Велофара с ближним и дальним.

Сверхяркие светодиодные фонари - обсуждение готовых, самоделки и т.п.

Велофара с ближним и дальним.

Сообщение kompilator » 10 дек 2015, 10:35

Здравствуйте.
Почитав Ваш (теперь уже наш) форум, я понял, вести здесь ветку по созданию новой велофары будет правильным решением.
Мной разработано и выпущено в мелкую серию две велосипедных фары с уклоном на правильное светораспределение, т.е. раздельные ближний-средний-дальний.
Во всех зонах установлены коллиматорные линзы, по этому ближний получился - очень ближним, а именно, не более 5-7 метров засветки перед колесом. Этого явно недостаточно, учитывая то, что перед колесом самая яркая зона, далее идет на спад.
Но такое решение позволило действительно, не слепить пешеходов и водителей движущихся во встречном направлении.
В обсуждаемой здесь фаре, ближний будет формироваться рефлектором и отправляться на линзу, так же как это реализовано в автомобильной фаре.
В данный момент я в больнице, читаю всякую всячину по оптике, если кто знает хорошие ссылки по данной теме (кроме той, что на народ.ру, там нет полезного, либо я не нашел), с радостью возьму их на заметку.
Очень интересуют рефлекторы ближнего для светодиодов под линзованую оптику.
Пока все, пишите свои мысли.
Спасибо.
kompilator
Фонарик
Фонарик
 
Сообщений: 11
Зарегистрирован: 08 дек 2015, 12:10
Благодарил (а): 0 раз.
Поблагодарили: 0 раз.

Re: Велофара с ближним и дальним.

Сообщение vadimka » 10 дек 2015, 13:32

Велофара с ближним и дальним ,ИМХО станоаится актуальной. Иногда хочется запустить чемнить тяжелым в велик с "крутым " светом. Хотя один раз за городом один меня достал. Там как раз с моста спуск и весь встречный свет в твое еб"ло, пардон , глазки. А у меня кроме штатного еще и фонарик в руках был.Ну я им подсветил ему, а он неправильно меня понял и свалил с дорожки в кусты Оставшиеся 10 км ехал и ржал :lol:
ЗЫ Ну а насчет ближнего-дальнего с одной линзы или рефлектора, ИМХО не очень сложно. Один диод стоит в центре фокуса, второй со смешением . Вот и переключай их.
Ну или самый распространенный вариант, несколько диодных пар направленных на разные расстояния. Обычно выглядит колхозно
Аватар пользователя
vadimka
Scio me nihil scire
Scio me nihil scire
 
Сообщений: 5011
Зарегистрирован: 10 окт 2010, 22:38
Откуда: Чуйская долина -- Норд - Рейн-Вестфалия (Рур гебит) Germany,Wesel
Благодарил (а): 214 раз.
Поблагодарили: 157 раз.

Re: Велофара с ближним и дальним.

Сообщение George » 10 дек 2015, 14:27

kompilator писал(а):...В обсуждаемой здесь фаре, ближний будет формироваться рефлектором и отправляться на линзу, так же как это реализовано в автомобильной фаре...

А вопрос с рефлектором (проектировка, изготовление) как решать собрался, если не секрет?
George
Scio me nihil scire
Scio me nihil scire
 
Сообщений: 1418
Зарегистрирован: 16 янв 2013, 17:06
Откуда: Днепропетровск
Благодарил (а): 10 раз.
Поблагодарили: 85 раз.

Re: Велофара с ближним и дальним.

Сообщение vadimka » 10 дек 2015, 15:30

Донышко от пивной банки. Совмещение приятного с полезным ;)
Аватар пользователя
vadimka
Scio me nihil scire
Scio me nihil scire
 
Сообщений: 5011
Зарегистрирован: 10 окт 2010, 22:38
Откуда: Чуйская долина -- Норд - Рейн-Вестфалия (Рур гебит) Germany,Wesel
Благодарил (а): 214 раз.
Поблагодарили: 157 раз.

Re: Велофара с ближним и дальним.

Сообщение kompilator » 10 дек 2015, 15:54

George писал(а):А вопрос с рефлектором (проектировка, изготовление) как решать собрался, если не секрет?

