Лучше ничего не знать, чем знать многое наполовину! Лучше быть глупцом на свой риск, чем мудрецом на основании чужих мнений.
Ф-В. Ницше "Так говорил Заратустра"
Ну что Воины Света, Сверхчеловеки и т.д. соскучились по хайповым статьям? :)
Светильники рабочего света пришли к нам, "джиперам", из автотракторной техники, где они применяются для освещения как навесного оборудования тракторов, так и фронта работ — то есть, поверхности земли.
Так исторически сложилось, что джиперы сразу же прочувствовали что светильники рабочего света можно с успехом использовать и в качестве светильников т.н. "водительского" света — то есть, таких светильников, которые применяются при езде по лесам, горам и прочей сильно пересеченной местности и светят во время поездки не только вперед, но и по бокам, и даже назад, когда это требуется, короче во все стороны и весьма широко, тем самым существенно облегчая работу водителя внедорожника.
Так, постепенно, и произошло в головах слияние этих двух функций — светильников водительского и рабочего света под одним названием — "рабочий свет". И все бы ничего, но наступила эра светодиодов. И все поголовно занялись изготовлением светодиодных светильников, в том числе низковольтных, ориентированных на применение на автотранспорте. И, к моему глубочайшему сожалению, из-за технических особенностей светодиодов как источников света подавляющее большинство светильников, представленных на рынке, совсем перестали удовлетворять требованиям, предъявляемым к рабочему свету. Они представляют собою всего лишь типичные светильники водительского света, лишенные даже вторичных половых признаков "рабочего".
При этом, почему-то, их продолжают именовать "рабочим светом", видимо потому что так их легче продавать.
Собственно говоря, все эти мысли родились у меня в голове не сразу, а в течение нескольких лет, пока я наблюдал за ситуацией и пытался понять как можно на нее повлиять.
То есть, как создать такой светильник, который будет одинаково хорошо выполнять как функцию рабочего света, так и функцию водительского света и именно на базе светодиодов.
Для начала сформулирую набор основных требований к водительскому свету, как более простому в реализации.
1) Светильник(и) водительского света должен обеспечивать дополнительное освещение пространства вокруг автомобиля при движении по бездорожью, причем желательно чтобы уровень освещенности был существенно более высоким, чем тот, который обеспечивают штатные световые приборы автомобиля, которые спроектированы с учетом очень жестких требований технических регламентов и "заточены" на движение по трассе. То есть, светильник водительского света должен быть достаточно мощным, при этом его т.н. "габаритная яркость" не имеет значения, так как глаз водителя никогда не улавливает прямой свет от этого светильника, только отраженный. Однако следует учесть, что чрезмерная яркость также может быть вредна, так как в условиях движения по лесной дороге может вызвать ослепление водителя даже отраженным от низко нависающей над лобовым стеклом листвы светом
2) светильник(и) водительского света должен обеспечивать достаточный обзор всего видимого с рабочего места водителя пространства, то есть он не должен быть слишком "узкоугольным" — в этом его отличие от дополнительного дальнего света, о котором речь в данной статье не идет. Углы раскрытия пучка должны быть такими, чтобы водитель видел как нависающий над машиной на высоте нескольких метров бурелом(если на Вашу машину в лесу не падало ни разу дерево и не мяло Вам крышу и бока, не выбивало стекла то Вы смело можете не соглашаться), так и, по возможности, всю обстановку на 180 градусов по горизонтали. Так как у стандартного хомо сапиенса с двумя глазами угол обзора по горизонтали равен как раз 180 градусам, если не вертеть головой. В этом случае уровень тревоги будет меньше и, как следствие нужно будет реже останавливаться чтобы отлить(это шутка).
3) светильник(и) водительского света не должен сильно нагружать бортсеть автомобиля, так как при движении по бездорожью может потребоваться, например, помощь лебедки и совместная работа этих устройств не должна приводить к каким-то неурядицам типа пожара.
4) при движении в сложных погодных условиях (дождь, снег, туман) расположенный, как правило, над головой водителя светильник(и) водительского света не должен ухудшать видимость.
Вот, собственно, и все основные требования к водительскому свету — выполнить их не сложно даже если ты начинающий светильникоделатель. Но, как показывает практика, даже при выполнении такого ограниченного набора требований у некоторых светильникоделателей возникают конкретные косяки.
