Азы светотехники или Мастак вернулся ...

[Игорь 22]

Хочу напомнить о том, что я писал ещё в 2008 году.

Хорошая оптичиская конструкция является очень важным фактором для фонарика. Она гарантирует, что из источника света взято его максимальное колличество и преображено в лучь. Чем эффективней конструкция, тем ярче луч, и тем меньше потребление энергии.

Причём ещё раньше я делал тесты с разными отражателями с одним и тем же светодиодом и они показали справедливые выводы о большом значении диаметра зеркального отражателя . Для того, чтобы их повторить автору Volter, на это потребовалось аж 6 лет!!!

 

Затем я опубликовал выдержку из работы одного из изобретателей прожектора, где основа вывода о размере отражателя в том, что важно соотношение площадей источника света к отражающей поверхности. Хотя кое кто кричал, что я нарушаю закон сохранения энергии!!

Что касается освещающей способности прож., то теоретические исследования, главным образом, Блонделя (Blondel), показали, что почти все относящиеся сюда свойства прож. могут быть объединены с достаточной для практики точностью в одном законе: прож. дает на большом расстоянии освещение во столько раз большее, чем источник внутри него, во сколько раз квадрат диаметра зеркала больше квадрата диаметра источника света. Этот закон может быть высказан еще иначе: прож. дает на большом расстоянии освещение такое, какое давал бы светящийся круг диаметра зеркала, если бы он сам светился с той яркостью, какую имеет источник света.

Эта зависимость и называется светосилой.

Светосила- мера, отображающая способность объектива (отражателя) "собирать" свет. Определяется как отношение яркости изображения, создаваемого объективом, к яркости наблюдаемого объекта и зависит от квадрата относительного отверстия - (D/f)2.

Какова же светосила часто используемого отражателя не больше 40 мм в диаметре? Находим его площадь; S-1256кв. мм, делим на S кристалла ХHP50-12,25 кв. мм и получаем ~ 100. Значит, что свет, преобразованный от этого светодиода в луч, усилится всего лишь в 100 раз!

Теперь берём 100 мм отражатель и получаем с тем же светодиодом и получаем светосилу в 650! Тоесть в 6,5 раз больше.

Далее, берём отражатель 100мм в диаметре и самый распостранённый светодиод XPG с S-1 кв. мм и получаем уже светосилу в 7850!

Не правда ли, стоит задуматься?

И всё это было доступно для понимания ещё с десяток лет назад.....

[Игорь 22]

Ну и чтобы вам окончательно взорвать мозг, добавлю, что ваша повсеместная и неоправданная погоня за мощностью, люменами и аккумуляторами с большой ёмкостью, не стоит выединого яйца!

Напрасные затраты времени, усилий и денег.

Для того, чтобы получить приемлемый свет, нужно всего лишь применить большой отражатель, подходящий светодиод и вполне обойтись одним LiFePO₄

АКБ, которого хватим вам на не мало найтов, которые не боятся переохлаждения и им не нужны ни какие драйвера.

[Игорь 22]

Кстати сказать много лет назад был такой самодельщик Z-Max, который делал фонари макслайты и продавал по всему постсоветскому пространству, доказывая, что он самые продвинутые. Я помню, как я тестировал его продукцию и сравнивал её со своим фонарём. Так вот уже тогда мой фонарь с 1-вТ светодиодом, но с большим отражателем выдавал лучшие показатели, чем его 12 вТ-ый фонарик на МСЕ с ~ 40мм отражателем.

Изменено 19 октября, 2017 пользователем mastak

[Евгений 41]

Желания вдаваться в споры по фонарям особо нет (я на форумах по другой причине) и физика решения поставленной задачи тут понятная,

но вопрос в самой постановке задачи: по моему опыту узкий не расходящийся луч не нужен(было даже голосование на абыре почти все за широкий расходящийся луч), нужен средний угол расхождения основного луча и достаточно мощный(слабый виден только на воздухе, а под водой нет) широкий ореол - сравнительно небольшой отражатель с этой задачей справляется... Ореол, как правило (за исключением вообще рассеивающих центральный луч ступенчатых отражателей), создаётся светом вообще не попавшем на отражатель.