На разбор взял фару от Лексуса.
Блок состоит из 3-х частей, 2 - линзовые+рефлектор, 1- рефлектор.
Одна линзово+рефлекторная сборка меня устраивает, но светит широковато в горизонтальной плоскости и узковато в вертикальной.
До больницы отсканировал имеющийся рефлектор, сделал 3Д модель. Как вернусь домой, буду менять рисунок света, сужать ширину и расширять высоту.
Т.к. программы расчета оптических систем осваивать не хочу, буду делать некоторое количество рефлекторов с разной геометрией и смотреть результат.
В общем основы оптики я усвоил, понимаю, как надо изменять модель.
---
Изготовление опытных образцов, дома на своем ЧПУ.
Для серии, сделаю прессформу и буду лить из пластика под давлением.
Хромирование, пока не знаю, думаю опытные образцы из баллончика, а дальше посмотрим.
kompilator
Фонарик
Фонарик
 
Сообщений: 11
Зарегистрирован: 08 дек 2015, 12:10
Благодарил (а): 0 раз.
Поблагодарили: 0 раз.

Re: Велофара с ближним и дальним.

Сообщение kompilator » 10 дек 2015, 15:55

vadimka писал(а):Ну или самый распространенный вариант, несколько диодных пар направленных на разные расстояния. Обычно выглядит колхозно

Именно так у меня и было, только не колхозно.
Колхоз нам не нужен.
kompilator
Фонарик
Фонарик
 
Сообщений: 11
Зарегистрирован: 08 дек 2015, 12:10
Благодарил (а): 0 раз.
Поблагодарили: 0 раз.

Re: Велофара с ближним и дальним.

Сообщение George » 10 дек 2015, 16:43

kompilator писал(а):...
Хромирование, пока не знаю, думаю опытные образцы из баллончика, а дальше посмотрим.


За баллон забудь! Ищи или вакуумное напыление алюминия. Но это, обычно не мелкосерийное производство (у самого под боком завод, а никак!) Или химическое серебрение. Но здесь, какой "мастер" попадется.
George
Scio me nihil scire
Scio me nihil scire
 
Сообщений: 1418
Зарегистрирован: 16 янв 2013, 17:06
Откуда: Днепропетровск
Благодарил (а): 10 раз.
Поблагодарили: 85 раз.

Re: Велофара с ближним и дальним.

Сообщение kompilator » 10 дек 2015, 16:54

George писал(а):Или химическое серебрение. Но здесь, какой "мастер" попадется.

Свои фары сам успешно анодирую, с гальваникой серебрения думаю справлюсь.
kompilator
Фонарик
Фонарик
 
Сообщений: 11
Зарегистрирован: 08 дек 2015, 12:10
Благодарил (а): 0 раз.
Поблагодарили: 0 раз.

Re: Велофара с ближним и дальним.

Сообщение George » 10 дек 2015, 16:56

я не гальванику имел в виду, а типа "хромирование". Таким образом раньше зеркала делали. На счет гальваники оооочень не уверен.
George
Scio me nihil scire
Scio me nihil scire
 
Сообщений: 1418
Зарегистрирован: 16 янв 2013, 17:06
Откуда: Днепропетровск
Благодарил (а): 10 раз.
Поблагодарили: 85 раз.

Re: Велофара с ближним и дальним.

Сообщение George » 10 дек 2015, 17:51

kompilator писал(а):...
Для серии, сделаю прессформу и буду лить из пластика под давлением.
...

Серия не маленькой должна быть, чтоб отбить вложения. Формы для рефлектора и корпуса (предположу, что литой, алюминиевый). С нуля и в такой проект?...
George
Scio me nihil scire
Scio me nihil scire
 
Сообщений: 1418
Зарегистрирован: 16 янв 2013, 17:06
Откуда: Днепропетровск
Благодарил (а): 10 раз.
Поблагодарили: 85 раз.

Re: Велофара с ближним и дальним.

Сообщение kompilator » 10 дек 2015, 19:47

George писал(а):Серия не маленькой должна быть, чтоб отбить вложения. Формы для рефлектора и корпуса (предположу, что литой, алюминиевый). С нуля и в такой проект?...

