Велосипедне освітлення

Велосипедне освітлення — оптичні прилади, встановлені на велосипед, метою яких є поліпшення видимості велосипеда та велосипедиста для інших учасників дорожнього руху в умовах поганої зовнішньої освітленості, освітлення шляху перед велосипедом, а також підсвітки дорожніх знаків і гасіїв швидкості. Згідно чинного законодавства України, велосипедист повинен мати світлоповертачі (білого кольору спереду, по боках — оранжевого, позаду — червоного). Для руху в темну пору доби і в умовах недостатньої видимості на велосипеді повинен бути встановлений та увімкнений ліхтар (фара).

Історія

Карбідна лампа на велосипеді

Найперші велосипедні лампи були олійні і почали вироблятись у 1876 для звичайних і триколісних велосипедів із масивними шинами. З 1896 року почалось виготовлення ацетиленових велосипедних ліхтарів, де джерелом світла служить відкрите полум'я від спалювання ацетилену, який, в свою чергу, утворюється з хімічної реакції карбіду кальцію з водою. Дані лампи давали яскраве світло, але потребували регулярного технічного обслуговування.

З 1888 року почалось виробництво велосипедних електричних ламп, але ті не мали попиту до 1898. Вони включали низьковольтну лампу розжарення та свинцево-кислотний акумулятор або динамо-машину. Свинцево-кислотні акумулятори були замінені сухими елементами, а пізніше лужними батареями. Спочатку динамо-машина виготовлялась як окремий пристрій, що монтується на вилку з фрикційною передачею від обода колеса. Пізніше динамо-машини почали вмонтовувати в маточину колеса. На даний час замість ламп розжарення в велосипедних фарах все частіше застосовуються потужні світлодіоди, рідше галогенові лампи. Корпуси та лінзи ліхтарів виготовляють з пластику. Корпуси світлодіодних передніх фар часто виконують також роль радіаторів, тому їх виготовляють з алюмінієвих сплавів.

Правові вимоги

Відповідно до Міжнародної Віденської конвенції про дорожній рух ООН велосипед є транспортним засобом. Пункт «c» статті 44 Конвенції передбачає, що: «Велосипеди без двигуна в міжнародних перевезеннях повинні: бути оснащеними червоним світловідбиваючим пристроєм ззаду та пристроями, які дозволяють відбивати біле або світло-жовте світло спереду і червоне світло ззаду велосипеда». У деяких країнах, наприклад, у Франції, правопорушенням є навіть продати велосипед, який не обладнано системою освітлення, яка відповідає вимогам законодавства.

Багато країн вимагають при виготовленні чи в точці продажу оснащувати велосипеди катафотами. У Сполучених Штатах це регулюється Комісією з безпеки продуктів для споживачів. Світловідбивачвідбивачі повинні містити три світловідбиваючі панелі, розташовані під кутом 30°. Стандарт передбачає наявність білого рефлектора спереду велосипеда (як правило на передній вилці), бічних рефлекторів на кожному з коліс, червоного рефлектора, встановленого на сідловому стрижні чи задньому болотнику і жовтих рефлекторів, встановленими на передній і задній площині кожної педалі.

Закони більшості країн Європи та деяких штатів США вимагають використання передніх та задніх ліхтарів уночі, а інші дозволяють встановлювати відбивачі лише ззаду. Деякі закони встановлюють вимоги щодо сили світлового потоку та розмірів рефлекторних лінз; деякі просто встановлюють мінімальну відстань з якої повинен бути видимий будь-який освітлювальний пристрій. У деяких країнах, таких як Німеччина та Нідерланди, миготливі червоні задні ліхтарі є незаконними, в інших вони дозволяються.

У Великій Британії правила, що регулюють велосипедні вогні, викладені в «Правилах освітлення транспортних засобів» 1989 року та їхніх подальших поправках, узагальнені в «Кодексі автомобільних доріг». Правила вимагають переднього ліхтаря білого кольору, червоного заднього ліхтаря, червоного заднього світлоповертача та оранжевих чи жовтих світлоповертачів на передній і задній частині обох педалей. Світлоповертачі повинні відповідати стандарту BS 6102/2 або еквівалентному європейському стандарту. Вимоги до фар є більш складними: світловий пристрій неперервного свічення повинен відповідати стандарту BS 6102/3 або еквівалентному європейському стандарту; мигаючий світловий пристрій повинен мигати з постійною швидкістю від 60 до 240 спалахів у хвилину і має інтенсивність світла щонайменше 4 кд.

