Светодиодные налобные фонари для занятий лыжным спортом: обзор новинок

Сергей БИРЮКОВ

обозреватель журнала "Лыжный спорт"

Зачастую отсутствие в стране освещённых лыжных трасс и ранний закат солнца зимой делают налобный фонарь весьма необходимым предметом для лыжника. На форуме журнала (www.skisport.ru) постоянно возникают вопросы, связанные с использованием фонарей в лыжном спорте. Какой выбрать? Что лучше? Сколько стоит? В этом тесте мы постараемся ответить на некоторые из них. Давайте попробуем выбрать лучший фонарь для лыжного спорта из семи популярных моделей. В тестах будут участвовать: Fenix HP20, Ferei HL08, Magicshine MJ-808, Petzl Ultra Belt, Silva Alfa2, Sokol 3x, Vaska-1(2).

НЕМНОГО ТЕОРИИ

По традиции немного теории (частично материал взят из Википедии).

Теория нам поможет лучше разобраться в цифрах, которые встречаются в технических характеристиках фонарей.

Первые источники освещения использовали открытый огонь. Позже огонь упаковали в корпус. Так появились масляные, керосиновые, карбидные и другие лампы. Но с такими лампами-фонарями быстро на лыжах не покатаешься. С появлением компактных источников электрической энергии и ламп накаливания стали появляться переносные электрические фонари. Так появились шахтёрские электрические налобные фонари. Позже эти фонари получили универсальное назначение. Теперь их мы даже используем на лыжне.

В качестве источника света в электрических фонарях длительное время использовались лампы накаливания. Через некоторое время стали использовать галогенные лампы, как более мощный источник света. Также есть фонари с использованием HID — технологии (high-intensity discharge. Он же ксенон).

В настоящее время наиболее популярными среди налобных фонарей стали светодиодные (LED — Light-emitting diode) фонари. Это связано с тем, что современные светодиоды стали обладать высокими характеристиками в области светоотдачи, энергопотребления, регулирования силы света и длительным сроком службы при своих малых размерах. Причём стоимость изделий постоянно снижается. По этой причине в нашей статье будут рассматриваться только светодиодные фонари. Сравнительные характеристики искусственных источников света представлены в табл. 1. Данные являются приблизительными, так как техника совершенствуется, а её срок службы во многом зависит от условий эксплуатации.

Кандела (сокр.: cd, кд; от лат. candela — свеча) — одна из семи основных единиц измерения СИ, равна силе света, испускаемого в заданном направлении источником монохроматического излучения частотой 540·10¹² Гц. До 1970 г. называлась свечой.

Выбранная частота соответствует зелёному цвету. Человеческий глаз обладает наибольшей чувствительностью в этой области спектра. Если излучение имеет другую частоту, то для достижения той же силы света требуется большая энергетическая интенсивность.

Сила света типовых источников представлена в табл. 2.

Люмен (обознач.: лм, lm) — единица измерения светового потока в СИ.

Один люмен равен световому потоку, испускаемому точечным изотропным источником, c силой света, равной одной канделе, в телесный угол величиной в один стерадиан (1 лм = 1 кд·ср).

Полный световой поток, создаваемый изотропным источником, с силой света одна кандела, равен 4 люменам. Световой поток типовых источников представлен в табл. 3.

Цветовая температура (спектрофотометрическая или колориметрическая температура; обозначается Тс) — характеристика хода интенсивности излучения источника света как функция длины волны в оптическом диапазоне. Измеряется в кельвинах и миредах (M=1000000/Tc).

Цветовая температура характеризует спектральный состав излучения источника света, является основой объективности впечатления от цвета отражающих объектов и источников света. На рис.1 представлена хроматическая диаграмма с указанием длины волны и световой температуры. Человеческий глаз неодинаково воспринимает интенсивность света при разной длине волны. Чтобы учесть этот момент, были введены цветовые модели. Модель XYZ (введена в 1931 г.) является мастер-моделью практически всех остальных цветовых моделей, используемых в технических областях. Математическими координатами можно задать любой цвет.

