть куча своих проблем. Светильник без оптики и с рассеивателем на куче маленьких светодиодов сделать не проблема, а как только нужно получить направленный луч с помощью оптики, получаются кривые цветовые переходы, радужные тени и взрыв мозга.
Но современные нейтрально-натуральные белые светодиоды уже имеют гораздо более приличный спектр, чем 3-5 лет назад, и, я думаю, они скоро смогут занять место и в медицинских светильниках.

[ushva_ap]

Добрый день! Подскажите пожалуйста если ли смысл в приобретении такого девайса http://ru.aliexpress.com/item/SecurityIng-3X-CREE-XM-L-U2-1800-Lumens-Bicycle-Bike-Front-Flash-Light-With-Rechargeable-Battery/1498804621.html ?promotionVersion=1  написано аж 5 000 люменов... Но не знаю будет ли света больше чем от уличного фонаря.. Кто нибудь юзал такой фонарик?

[DIVAS]

Добрый день! Подскажите пожалуйста если ли смысл в приобретении такого девайса http://ru.aliexpress.com/item/SecurityIng-3X-CREE-XM-L-U2-1800-Lumens-Bicycle-Bike-Front-Flash-Light-With-Rechargeable-Battery/1498804621.html ?promotionVersion=1  написано аж 5 000 люменов... Но не знаю будет ли света больше чем от уличного фонаря.. Кто нибудь юзал такой фонарик?

Врут. Один хмель самого крутого бина выдает что-то порядка 1000 Лм, а тут три хмеля и 5000 Лм. Где они ещё 2000 Лм взяли?
Да и имеющиеся три хмеля на полной мощности в таком корпусе перегреются за минуту без обдува.
Подобная двухглазая фара у меня есть, она светит тусклее чем один хмель на реальной молной мощности. Трёхглазая может быть и выдаёт 1000-1500 Лм, и то не факт.
Фокусировка у двухглазки мне понравилась - весьма неплохая. Вероятно, у этой два крайних хмеля имеют такую же оптику.

В общем, не ожидайте что эта фара будет шибко ярко светить, но если у Вас есть желание на её основе сделать самодельную нормальную фару, то это скорее всего окажется весьма неплохая основа.

[ushva_ap]

А не подскажете может есть вариант получше? Бюджет до  1500р...

[DIVAS]

А не подскажете может есть вариант получше? Бюджет до  1500р...

До 1500р. оно всё примерно одинаково: в РФ за эти деньги можно купить только фонарик "яркий луч" (который совсем не яркий), а в Китае за эти деньги можно купить много разных неплохих осветителей.

Я бы сказал, найденный Вами вариант вполне стоит своих 27 баксов - неплохой фрезерованный анодированный алюминиевый корпус, три мощных светодиода, оптика, драйвер, аккумулятор, зарядка, и даже чехол для аккумулятора. В общем, это халява. Если будете у нас в РФ покупать отдельно три таких светодиода - и то дороже встанет. А тут ещё целая фара в подарок.

[ushva_ap]

А не подскажете может есть вариант получше? Бюджет до  1500р...

До 1500р. оно всё примерно одинаково: в РФ за эти деньги можно купить только фонарик "яркий луч" (который совсем не яркий), а в Китае за эти деньги можно купить много разных неплохих осветителей.

Я бы сказал, найденный Вами вариант вполне стоит своих 27 баксов - неплохой фрезерованный анодированный алюминиевый корпус, три мощных светодиода, оптика, драйвер, аккумулятор, зарядка, и даже чехол для аккумулятора. В общем, это халява. Если будете у нас в РФ покупать отдельно три таких светодиода - и то дороже встанет. А тут ещё целая фара в подарок.

Вы прям как знали что я заказал себе вот такой фонарик яркий луч http://www.citilink.ru/catalog/power_tools_and_garden_equipments/flashlights/859820/
Но я думаю еще и эту фару прикупить.. Вместе может и неплохо будет..?

[DIVAS]

Вы прям как знали что я заказал себе вот такой фонарик яркий луч
Но я думаю еще и эту фару прикупить.. Вместе может и неплохо будет..?

Думаю, фара значительно ярче будет. А фонарик для пеших прогулок пригодится.

[asem]

Вот с такой
http://fonarik24.ru/ultrafire-t6-cree-xml-t6
Опускать вниз приходится, когда на дороге  а то встречные авто мигают светом...... Пятно видно на земле в 3 метрах  при солнечном освещении....

[BaBax]

Вот с такой
http://fonarik24.ru/ultrafire-t6-cree-xml-t6
Опускать вниз приходится, когда на дороге  а то встречные авто мигают светом...... Пятно видно на земле в 3 метрах  при солнечном освещении....

Не хилый навар заложен в цену 
Вот почти то же самое http://www.buyincoins.com/item/22790.html, и за 40 дней всегда доходит.

[TRO]

Во втором случае их в комплекте нет вообще (батарей). Да и драйвера рективного тоже нету, тупо ШИМ через резисторы (даже вместо резисторов перемычки, роль баласта выполняет провод) без обратных связей (будет хуже светится по мере разряда батареи). Зато батарейку можно пихать одну, они там тупо запаралелены. Мне то было пофигу, я эти налобники в качестве доноров голов брал, а людям может будет не все равно.