У Німеччині вимагається, щоб усі велосипеди понад 11 кг були оснащені сумісними системами освітлення з динамо-машиною, але навіть легкі велосипеди повинні бути оснащені ліхтарями з живленням від батарей чи динамо-машини, за винятком спортивних велосипедів.заборонялося використовувати велосипеди без динамо, окрім гоночних велосипедів до 11 кг. Це стимулювало ринок Німеччини виробляти високоякісні динамо-системи. З 5 липня 2013 року зміна закону дозволяє використовувати лампи на батарейках.

Освітлювальні прилади

Велосипед, декорований високопотужною LED-системою

У велосипедному освітленні використовують такі прилади:

• ліхтарі (в тому числі на голову);
• фари;
• блималки (мигалки).

Переднє освітлення

Передні велофари поділяються на стандартні і підвищеної потужності. Стандартні використовуються разом з катафотами для руху по освітлених дорогах. Вони освічують лише невелику ділянку дороги перед велосипедом. Передні ліхтарі підвищеної потужності дозволяють безпечно їхати по неосвітлених дорогах і бездоріжжю і по потужності можуть конкурувати з мотоциклетними та автомобільними фарами ближнього світла.

При виборі цих аксесуарів, звертають увагу на такі показники приладів, як яскравість, тип кріплення, колірний спектр, малюнок рефлектора.

Найпростіші велосипедні фари містять лампу розжарювання з вольфрамовою ниткою або галогенову лампу. У сучасних велофарах ці два типи ламп витісняються потужними світлодіодами білого кольору свічення. Червоні і жовті світлодіоди застосовувались у задніх ліхтарях на ряду з передніми фарами з лампою розжарення чи галогеновою лампою. Коли потужні білі світлодіоди з'явились на ринку стало можливим виготовлення на їх основі освітлювальних приладів транспортних засобів.

Перевагами світлодіодних фар є:

• Висока яскравість при низькому енергоспоживанні, тривалий час роботи від батареї;
• Тривалість роботи близько 50000 годин при дотриманні прийнятного температурного режиму роботи;
• Можливість регулювання яскравості (як правило шляхом широтно-імпульсної модуляції);
• Миттєве вмикання і вимикання, функція мигання.

Недоліками є:

• Обмежена вихідна потужність світла на одиничний світлодіод, що долається застосуванням кількох джерел світла в одній фарі;
• Високоякісні світлодіоди вимагають стабілізованого джерела струму, що збільшує вартість ліхтаря;
• Для довгого ресурсу роботи необхідне ефективне охолодження світлодіодів. Реалізується виготовленням корпусу фари з матеріалів з високою теплопровідністю та з ребрами або виступами для збільшення тепловиділення.

Заднє та габаритне освітлення

Саморобний світлодіодний задній велосипедний ліхтар з вказівниками поворотів та стоп-сигналом

Заднє світло — блималка або фара, яку зазвичай встановлюють на сідловому стрижні чи задньому багажнику. Єдиною перевагою ламп розжарення у задніх та габаритних ліхтарях є всенаправлене світло. В світлодіодних ліхтарях цей недолік усувається розміщенням кількох світлодіодів під кутом відносно один одного. Для отримання розсіяного кольорового світла використовуються білі світлодіоди і червоні та оранжеві лінзи відповідно, рідше матриці з світлодіодів червоного та оранжевого кольорів свічення.

Як заміна катафотів і прикрашання велосипеда, використовують різні LED-стрічки і насадки на ніпель.

Правилами дорожнього руху України не регламентується використання велосипедистами світлових вказівників повороту і стоп-сигналів, попередження про маневр здійснюється витягнутою вбік, піднятою вверх чи зігнутою в лікті рукою. Але багато саморобних і заводського виробництва задніх велосипедних ліхтарів оснащуються вказівниками поворотів оранжевого кольору, що мигають з частотою близькою до 2 Гц та стоп-сигналом червоного кольору постійного свічення. Керування вказівниками поворотів здійснюється з допомогою перемикача, що як правило, кріпиться на кермо, а стоп-сигнал активується за допомогою вимикача, що кріпиться на тросі заднього гальма.

