RowerZiemia

Artykuł jest przeznaczony przede wszystkim dla tych, którzy do tej pory nie mieli zbyt wiele wspólnego z elektrycznością, a chcą skorzystać z oświetlenia w rowerze. Nie wyjaśniam zasady pracy oświetlenia. Sporo miejsca poświęcam klasyfikacji, pomagam dokonać wyboru podzespołów oświetlenia. Zupełnie pominąłem temat instalacji elektrycznych spotykanych w starych rowerach, czyli dynamo oraz lampka z żarówką, bo uważam, że zasługuje on na osobny artykuł.

Zapraszam do lektury!

Po co nam w ogóle oświetlenie w rowerze?

Odpowiedzi na tak postawione pytanie może być kilka. Po pierwsze i na tym można by poprzestać, ponieważ wymaga tego obowiązujące w Polsce prawo, a konkretnie tzw. "Ustawa z dnia 20 czerwca 1997 r. - Prawo o ruchu drogowym" (Dz.U. 1997 nr 98 poz. 602). Ponieważ prawo się zmienia, więc nie podaję łącza do stosownej ustawy odsyłając zainteresowanego czytelnika bezpośrednio do strony ustawodawcy. Co ważne i warte zanotowania, obszar ruchu drogowego jest kolejnym, którego nie objęła jurysdykcja Unii Europejskiej. Mówiąc po ludzku co kraj unijny, to inne prawo o ruchu drogowym. Przykładowo w Niemczech zagadnienia związane z oświetleniem rowerów reguluje zbiór przepisów o skróconej nazwie StVZO (i pełnej: Straßenverkehrs-Zulassungs-Ordnung).

Bardziej pragmatyczną przyczyną stosowania oświetlenia w rowerach są: sygnalizacja innym kierującym ruchem, że oto w ogóle zajmujemy pas ruchu, czyli sygnalizacja obecności rowerzysty w pasie jezdni. Wreszcie, ale celowo na końcu, wymieniam potrzebę oświetlania drogi, po której poruszamy się jadąc na rowerze, w szczególności po zapadnięciu zmroku oraz w każdych innych warunkach, gdy tzw. widoczność jest ograniczona (np. gęsta mgła, intensywny deszcz itp.).

Z premedytacją pomijając historię oświetlenia (temat zasługuje na osobny artykuł) przejdę od razu do czasów współczesnych: oświetlenie oznacza konieczność stosowania elektryczności na rowerze. Biorąc pod uwagę światło aktywne wytwarzane elektrycznie i przyglądając się różnym celom, które chcemy osiągnąć, doszedłem do następujących wniosków:

  1. jeżeli zależy nam przede wszystkim na sygnalizowaniu obecności w pasie jezdni, dobrze jeżeli światełka nie tylko świecą światłem ciągłym, ale także migają,
    b. jeżeli zależy nam przede wszystkim na oświetlaniu drogi, dobrze jeżeli przynajmniej światło przednie świeci światłem ciągłym.

Oprócz światła wytwarzanego aktywnie istnieje jeszcze cały szereg rozwiązań bazujących na świetle odbitym.  Są to popularnie zwane "światła odblaskowe". Wykorzystują one zjawisko odbicia. Jeżeli już po drodze poruszają się pojazdy samochodowe, które z reguły wykorzystują dosyć mocne oświetlenie, przynajmniej w porównaniu z rowerowym, to niech chociaż część tego światła po odbiciu ma szansę nieść kierowcom samochodów informacje o naszej obecności na drodze. De facto odblaski nie są "światłami" w tym sensie, że nie posiadają źródła światła. I tu uwaga: skuteczność, albo ilość światła odbitego zależy od jakości powierzchni "światła odblaskowego". Mówiąc wprost odblaski czyste odbijają dużo więcej światła od zabrudzonych. Obowiązuje też jeszcze jedna zasada fizyki: im większa powierzchnia światła odblaskowego, tym więcej tego światła odbije. Przejaskrawiając: im większa powierzchnia roweru i rowerzysty odbija światło, tym lepiej.

Lista rozwiązań technicznych wykorzystujących światło odbite rośnie. Dzisiaj można kupić opony rowerowe wyposażone w dodatkową taśmę odblaskową biegnącą po obwodzie opony. Można nabyć stosowne rurki zakładane np. na szprychy kół rowerowych, które pełnią rolę odblasków. Wreszcie można nabyć różnego rodzaju opaski samozaciskowe, które również odbijają światło. Znowu obowiązuje zdroworozsądkowa zasada: nawet jeżeli przepisy nie wymagają stosowania dodatkowych odblasków, warto w nie wyposażyć rower. Dla własnego bezpieczeństwa.