Цветовая температура света фонаря — один из важных факторов. Этот момент следует учитывать, особенно при пользовании фонарём зимой (снег обладает хорошей отражающей способностью, что существенно сказывается на восприятии). Для создания контрастной картины лучше использовать фонарь с более тёплым светом. Особенно это заметно при падающем снеге.

Цветовое пространство CIE XYZ, с указанием цветовой температуры (К, по внутренней дуге) и длины волны (нм, по периметру фигуры). Рисунок 1.

СВЕТОДИОДНЫЕ ФОНАРИ

Светодиод — полупроводниковый прибор, создающий оптическое излучение при пропускании через него электрического тока. Излучаемый свет лежит в узком диапазоне спектра. С одной стороны, это хорошо, а с другой — нам же нужен видимый свет (~380–780 нм). Спектральные характеристики зависят, в том числе, от химического состава использованных в нём материалов. Чтобы получить белый свет, используют ультрафиолетовый диод с люминофором. Поэтому большинство светодиодных фонарей отдаёт в синеву (имеют холодный свет, высокую световую температуру относительно ламп накаливания).

Вольтамперная характеристика светодиодов в прямом направлении нелинейная. Диод начинает работать, начиная с некоторого порогового напряжения. Светоотдача регулируется силой тока. Это усложняет электрическую схему фонаря, но позволяет работать фонарю с заданной световой мощностью длительное время. Для нормальной работы требуется специальная плата управления. Плату, управляющую светодиодом, называют драйвером. Фонари бывают однодиодными и многодиодными, а диоды бывают однокристальными и многокристальными. Задача производителя — подобрать тип и количество светодиодов под свои задачи, а также драйвер, который будет стабильно управлять светодиодами и иметь необходимый функционал. При использовании мощных (от 1 Вт) и сверхмощных (более 10 Вт) светодиодов необходимо обеспечить требуемый теплоотвод. Ребристый корпус фонаря, как правило, решает эту задачу. При перегреве многих электронных компонентов их срок службы резко сокращается. Эксплуатация при низких температурах, с одной стороны, является предпочтительной, но с другой — вызывает сложности в выборе конструктивных материалов и источников питания.

ИДЕАЛЬНЫЙ ФОНАРЬ

Каким же должен быть идеальный фонарь для лыжного спорта?

Основные требования:

функция фонаря (главное требование) — достаточное освещение во всём диапазоне скоростей;
устойчивая и продолжительная работа при низких температурах воздуха и во влажных условиях;
удобство длительного ношения;
удобство управления режимами освещения;
безопасность при падениях.

Дополнительные требования:

информирование о скорой разрядке источника питания;
удобная и быстрая зарядка аккумуляторной батареи;
низкий вес;
возможность установки на велосипед и шлем;
возможность работы от стандартных элементов питания и аккумуляторов;
наличие нескольких режимов освещения;
качество изготовления и внешний вид;
удобство перевозки и хранения;
хорошая гарантия и низкая стоимость.

ИСПЫТАНИЯ ФОНАРЕЙ

За неделю катания в Дёмино (Ярославская обл.) мне удалось проехать с каждым фонарём 15– 20 км при скоростях 12...55 км/ч. Температура воздуха при этом составляла -7...-16 °С. Местность имела открытые и закрытые участки трассы, разную ширину, прямые участки и повороты. Уличное и прочее освещение на работу фонарей влияние оказать не могло, так как тесты проходили вдалеке от крупных населенных пунктов. Во время катания оценивались освещение, удобство, продолжительность работы и другие характеристики фонарей.

Кроме того, эти же фонари в аналогичных условиях испытали ещё три человека. Предварительная оценка каждого из них у нас совпала. В заключительный день катания мы провели сравнительную фотосъёмку работы фонарей. После приезда в московский регион мне удалось прокатиться на местных трассах. Сразу хочется сказать, что требования к освещению в московском регионе ощутимо ниже. Уличное освещение существенно влияет на световой фон. На малых скоростях в открытом пространстве можно перемещаться вообще без дополнительного освещения.