Теперь оглашу требования к рабочему свету:
1) Рабочий свет должен обеспечивать качественное освещение фронта работ. В случае внедорожника это ситуация когда он скорее стоит, чем едет. Если едет, то с высокой долей вероятности — на лебедке. Конкретные требования, изложенные в соответствующих ГОСТах и СП являются, в силу того что были написаны для ламп накаливания, на современном этапе развития науки и техники вполне достижимыми. Значит, по возможности, нужно их превзойти. Чтобы этот пункт не получился безразмерным, я конкретику не буду описывать, скажу лишь что хорошим тоном считается создание равномерной заливки светом определенной площади поверхности земли. Есть нюансы по дальности, но они не сильно влияют на классификацию, поэтому их опустим.
2) Светильник рабочего света должен быть сконструирован таким образом, чтобы максимально обеспечить защиту органов зрения тех кто работает на освещаемой территории — чтобы не допустить ослепления людей. То есть, как это было показано в первой части, светильник рабочего света должен иметь защитные углы, возможность снижать т.н. "габаритную яркость", иметь определенные параметры излучаемого света, к числу которых относится коэффициент цветопередачи Ra, коэффициент пульсаций светового потока и спектральные характеристики. К примеру, для меня оказалось новостью что по отзывам поисковиков — следопытов есть огромная проблема с видимостью крови на земле в свете некоторых современных светильников.
3) Светильник рабочего света должен быть сконструирован таким образом, чтобы его длительная работа при заглушенном моторе не могла ни при каких условиях приводить к глубокому разряду АКБ. То есть, он должен по мере разряда акб снижать свое энергопотребление и при достижении некоего минимального уровня заряда вообще переходить в режим минимального энергопотребления, чтобы всегда можно было запустить от этого АКБ двигатель — это, казалось бы, простое и логичное требование, тем не менее, почему-то игнорируется в подавляющем большинстве конструкций, продающихся сейчас на рынке как "рабочий свет".
4) При использовании в качестве светильника для освещения бивуака светильник рабочего света должен удовлетворять всем медицинским нормам, предъявляемым к светильникам для помещений, а в идеале — к светильникам для освещения детских дошкольных и общеобразовательных учреждений. Так как, зачастую, в составе экипажей путешествуют не только взрослые, но и дети, и не учитывать влияние современного энергосберегающего светового оборудования( зачастую создающего вместо "освещения" "световое загрязнение" окружающей среды) на организм ребенка по меньшей мере безответственно.
Отмазки типа "я не знал" — не канают. Информации на эту тему уже полно в интернете, даже в БЖ еппамобиля есть целых 3 статьи на тему вреда для здоровья светодиодного освещения. И написаны они были несколько лет назад.
Итак, я изложил основные требования как к светильникам водительского света, так и к светильникам рабочего света и из вышеизложенного видно, что какие-то требования к этим типам светильников если даже не пересекаются, то точно текут в параллельных руслах, а какие-то являются строго противоположными. Например, требования по яркости. Поэтому, было бы логично на конкретном примере пояснить как можно в одном образце светильника сочетать оба набора требований. Более того, мне придется это сделать, чтобы и эту статью не заблокировали модераторы :)
Разберем, как и в прошлый раз, имеющийся в наличии светильник рабочего света "иллюминатор"
Только в этот раз мы его разберем буквально. То есть, посмотрим что у него внутри.
А внутри у "иллюминатора" такой вот "унифицированный светодиодный модуль рабочего света"
на этой фотке просто еще не разломанные платы — они в таком виде паяются :)
Так вот, я, пожалуй впервые публикую внешний вид этого серийного модуля по одной простой причине — таких модулей больше производиться не будет. Диодосвет с этого года переходит на новую версию модуля, о том чем он будет отличаться я напишу в 3-й статье данного цикла статей.
Итак, что же мы видим — мы видим плату на алюминиевом основании (это нужно для обеспечения качественного теплоотвода от светодиодов, что влечет долговечность их работы), на которой распаяны сами светодиоды и другие электронные компоненты.
Благодаря такой стандартной для данной отрасли схеме изготовления светильников отсутствует необходимость в каких-либо внешних источниках питания. То есть, светильник рабочего света на таком модуле подключается непосредственно к бортовой сети автомобиля без каких-либо доп. блоков, блочков и коробочков питания независимо от его мощности и конструкции. Это нормальная практика. Так и должно быть. Если кто-то считает что автомобильный светильник может представлять собою распределенную по всему автомобилю систему с кучей ненужных проводов, коробков и чего-то еще неведомого — то ничего кроме геморроя при установке такой подход не сулит. (но это так, лирическое отступление, к делу не относящееся :) — просто видел и такие "разработки" :) )
Итак, минимальный "квант" рабочего света — это 1/6 часть от плат на фото, то есть плата об 12 светодиодах, выстроенных в линию с небольшим интервалом. Для чего так сделано я поясню позднее, сейчас же речь идет о мощности этой платы, что важно для ее использования в качестве "водительского света". Мощность, подаваемая на каждый диод, как уже можно было догадаться, можно менять от минимальной — 0 Вт, до максимальной — 1 Вт, то есть, при работе на максимальной мощности мы имеем 12-и Вт модуль.