Przepisy regulują zarówno kolor (barwę) świateł tak przedniego jak i tylnego, jak i dopuszczalność mrugania, czy wreszcie wysokość świateł np. od powierzchni gruntu. Warto się z tymi przepisami zapoznać. Jak zwykle, niezależnie od obowiązujących przepisów, nic nie zastąpi zdrowego rozsądku. Jako rowerzyści zadbajmy więc, by nasze oświetlenie po pierwsze i przede wszystkim było, po drugie, by było sprawne, po trzecie by nie oślepiało lub w inny sposób nie utrudniało użytkowania drogi innym uczestnikom ruchu drogowego. Z perspektywy lat dostrzegam, że to właśnie oświetlenie rowerów nader często jest punktem zapalnym konfliktów z innymi użytkownikami dróg publicznych. Tylko ty czytelniku jesteś w stanie ten stan zmienić! Maksyma "jedź i świeć" pozostaje nadal aktualna.

Szczególnym wyzwaniem technicznym jest zapewnienie oświetlenia do jazdy w całkowitych ciemnościach. Nie oszukujmy się, tego typu wyzwanie staje przed rowerzystami stosunkowo rzadko. Na pewno wśród czytelników znajdą się jednak amatorzy np. udziału w specjalnych rajdach na orientację organizowanych w całkowitych ciemnościach, np. w lasach, poza terenami zurbanizowanymi. Kto nigdy nie jeździł nocą po lesie, niech koniecznie spróbuje. Jazda na rowerze ma to do siebie, że dosyć szybko zmienia nam się przed oczami krajobraz, co w warunkach całkowitych ciemności przekłada się na wymaganie odpowiedniego doświetlenia obserwowanej rzeczywistości. Zwykła lampka rowerowa, która na co dzień sprawdza się w warunkach miejskich, w lesie zwyczajnie nie wystarczy. By czuć się komfortowo, czyli widzieć przed sobą przeszkody z odpowiednim wyprzedzeniem, by móc jeszcze zareagować, potrzebne jest oświetlenie zapewniające odpowiednio szerokie, długie i odpowiednio doświetlone pole widzenia (500 lm i więcej). Niektórzy oprócz świateł, które typowo umieszczane są na kierownicy, stosują dodatkowo silne lampki mocowane na głowie, tzw. czołówki. Dzięki temu scena zostaje doświetlona, a dodatkowo widzimy nie tylko obszar na wprost przed kierownicą, ale również na wprost przed oczami. Bywa, że ma to niebagatelne znaczenie. Zaledwie od kilku lat w handlu można kupić stosowne oświetlenie. Typowo jeszcze kilka late temu było zasilane z dużego akumulatora mocowanego na bagażniku lub w koszyku bidonu. Zapas energii starcza na kilka godzin zabawy w całkowitych ciemnościach. Dzisiaj wystarczą akumulatory o wielkości tych, które stosowane są do zasilania smartphone'ów. Ponieważ jest to sprzęt specjalistyczny, ma też odpowiednio wysoką cenę (250 - 750 pln, @2016). W dalszej części artykułu nie skupiam się na tego typu oświetleniu, bo takiego nie posiadam. Choćby z kronikarskiej rzetelności należało jednak o nim wspomnieć. W związku z postępem technologicznym w obszarze elektroniki, na rynku pojawiło się też bardzo mocne oświetlenie, które można zasilić z dynama. Jak na razie cena takich rozwiązań wciąż pozostaje bardzo wysoka.

 

Skoro już wiemy, że chcemy mieś oświetlenie w rowerze, należy sobie odpowiedzieć na pytanie: jakiego typu oświetlenie będziemy stosować w rowerze?

Do wyboru są zasadniczo następujące możliwości:
- oświetlenie bateryjne,
- oświetlenie zasilane z prądnicy (dynama),
- rozwiązanie mieszane, np. lampka przednia dołączona do prądnicy, a tylna na akumulatorki,
- wspomniane już odblaski.

Zaryzykuję tezę, że wykorzystywany typ roweru w znacznym stopniu determinuje wykorzystywany typ oświetlenia. W moim przypadku wygląda to następująco:
- rower miejski i trekkingowy: oświetlenie zasilane z prądnicy wewnętrznej zabudowanej w piaście koła (lampka przednia i lampka tylna),
- rower górski i szosowy:  oświetlenie bateryjne (lampka przednia i lampka tylna).