 

P.S. По поводу погони за люменами и ваттами, это мало кому нужно. На подводной рыбалке нужен простой, надёжный, по вменяемой цене и вменяемых габаритов и веса фонарь выполняющий поставленные задачи. Не более. Был на эту тему пляжный анекдот насчёт того, что владелец крутого внедорожника считал, что у мужика длинные ласты т.к. нет такого как у него крутого джипа поэтому ему больше нечем самоутверждаться кроме как длиной ласт:) Получается все у кого есть крутой внедорожник должны плавать в коротких ластах? Или нет?:)

Изменено 19 октября, 2017 пользователем crngor

[Игорь 22]

Желания вдаваться в споры по фонарям особо нет

Ну если желания не вдаваться нет, то зачем вы делаете следующие утверждения?

но вопрос в самой постановке задачи: по моему опыту узкий не расходящийся луч не нужен(было даже голосование на абыре почти все за широкий расходящийся луч), нужен средний угол расхождения основного луча и достаточно мощный(слабый виден только на воздухе, а под водой нет)

Луч от большого отражателя 100 мм будет исходить из него шириной тоже 100 мм, угол, как правило не более ~ 3гр. Луч от 25 мм отражателя будет исходить тоже 25 мм, но уже с углом более ~ 7-9 гр. На расстоянии 2-3 метров световые пятна будут почти одинаковые, но у 100 мм отражателя более паралельны. У маленького отражателя при этом будет низкая светосила и для того, чтобы сравнятся с освещённостью в световом пятне с 100 мм, нужно значительно увеличить мощность. Это понятно?

Изменено 19 октября, 2017 пользователем mastak

[Игорь 22]

На подводной рыбалке нужен простой, надёжный, по вменяемой цене и вменяемых габаритов и веса фонарь выполняющий поставленные задачи.

Ну правильно. Существующие предложения от разработчиков из ближнего зарубежья, это точёный корпус с дорогой отделкой, с десяток светодиодов, сложный и дорогой драйвер, гроздь не слабых и дорогих литий ионников, дорогое зарядное устройство. В моей схеме, один светодиод, приемлемой цены, не бог весть, какой дорогой, пластиковый корпус, изготовленный почти что в домашних условиях и один АКБ, без драйвера.

[Евгений 41]

На расстоянии 2-3 метров световые пятна будут почти одинаковые, но у 100 мм отражателя более паралельны

В том то и дело, что энергия света диода будет распределена на одну и ту же площадь т.е. результат будет эквивалентен но только на этом рассоянии. На большем расстоянии пятна будут разные и если энергия света распределится на большую площадь то её уже будет недостаточно чтобы что-то увидеть, поэтому тут однозначно выиграет фонарь с большим отражателем. Ещё нужно не забывать, что нужен хороший ореол - свет прошедший мимо отражателя, но понятно он будет виден только не далее 1-3 метра далее энергия света ореола распределится так широко, что уже будет не видна. Меня как-то удивил один железнодорожник, сказав что физика это суровая наука. На вопрос почему ответил, что её законы нельзя нарушить:)

 

P.S. Вобщем тут народ больше обсуждает новшества диодов и элементов питания и не с целью погони за люменами и ваттами, а т.к. повышение КПД диодов позвоялет обойтись меньшим запасом энергии в аккумуляторах + повышение их ёмкости позволяет делать фонари при прочих равных легче, компактнее, проще=надёжнее, дешевле:) Ещё нужно не забывать, что использование вами LiFePO₄ делает фонарь взрывобезопасным т.к. корпус подводного фонаря то герметичен и держит давление в отличии от наземных. ЛитийИоные аккумы имеют несколько больший запас энергии, хотя менее стойки к циклам, хранению и холоду но главное могут выделять газ, что приведёт к неслабому взрыву с весьма кровавыми последствиями, не верящие могут посмотреть фотки и почитать соответствующие истории на абыре.

Изменено 19 октября, 2017 пользователем crngor

[Игорь 22]

В том то и дело, что энергия света диода будет распределена на одну и ту же площадь т.е. результат будет эквивалентен но только на этом рассоянии. На большем расстоянии пятна будут разные и если энергия света распределится на большую площадь то её уже будет недостаточно чтобы что-то увидеть,

Нет это не так... вы плохо меня поняли или не внимательно читали. Результат в этих сравнениях не будет эквивалентен!!!