Я сам делаю пресс формы и самодельный станок для литья у меня скоро будет.
Моё правило, все комплектующие делай сам ! ::D
Только вот коллиматоры покупаю, провода и кнопки.
kompilator
Фонарик
Фонарик
 
Сообщений: 11
Зарегистрирован: 08 дек 2015, 12:10
Благодарил (а): 0 раз.
Поблагодарили: 0 раз.

Re: Велофара с ближним и дальним.

Сообщение kompilator » 16 фев 2016, 14:41

Кому интересно продолжение этой темы, заходите сюда - http://велосвет.рф/kompilator_k-4.html
Прошу прощения за ссылку, тег не хочет её понимать, придётся скопировать и вставить в адресную строку руками.
kompilator
Фонарик
Фонарик
 
Сообщений: 11
Зарегистрирован: 08 дек 2015, 12:10
Благодарил (а): 0 раз.
Поблагодарили: 0 раз.

Re: Велофара с ближним и дальним.

Сообщение Компилятор » 31 июл 2016, 21:25

И я делаю такую же фару, значит, будем делать её вместе !
:)
По ссылке история разработки.
http://xn--b1aaib2asvk.xn--p1ai/kompilator_k-3m.html
Аватар пользователя
Компилятор
Фонарик
Фонарик
 
Сообщений: 25
Зарегистрирован: 05 ноя 2012, 19:42
Откуда: Москва
Благодарил (а): 1 раз.
Поблагодарили: 1 раз.

Re: Велофара с ближним и дальним.

Сообщение Компилятор » 09 авг 2016, 11:51

Здравствуйте, уважаемые коллеги.

Решил выложить хронологию разработки новой модели велосипедной фары, предыдущая модель (обзор - http://xn--b1aaib2asvk.xn--p1ai/kompilator3o.html) была великовата и тяжеловата, в добавок к этому страдала близорукостью, т.е. ближний покрывал лишь 3 метра дороги перед колесом велосипеда, что я считаю недостаточным.


Фара даст полноценный свет, не уступающий автомобильному как в мощности, так и в распределении.

А именно, мощный дальний позволяющий видеть на расстоянии не менее 50-ти метров.
Широкий свет средней зоны, для комфортного перемещения по пересеченной местности, в лесу и т.п.
Грамотный ближний, с четкой светотеневой границей, обеспечивающий уверенный засвет дороги до 15-ти метров, при этом не ослепляющий двигающихся во встречном направлении.

Как и в моей предыдущей разработке, K-3М заимеет три раздельно управляемые и настраиваемые зоны: ближнюю, среднюю, дальнюю. Однако, будет устранена "близорукость" прошлой разработки на ближней зоне.

Управление перейдет по наследству, с той лишь разницей, что кнопка с корпуса переместится на выноской переключатель.
Скорее всего добавлю ячеек для пользовательских настроек. Сейчас, управление организовано так :

Из видео можно понять как работает настройка режимов, представлена фара К-6.



В двух словах, имеется 6 пользовательских режимов, включаемых при помощи 3-х позиционного переключателя.
1,2,3 - запрограммированных Вами режима хранятся в первом блоке, 4,5,6 - во-втором. Переключение между блоками осуществляется двойным (как 2-й клик мыши) нажатием кнопки управления. А сами эти три режима соответствуют трём положениям выносного переключателя.

Режимов стало не хватать (6-ти) , по этому решил добавить еще 4.
2 к первой группе, и 2 ко второй. Всего получим 10 настраиваемых режима. Думаю в этом случае их хватит всем.

Алгоритм их включения такой - в выключенном состоянии (фара включена, свет нет) переключатель находится в среднем положении.

Переключаем влево - включается 7-й режим, переключаем обратно в центр - гаснет.
Переключаем вправо из центра - включается 8-й режим, переключаем обратно в центр - гаснет.
Если в выключенном состоянии переключатель оказался в одном из крайних положений (при подключении АКБ например), то ничего не горит. Переводим в центр, и обратно в крайнее - загорается 7 или 8 режим.
Таким же образом включаются 9 и 10 режимы, для этого надо двойным кликом включить вторую группу.
Если при работающем 7,8,9,10 режиме нажать кнопку управления, включится штатно, как и раньше, запрограммированный 1-6 режим.

Драйвер будет переработан в плане уменьшения размеров и оптимизации последующего производства фар.
Схема зарекомендовала себя очень хорошо, более 3-х лет она трудится на моём велосипеде, в К-6 мощностью 50 ватт.
На фото старый драйвер.