Syntetyczne porównanie cech oświetlenia bateryjnego i zasilanego z prądnicy:

Właściwość Oświetlenie bateryjne Oświetlenie zasilane z prądnicy
Źródło światła  Diody  Diody 
Okablowanie  Brak  Konieczne stałe okablowanie pomiędzy pomiędzy źródłem napięcia (prądnicą) a źródłem światła (lampą). 
Czas świecenia  Ograniczony przez ilość energii zgromadzoną w bateriach / akumulatorkach. Ograniczony przez czas jazdy oraz prędkość obrotów koła rowerowego.
Koszt eksploatacji Dodatkowe baterie, dodatkowe akumulatorki, ładowarka do akumulatorków. Brak.
Inne Źródło zasilania wrażliwe na temperaturę. Łatwość kradzieży.
Możliwość wykorzystania lampki jako latarki.
Konieczność zaplecenia koła z dynamem lub przymocowania dynama do ramy.
Możliwość ładowania urządzeń USB.
Łatwość demontażu Duża. Bardzo mała.
Pewność działania Średnia, trudno przewidzieć moment rozładowania się źródła zasilania. Duża - jeśli jedziesz to świecisz.
Koszt Zależny od wybranego rozwiązania, od kilku pln do setek pln. Zależny od wybranego rozwiązania, od 120 pln do setek pln.
Masa Na ogół niska. Dynamo jest na ogół ciężkie, ale lampki nie zawierają akumulatorków.

 

W przypadku oświetlenia bateryjnego co jakiś czas konieczna jest wymiana chemicznego źródła energii (zasilania) - baterii lub akumulatorków. Pomimo postępu technologicznego nadal dosyć trudno jest przewidzieć, kiedy takie chemiczne źródło zasilania się wyczerpie. Stąd wypadało by mieć przy sobie niemal zawsze zapas baterii czy akumulatorków. Ponadto trzeba pamiętać, by takie oświetlenie wyłączać po zakończeniu podróży. Wreszcie często takie lampki dosyć łatwo dają się zdjąć z ramy, więc warto pamiętać, by zabierać je ze sobą po zakończeniu jazdy, bo inaczej mogą stać się łupem przypadkowego złodzieja. Chemiczne źródła światła, w szczególności baterie gorszej jakości, źle też znoszą zarówno niskie temperatury (zima) jak i wysokie (lato). Oświetlenie takie za to dostarcza światło natychmiast po włączeniu i to bez względu na to, czy obracają się koła roweru.

W przypadku oświetlenia zasilanego z prądnicy główną jego wadą jest konieczność poprowadzenia przewodów elektrycznych pomiędzy lampką a dynamem. Często przewody są prowadzone wewnątrz ramy, co w zamierzeniu ma zmniejszyć ich narażenie na uszkodzenia, przede wszystkim mechaniczne. Niestety w przypadku uszkodzenia takiego przewodu jego wymiana jest co najmniej kłopotliwa. Trzeba mieć ponadto prądnicę i to sprawną. Prądnice są dosyć ciężkie, co może być dla niektórych czynnikiem decydującym przy wyborze urządzenia. Do tego dochodzi jeszcze konieczność zamontowania złączy (elektrycznych), czyli połączeń przewodów z prądnicą.

Prądnice również mają własną klasyfikację. I tak można je podzielić na:
- prądnice zewnętrzne,
- prądnice wewnętrzne, zabudowane w piaście koła (najczęściej przedniego) lub w suporcie.

Bardziej szczegółowo porównałem oba rozwiązania tutaj.

Prądnice, w szczególności te wewnętrzne, działają wtedy, gdy koła lub korby się obracają. W efekcie po zatrzymaniu rower pogrąża się w ciemności. By zniwelować tę wadę trzeba się wyposażyć w lampkę, która potrafi podtrzymać świecenie pomimo chwilowych przerw w dostawie energii. Stosowane są dwa rozwiązania: kondensatory, a w zasadzie ich odmiana nazywana superkondensatorami oraz małe akumulatorki. Akumulatorki mają tę wadę, że podlegają starzeniu oraz, jak już wspomniałem wyżej, źle znoszą tak niskie, jak i wysokie temperatury. Superkondensatory teoretycznie są wieczne, a w praktyce... pomimo wykorzystywania ich w lampkach już od lat, jeszcze nigdy mnie nie zawiodły. Dzięki takiemu rozwiązaniu energii starcza na 2-5 min. pracy lampki. W przypadku lampki przedniej przez niektórych producentów stosowany jest jeszcze inny zabieg: lampka ma dwa tryby pracy. Pierwszy, to oświetlenie drogi, gdy emituje maksymalną ilość światła. Drugi, to sygnalizacja pozycji rowerzysty, kiedy emituje znacznie mniej światła, a co za tym idzie zużywa znacznie mniej energii, ale ilość ta wystarcza do zasygnalizowania otoczeniu, że oto ktoś tu się znajduje.