ОПИСАНИЕ ФОНАРЕЙ

Fenix HP20

Fenix HP20

Компания FenixLight Limited — лидер по производству фонарей в Китае. Эта фирма пока молода, но активно развивается. Более пяти лет она поставляет свою продукцию на мировой рынок и около трёх лет — на рынок России и стран СНГ. Производимая продукция охватывает практически весь рынок переносных фонарей. Тут выпускаются как бытовые фонари, так и специализированные (охотничьи, полицейские и т.д.). Для лыжников наиболее интересной является модель HP20. Фонарь упаковывается в небольшую коробку, которую можно легко взять с собой в поездку. Корпус фонаря герметичный (IPX8), что тоже очень важно. Управление осуществляется при помощи пульта, расположенного на проводе от источника питания. Пульт имеет две кнопки и даже подсвечивается. Эта подсветка выглядит очень эффектно во время движения. Питание фонаря осуществляется при помощи стандартных элементов питания 4xAA. Также можно использовать аналогичного размера аккумуляторы. Источник питания можно положить в карман или закрепить на поясе. В принципе, эту коробочку можно закрепить и на оголовье, но это лучше не делать, так как провод не отсоединяется, а источник питания имеет значительный вес (более 400 г).

У фонаря 7 режимов работы, включая 3 моргающих. Переключение режимов — удобное. При эксплуатации проблем не возникло. В холодную погоду продолжительность работы оставалась на высоком уровне. Что касается основной функции, то световое пятно представляет собой концентрированный пучок света. Такое впечатление, что производитель увлёкся дальнобойностью, забыв о подсветке периферийной и ближайшей зон. На высокой скорости передвижения возникают сложности в оценке обстановки. Этот фонарь больше напоминает тактический, чем налобный. В качестве опции производитель предлагает диффузор (рассеиватель). Но этот аксессуар поможет только при освещении ближнего пространства.

Ferei HL08

Ferei HL08

Китайская компания Shenzhen Ferei Lighting co.,Ltd была образована в мае 2004. Эта фирма выпускает фонари на основе светодиодов для освещения помещений, подводного плавания, велосипедов и бытовых нужд. Ассортимент продукции не очень широкий, но есть интересные изделия.

Данный фонарь был выбран для тестов из соображения компактности и низкой стоимости. От такого фонаря сложно было ожидать чего-то удивительного, но для катаний с невысокой скоростью он очень даже подходит. Низкий вес, небольшой размер, длительная работа при низкой стоимости — это придаёт интерес. Кроме того, надо обратить внимание на возможность плавной регулировки мощности и запоминание данного режима. Всё управление осуществляется одной кнопкой, расположенной сбоку на оголовье. Малые габариты и мягкое оголовье позволяют переносить фонарь в кармане. Хочется отметить, что этот фонарь обладает самым холодным светом из тестируемых.

Magicshine MJ-808

Magicshine MJ-808

Эта популярная велосипедная модель от китайского производителя (фирма образована в 1999 году) также может использоваться и во время катаний на лыжах. Фонарь выпускается в нескольких модификациях: с различными диодами, режимами работы и индикацией разряда. Управление фонарём осуществляется одной центральной кнопкой. Эта же кнопка служит индикатором работы-разряда. Фонарь даёт великолепный свет, имеет хорошую влагозащиту, теплоотвод, большую продолжительность работы. Значительный вес головной части и мягкое оголовье затрудняют размещение его на голове. При резких движениях верхняя резинка сильно растягивается, фонарь начинает «гулять». Тем не менее, фонарь заслуживает одну из самых высоких оценок. Следует обратить внимание на то, что часто фонарь поставлялся с ненадёжным для зимних условий соединительным кабелем. На морозе провод начинал дубеть, а изоляция трескаться. В некоторых поставках такой проблемы не было.

В первых выпусках нередко попадались бракованные изделия. Некоторые умельцы перед эксплуатацией фонаря самостоятельно его дорабатывали. Со временем качество изделий улучшилось, но с сервисным обслуживанием в нашей стране пока затруднения.

