Из истории налобного фонаря

[iskatel]

Руки заняты работой, а свет нужен. Работа может быть самой разной, от работы в шахте и спелеологии до ковыряния в электрощитке и ремонтных работ в глубине чрева огромного сухогруза.
Свет нужен всегда и везде. Понимать-то люди понимали, но вот как укрепить свет на себе, особенно если размещение фонаря рядом на полу (если есть пол, хехе) категорически не подходит ?
Хорошо было основателю одной из мировых религий, у котогово камень завис в воздухе; увы, летающие без затрат энергии фонари человечество пока делать не научилось.
Оставалась одна возможность - на голове. Куда смотрим, туда и светим, если свет направленный, или же просто светим, если всенаправленный факел.
Древнейшие светильники - коптилки. Обычно с маслом (или топленым жиром) и фитилём. Чадящие, крайне плохо светившие, зато простые. Потому и применялись тысячелетиями, до начала 20го века включительно.




американский золотодобытчик, 19й век, что-то типа бригадира по нашим меркам. Он мог себе позволить такую роскошь, как держать фонарь рукой.



Вид коптилки мало изменился за тысячелетие, разве что металлический корпус вместо керамики-дерева.



Конец 19- нач. 20 века, рабочие в шахтах.
Фотографии американских шахтёров, в основном детей-шахтёров, из американских архивов.

























фото отсюда

Потом настала эра газовых и электрических фонарей. Почему "и" ? Да потому что дать такой мощный свет, как факел горящего ацетилена (даже у небольшой горелки), до недавних пор электрические фонари никак не могли, даже если батарейка весила не сто грамм, а пару кг.



рабочий с налобным фонарем. США , 1я пол. 20го века.

Направленный луч света мощная лампа накаливания с внешним батарейно-аккумуляторным блоком ещё как-то могла дать, а вот мощный рассеянный свет, да чтоб носимого комплекта хватило на десятки часов - никак нет.
(Желающие могут прикрепить на пояс автомобильный аккумулятор и попробовать поносить с собой, а также поработать с таким фонариком)
Легкие электрофонари (по старым меркам несколько сот грамм с аккумами считались легкими ) давали свет не в пример более тусклый,

Весь 20й век, да и начало 21го, в качестве налобных использовали параллельно газовые и электрические фонари.
Это в уличном освещении газовые отжили своё в 1й половине века.

Ацетиленовая (карбидная) горелка-фонарь.
Лишь в последние годы спелеологам Украины рекомендовано (Украинской Спелеологической Ассоциацией) прекратить использование карбидок, как небезопасных , отравляющих воздух (которого в пещерах и так немного) и дающих массу вредных отходов.
(как рассказывал знакомый "и вот лезу я, с Фениксом 10м, а чуть выше другой, с карбидкой, и все отходы каак высыпали прямо на меня" )

Газовый факел даёт объемный свет, и, несмотря на низкий кпд такого фонаря, за счёт очень высокой энергоемкости (газовый генератор с карбидом) карбидка была незаменима буквально до последних лет.
Это позволяет работать боковому зрению, способствует меньшей усталости глаз.
Объемный свет карбидки позволяет осветить довольно большие объемы (колодцы, залы) целиком, чувствовать разом их объем и геометрию. тут

Старая немецкая карбидка (газ. генератор и фонарь)





Современная модель, от крайне любимого альпинистами и спелеологами Petzl.



типовая оснастка спелеолога в недавнем прошлом - электрический (на фото - уже светодиодный) фонарь для ближнего направленного света и карбидка для всенаправленного.



Идут с карбидками.



Свет, даваемый карбидкой.




Карбидки бывают двух типов: открытого и закрытого. (реакции и пояснения принципа работы)

отсюда - проход с карбидкой.


Рабочие , 2я пол. 20го в.







Вполне современные, для конца 20го в., электрофонари, лампа накаливания (как вариант галогенная или с криптоном) и аккумулятор на выносном блоке.


Лишь в последние годы бурное развитие светодиодов и микроэлектроники позволило создать компактные и легкие фонари, которые могут давать как направленный, так и всенаправвленный свет, причем мощный и долгое время , да ещё от и от аккумуляторов, весящих сотню грамм.