Надо отметить, что плата устроена таким образом, что на максимальной мощности светильник работает только тогда, когда заведен мотор — то есть, работает генератор, он исправен и напряжение в бортсети превышает 13,5 В. Только при такой конфигурации мы получим максимальную яркость свечения диодов. Разумеется, необходимо учитывать падение напряжения на проводах — и протягивая проводку на крышу закладывать провода достаточного сечения. Можно вообще протянуть всего один достаточно толстый плюсовой провод на все светильники, массу взять где-нибудь на крыше, например на багажнике, а раздельное управление каждым светильником осуществлять по управляющему каналу. Но это я опять забегаю вперед.
Вернемся к нашим баранам. С электрической частью более-менее понятно. Осталось понять что из себя представляет оптическая система. для этого нужно посмотреть на следующую фотографию, на которой поверх модуля рабочего света я положил
который представляет собою геометрическую фигуру под названием "параболический цилиндр".
То есть, это такая вытянутая парабола, у которой в том месте где расположен ее фокус находится перфорированная плоскость — окошки для диодов. Этот рефлектор изготовлен из специального сорта алюминия, у которого отражающая поверхность покрыта слоем керамики, благодаря чему отражающая поверхность не зеркальная, а как бы матовая. На фото видно, что изображение диодов в рефлекторе не зеркальное.
Что это дает в плане рабочего света я расскажу чуть позже, а в плане водительского света такой рефлектор интересен тем, что его отражающая способность равна 96%, то есть, данная оптическая система имеет очень высокий КПД, существенно превосходящий КПД вторичной оптики типа "линза". То есть, большой процент испускаемого светодиодом света, отражаясь от рефлектора, вылетает за пределы светильника — это хорошо и правильно.
Данный рефлектор обеспечивает примерно такое вот
на этой гифке в качестве примера рабочего/водительского света выступает светильник под названием "комбибалка", в котором есть рабочий сегмент размером в 2 унифицированных модуля. Соответственно, можно получить некоторое представление о широте заливки.
Теперь что касается нагрузки на бортсеть. Светильники рабочего света иллюминатор все поголовно снабжены возможностью регулировки яркости. Причем она есть как автоматическая, в зависимости от напряжения в бортсети, так и принудительная. Поэтому из них наружу торчит минимум 3 провода, а не два, как у большинства светодиодных светильников. Третий провод — это управление. На этом моменте я подробнее остановлюсь в разделе про их "рабочесть".
Что касается других видов нагрузок — пусковых токов, электромагнитной совместимости со сложным оборудованием, например радио-, медицинским и т.д., то эти модули рабочего света были сконструированы таким образом, чтобы полностью исключить любое негативное воздействие на какое-либо сложное бортовое оборудование.
Они _принципиально_ не создают никаких помех, я хочу это подчеркнуть.
Эти платы мы можем использовать даже во внутрисалонном освещении в "голом" виде — без корпусов. И все будет работать без помех.
Что касается последнего, четвертого пункта требований к водительскому свету, то тут не все однозначно. И до сих пор есть над чем подумать. И таки я много думал. И собирал отзывы. И всячески старался поднимать в своих статьях эту тему. А именно, что во многих ситуациях водительский светодиодный свет, расположенный выше глаз водителя не помогает, а скорее мешает ехать. Ибо благодаря спектральным характеристикам излучаемого диодами света создает во влажном воздухе, а также во время дождя, либо снега непрозрачную пелену. Косвенным подтверждением правильности моих размышлений служат многичисленные отзывы на тему того, что во время дождя видимость с "галогеновой" люстрой гораздо лучше, чем с диодной. И что, к примеру, китаезы да и не только они экспериментируют с янтарно-оранжевыми "балками", либо сегментами балок как раз потому что привычный для них синюшный оттенок диодов с цветовой температурой выше 4500К совсем хреново показывает себя в условиях российской действительности. Ведь не секрет что китайцы делают клоны в основном американских и австралийских разработок. А какое у них там бездорожье? песок сплошной. Пустыни.