Petzl ULTRA

Petzl ULTRA

Эта знаменитая французская фирма, славящаяся своим оборудованием для альпинизма и туризма, выпустила на рынок свой первый LED фонарь в 2000 году. В тесте принял участие фонарь Petzl ULTRA. Он выпускается в четырёх вариантах: с аккумулятором на оголовье (ULTRA и ULTRA WIDE) и на проводе (BELT ACCU2 и BELT ACCU4). В нашем тесте принимал участие вариант с выносным аккумулятором (BELT ACCU2). Фонарь отличается своим качественным исполнением. Корпусы фонаря и аккумуляторной батареи выполнены из ударопрочного материала и имеют повышенную влагозащиту. Соединительный кабель и разъёмы также сделаны добротно. Регулирование мощности осуществляется ручкой на самом фонаре. Ручка имеет большой размер, что позволяет легко крутить её даже в толстых перчатках. За состоянием батареи можно наблюдать по удобному индикатору. При снижении заряда фонарь автоматически переходит в минимальный режим и продолжает работать ещё около 30 минут. Для непродолжительного катания ACCU2 вполне достаточно, но если вы хотите ездить более двух часов, то лучше использовать вариант с батареей повышенной ёмкости ACCU4. Фонарь даёт хороший, ровный и достаточно мягкий свет.

Silva Alpha

Silva Alpha

Одной из популярных фирм среди спортсменов-ориентировщиков является шведская компания Silva. Эта компания славится своими разработками в области спортивного фонарестроения. Представленная модель Alpha изготовлена из самых качественных материалов, имеет жёсткие оголовье и кейс. Фонарь выпускается с тремя типами аккумуляторных батарей ёмкостью: 2, 4 и 6 А·ч. Управление фонарём осуществляется одной кнопкой на головной части. Есть несколько режимов работы и система автоматического перехода на минимум при снижении заряда батареи. Продолжительность работы у Alpha 2 в максимальном режиме не очень высокая, фонарь достаточно быстро переходит в режим экономии, а через некоторое время резко отключается. Для длительного катания посоветовал бы использовать этот фонарь с батареей повышенной ёмкости.

Чтобы равномернее распределять свет, производитель принял решение об использовании трёх светодиодов с разными линзами. Это делает возможным одновременно видеть ближайшие и удаленные объекты.

Sokol 3x

Sokol 3x

Это достаточно молодая марка мелкосерийных фонарей. Первые образцы появились в 2007 году. Наименование связано с фамилией производителя из Санкт-Петербурга. Михаил Соколов постоянно совершенствует конструкцию и улучшает параметры. В тесте принял участие фонарь Sokol 3x. Это один из последних образцов. По своему функционалу и создаваемому свету фонарь ничем не уступает конкурентам. Регулирование мощности осуществляется небольшими кнопками на головной части. Во время катания не всегда сразу удавалось нащупать нужную кнопку, но позже привык. Правда, в толстых перчатках проблем не избежать. Глядя на конструкцию фонаря, можно предположить, что производитель использует ряд деталей из старых запасов ВПК. Пусть какие-то элементы выглядят не очень эстетично, но они достаточно надёжны. У фонаря есть автоматическое зарядное устройство с индикацией заряда. При разряде батареи происходит вспышка, и фонарь продолжает дальше работать в режиме экономии. Производитель предлагает 2 типа аккумуляторов по ёмкости. Штатный (2,4 А·ч) аккумуляторный блок можно закреплять на оголовье. Фонарь имеет встроенную тепловую защиту, автоматически снижающую мощность при перегреве. Кроме модели 3x, недавно на рынке появилась модель 4x. Новая модель является верхней в линейке фонарей Sokol. Для неё характерно наличие четырёх светодиодов вместо трёх, новый драйвер, а, следовательно, и более высокие эксплуатационные показатели. Световой поток, согласно декларируемым характеристикам, вырос с 800 до 1400 лм. К сожалению, на момент тестирования эта модель отсутствовала.

С недавнего времени производитель начал программу модернизации старых фонарей Sokol за небольшую плату.

Vaska. Базовая модель
Vaska. Модель с двумя головами (слева) и базовая модель (справа)

Vaska

Начиная с 2006 года у любителей ночного катания стали появляться удивительные фонари. Они обладали мощным свечением, долгой работой, низкой стоимостью и имели непонятное название Vaska. Через некоторое время новая марка набрала популярность среди ориентировщиков, лыжников и мультиспортсменов. Автор фонаря Василий Смольянов постоянно вносит улучшения в конструкцию, используя новейшие разработки в фонарестроении. Теперь это не просто прибор, сделанный на коленке, но и мелкосерийное производство. В настоящее время изготовлено более 10 модификаций, среди них есть фонари с разным световым оттенком и количеством диодов. В тесте приняли участия 3 модификации: с тёплым оттенком, с нормальным и уникальный фонарь с двумя «головами». Такой вариант позволяет освещать местность равномерно как в ближней зоне, так и в средне-дальней. Это решение оказалось простым и интересным. Потребление энергии, конечно, выросло, но батареи повышенной ёмкости хватает и для длительного катания.