Изменено 19 октября, 2017 пользователем mastak

[Евгений 41]

Ваши рассуждения справедливы только когда расхождение луча прожектора вызвано лишь тем, что источник света не точечный (т.е. источник в фокусе отражателя, отражатель имеет идеальную фокусировку) и в выделенном красным важна фраза "на большом расстоянии", и безразлична площадь освещаемой поверхности - наоборот её пытаются сделать как можо меньше - т.е. почти нерасходящийся луч. Выделенное красным правило имеет область применимости, её надо понимать.

[Volter 1 171]

Для того, чтобы их повторить автору Volter, на это потребовалось аж 6 лет!!!

В моей схеме, один светодиод, приемлемой цены, не бог весть, какой дорогой, пластиковый корпус, изготовленный почти что в домашних условиях и один АКБ, без драйвера.

Все эти годы я надеялся и ждал, когда же я смогу увидеть это чудо светотехники. Но прошло еще три года, а я все так же безнадежно жду...

Ну не томи уже, раз пришел, покажи свой фонарь.

[Владимир 243]

Светосила- мера, отображающая способность объектива (отражателя) "собирать" свет. Определяется как отношение яркости изображения, создаваемого объективом, к яркости наблюдаемого объекта и зависит от квадрата относительного отверстия - (D/f)2. Какова же светосила часто используемого отражателя не больше 40 мм в диаметре? Находим его площадь; S-1256кв. мм, делим на S кристалла ХHP50-12,25 кв. мм и получаем ~ 100. Значит, что свет, преобразованный от этого светодиода в луч, усилится всего лишь в 100 раз! Теперь берём 100 мм отражатель и получаем с тем же светодиодом и получаем светосилу в 650! Тоесть в 6,5 раз больше.

Берём стометровый отражатель и одним светодиодом освещаем всю Москву, а километровым солнце потушим... Там неточность, там допущение - а на выходе красивая теория. Похоже на прикольную задачку с доказательством, что дважды два равно пяти через логарифмы.... А ещё, что сорок плюс сорок будет рубль сорок...

[Игорь 22]

Берём стометровый отражатель и одним светодиодом освещаем всю Москву, а километровым солнце потушим... Там неточность, там допущение - а на выходе красивая теория.

В 1779 году Кулибин сконструировал свой знаменитый фонарь с отражателем, дававшим мощный свет от простой свечи. Параболический отражатель состоял из мельчайших зеркал и перераспределял свет, обеспечивая угловую концентрацию светового потока. Около отражателя ставилась свеча, и отражавшийся свет мог с легкостью направляться в нужное место при поворачивании корпуса прожектора. Изобретенный прожектор позволял видеть в темноте человека на расстоянии более 500 шагов. В дневное время и в ясную погоду свет прожектора Кулибина был различим на расстоянии 10 км.

Об этом изобретении сообщалось в «Санкт-Петербургских ведомостях» от 10 февраля 1779 г. В них говорилось, что свет одной свечи усили­вается в пятьсот раз и более, «смотря по мере числа зеркальных частиц, в оном вмещенных». Кулибин не только определил форму отражателя – параболоид, но установил зависимость силы света прожектора от коли­чества и размеров зеркальных пластинок.

Принцип действия современных прожекторов, автомобльных фар, карманных фонарей как раз и основан на принципе действия зеркального фонаря Кулибина - параболический отражатель - вогнутое зеркало.

Изменено 20 октября, 2017 пользователем mastak

[Игорь 22]

Ваши рассуждения справедливы только когда расхождение луча прожектора вызвано лишь тем, что источник света не точечный (т.е. источник в фокусе отражателя, отражатель имеет идеальную фокусировку) и в выделенном красным важна фраза "на большом расстоянии", и безразлична площадь освещаемой поверхности - наоборот её пытаются сделать как можо меньше - т.е. почти нерасходящийся луч. Выделенное красным правило имеет область применимости, её надо понимать.

Признаться, с трудом понимаю, о чём вы пытаетесь мне сказать.."на большом расстоянии", "безразлична площадь освещаемой поверхности", это о чём?

 

Источника света в виде точки не существует, а всякий источник будет всегда иметь конечные размеры; из рис. 3, где ас изображает источник света, видно, что даже при отсутствии сферической аберрации от зеркала получится расходящийся пучок света, угол расхождения которого a будет равен углу Аса, под которым виден источник света с поверхности зеркала; угол расхождения будет, очевидно, тем больше, чем больше поверхность источника и чем меньше фокусное расстояние оптической системы. Сферической аберрации можно избежать, применяя параболические зеркала (см.) или зеркала и чечевицы более сложной конструкции. Угол расхождения можно уменьшить, применяя источники света малой поверхности, но большой силы света (большой яркости, см.); заметим, что некоторый небольшой угол расхождения прож. должен всегда иметь, иначе диаметр даваемого им пучка света на всех расстояниях будет не больше диаметра опт. системы.

