Велосипедная светотехника

Велосипедная светотехника (велосипедное освещение) — комплекс осветительных и светосигнальных устройств, использующихся для сигнализации и освещения, с целью освещения дороги перед велосипедом и обеспечения или улучшения видимости велосипедиста на дороге.

История

Суммиров вкратце

Перспектива

Ранние фонари

Самые ранние велосипедные фонари были масляными. Они начали производиться в 1876 году для обычных (High-Bicycle) и трехколесных велосипедов с жесткими шинами.

С 1896 года начали внедряться ацетиленовые газовые фонари для велосипедов, а позже, в 1899 году, стали популярны ацетиленовые газовые фары и на автомобилях. Эти кабридные фары работали на газообразном ацетилене, получаемом путем химической реакции карбида кальция с водой. Свет был очень ярким, его часто называли искусственным дневным светом, но лампы требовали регулярного обслуживания^[1].

Кабридный фонарь
Кабридный фонарь на велосипеде
Кабридный фонарь во включенном состоянии

Электрические фары

Уже в 1888 году стали производиться электрификационные комплекты для оснащения велосипедов электрическим освещением, но первое время они не пользовались популярностью.

Электрокомплекты состояли из лампы накаливания, которая устанавливалась вместо горелки в обычный фонарь и свинцово-кислотного аккумулятора или динамо-машины в качестве бортового генератора. Свинцово-кислотные батареи были заменены сухими, а позже щелочными элементами. Динамо-машины стали более эффективными и надежными.

1898 год - Дэвид Майзелл^[англ.] получает патент на первый электрический фонарь для велосипеда. Корпус этого велосипедного фонаря был так же выполнен из дерева, как и первый фонарь его конструкции^[2].

Фонарь имел поворотную ручку для переноски, выключатель для включения и выключения, эту роль выполняла также металлическая пластина, которая при повороте замыкала электрические контакты, расположенные на корпусе. Внутри стояли три электрические батареи размера D. Сзади, на корпусе, фонарь имел крепление к велосипеду.

Относительно недавно появились динамо-втулки^[англ.] - генераторы, встроенные в ступицу колеса.

Технологии литья пластмасс и нанесения покрытий также были совершенствовались, что позволило улучшить оптические качества фар и снизить их стоимость.

Фары с лампами накаливания

Этот раздел нужно дополнить.

Первые фары оснащались лампами накаливания. Срок службы был очень коротким и лампы быстро темнели из-за осаждения паров вольфрама на внутренней стенке колбы.

Даже после появления галогенных ламп обычные лампы накаливания довольно долгое время продолжали использоваться в опознавательных и сигнальных устройствах (указателях габаритов, индикаторах поворота, стоп-сигналах).

Винтажные велосипедные фонари. На переднем плане справа и слева - две электрические фары под лампы накаливания
Велосипедная фара с круглой лампой накаливания
Фара с рифленым рассеивателем
Велосипедная фара FER производства ГДР под лампу накаливания
Она же спереди. Виден рефлектор и лампа накаливания
Она же со снятым рассеивателем

Галогенные фары

Эти фонари изначально были разработаны для использования на бездорожье, где они были почти универсальными. Генераторные фары и аккумуляторные галогенные фонари быстро стали популярны среди велосипедистов.

Фонари, используемые в большинстве галогенных аккумуляторных систем, были дешевыми и яркими, но довольно простыми: они проецировали конус света (были доступны варианты с широкой и узкой фокусировкой светового луча), который подходил для использования на бездорожье, но не идеален для использования на дороге, так как мог ослепить встречных участников дорожного движения. Из-за этого подобные галогенные лампы не соответствовали требованиям законодательства в некоторых юрисдикциях.

В ответ на это многие производители велосипедной светотехники разработали системы, в которых использовалась коммерческая предварительно сфокусированная оптика, что делало доступным широкий диапазон комбинаций мощности и ширины луча. Большинство систем позволяли одновременно подключать или устанавливать разные лампы – например, широкий и узкий луч для езды по бездорожью или луч большой и малой мощности для езды по дороге.

В некоторых странах производились фары под двухнитевые лампы: основная нить (дальний свет) создавала мощный световой поток, подходящий для езды на большой скорости с энергичным педалированием (что было особенно актуально для шоссейных велосипедов), вторая нить, расположенная под углом к оси, создавала менее мощный "конус", отклоненный вниз, не ослеплявший водителей и пешеходов.

Галогенная фара и катафот, установленные на велосипед
Две галогенные фары, установленные на велосипед
Галогенная фара с катафотом

Ксеноновые (газоразрядные) фары

Этот раздел нужно дополнить.