Почему микроэлектроники ? А потому что светодиоды (мы тут говорим о белых, сверхъярких) требуют напряжения с точностью до нескольких сотых вольта, там весь рабочий диапазон, от сверхмалой яркости до максимальной (примерно в 1000 раз и более) укладывается менее чем в 1 вольт,
и если мы хотим иметь постоянную яркость света, то нам надо ещё и поддерживать постоянный ток, в каждом режиме свой.
Или регулировать ШИМом (высокочастотным, неск. кГц и более - нормально, встречающиеся в дешевых фонарях 60-200 гц на диодах дают видимое мерцание и сильно утомляют глаза ).

Управляются режимы микроконтроллером.
Современная плата управления по размеру соответствует крошечной 10коп монете, мощнее соизмеримы с пятаком.

Светоотдача современных белых сверхъярких диодов находится на уровне 150 лм/Вт, и это не предел.

Один из новейших, Cree XM-L (datasheet)





Пример спектра для нейтрального белого бина (диод выпускается с цветовой температурой от 2600 до 8000К, возможна покупка любого цветового бина с точностью +- 200-300К. Понятно, в розницу купиить непросто, но можно. Заменить самому в фонарях очень проблемно)

Можно заметить несколько лУчшую равномерность излучения по спектру, особенно у нейтральных и теплых бинов, что на практике выливается в улученную цветопередачу и бОльшую естественность света.
90 CRI тут нет и не предвидится, но приятные 75-80 - вполне.

Спектр по документации


Измерения одного из экземпляров нейтрально-белого XM-L.


Белый свет с температурой 4-4.5 тыс.К ("нейтрально-белый") несколько лучше проникает сквозь туман, тк. там значительно больше красного и желтого цветов.
Зато яркость максимальна именно у холодно-белых бинов.

В итоге, например, мощный налобный фонарь ZebraLight H600 весит 39 (тридцать девять) гр., к нему аккумулятор весом 45-48гр., и оголовье весом 25-50 гр.
Эта крошка даёт свет от 0.1 до 420 люмен, в турбо-режиме (только кратковременно, из-за перегрева) до 750 лм.
Это эквивалент 60ти ваттной лампы накаливания, со сфокусированным светом, и с лУчшим спектром.




Простым наклеиванием пленки свет превращается в рассеянный, заводская модификация будет называться H600F (w), самодельная - как наречёте.

А вот его конкурент, Spark ST6-500CW, правда, конкурент пока что даже не научился вывешивать актуальное описание на своём сайте, но фонарь неплохой, хоть и с парой серьёзных недостатков . Зато в комплекте 2 стекла, прозрачное и матовое.

Мелкая Зебра и Спарк на каске.



Зебра, когда подсевший аккум уже не может обеспечивать постоянную яркость на текущем режиме, автоматически уходит на мЕньший, Спарк тупо гаснет и мЕньший режим приходится включать вручную).
Зебра имеет встроенную защиту от переразряда аккума (что для литиевого смертельно), Спарк полагается на то, что вы вставили в него аккум с встроенной защитой.
Впрочем, разумные люди в любой фонарь, если он на литиевых аккумах, вставляют защищенные аккумуляторы.

Ёмкий литиевый аккумулятор формата 18650 имеет вдвое бОльшую энергоемкость, чем лучшие АА аккумы, и позволяет втиснуть в небольшой объем и 48гр веса эквивалент более чем 3х АА.
Правда, эти аккумуляторы несколько опаснее, в случае КЗ , поэтому умные люди применяют аккумы с установленной платой защиты от КЗ и перезаряда-переразряда.
Такая плата в случае КЗ или выхода напряжения при заряде-разряде за безопасные рамки просто выключает аккумулятор.

Обе модели (как и прочие модели этих фирм) выпускаются как с диодами, дающими холодный свет (6300-6500К), так и с нейтральными (4000-4500К).

Мелкие Зебры также доступны с Rebel'ом, с улучшенной цветопередачей (CRI=85 !), нейтрально-белым (4000 K). За цветопередачу платим снижением светоотдачи. Увы, с этим диодом доступна только 51я модель на 1 АА аккумуляторе. А жаль, с таким кпд литиевый аккум (или 3-4 АА на выносном блоке) просто необходим.

60-я Зебра , свет в тоннеле. 600-я значительно ярче и мощнее.



=========

Иногда, наоборот, нужен равномерный ближний свет - зачем мне прожектор, чтобы светить в узком ходу пещеры, во внутренности компа, в электрощиток, в двигатель автомашины, да и просто читать при его свете ?
Мощный прожектор просто ослепит самого владельца ярким центральным пятном, а при уменьшении яркости будет плохо освещено всё, кроме этого самого пятна в центре.

