Световое пятно
Фара NightKeeper имеет специально подобранную для велосипедной езды трапециевидную форму светового пятна, и, поэтому, она действительно является "фарой".
В отличии от фары, обычный фонарик засвечивает небольшой участок дороги ярким пятном, это плохо по двум причинами:
1. Не видно, что происходит по бокам.
2. Глаз приспосабливается к яркости фонарика и перестает замечать, что происходит ближе и дальше яркого пятна.
Благодаря использованию раздельной оптики с разной направленностью для формирования ближнего и дальнего света, фара NightKeeper лишена этих недостатков. Повторяя контуры дороги (которые в геометрической перспективе имеют форму трапеции) она освещает сразу всю дорогу.
Слева - фара с обычным светом в виде концентрического пятна, справа - фара NightKeeper. Тип светодиодов и мощность фар одинакова.
Еще один важный параметр светового пятна - равномерность заливки. Ниже приведен бимшот на местности с однотипным покрытием, на котором обычно хорошо виндны любые пере/недосвеченные участки.
Как уже говорилось, задача велофары не только сформировать световой пучок нужной формы, но и обеспечить равномерный уровень его освещения по всей площади. В противном случае детали рельефа (ямы) будут то появляться то уходить из поля зрения в зависимости от расстояния до них. Это наглядно иллюстрируют фото, приведенные ниже, обработанные специальным образом, делающим фото схожими с субъективным зрительным восприятием человека.
слева фонарь Ultrafire MCE, справа фара NightKeeper
результат после обработки обоих бимшотов, у фонаря Ultrafire наблюдается существенный разрыв в освещенности между центральным пятном и боковой засветкой, в то время как поле засветки фары NightKeeper равномерно по всему контуру освещенности.
И последний важный параметр светового пятна - цветовая температура. Она определяет оттенок света и определяет комфортность восприятия освещения. Изначально многие фары делались на светодиодах с холодным оттенком, часто уходящим в синий цвет, которые имеют неестественный спектр свечения и плохо воспринимаются зрением человека. В фаре NightKeeper используются белые светодиоды с нейтральным оттенком (4300К) и немного смещенным в желто-красную область спектром. Такой свет выгодно выделяет грунтовую почву при езде по траве (хорошо заметны неровности под нею), приятен для глаза и воспринимается достаточно натурально. При этом, в отличии от теплого оттенка, способствует хорошей концентрации на дороге.
Примечение. По желанию я могу поставить в фару NightKeeper светодиоды любого оттенка: холодный 6000К, нейтральный 4300К или теплый 3000К.
Экономичность
Ближний свет фары NightKeeper направлен вниз, а дальний направлен узким световым пучком. Благодаря этому, свет, который в обычных фонарях уходит впустую по сторонам и ослепляет других учасников движения, используется для освещения дороги.
Такая конфигурация позволяет увеличить освещенность трассы при том-же энергопотреблении в полтора-два раза.
Ниже приведены сравнительные фото, обратите внимание на количество паразитной засветки на кронах деревьев, у фонаря она очень сильная.
слева фонарь Ultrafire MCE, справа фара NightKeeper
Эргономичное управление
Управление фарой NightKeeper осуществляется с помощью двухпозиционного джойстика и дополнительной кнопки режимов. Усилие их нажатия подобрано так, чтобы переключение четко ощущалось даже в перчатках.
Использование джойстика значительно упрощает поиск элементов управления на руле, т.к. на ощупь попасть пальцем по рычажку гораздо проще чем найти и нажать кнопку.
Джойстик управляет включением фары и режимами яркости.
Включение происходит при однократном нажатии джойстика вверх (без удержания). Это позволяет мгновенно включить свет в случае непредвиденной опасности на дороге.
Всего доступно 3 режима яркости - экономный, номинальный и турбо. Каждый из этих режимов задается однозначной комбинацией, что исключает возможность включения не того режима либо случайного выключения фары:
- при нажатии джойстика вверх включается номинальный режим
- при нажатии вниз включается экономичный режим
- при нажатии вверх с удержанием больше 1 секунды включается турбо режим
- при нажатии вниз с удержанием больше 1 секунды фара выключается
Кнопка управляет режимами работы, которых всего 4:
- общий (дальний + ближний)
- ближний свет
- дальний свет
- режим строба
При однократных нажатиях на кнопку по кругу перебираются режимы работы "общий - ближний - дальний". При удержании кнопки дольше 1 секунды включается режим строба, для выхода из которого достаточно один раз нажать на кнопку.