В начале 1990-х появились газоразрядные фары. В качестве светоизлучающего элемента использовались ксеноновые дуговые лампы. Такая лампа представляет собой колбу из кварцевого стекла, заполненную ксеноном, с вольфрамовыми электродами с обеих сторон ^[3]. Газ светится под воздействием электрической дуги (отсюда и произошел термин). Процесс работы ксеноновой лампы разделяется на три этапа:

Воспламенение. Под воздействием импульса с высоким напряжением внутри лампы образуется искра. Ксенон ионизируется, и образуется дуга тока между вольфрамовыми электродами.
Начальное нагревание. Дуга характеризуется высоким напряжением, температура внутри лампы быстро растет. Сопротивление между электродами падает. В этот момент балластный резистор регистрирует падение сопротивления и переключается на постоянное функционирование.
Постоянное функционирование. Дуга приобретает стабильную форму, а производимый свет достигает номинальных показателей. Теперь резистор подает стабильное напряжение, чтобы дуга не мерцала.

Ксеноновые лампы оставались единственной более эффективной альтернативой лампам накаливания и галогенным лампам в качестве освещения для велосипедов, до широкого распространения светодиодов.

Как и галогенные системы, газоразрядные велосипедные фары были разработаны в первую очередь для использования на бездорожье, имея вращательно симметричные лучи, которые отбрасывают столько же света вверх, сколько и вниз.

Самодельный узел ксенонового света, состоящий из ксенонового фонаря мощностью 10 Вт (справа) и ксенонового фонаря мощностью 30 Вт (слева), а также трех мощных светодиодов Luxeon мощностью 1 Вт

Remove ads

Законодательные требования

Суммиров вкратце

Перспектива

Согласно Международной венской конвенции Организации Объединенных Наций о дорожном движении, велосипед является транспортным средством.

Статья 44 (c) Конвенции гласит:

Велосипеды и другие транспортные средства без двигателя при международных перевозках должны: быть оборудованы красным светоотражающим устройством сзади и отражателями, белого или светло-желтого цвета спереди и красного - сзади велосипеда.

В некоторых странах, например, во Франции, правонарушением является даже продажа велосипеда не оборудованного системой освещения, отвечающей требованиям закона.

Многие страны требуют, чтобы велосипеды были оснащены катафотами во время производства или в точке продажи. В Соединенных Штатах она регулируется Комиссией по безопасности потребительских товаров. Отражатели должны содержать три отражающие панели, расположенные под углом 30°. Стандарт предусматривает наличие белого отражателя на передней части велосипеда (обычно на передней вилке), боковых отражателей на каждом из колес, красного отражателя, установленного на рулевой тяге или заднем болоте, и желтых отражателей, установленных на передней и задней плоскостях каждой педали.

Законы большинства стран Европы и некоторых штатов США требуют использования передних и задних фонарей в темное время суток, в то время как другие разрешают устанавливать отражатели только сзади. Некоторые законы устанавливают требования к силе светового потока и размеру линз отражателя. Другие просто устанавливают минимальное расстояние, с которого должен быть виден любой осветительный прибор. В некоторых странах, таких как Германия и Нидерланды, мигающие красные задние фонари, являются незаконными, в других они разрешены.

В Соединенном Королевстве (Великобритания, Шотландия и Северная Ирландия) правила, регулирующие использование велосипедных огней, изложенные в Правилах освещения транспортных средств 1989 года^[4] и их последующих поправках, обобщены в Правилах дорожного движения^[5]. Правила требуют наличия белого переднего фонаря, красного заднего фонаря, красного заднего фонаря и оранжевых или желтых отражателей спереди и сзади обеих педалей. Отражатели должны соответствовать стандарту BS 6102/2 или эквивалентному европейскому стандарту. Требования к фарам более сложные: устройство непрерывного свечения должно соответствовать BS 6102/3 или эквивалентному европейскому стандарту; Проблесковый прибор должен мигать с постоянной частотой от 60 до 240 вспышек в минуту и иметь силу света не менее 4 кд (канделы).

В Германии правила требуют, чтобы все велосипеды весом более 11 кг были оборудованы совместимыми системами освещения с динамо-машиной в качестве источника электроэнергии, но даже легкие (менее 11 кг) велосипеды должны быть оборудованы лампами с питанием от аккумуляторов или динамо-машины, за исключением спортивных. Немецкие правила запрещают использование велосипедов без динамо-машины, за исключением трековых (гоночных) велосипедов весом до 11 кг. ^[6] Это стимулировало немецкий рынок к производству высококачественных динамо-систем. С 5 июля 2013 года изменение в законе разрешает использование ламп с питанием от батареек или аккумуляторов^[7].

Мощный велосипедный фонарь, правильно направленный вниз к дороге
Смещенный велосипедный свет, который ослепляет встречный транспорт и, следовательно, является незаконным

Remove ads

Велосипедные фары

Этот раздел нужно дополнить.

Велосипедная фара — осветительный прибор, предназначенный для установки на велосипед, чтобы освещать дорогу перед велосипедом и повышать видимость велосипедиста для других участников движения.

Типы велосипедных фар

По мощности велосипедные фары делятся на следующие группы^[8]:

Маломощные (100 – 200 лм.) — обеспечивают приемлемую видимость непосредственно перед велосипедом, но не подходят для скоростной езды;
Средней мощности (300 – 600 лм.) – подходят для ночной езды на невысокой-средней скорости, имеют ограничения для ориентировки на определенной местности;
Высокой мощности (от 1000 лм. и более) — являются оптимальным вариантом для скоростной езды а также ориентировки в темное время суток. Они имеют хорошую контрастность и угол обзора;

Велосипедные фонари

Это пустой раздел, который еще не написан.