Джерела живлення

Батареї та акумулятори

Тип і напруга живлення:

• 3В: від двох батарей AA чи AAA, рідше двох батарей C чи D. Невеликі світлодіодні «маячки» можуть живитись від літієвої батареї типу CR2032;
• 3,7В: часто в якості передньої велофари застосовують ручний ліхтар на Li-ion акумуляторі з спеціальним кріпленням на кермо велосипеда;
• 4,5В: ліхтарі, що живляться від батареї 3R12 мало розповсюджені;
• 6В: чотири батареї AA;
• 9В: деякі ліхтарі живляться від батареї типу «Крона»;
• 12В: така напруга живлення дозволяє приєднувати до бортової мережі велосипеда автомобільні зарядні пристрої мобільного телефону чи GPS-навігатора, електричні компресори для накачування шин. Живиться бортова мережа переважно від герметичного свинцево-кислотного акумулятора.

Впровадження в 2005 році NiMH акумуляторів з низьким саморозрядом(LSD-NiMH) зробило акумуляторні батареї розміру AA і AAA більш життєздатними для світлодіодного велосипедного освітлення. Раніше ефект саморозряду NiCd і NiMH акумуляторів призводив до того, що батарея розряджалася протягом декількох тижнів або кількох місяців, навіть якщо вона не використовується. Це було проблемою для світлодіодів з низьким енергоспоживанням, а також для користувачів, які рідко використовували велосипедні ліхтарі. Батарея LSD-NiMH значно зменшує ефект саморозряду, дозволяючи батареї утримувати заряд протягом року або більше. Для більш потужних ліхтарів часто потрібен зовнішній акумулятор 12V VRLA battery. Ці акумуляторні батареї зазвичай прикріплюються до верхньої трубки рами або мають корпус, що кріпиться замість фляготримача або в кошик. Кабель підключає акумулятор до джерела світла.

Альтернативно, батареї Li-ion і LiPo стають все більш популярними у велосипедистів через їх високоефективність і незначну масу, в порівнянні зі звичайними батареями. Зокрема, акумулятор 18650, який був популярним серед виробників електромобілів (з тих же причин) і найчастіше зустрічається в ноутбуках і ліхтарях.

Динамо-машина

Динамо-втулка «SONdelux»

Пляшковий динамо, встановлений на передньому колесі

Велосипедні динамо — це магнето, що виробляють змінний струм.

Типи

Бувають таких типів:

• Динамо-втулкавбудовується в передню або задню колісну втулку. Загалом, вони є найбільш надійними та найбільш ефективними з трьох типів.
• Пляшковий динамо прикріплюється до сидіння або вилки і обертається маленьким колесом, що стикається з боковиною шини. Вони легше модернізуються, ніж динамо втулка, але схильні до ковзання, особливо у вологих умовах.
• Динамо на каретці встановлюють поміж нижніми стійками заднього трикутника за кареткою і подаються на ролик проти ободу колеса. Вони легко вміщаються і не зносять бокову поверхню шини.

Переваги

• Час використання не обмежений терміном служби акумулятора;
• Не потрібно заряджати або замінювати джерело живлення;
• Більш екологічніші і дешевші, ніж живлення від акумулятора;
• Як правило, не потрібно знімати при парковці велосипеда.

Недоліки

• Відсутність освітлення, коли велосипед рухається дуже повільно або зупиняється, якщо в системі немає конденсаторів або резервних акумуляторів;
• Максимальна вихідна потужність нижча, ніж у акумуляторів;
• Складно зняти власником за необхідності, щоб запобігти крадіжці або вандалізму, або щоб використовувати їх на кількох велосипедах;
• Дешеві або погано налаштовані динамо спричиняють помітне додаткове механічне навантаження на колесо;
• Старі динамо-машини та ліхтарі не обмежували вихідну напругу, що призводило до швидкого згорання ламп розжарювання. Сучасні лампи та динамо-машини містять обмежувачі напруги для вирішення цієї проблеми.
• Не підходить для потужних споживачів, крім випадків, якщо вони не призначені для підзарядки бортового акумулятора.

Посилання

• Постанова Кабінету Міністрів України «Про Правила дорожнього руху» від 10.10.2001 № 1306 [Архівовано 23 вересня 2017 у Wayback Machine.] — п.6 Вимоги до велосипедистів
• Особливості нічного катання на велосипеді — ВелоМандри
• Все про ксенонові фари