( Существуют пластмассовые рассеиватели для многих налобников с направленным светом, но работают они (fenix) весьма плохо, с большими потерями и засвечивая лицо владельца.)

Но чтобы был совсем невесомым и помещался даже в небольшом кармане. Равномерность света при этом очень важна.

Есть и такие, например Zebralight H501.




и можно прицепить на карман


21 грамм + аккум (30, или батарейка , 16-23гр) + оголовье. Итого 70 грамм.

Луч света равномерно расходится под углом 80 градусов, поэтому при работе даже в небольшом помещении, в упор, не слепит владельца, при высокой яркости освещения объектов вблизи.


равномерное пятно света.

Наглядное сравнение света 501-го и типового карманного фонаря вблизи, недодержка , чтобы ярче показать пятно в центре от обычного фонаря.


фото отсюда

Свет достаточен, чтобы комфортно работать, читать или пролазить ходы , а также вылезать ночью конец скального маршрута.

==================

Самодельщики и мастера, производящие мелкие серии фонарей, поставят вам любой диод, но за несколько иные деньги.

Петцль делает несколько моделей налобных фонарей, но по применяемым решениям, как электронным, так и диодам, ему далеко до лидеров фонарного рынка.



Ещё несколько лет назад такая модель, с галогенкой и полутора десятками мелких диодов, была вполне современной и интересной - в 1й половине 2000-х лучше просто не было.
Всего за несколько лет такие мелкие ,синюшные диоды бесповоротно устарели.

Последние модели, pixa 3, Nao, имеют 2 излучателя, что очень хорошо, но вот прочие параметры удручают.
Зато в новом Nao есть понтовая фича, авторегулировка яркости. Толку от неё, думаю, будет немного. Ждите на головах понтующихся спортсменов 8=-) Заявленное время работы выглядит удручающе, но подождём независимых обзоров - вдруг манагеры сами на свой продукт наговаривают ?

Один из пионеров рынка фонарей с цифровым управлением режимами, Fenix, также не дремлет.
Новый HL30 явно прийдётся кому-то по вкусу, HP10 ( сейчас - более новый HP20) любим многими спелеологами, но они тяжеловаты для повседневного применения , с креплением непосредственно на голове, а не на каске.

сравнение фонарей на fonarevka

Серьезным спелеологам всех этих фонарей мало, для них есть, например, налобный фонарь Dragon Sight - "Взгляд Дракона", дающий одновременно мощный заливной (до 180 град., как газовая горелка) и мощный направленный (2м излучателем) свет.

А теперь сравните это с лампой-коптилкой, которая была на голове у рабочих в шахтах и спелеологов в начале 20го века, и оцените прогресс.

Comments

[silent_gluk]

Спасибо, очень интересно и познавательно!

[gourry-aka-pm.livejournal.com]

Как владелец тикки хр2 могу констатировать - ой далеко не все там в ттх :) По яркости так себе, а вот по удобству пользования - это что-то с чем-то. Зебры с фениксами в руках особо не крутил, но по описаниям - они более традиционные по эргономике, а вот сравнивая с китайцем на аналогичном светодиоде - мозги они пока не очень стремятся включать.
ЗЫ Для дуо кстати в локальном магазе видел апгрейд-кит, 1W светодиод с галогенной цоколевкой. В тикку 2 собираются впихивать светодиод посвежее (в купленном в 2010 стоит уже тогда устаревший Р4.. хм или Р5), ща облизываюсь на их литиевый батарейный блок (хотя там они наворотили изрядно, и стоит как чугунный мост блин:(:)) В общем, оборзеть-то они оборзели, но не забронзовели ни разу.
ЗЗЫ Не ходите в велопоходу в одной компании со спелеолагами, это губительно сказывается на кошельке.

[iskatel.livejournal.com]

>>Не ходите в велопоходу в одной компании со спелеолагами, это губительно сказывается на кошельке.

Из-за соблазнительных фонарей, посиделок-выпивалок или ещё чего ?

>> По яркости так себе, а вот по удобству пользования - это что-то с чем-то.

Многие привыкли и им нравится.

>> видел апгрейд-кит, 1W светодиод с галогенной цоколевкой.

Петцль дорог.
И если для альп-спелео-снаряжения это имеет смысл (BD, в общем, не дешевле, пара брэндов подешевле есть, но вот совсем дешевку брать не стоит), то в фонарях они не лучшие.
Тот апгрейд, поди, стоит немногим дешевле 51й Зебры.