Опознавательные и сигнальные приборы

Суммиров вкратце

Перспектива

Этот раздел нужно дополнить.

По расположению

Передние (фары, фонари, габариты, ДХО) - основной источник освещения, который крепится на руль или шлем велосипедиста. Освещает путь и сигнализирует встречному транспорту о вашем присутствии. В городе фара должна быть умеренно яркой, чтобы не ослеплять пешеходов и водителей. А за городом (например, в сельской местности) необходима максимальная мощность, чтобы велосипедист имел возможность своевременно реагировать на препятствия^[9].
Боковые - габаритные световые индикаторы, устанавливаемые вместо катафотов или в дополнение к ним. Такие индикаторы не освещают дорогу, но делают велосипед заметным с боков, особенно на перекрестках или в плотном трафике.
Задние - красный мигающий маячок (т.н "мигалка") или источник постоянного света, который располагается сзади. Его функция - предупреждение других участников движения. («я здесь, объезжай осторожно»). Желательно, чтобы свет индикатора был заметен даже днем.

По назначению

По назначению велосипедные индикаторы подразделяются на следующие типы:

Дневные ходовые огни.

Излучают белый или синеватый цвет. Нередко устанавливаются вместо переднего катафота.

Габаритные огни.

Предназначены для обозначения велосипедиста на дороге в темное время суток.^[10] Для габаритного освещения применяются небольшие световые приборы белого (спереди), желтого (сбоку) или красного цвета (сзади)

Указатель поворота.

Так же как и сигналы поворота на автомобилях, используются для предупреждения других велосипедистов, водителей автомобилей и пешеходов о совершении поворота, разворота или перестроения.

Чаще всего имеют желтый или оранжевый цвет.

Стоп-сигналы

Используются для предупреждения других участников дорожного движения о торможении. Как правило, имеют красный цвет.

Фонарь на старом велосипеде
Белый задний фонарь с катафотом
Фонарь FER производства ГДР

Remove ads

Типы светоизлучательных элементов

Этот раздел нужно дополнить.

Лампы накаливания. Традиционный светоизлучатель. Внутри стеклянной колбы создан вакуум, внутри которого вольфрамовая нить нагревается электрическим током до 2000 °C. Работают 500—1000 часов. После появления галогенных ламп обычные лампы накаливания долгое время использовались в основном в опознавательных и сигнальных устройствах (указателях габаритов, индикаторах поворота, стоп-сигналах).
Галогенные лампы. Разновидность лампы накаливания. Стеклянная колба заполнена смесью инертного газа (аргон, криптон, ксенон) с буферным галогенным газом — парами йода или брома. Благодаря галогенам лампы работают до 4000 часов.
Газоразрядные лампы. Это ксеноновые дуговые лампы (газосветные лампы). Представляют собой колбу наполненную ксеноном. В такой лампе свет излучает не нить, как в лампах накаливания и галогенных лампах, а сам газ - под воздействием электрического разряда (электрической дуги).
Светодиоды (LED) - полупроводниковые элементы. Работают на явлении заполнения электронами пустых «дырок» в полупроводнике с выделением фотона.
Светодиодные лампы. В таких лампах используются светодиоды. Предназначены для замены других типов ламп в обычных фарах под сменные лампы.

Remove ads

Источники питания

Суммиров вкратце

Перспектива

Этот раздел нужно дополнить.

Батарейки

По типу и напряжению питания делятся на:

З вольта: две батарейки типоразмера АА или ААА, реже - две батареи C или D.
3,7 вольт - в качестве фары используется ручной фонарь на литий-ионном аккумуляторе с креплением на руле велосипеда.
6 вольт: 4 батарейки АА.
9 вольт: некоторые фонари запитываются от батареи типа "Крона".
12 вольт: такое напряжение встречается редко, но позволяет подключать к сети велосипеда автомобильные зарядные устройства для мобильного телефона или GPS-навигатора.

Аккумулятор

Этот раздел нужно дополнить.

Аккумулятор размещается в корпусе фары, у мощных моделей - на раме,

Динамо-машина

Велосипедные динамо-машины - это магнето (механические электрогенераторы), вырабатывающие переменный ток.

Типы

Подразделяются на следующие типы:

Бутылочные динамо-машины^[англ.] Они крепятся к сиденью или вилке и приводятся в действие с помощью небольшого колеса, соприкасающегося с боковиной шины. Легче поддаются модернизации, чем динамо-втулки, но склонны к пробуксовке, особенно во влажных условиях.

Динамо-втулки^[англ.] (ступичные динамо-машины). Встраиваются в переднюю или заднюю колесную ступицу. В целом, они являются самыми надежными и самыми эффективными из трех типов.
Кареточные динамо-машины. Устанавливаются между нижними стойками заднего треугольника за кареткой и подаются на ролик к ободу колеса. Они легко прилегают к колесу и не изнашивают боковую поверхность шины.