Все фонари имеют несколько режимов мощности. Кроме того, на короткий период можно включить турбо-режим. Причём переход в этот режим осуществляется удержанием любой из двух кнопок управления. К недостаткам фонаря можно отнести миниатюрные кнопки управления. Управлять фонарём в толстой перчатке бывает крайне проблематично. Выручает то, что включить фонарь можно заранее, так как продолжительность работы во всех режимах очень хорошая.

ВЫВОДЫ

С появлением на рынке светодиодных фонарей заметно вырос интерес к ночным гонкам и тренировкам. Если вы хотите увеличить продолжительность тренировочного времени, то хороший фонарь вам просто необходим, тем более в ночных гонках. При хорошей светоотражающей разметке на трассе можно использовать фонарь с небольшой мощностью, но для комфортного катания во всём диапазоне скоростей необходим высококачественный фонарь с силой светового потока от 250 лм (лучше использовать >800 лм).

Цветовая температура сказывается на восприятии и утомляемости глаз. Однако более холодный светодиод имеет повышенную световую отдачу. Фонарь для использования при высоких скоростях должен обладать хорошей дальнобойностью, но в то же время иметь широкую и равномерную зону освещения. Для сравнения осветительной способности была проведена фотосъёмка в Лыжном центре «Дёмино» на значительном удалении от крупных городов. Городское освещение может значительно влиять на световую картину. Вдали от крупных городов небо значительно темнее, свет от фонаря выглядит иначе.

Фонари и фотокамера устанавливались примерно на уровне головы при помощи двух независимых штативов. Свет направлялся практически горизонтально, но в то же время выставлялся с учётом наилучшего освещения в средней зоне. Съёмка выполнялась с выдержкой 2 с, с автоматическим балансом белого. Автоматический баланс отчасти сгладил различие света по цветовой температуре, но сделал картинку более естественной (почти, как мы видим). На рис. 3 показано сравнение фонарей.

Сравнение тестируемых фонарей на лыжной трассе. Расстояние между отметками 10 м. Ближняя отметка установлена в 5 м от штатива с фонарём. Номера соответствуют моделям из табл. 4.; 7а, 8а — фонари Vaska в режиме?«Турбо». Рисунок 3.

Чтобы увидеть отличия между фонарями с различной цветовой температурой и оценить освещение периферии в лесу, была проведена специальная съёмка с использованием однотипных фонарей, но с разным оттенком диода. Съёмка производилась дважды при ручном балансе белого. Фотографии представлены на рис. 2.

Сравнение фонарей с различной цветовой температурой в лесу. Наоснове Vaska тёплая (7) и норма (7-1) при двух вариантах баланса белого. Рисунок 2.

Кроме того, была проведена съёмка всех фонарей при одновременном включении на светлой поверхности при линейной и встречной расстановках.

Сравнение пучков света от фонарей при линейном и встречном расположении в максимальном режиме. фото: Сергей Бирюков.

На рынке постоянно появляются новинки. В тесте участвовали актуальные модели сезона 2010-2011. Невозможно протестировать все модели фонарей за один раз. Читатель это должен понимать. Если нужна информация по другим моделям, то её легко найти в Интернете, например, на специализированном сайте о фонарях: www.fonarevka.ru. Вопросы о фонарях для соревнований и тренировок можно задавать на нашем форуме: www.skisport.ru/forum.

В приведённой табл. 4 содержится техническая информация о фонарях. Что касается достоинств и недостатков, то тут всё сложно. Для облегчения выбора фонаря предлагается табл. 5 с субъективно-объективными оценками. Возможно, эта таблица кому-то окажется полезной. До новых тестов.

Таблица 4.

Таблица 5.

Январь 2011 года