и

Так как яркость кратера дуги равна около 130—150 свечей на 1 кв. мм, то прож. в 1 м диаметром дает на большом расстоянии такое же освещение, какое давал бы источник в [ π (1000)²/4]130 = около ста миллионов свечей! Это число называют силой света прож.

[Игорь 22]

Все эти годы я надеялся и ждал, когда же я смогу увидеть это чудо светотехники. Но прошло еще три года, а я все так же безнадежно жду...

Ну не томи уже, раз пришел, покажи свой фонарь.

Ваше долготерпение впечатляет! А между тем я с успехом использую сво фонарь уже не один десяток лет с одним лишь изменением, в связи с переходом с галогенки на светодиод и с раздельного питания на элементы питания в ручке. Всё остальное не притерпело какому либо апгрейду, так как ещё в те далёкие годы было доведено до рабочего варианта. Фото я уже неоднократно размещал на разных форумах, можете спецом поинтересоватся.

[Виктор 47]

Берём стометровый отражатель и одним светодиодом освещаем всю Москву, а километровым солнце потушим... Там неточность, там допущение - а на выходе красивая теория.

..."...Кулибинский фонарь вызвал сенсацию в Петербурге совсем по другим причинам. Как-то в темную осеннюю ночь на Васильевском острове появился огненный шар, необыкновенно ярко освещавший не только улицу, но и Английскую набережную. Густые толпы народа ринулись к Неве, творя молитвы и дивясь небесному знамению. Вскоре, однако, выяснилось, что это светил фонарь, вывешенный знаменитым механиком из окна своей квартиры, которая помещалась на четвертом этаже Академии...

 

Петербуржцы были изумлены еще больше, когда однажды над городом засияла красная звезда, сооруженная Кулибиным из соединения нескольких фонарей. Набережная была освещена так ярко, что можно было читать. Сам изобретатель любовался зрелищем с колокольни церкви в Красном Селе."

[Виктор 47]

А между тем я с успехом использую сво фонарь уже не один десяток лет с одним лишь изменением, в связи с переходом с галогенки на светодиод и с раздельного питания на элементы питания в ручке. Всё остальное не притерпело какому либо апгрейду, так как ещё в те далёкие годы было доведено до рабочего варианта. Фото я уже неоднократно размещал на разных форумах, можете спецом поинтересоватся.

А можно ссылку на форумы

[Игорь 22]

..."...Кулибинский фонарь вызвал сенсацию в Петербурге совсем по другим причинам.

Ну с этим прожектором у него много чего было.. Например, по просьбе императрицы он осветил им 100 метровый коридор во дворце и ещё устроил с их помощбю не горючий фейрвек! За что она наградила его 2-мя тысячами рублей. Потом предлагал использовать его в бепроволочном телеграфе, делал фонари для карет и многое другое...

[Игорь 22]

А можно ссылку на форумы

Честно говоря, лень искать.., я тогда хаживал на Тетис, Апокс, Абырвалг, и т. д.

Так а в чём вопрос? У меня отдельная головка с 100 мм отражателем и ручка бокс из спец. пластика на 2 батарейки R14 или такие же АКБ, ну и магнитный пульт..

[Виктор 47]

Ну с этим прожектором у него много чего было.. Например, по просьбе императрицы он осветил им 100 метровый коридор во дворце и ещё устроил с их помощбю не горючий фейрвек! За что она наградила его 2-мя тысячами рублей. Потом предлагал использовать его в бепроволочном телеграфе, делал фонари для карет и многое другое...

Да ,я читал раньше ....интересен ваш фонарик,где о нем можно прочесть

[Игорь 22]

Да ,я читал раньше ....интересен ваш фонарик,где о нем можно прочесть

Вся основная мысль его создания заключается в том, чтобы достичь нужных результатов по освещённости при минимальных энергозатратах.

Поэтому выбран оптимальный размер отражателя, в сочетании с нужным для этого светодиодом. Отражатель помещён в корпус из алюминия АМГ или АМЦ, выдавленного методом выкатки из листа, что позволило сократить время и материалы на его изготовление.