Spotyka się już lampki tylne, które sprawdzają częstotliwość sygnału z prądnicy. Jeśli ta częstotliwość gwałtownie spada, lampka jasno się zapala na kilka sekund, jaśniej niż w trakcie zwykłej pracy. Takie zachowanie w znacznym stopniu przypomina zachowanie światła stopu.

images/stories/2016/20161127_OswietlenieRoweru/750_WP_20161218_19_40_24_Pro_LampkaMagnesy.jpg" class="yasig" rel="lightbox[yasig0]" title="Oprócz samej lampki widoczne są oba magnesy."><div style=images/stories/2016/20161127_OswietlenieRoweru/750_WP_20161218_19_40_24_Pro_LampkaMagnesy.jpg" title="Oprócz samej lampki widoczne są oba magnesy." />

Są jeszcze lampki, które montuje się na widelcach kół, a na szprychach montuje się małe magnesy. Ruch kół, a wraz z nimi magnesów względem lampek wystarczy, by wygenerować nieco światła. W sam raz tyle, by zasygnalizować innym uczestnikom ruchu obecność roweru.


 

Jakich wartości prądu można się spodziewać w instalacji z dynamem rowerowym?
Tego niestety nie wiem, ale spodziewam się na podstawie oznaczeń mocy na prądnicach (3 W) oraz napięcia (6 V), że jest to 0,5 A, chociaż chwilowo może to być nawet więcej. Spodziewam się jednak, że odbiorniki energii (lampki rowerowe) są wyposażone w odpowiednie zabezpieczenia nie pozwalające na nadmierny wzrost napięcia / prądu. Może kiedyś uda mi się to kiedyś sprawdzić za pomocą np. oscyloskopu.

 

Z jakiego oświetlenia korzystam lub korzystałem?
- rower miejski:

źródło zasilania: prądnica: Shimano DH-3N20 6V-3W
lampka przednia:  diodowa, Busch & Muller LUMOTEC ClassicT LED senso plus, 30 lx
dodatkowe funkcje:  superkondensator podtrzymujący świecenie przez około 4 minuty od zatrzymania obrotów prądnicy;
okienko jaśniejszego światła doświetlające przestrzeń przed lampką;
kilka trybów świecenia, w tym do jazdy w ciągu dnia 
lampka tylna:  diodowa, Busch & Muller TOPLIGHT LINE 
dodatkowe funkcje: superkondensator podtrzymujący świecenie przez około 4 minuty od zatrzymania obrotów prądnicy

- rower trekkingowy:

źródło zasilania:  prądnica: Shimano DH-3N80 6V-3W 
lampka przednia:  diodowa, Busch & Muller, IQ-TEC, 6V-2.4W, 60 lx
dodatkowe funkcje:  superkondensator podtrzymujący świecenie przez około 4 minuty od zatrzymania obrotów prądnicy 
lampka tylna:  diodowa, Busch & Muller, TOPLIGHT LINE brake plus 
dodatkowe funkcje: superkondensator podtrzymujący świecenie przez około 4 minuty od zatrzymania obrotów prądnicy,
przy gwałtownym spadku częstotliwości sygnału z prądnicy lampka jaśniej się zapala na około 2 sekundy, co daje wrażenie pracy jak światła stopu w samochodzie

- rower górski / szosowy:

źródło zasilania:  akumulatorki Ni-MH
lampka przednia:  diodowa, SIGMA LIGHTSTER, zasilanie: 4x AA, 20 lx
dodatkowe funkcje:  wskazuje prawidłowy lub niski stan baterii za pomocą dodatkowej diody 
lampka tylna:  diodowa, Mactronic, FALCON EYE zasialnie: 2x AAA 
dodatkowe funkcje: kilka trybów świecenia

 

Sporym wyzwaniem technicznym jest uzyskanie obiektywnych, porównywalnych warunków porównania różnych źródeł światła. Uwaga ta dotyczy przede wszystkim lampek przednich. Producenci ukrywają istotne informacje za technicznym bełkotem lumenów, luksów i kandeli. Trudno jest znaleźć dobre konsumenckie testy. Ja ze swojej strony szczerze polecam to źródło, warto zajrzeć także tutaj.