Изображение

Светодиоды. Хватит уже использовать старые-добрые XM-L, летом 2015 года, CREE выпустила им на смену линейку очень интересных кристаллов.

Я остановил свой выбор на XHP-35, чей размер несколько меньше XMLного, а мощность на 40% выше, что вкупе с отличным КПД - 200 люменн на ватт, против 160 у самых последних хмелей, даст нам возможность в небольшой по габаритам фаре иметь приличный запас яркости.

Теоретически, на нейтральных бинах с учетом потерь связанных с нагревом и в оптике, с одного кристалла мы получим не менее 1200 люмен, у XML этот показатель находился возле отметки 800.
Пока я не определился с количеством источников света, хочу остановиться на трёх, при таком раскладе будем иметь 3 200 люмен, чего должно хватить почти всем.

Управлять зарядом, балансировкой, КЗ, переразряд и перезаряд будет плата контроллера который предстоит разработать.

ЗУ будет встроено в саму сборку, на ней будет разъём мама XT-60 для подключения фары, разъём мама для подключения блока питания и разъём USB для использования батареи в качестве "повербанки". На USB будет 5 вольт и предположительно 3 ампера.

Начал воевать с оптикой ближнего света.

Собрал некое подобие мини-стенда, выточил первый, пробный отражатель.
Порадовало то, что сразу всё заработало, т.е. получилась светотеневая граница, свет собран у самого её среза, что позволит "послать" вдаль больше, чем под колесо, тем самым обеспечив равномерный "засвет" по всей длине.

XHP35 которые будут устанавливаться в К-4, еще не пришли, по этому экспериментирую пока на XPG-2.
Подал 1.5А, на выходе не менее 400 люмен, ослепления нет и в помине.
Размер порадовал, внешняя линза получается диаметром - 21 мм, длина всего ближнего блока 32 мм. Это значит, размер фары будет небольшим.

Минус - граница получилась со слегка загнутыми кверху краями, буду этот косяк исправлять.
Вашему вниманию предлагаю несколько фото мегаколхозного мини-стенда. Всё выполнено из обрезков алюминия, смотрится дико, но светит.

Изображение

Изображение

Как и следовало ожидать, простым копированием автофары дело не обошлось.
Изучаю программу моделирования оптических систем.
Есть сдвиги, но как я и думал, все оказалось очень сложно, без специального образования тяжело.
Выжал максимум из обычного рефлектора, как мог размазал пятно по длине засветки, но оно еще слишком яркое:

Изображение

Теперь пытаюсь сделать отражатель составным и перекинуть часть света из зоны 4-5 метров в зону 7-8-9 метров.
На фото цифры, это миллиметры. Нуль (сверху) это руль велосипеда с фарой, вниз 10 метров дороги.
Как видно, ширина света будет порядка 2.5-3 метров по всей длине, никуда больше ничего не тратим.

Танцы с бубном вокруг равномерного распределения света исказили линию светотеневой границы, которую мы видим на стене.
Она получилась с провалом вниз, но это даже лучше в плане неослепления, встав перед велосипедом и присев не будешь ослеплён. Только если распластаться ниже 50 см, тогда зацепит.
Нуль по горизонтальной шкале, это 1 метр от земли, именно та высота, на которой установлена фара.
На рисунке ниже, стена на расстоянии 10 метров от фары.
Ширина стены 6 метров, т.е. 1 вертикальное деление равно 50 см.

Изображение

Разработка ведется с учетом горизонтально установленного модуля ближнего. Т.е. если высота руля от земли 1 м, то и наивысший верхний срез светотеневой границы будет 1 метр на любом разумном удалении.

Сложил 2 картинки, сейчас примерно так визуализируется программой.

Изображение

Я думал-думал и наконец придумал как сделать (растянуть) из яркого светового пятна, продолговатое, покрывающее более-менее равномерной яркостью 10 метров дороги перед велосипедом.

Поступил так - разбил дорогу на 10 блоков (зон), чтобы видеть в какую зону, какой частью рефлектора отражаются лучи.
На фото ниже, общий план (вид справа, вид сверху).

Изображение

На следующих фото видно, как по разному, в зависимости от зоны освещения отражаются лучи внутри рефлектора.