[Elm2112]

...?!
Слов нет!
Обратите внимание хотя бы на это http://forum.biketime.ee/viewtopic.php?f=2&t=5853

[Влад Мак]

вчера дочери на велосипед ставили велоспидометр.
на спицу цеплялся магнит, судя по всему неодимовый.
есть идея рядом сдатчиком велоспидометра поставить катушку от релюхи и от неё запитать через выпрямитель с и кондёром светодиод для габаритов, а если мощи будет достаточно, то и для освещения.
Никто подобные опыты не делал ?
В оригинале, расстояние между магнитом и датчиком почти 5 мм.

[comp173]

Не заработает! Слишком мало электроэнергии будет вырабатываться,  да еще с длительными импульсами. Если уж Вы хотите вырабатывать электричество во время движения, купите динамовтулку.

[Elm2112]

вчера дочери на велосипед ставили велоспидометр.
на спицу цеплялся магнит, судя по всему неодимовый.
есть идея рядом сдатчиком велоспидометра поставить катушку от релюхи и от неё запитать через выпрямитель с и кондёром светодиод для габаритов, а если мощи будет достаточно, то и для освещения.
Никто подобные опыты не делал ?
В оригинале, расстояние между магнитом и датчиком почти 5 мм.

Снова изобретаем велосипед.
Магнит, ка правило, ферритовый. По крайней мере я с неодимовыми в таких датчиках не сталкивался, если не считать те, которые сам приклеил на ведущую звезду для измерения каденса.
Попытка вырабатывать электричество для освещения с помощью ног различными способами приводит к двум основным результатам - либо ничего не освещается, либо ощутимая дополнительная нагрузка на ноги с каким-то плохеньким освещением. Оно нам надо? Мне нет.
Я не для того мотор на велосипед установил, чтобы бессмысленно терять электроэнергию в цепочке аккумуляторнаябатарея-мотор-какоетодинамо-фара на звене "какое-то динамо".
Наиболее эффективным из димам является динамо-втулка. У меня две валяются без дела. Планировал использовать как резервный источник энергии для света в случае посадки аккумуляторов, но так и не прижилось. Сейчас в розетках полным-полно всякого недорогого электричества. Добывать его оттуда куда как приятнее чем из собственных ног.
Почитайте темы про динамо электричество на форумах. Все, даже самые рьяные приверженцы автономной и "бесплатной" электроэнергии из собственных ног, неизбежно приходят к выводу, что литий намного лучше.

[av404]

Никто подобные опыты не делал ?

Я делал, но до конца не довёл. Релюха РЭС-15, вроде, на 27в. Обмотка проводом 0,03мм с сопротивлением 2200ом. Жутко много витков при мизерных габаритах. Подключенный диод чётко вспыхивает.

Дальше я хотел наоборот - разместить жёлтый диод с обмоткой на спицах и на вилке магнит из жесткого диска. Вот он точно рулит. Опыты заглохли по факту навалившейся на меня лени. Ну бывает со мной такое.

Для габаритов точно должно потянуть. Но советую отвлечься от магнита велокомпа и разместить несколько мощных магнитов на спицах на большем радиусе, чтобы на комп не влияло. Вот тогда вполне можно снять для серьёзного габарита. Ну и вес и размеры обмотки не будут столь критичны, как в моей задумке. Может обмотка какой другой релюхи покажет себя лучше

[Влад Мак]

Никто подобные опыты не делал ?

Я делал, но до конца не довёл. Релюха РЭС-15, вроде, на 27в. Обмотка проводом 0,03мм с сопротивлением 2200ом. Жутко много витков при мизерных габаритах. Подключенный диод чётко вспыхивает.

Дальше я хотел наоборот - разместить жёлтый диод с обмоткой на спицах и на вилке магнит из жесткого диска. Вот он точно рулит. Опыты заглохли по факту навалившейся на меня лени. Ну бывает со мной такое.

Для габаритов точно должно потянуть. Но советую отвлечься от магнита велокомпа и разместить несколько мощных магнитов на спицах на большем радиусе, чтобы на комп не влияло. Вот тогда вполне можно снять для серьёзного габарита. Ну и вес и размеры обмотки не будут столь критичны, как в моей задумке. Может обмотка какой другой релюхи покажет себя лучше

Уже. проще продолжать, что есть хоть какой-то опыт.
Наверно, витков 2200 - действительно многовато.
А напругу не измеряли и на каких оборотах испытывали ?
Кондёр ставили ?
Есть куча ферритовых магнитов от мебельных двёрок.
Не знаю. насколько они эффективны.
Позможно. лучше взять силовое реле на 12 вольт и кондёр побольше, чтобы и вспышки были больше и не такие пики большие, дабы не сжечь светодиод.
Обратная установка на спицы - тоже интересная идея.
Родственнику на мотоблок какую-то приблуду нужно сделать для габаритов.
Автогенератор, не охота громоздить, пока на гарантии .