Примечание. Перебор трех режимов по кругу не всегда удобен, т.к. часто приходится нажимать кнопку два раза. Чтобы управление было проще, в контроллер добавлен алгоритм, который думает за вас. Поскольку, чаще всего, для езды используются только ближний и общий режим, при переключении с ближнего фара пропускает режим дальнего света (если вы едите некоторое время не переключая режимы). Благодаря этому дополнению сохраняется концепция управления режимами в одно действие.
На первый взгляд может показаться что это сложно и запутанно, но на самом деле комбинации управления быстро откладываются в мозгу и управление фарой доходит до автоматизма уже на второй покатушке ).
Личное мнение. Управление получилось настолько гибкое и удобное, что езда с фарой часто превращается в игру подбора освещения под местность, потому что руки так и тянутся выбрать более оптимальный режим. Это, конечно же, позитивно сказывается на времени работы и позволяет заметно сэкономить на ресурсе батареи. С фонарями, у которых управление одной кнопкой, желание переключать режимы обычно не возникает, наоборот, стараешься лишний раз его не трогать чтобы не включить не тот режим.
Широкий диапазон времени работы
Благодаря большому количеству комбинаций режимов работы фара NightKeeper имеет гибкий диапазон возможного времени работы от одного аккумулятора. Ниже приведена таблица соответствия времени работы в зависимости от выбранного режима и краткие рекомендации его использованию.
| Наименование режима |
Время работы | Краткое описание использования | Бимшот |
| 1. Общий турбо | 2,5 | Предназначен для использования в экстремальных условиях или при кратковременном ухудшении видимости. Имеет самый большой расход батареи. |
|
| 2. Общий номинальный | 4,7 |
Предназначен для использования в условиях полного отсутствия освещения при езде по пересеченной местности или плохому асфальту с необходимостью ориентирования на местности (например, поиску нужного поворота. Рекомендуется как один из основных. |
|
| 3. Общий экономный | 12 | Предназначен для использования в условиях полного отсутствия освещения при езде по пересеченной местности или плохому асфальту в длительных велопоходах (при ограниченных запасах питания) с необходимостью ориентирования на местности. |
|
| 4. Ближний турбо | 5 | Предназначен для использования в условиях полного отсутствия освещения при езде по пересеченной местности или плохому асфальту в длительных велопоходах (при ограниченных запасах питания) с необходимостью ориентирования на местности. |
|
| 5. Ближний номинальный | 9,5 |
Предназначен для использования при езде по городу с дополнительным освещением либо при езде по пересеченной местности без необходимости ориентирования. Рекомендуется как один из основных. |
|
| 6. Ближний экономный | 24 | Предназначен для использования при езде по городу с достаточным уровнем освещения для обозначения себя на дороге либо при длительных велопоходах с необходимостью максимальной экономии батареи. Так же хорошо подходит для освещения лагеря на стоянке. |
|
| 7. Дальний турбо |
5 | Предназначен для использования как поисковый, т.к. имеет максимальную дальность освещения без расхода ближнего света. Используется довольно редко. |
|
| 8. Дальний номинальный |
9,5 | Предназначен для езды с большой скоростью по хорошему асфальту неизвестной местности при необходимости экономии батареи. Используется довольно редко. |
|
| 9. Дальний экономный | 24 | Опциональный, специального назначения не имеет. |
|
Примечание. К указанному времени работы прибавляется еще около 30 минут аварийного освещения пониженной яркости в не зависимости от используемого режима. Подробнее описано ниже.
При включении фара переходит в режим по умолчанию - общий номинальный.
Продуманное программное обеспечение
В микропроцессоре фары , помимо управления режимами работы, реализовано ряд следующих дополнительных функций:
- защита батареи от переразряда.
Фара комплектуется литий-ионным аккумулятором, которые очень хороши по своим эксплуатационным характеристикам, но имеют одну особенность использования - выход из строя при разряде ниже допустимого напряжения. Поэтому, автоматическое отключение от батареи фары при полном разряде - это самая важная функция контроллера.
- плавное снижение яркости при критическом уровне заряда батареи.
Когда заряд батареи доходит до уровня ~5%, индикатор начинает мигать красным цветом, а яркость фары постепенно уменьшаться на протяжении около 30 минут, и только потом происходит автоматическое выключение. Это дает возможность подождать удобного места остановки для замены батареи либо доехать до места назначения с аварийным уровнем освещения.