>>ща облизываюсь на их литиевый батарейный блок

ты про CORE rechargeable battery for TIKKA2 range ?

Capacity: 900 mAh. Recharge your battery with a USB 5 V output charger.

1 штука, литиевый 14500 аккум. в западном магазине $42. Оно точно тебе надо ?

[gourry-aka-pm.livejournal.com]

Достал своего китайца когда куда-там лазали, включи, погрустнел, идо конца похода не доставал. :) У нас половина велофедерации спелики:)

У нас как бы долго ничего другого приличного и не было, так что народ в массе с ним :)

БД - он по управлению более простецкий при аналогичных ттх :) В руках не крутил. А с железом не общался.

Кор - там еще и регулировка дури и зарядник вшитый от чего угодно. Самого - жаба задушит, а вот в вишлист на др закинуть - неплохо.

[iskatel.livejournal.com]

Меня устраивают спусковое и палки от BD. Палки дорогущие, но тут, увы, за несколько небольших улучшений приходится платить втрое дороже, чем за просто палки. Но они совсем не спецы в фонарях.

[iskatel.livejournal.com]

Вокруг полно легких и компактных зарядок для NiMH и лития.

>>У нас как бы долго ничего другого приличного и не было

Никто не мешает покупать напрямую в западных и китайских магазинах.

[gourry-aka-pm.livejournal.com]

Ну, как бы нассонова раньше началось :) Когда с этим было похуже. А теперь... Спеки это хорошо, но репутацию-то не пропьешь :D
Вообще, с налобниками если сравнивать с велосветом, все еще сравнительно неплохо :)

[iskatel.livejournal.com]

Я не в курсе, что делают на рынке готовых велофар, но, судя по тому, как народ массово крепит на руль карманные фонари (крепления есть) и даже налобные, там всё весьма запущено.
Ну и самоделки, благо есть и готовые электронные схемы, и отражатели, и диоды, но это все равно непросто (тот же корпус).

[gourry-aka-pm.livejournal.com]

Кстати. Ща товарищ как раз ругается. У зебры с фениксов есть хоть одна модель с правильным диффузором? То бишь снимающаяся без сборки-разборки и не рискующая отвалится как во эта:
http://forum.fonarevka.ru/attachment.php?attachmentid=21447&d=1309120002

[iskatel.livejournal.com]

Да, этот диффузор - фуфло полное.

У Зебры - полно.
Zebralight H501 - полностью равномерное пятно света, я про неё писал, с линзой, это ближний свет, зато хороший.
(У меня есть такой). В будущем, возможно, будет обновление модели.
Все модели с F в названии - H51F, Fw, Fc - c отражателем, но
на стекло изнутри клеят (как минимум, раньше клеили) матовую пленку, хотя пишут про матовое стекло.
В итоге луч света неплохо размывается.
Хотя, конечно, не так равномерно, как в 501-м.

Кусок прозрачной матовой немецкой пленки DC-fix из магазина обоев, аккуратно накленный поверх стекла, вполне справляется с рассеиванием света в типичном фонаре , как ни смешно.

[gourry-aka-pm.livejournal.com]

БЕЗ свинчивания головы. То бишь моментально переключающееся между поинт/флуд.

[iskatel.livejournal.com]

А там без свинчивания. Или так, или так 8)
Есть ещё Спарки, там свинчиваешь и вставляешь нужное тебе стекло.

Много хочешь, фонари с _хорошим_ поднимающимся рассеивателем мне неизвестны.
Есть с 2 излучателями, широконаправленным и узконаправленным.
Петцли (чаще всего они не очень по прочим параметрам), специализированный Dragon Sight ( "Взгляд Дракона") для спелеологов.

Как вариант - бери два, и включай нужный.

[gourry-aka-pm.livejournal.com]

http://www.youtube.com/watch?v=kcrcPXErCUg :)

[iskatel.livejournal.com]

Я сказал, что с _хорошим_ рассеивателем мне неизвестны.
А просто с рассеивателем - дофига.

[iskatel.livejournal.com]

Типовой рассеиватель типа того же пластикового гуано, что на налобных Фениксах, 1) имеет немалые потери 2) даёт засветку по краям, те. на лицо (очкарикам это вообще не подходит, всем остальным тоже фигово)
3) имеет непрочный конструктив