Тут сделана выборка лучей попадающих только в 10-ю зону, самую дальнюю от фары.

Изображение

Ниже, видим те лучи, которые освещают только 3-ю зону.

Изображение

Здесь, все лучи. Попробуй разберись ...

Изображение

Такой метод оказался очень наглядным.
Далее, я из тех зон, где отражались лучи в яркое пятно, начал изменяя рефлектор, перенаправлять оных в даль (в неосвещенную зону).
В итоге рефлектор теперь состоит, как бы из 11-ти сегментов (ниже его 3D модель).

Изображение

Диаграмма освещенности имеет такой вид.

Изображение

UPD: Сегментированный рефлектор давал очень сегментированную же картину света, отказался.
Перерасчитал на гладкий.


Приехали мои светодиоды.

Редкость они оказывается редкостная, отвалил за 10 штучек - 8050 руб.
Дедомизированных достать не удалось, потому срезал линзу как мог аккуратно, но неровность вылезла в небольшом артефакте. Это кольцо, выше светотеневой границы.
Кольцо настолько малозаметно, что на стене разглядеть можно только глазом. Камере его зафиксировать не удалось.
Когда придут безлинзовые, будет круто.
Вот прототипчик, размеры сопоставимы с первым.

Изображение

Светотеневая порадовала идеальной прямой линией. Вверху которой чернота.
Правая часть границы завалена, т.к. прототип стоит под углом 45 градусов, в 3-х метрах от стены.
Общий рисунок на стене соответствует расчетному в программе, это радует.

Изображение

С одинаковыми параметрами, был снят вид на прототип.
Расстояние до источника 4 метра.
1-й снимок, фотоаппарат на уровне 1 м. 60 см.
2-й снимок, фотоаппарат на уровне 60 см.
Вердикт: она нихрена не слепит, вообще .
Ах, да, в светодиод идёт 10 ватт, т.е. на выходе примерно 1000 люмен с учетом потерь на оптике.

Изображение

Изображение

Произвел съемку прототипа ближнего для K-3m.
Параметры съёмки взяты с таким расчетом, чтобы изображение на фото максимально совпадало с реальным.

То, что я увидел, мне очень понравилось. Если честно, не ожидал столько света от одного светодиода.

Вся система потребляет 13.5 ватт, учитывая КПД драйвера 95%, на кристалл приходит 12.8 ватт. Мой бин на такой мощности отваливает 1700 lm. света. За минус 25% потерь в оптической схеме, получаем - 1250.
И все эти 1250 люмен лежат на дороге, ничего не улетает в небо, вся моща идёт в дело, чего я собственно и добивался.

Для сравнения, есть фото ближнего света авто. Это Форд Фокус-2, 2007 г.в. Одну фару я прикрыл, так мне показалось честнее. Смотрите что получилось.

Для того, чтобы было нагляднее сравнивать фото, разместил их в своей сравнилке, проходите, смотрите - http://xn--b1aaib2asvk.xn--p1ai/compare.html?idright=32&idleft=37&navmenul=Kompilatorleft&navmenur=Kompilatorright&resimg=1&scrtop=0.
Кто не знает как сравнивать фото на моём ресурсе, наводите указатель мышы на иконку с надписью - "3600 lm.", всплывает подсказка, читаем, смотрим фото.
Наводим на следующую иконку, читаем, смотрим и т.д.



Чуть не забыл, ближняя бутыль с синей незамерзайкой - 10 метров. Что подальше - 15 м.

И вот ещё, фотоаппарат очень сильно выпячивает засвет в середине (участок 4-7 метров), это беда всей техники. На глаз, практически нет повышения яркости, всё ровненько.
Свет лег равномерно до отметки в 9 метров, далее видим плавный спад. Мне было хорошо видно дорогу, вплоть до 25 метров, для велосипеда вполне.
Несмотря на то, что я доволен (слабо сказано) результатом, все же немного поработаю над рефлектором. А именно, направлю ещё больше света вдаль.

ВЛМ - вертикальная литьевая машина.

Для производства К-3М, приходится решать задачи казалось бы, никак не связанные с самой фарой.

Начал строить вертикальную литьевую машинку (для изготовления пластиковых деталей, рефлекторов, крышек, панелей). Она будет базироваться на гидравлическом прессе, 10 тонн.