- четырехступенчатая индикация разряда батареи.
Уровень заряда 50-100% - зеленый свет, 25-50% - желтый, 5-25% - красный, режим аварийного питания - мигающий красный.
- переключение режимов происходит мгновенно, без пропадания света.
Срабатывание переключения происходит после отпусканию кнопки. Это предупреждает возможность задержки при переходе из одного режима в другой.
- встроенная защита от перегрева.
При срабатывании термозащиты фара автоматически переключается в экономичный режим и блокируется управления яркостью (во избежание возможного повторного перегрева). При этом индикатор начинает часто мигать красным цветом. Для того чтобы вернуть фару в обычное рабочее состоянии нужно ее выключить и включить снова.
Надежный помехопассивный драйвер
В фаре NightKeeper установлен дискретный линейный драйвер. В нем отсутствуют силовые цепи с широтно-импульсной модуляцией (ШиМ), которые являются источниками сильных помех. Поэтому, фара NightKeeper не создает наводок и не влияет на работу беспроводных спидометров и других электронных устройств.
Регулировка яркости так же осуществляется без ШиМа, что гарантирует отсутствия мерцания света и стробоскопических эффектов на всех режимах работы (этими недостатками, как правило, грешат почти все китайские драйвера).
Примечание. Для тех, кто разбирается в принципах линейной схемотехнике, поясню, что в данном случае, благодаря точному подбору напряжения питания и вольт-амперной характеристике светодиодов, применение линейного стабилизатора тока приводит лишь к незначительному ухудшению КПД по-сравнению с импульсными преобразователями, но при этом имеет много преимуществ перед ними.
Драйвер собран на двухсторонней заводской печатной плате, которая покрывается специальным лаком для дополнительной защиты от воды и перепада влажности.
Конструктивные особенности
- корпус фары выточен с высокой точностью из дюралюминия марки Д16Т (термообработанная)
- площадь теплоотвода фары достаточна для работы в турбо режиме без перегрева при условиях отсутствия обдувом воздуха (можно использовать без движения)
- высокая надежность конструкции в следствии отсутствия клеевых соединений, все элементы прикручиваются винтами, включая оптику
- заводское анодирование
- использование герметизирующих прокладок во всех стыковочных местах
- отвинчивающаяся фронтальная часть для возможностью замены стекла в полевых условиях без дополнительных инструментов
- джойстик и кнопка управления с герметичными силиконовыми колпачками, которые не теряют эластичности при минусовой температуре
Элементная база
Фара NightKeeper собрана из тщательно подобранных компонентов. Ниже приведен перечень основных из них:
- светодиоды нового поколения Cree XPG со светоотдачей 139 Люмен/Вт
- коллиматорные линзы производства Ledil с низким уровнем паразитной засветки
- многожильные гибкие провода с изоляцией из термостабильного силикона (не твердеют на морозе и не ломаются со временем)
- позолоченные влагостойкие разъемы с лепестковыми контактами
- защитное стекло (не пластик) с низким уровнем световых потерь
- винты из нержавеющей стали
Крепление
Крепление фары - это очень важный и сложный вопрос. Большинство креплений, производимых серийно, изготовлены из непрочного пластика и имеют существенные недостатки конструкции. Поэтому крепление для фары NightKeeper разрабатывалось с нуля исходя из требований максимальной надежности. Основные особенности крепления:
1. Материал изготовления
Крепление фары NightKeeper изготовлено из цельного дюралюминия повышенной прочности Д16Т (термообработанного) методом фрезеровки. Нижняя планка и винты изготовлены из нержавеющей стали.
2. Принцип зажима
Велосипедные рули, как правило, имеют переменный диаметр и выгнутости. Обычное крепление, основывающееся на принципе хомута, при стягивании зажимают лишь одним краем руль, остальная часть крепления просто висит в воздухе.
При задевании такое крепление проворачивается и сползает, что вынуждает снова его затягивать. Кроме этого, при использовании крепления не на максимальном диаметре руля приходится устанавливать дополнительные прокладки из резины, которые пружинят и не дают возможности плотно затянуть крепление, что приводит к его самопроизвольному вращению при тряске.
В креплении фары NightKeeper зажим крепления реализован про принципу, применяемому в оружейной промышленности для подствольного монтажа, несколько доработанному под использование на руле.