И воздух сухой. Поэтому так популярны синюшные диоды . Они тупо света больше дают. А у нас это не работает. Во многих случаях от светильников, расположенных над головой водителя толку мало.
Да, разумеется, в светильниках рабочего света "иллюминатор" никогда не было диодов с цветовой температурой выше 4000К, но все равно меня никогда не покидало ощущение что можно сделать лучше. Но об этом в третьей части :) а сейчас мы плавно переходим к долгожданной (для меня) теме "рабочести" — то есть, рассказа о том как именно она обеспечивается.
Итак. Пункт первый. Качественное освещение фронта работ.
Как нам ковыряться в грязи, откапывая внедорожник или разматывая лебедку и при этом наслаждаться качественным освещением… впрочем, кого я обманываю :) я далек от всего этого, для меня фронт работ это вот:
я слишком стар для всех этих внедорожных приключений :)
но думаю фотки достаточно убедительно показывают качество рабочего освещения земной поверхности, где находится предполагаемое место свершения трудового подвига :)
Т.е. заливка достаточно равномерная на достаточном удалении от автомобиля.
Теперь что касается самой важной, я бы сказал критически важной характеристики, которая должна отличать светильники рабочего света от всех остальных. Они не должны слепить, тех кто находится под их светом.
Как это достигается в "иллюминаторах"? Там целый комплекс мероприятий.
Начнем с того, что у нас мелкие диоды, каждый из которых работает на мощности не более 1Вт выстроены в цепочку. Это превращает точечные источники света в нитевидный. Критики могут возразить, что по современным нормам нельзя подавать на светодиоды без вторичной оптики более полуватта, чтобы они считались малослепящими и будут разумеется правы. Но у нас
а) есть вторичная оптика в виде ОГРОМНОГО по размеру в сравнении с малогабаритными линзами рефлектора (то есть, выражаясь грамотным языком, апертура вторичной оптики велика), изготовленного из очень хитрого материала — алюминия, покрытого слоем керамики. Никто, я повторяю, никто наверное даже в мире, включая китаез не просек до сих пор эту фишку. Китайцы некоторое время назад слизали диодосветовскую схему с одним большим рефлектором и цепочкой диодов, но они не поняли главного и делают свои рефлекторы зеркальными (ну в смысле из пластика с напылением) — наш рефлектор, благодаря двойному отражению лучей как от наружного слоя керамики, так и от внутреннего слоя алюминия дает существенное снижение слепящего эффекта даже на полной мощности.
б) Но полная мощность, как я уже писал выше, на нашей плате достигается только при работающем двигателе. При выключенном моторе подаваемая на диоды мощность снижается по мере разряда АКБ и всегда есть возможность принудительно снизить ее регулятором — достигая тем самым таких значений габаритной яркости светильника, при которых он перестает слепить даже если смотреть непосредственно на сами диоды и их изображение в рефлекторе, не используя защитный угол светильника.
Подытожим. Точечный источник света-цепочка из точечных источников света — огромного размера рефлектор, превращающий эту цепочку в _объемный_ излучатель, специальный хитрый материал рефлектора с двойным отражением — дополнительно снижает блескость. + возможность принудительно снизить габаритную яркость до приемлемого уровня+ наличие защитных углов и мы получаем
НАСТОЯЩИЙ СВЕТИЛЬНИК РАБОЧЕГО СВЕТА НА СВЕТОДИОДАХ
по сравнению с которым практически все остальное имеющееся на рынке светодиодное творчество, мягко говоря, оказывается не совсем рабочим светом. А по факту даже близко не способно выполнить требования, предъявляемые к рабочему свету.
Идем далее. Пункт 3. Про глубокий разряд АКБ — тут все уже сказано. Иллюминаторы никогда не разрядят акб "в ноль". При напряжении менее 11 В они потребляют сущие миллиамперы. Кроме того, можно принудительно устанавливать любую яркость их свечения. Причем, даже таким изощренным способом как это делает чувак в культовом видео столетней давности:
Остается последний, 4-й пункт. И он, как выяснилось, настолько перекликается с последним пунктом требований к водительскому свету что пришлось для его выполнения делать новый унифицированный модуль рабочего света, о котором пойдет речь в третьей статье данного цикла статей :)
То есть, это пока секрет, чего же там намутили :)
Но осталось ждать совсем недолго, обещаю :)
Всем пис :)
#рабочий свет
#working lights