Изображение

Литьевая машинка работает уже давно, но только на днях пришли недостающие мелочи, она окончательно собрана и готова к полноценной эксплуатации.

Изготовлен электронный блок управления, он следит за температурой пластика с хорошей точностью (+- 2С°).
Точность нужна для того, чтобы литьё проходило без сбоев и при минимальной температуре с невысоким давлением впрыска деталь полностью проливалась.

Изображение

Доделал пресс-форму, это мой первый блин. Он получился комом, но вроде работает.

Изображение

Изображение

Отлил первый, тестовый рефлектор.
Качество меня полностью устраивает.

Изображение

Теперь нужно оптимизировать процесс литья, и научиться "хромировать" отражатель.

Контроллер батареи.

Параллельно с работами по пластику, разрабатываю плату зарядного устройства.
Она будет установлена с торца стандартной АКБ, высота сборки увеличится на 23 мм.
У батареи будет 1 вход/выход для заряда и питания фары, будет USB разъём для заряда гаджетов, рассчитанный на 3 ампера. Выход с защитой от КЗ.
Защита от переразряда и КЗ самой батареи.
Будет 4 светодиода, индикатора оставшейся энергии (25-50-75-100%) и самое главное - балансировка ячеек.

Как раз сегодня закончил со схемой, почти развёл плату.

Изображение

Схема получилась немаленькой, хотел максимально упростить, но не вышло.
Тогда пришлось бы делать на специализированной микросхеме, а их цены не опускаются ниже 700 р.
Здесь же, себестоимость вышла в пределах 250 р.

Изображение

Новая плата драйвера.

Развёл плату под новый корпус. В старом варианте она была ориентирована горизонтально, теперь вертикально + кнопка управления перекочевала на руль.
Благодаря этому, длина фары уменьшится с 76 мм до 46.

Изображение

Производительность и нагрев светодиодов XHP-35.

Собираю проверочный стенд для настройки новой (вертикальной) платы драйвера.
Как только разобрался с мощностями светодиодов в различных режимах, решил оценить их нагрев на максимуме (все 3 диода, 36 ватт).
Т.к. новый корпус будет на 30% меньше, это может привести к быстрому перегреву на больших токах, находясь без движения (на стоянке).
Однако, скорость нагрева радиатора на который установлены светодиоды была меньше чем от трёх XM-L (24 ватта).

Это подтверждает информацию из даташита (ссылка), которой я не поверил.
XHP-35 потребляя 36 ватт, выделяет тепла меньше, чем XM-L при 24 ваттах, а света отдаёт больше.

Так же, решил сравнить КПД на "холодном" +20С° и "горячем" +55С° радиаторе. Как видите из фото ниже, разница 7.5%, что у К-3М составит 225 lm. То есть, максимальные режимы стоит использовать лишь в движении, что логично.

Изображение
Аватар пользователя
Компилятор
Фонарик
Фонарик
 
Сообщений: 25
Зарегистрирован: 05 ноя 2012, 19:42
Откуда: Москва
Благодарил (а): 1 раз.
Поблагодарили: 1 раз.

Re: Велофара с ближним и дальним.

Сообщение vtral » 09 авг 2016, 18:11

Прессу колесиков не хватает. Своему сделал, очень удобно передвигать стало.
Троллей игнорирую. Пусть дохнут с голода.
vtral
Scio me nihil scire
Scio me nihil scire
 
Сообщений: 3514
Зарегистрирован: 23 дек 2012, 15:11
Откуда: Юг Западной Сибири
Благодарил (а): 38 раз.
Поблагодарили: 215 раз.

След.

Вернуться в Фонари, прочие автономные источники света

Кто сейчас на форуме

Зарегистрированные пользователи: adapter, Alexa [Bot], Artem1970, Bing [Bot], BVlad, comrad, Светочъ, Связист, FLAGG, Google [Bot], Google Feedfetcher, greega, incyad, ISKRA, ivdor, Kom-Svet, kukan2, kulibin, Ledsvet2017, mailru, Majestic-12 [Bot], mak64, MAQ, miando, Nitro, olegbr, optomled, Олег64, papahen, ptaha, recolt, smartstair24, VA, vadimka, Yahoo [Bot], казанец, Лоцман, Яндексбот