Отражатель, кстати я тоже выкатывал из того же алиминия и полировал.

[Игорь 22]

.интересен ваш фонарик,где о нем можно прочесть

Все эти годы я надеялся и ждал,

Не нужно было столько ждать, месага на Тетисе от 28-10-2011 11:50

Изменено 20 октября, 2017 пользователем mastak

[Игорь 22]

Соотношение яркости центрального луча и ореола мне не очень нравится, слишком много засветки. И получается, когда прибавляешь яркость с целью увеличения освещенности дальних объектов, все дело портит слепящая подсветка..

А вы задумывались, почему это происходит?

Из за соотношения площадей источника света и самого отражателя, не говоря о его структуре.

[Игорь 22]

Когда то Огюст Конт сформулировал «Закон трёх стадий» о развитии научных представлений;

1. Этого не может быть, потому что этого не может быть никогда

2 В этом определённо, что то есть

3. Кто же этого не знает, это очевидно

Скорее всего сейчас наступает вторая стадия, для первой же стадии было необходимо больше 10 лет.

 

Сегодняшняя тенденция развития фонаростроения для подводной охоты стремительно уходит в наращивание мощностей, применямых светодиодных источников света и в погоню за люменами любой ценой! Это тянет за собой разработку всё более сложных и навороченных драйверов и конечно же большое колличество энергоносителей (АКБ).

Но судя по многим последним и не очень.. публикациям в темах о фонарях, народ всё таки уже постепенно начинает понимать роль размера отражателя.

При этом пока ещё не многие понимают роль качества зеркальной поверхности самого отражателя.

 

И уж пока совсем не многие понимают роль размера (S) кристалла светодиода. А ведь все эти параметры тесно взаимосвязаны между собой.

Разработка более мощных светододов заключается в увеличение площади кристаллов или создании на их основе матриц.

Увеличиваются не только площади, но и напряжения и токи. При этом увеличиваются и потери света, сконцентрированного в центральный луч.

Выходит, что закон светосилы оптической системы работает и некоторые понимают это на интуитивном уровне, но не могут понять в численном отношении на сколько.

Вот вам сравнительная табличка распостран1нных светодиодов и матриц с размерами площадей кристаллов.

Можете сами подсчитать, где и на чём вы теряете, используя мощные светодиоды, в сочитании с маленькими отражателями с апельсиновой коркой и чем это вам обходится в численном выражении. Прошу только учесть в ваших расчётах, что те китайские светодиоды, которые в основном вами используются, на 20-30% меньше заявленных, а некоторые и поболее!

[финн 842]

По моему ты ошибся форумом, наука и конспирология это конечно хорошо, но нам нужна охота и комфортный свет для плавания и комфорт в его использовании, компактность, продолжительность работы. А тут получается, вы сами с собой общаетесь, а для охоты, исходя из опыта, нет прямой зависимости, чем мощнее, тем лучше, для охоты как раз есть золотая середина, между шириной луча, его мощностью, засветкой и плотностью этой засветки.

Изменено 2 ноября, 2017 пользователем финн

[Игорь 22]

По моему ты ошибся форумом, наука и конспирология это конечно хорошо, но нам нужна охота и комфортный свет для плавания и комфорт в его использовании, компактность, продолжительность работы. А тут получается, вы сами с собой общаетесь, а для охоты, исходя из опыта, нет прямой зависимости, чем мощнее, тем лучше, для охоты как раз есть золотая середина, между шириной луча, его мощностью, засветкой и плотностью этой засветки.

Ну во первых, с вашими терминами типа, "конспиралогия" это вы ошиблись с форумом.

А во вторых, если вы не в курсе, то эта тема именно о комфортности, комактности и продолжительности работы фонаря для подводной охоты!

В третьих, то, что отсутствие предметных коментов в данной теме (кроме ваших, ни о чём), говорит только том, что народ пока ещё не дорос до понимания важности моих выкладок (так же, как и десять лет назад), но с интересом их читает и задумывается над ними и уже обнаруживаются сдвиги.(читайте подробнее мною представленные месаги Бодрого Линя и др.)

А для того, чтобы предметно меня коментировать необходимо по крайней мере провести хотя бы такие же исследования, как Volter cо сравнениями разных по диаметру отражателей. Жаль,что он на этом и остановился.

Изменено 2 ноября, 2017 пользователем mastak