Нижняя планка перемещается по направляющим винтам, изменяя диаметр обхвата в очень широких пределах без потери жесткости и необходимости использования дополнительных прокладок. Диапазон возможных диаметров зажима перекрывает все виды рулей и составляет от 18 до 32 мм.
Главной особенностью модификации крепления является то, что планка может наклонятся в стороны, образуя угол, соответствующий неровности руля и обеспечивая контакт с ним всей плоскостью.
С таким креплением фара намертво сидит на руле даже на самом жестком расколбасе.
3. Автоматическая защелка
Фара NightKeeper может комплектоваться двумя видами крепления: быстросьемное с автоматической защелкой (фото ниже) и стационарное (изображено на предыдущем фото).
фото
Быстросьемное крепление позволяет моментально снять фару с руля одной рукой просто потянув ее на себя, не требуя при этом нажатия никаких кнопок или рычагов. Ставится обратно точно так же простым скользящим движением.
фото
Механизм защелки основан на стопорении паза подпружиненными шариками и является полностью разборным (в случае загрязнения легко раскручивается для чистки стандартным шестигранником).
Аккумулятор
Для питания фары NightKeeper в базовой комплектации используется литий-ионный (Li-Ion) аккумулятор собственной сборки, емкостью 3,7В 9000 мА/ч (что эквивалентно 12 пальчиковым аккумуляторам). Это обеспечивает длительную работу фары без смены аккумулятора.
В отличии от обычных пальчиковых аккумуляторов АА (Ni-MH), литий-ионные элементы имеют целый ряд преимуществ:
- возможность работы в условиях отрицательных температур
- малый вес и габариты
- быстрая зарядка не портит аккумулятор
- в батарею встроена защита от КЗ и переразряда
- меньшая стоимость
Это делает литий-ион идеальный выбором для использования с велофарой.
Батарея водонепроницаемо упакована и оснащена платой защиты от короткого замыкания и переразряда. Для коммутации к фаре и зарядному устройству используется высококачественный влагостойкий разъем с позолоченными лепестковыми контактами, устойчивыми к коррозии.
Помимо базового емкости на 9600 мА возможно изготовление аккумулятора с удвоенной или утроенной емкостью, время работы с которым соответственно удваивается или утраивается.
Подробнее. Батарея состоит из 4-х элеметов 18650 (аналог батареи ноутбуков). Тип включения элементов - параллельный (4P). Такое подключение используется редко, но выбрано не случайно. Традиционно для наращивания мощности батареи используют последовательное включение, которое имеет целый ряд недостатков: необходимость использования балансной зарядки, дополнительного многоконтактного разьема, неработоспособность при выходе из строя даже одного элемента. Параллельное же включение устраняет все эти недостатки, повышая надежность и увеличивая срок службы батареи.
Зарядное устройство
После неудачных попыток использования готовых китайских зарядных устройств (слишком большой процент брака) для фары NightKeeper было разработано свое зарядное устройство. В нем используется специализированный контроллер заряда литий-ионной батареи производства Texas Instruments. Это гарантирует надежную работу алгоритма и делает процесс заряда безопасным (в отличии от китайских разработок). Кроме того, благодаря максимально оптимизированному алгоритму работы заряд происходит быстрее.
Корпус зарядного устройства изготовлен из анодированного алюминиевого профиля и одновременно является охлаждающим радиатором. Это позволяет достаточно быстро заряжать батарею большим током - 3.7А.
Время полного заряда батареи составляет 3 часа.
Печатная плата разведена с учетом минимальных путей силовых цепей для максимальной точности работы контроллера.
Зарядное устройство фары NightKeeper комплектуется качественным сертифицированным блоком питания мощностью 20 Вт. В нем установлен фильтр помех, защита от перепадов напряжения и короткого замыкания. Это обеспечивает хорошую надежность и долговечность блока питания.
Сумочка для аккумулятора
Сумочки изготавливаются спецально для комплектного аккумулятора. Ее конструкция разработана исходя из максимального удобства использования.
Основным отличием сумочки фары NightKeeper от традиционных, которыми обычно комплектуются велофары, является то, что для замены аккумулятора не нужно ее снимать, достаточно отлипить боковой карман. Теоретически, замена аккумулятора возможна даже на ходу. Комплектуется двумя видами сьемных стяжек - для крепления на вынос и на раму. Таким образом, перекрывается диапазон диаметров крепления от 25 до 60 мм для любых вариантов использования.
Изготовлена из материала CORDURA 1000. Для пошива применяются качественные липучки и фурнитура.