Parametry światła podawane są często w różnych jednostkach, np. lumenach, luxach, candelach. Jak je ze sobą porównać? Dla przypomnienia:

1 cd (jedna candela), jednostka światłości, to jednostka służąca do pomiaru intensywności światła i odpowiada mniej więcej ilości światła wysyłanego przez pojedynczą świeczkę.
1 lm (jeden lumen), jednostka miary strumienia świetlnego, to ilość światła ze źródła o światłości 1 cd wypromieniowanego w kąt bryłowy 1 steradiana (sr); 1 lm = 1 cd · sr.
1 lx (jeden luks), jednostka natężenia oświetlenia, to oświetlenie padające na określoną powierzchnię; 1 lx = 1 cd · sr / m2.

Jeżeli powyższe wyjaśnienia komuś nie wystarczą, zapraszam np. na youtube.

Czyli jeżeli mamy do dyspozycji lampkę przednią świecącą ciągłym światłem o natężeniu 30 lx, to tak, jakby 30 świec całe światło emitowało w jednostkowy stożek (1 steradian) na powierzchni 1 m2. Cóż, nie jest łatwo. Powiem tak: do porównywania źródeł światła przeznaczonego dla rowerzystów powinny służyć luksy, bo uwzględniają skupienie światła. Natężenie oświetlenia rzędu 25-30 luksów wystarczy, by jeździć po mieście. Natomiast przy porównywaniu żarówek w lampach sufitowych lepszą jednostką będzie lumen, bo żarówka z definicji wypromieniowuje światło przynajmniej w połowę sfery. Tu skupienie światła nie jest takie ważne.

W przypadku lampek rowerowych bardzo dużo, by nie powiedzieć, że prawie wszystko, zależy od skupienia strumienia świetlnego. Fajnie, gdy jest to w miarę zwarta jasna plama. Niektórzy producenci (np. Busch & Muller) potrafią uzyskać wręcz prostokąt skupionego światła.

Oczywiście światło ma jeszcze więcej parametrów, np. barwę, o czym wie chyba już każdy, kto kupował żarówkę energooszczędną.

 

Ostatni element elektrotechniki związany z oświetleniem to mocowanie lampek do ramy i kierownicy roweru.

Znowu sporo zależy od preferencji użytkownika. W przypadku oświetlenia przedniego zasilanego z dynama istnieje cała gama metalowych obejm i mocowań pozwalających zamocować lampkę w typowych miejscach, tj.:

- na wysokości piasty przedniego koła (patrz zdjęcie w jednej z poprzednich części artykułu pokazujące oświetlenie zasilane magnesami przyczepionymi do szprych),
- nieco nad błotnikiem przedniego koła - chyba najczęściej spotykany wariant,
- tuż nad górnymi sterami (patrz ilustracja rozpoczynająca artykuł),
- na kierownicy.

W przypadku oświetlenia tylnego zasilanego z dynama jest podobnie. Typowe miejsca mocowania:

- błotnik tylnego koła - z reguły mocowanie za pomocą pojedynczej śruby bezpośrednio do powierzchni błotnika,
- koniec bagażnika - z reguły co najmniej dwoma śrubami do specjalnej blaszki.

W przypadku oświetlenia bateryjnego przednia lampka prawie zawsze mocowana jest stosowna obejmą plastikową do rury kierownicy. I tu uwaga: brak standardu mocowania! Co producent, to stosuje nieco inne obejmy i nieco inne rozwiązanie pozwalające na połączenie lampki z obejmą. Co do zasady lampki zasilane bateryjnie dają się odczepiać od obejmy. Kiedyś lampki, szczególnie przednie, stanowiły łakomy kąsek dla złodziei, a jak wiadomo to okazja ich czyni. Łatwość odczepienia lampki oprócz oczywistych zalet z punktu widzenia prawowitego właściciela lampki, ułatwia kradzież.

W przypadku oświetlenia bateryjnego tylna lampka prawie zawsze jest mocowana do sztycy, tuż pod siodełkiem lub do rury tylnego trójkąta. Warto sprawdzić, czy światło tylnej lampki w ogóle jest widoczne dla współuczestników ruchu. Dotyczy to zwłaszcza lampek mocowanych bezpośrednio pod siodełkiem. Zdarza się, że niektórzy co bardziej przewidujący producenci torebek podsiodłowych umożliwiają doczepienie do nich lampek. I znowu ta sama uwaga, co powyżej: brak standardów mocowania lampek. Co producent, to nieco inne rozwiązanie.

Czytelniku, jeżeli chcesz samodzielnie połączyć przewodami dynamo z lampkami, zapraszam Cię do dedykowanego temu tematowi artykułu.

Dodaj komentarz