Fahrradscheinwerfer: Beamstabilisierung mittels Gimbal?

[HeinzH.]

Moin moin!
Insgesamt sind die optische Qualitäten der aktuellen Fahrradscheinwerfer z.B. von B&M schon ziemlich gut. Meines Erachtens aber muß die weitere technische Entwicklung von Fahrradscheinwerfern weitere Erfordernisse abdecken.
Nachdem inzwischen jeder bessere Selfie-Stick mit einem Zweiachs-Gimbal ausgestattet ist kann ich mir Fahrradscheinwerfer vorstellen, deren Beam mit einem Einachs-Gimbal korrekt eingestellt und der während der Fahrt von diesem stabilisiert wird*. Damit käme der Lichtstrahl dorthin, wo er gebraucht wird und das Thema Blendung wäre nachhaltig abgehakt. Was meint Ihr zu dieser Überlegung?
Bis denne,
HeinzH.

*Wie eine solche Stabilisierung wirkt, ist in diesem historischen Film von 1986 plastisch dargestellt, besonders Eindrucksvoll ist die Szene mit dem vollen Bierkrug auf der Kanone etwa bei 1:40...

 

[ChristianW]

Wenn schon, dann auch Zweiachs-Gimbal und man hätte gleichzeitig Kurvenlicht.
Stimmt. Ist mit leichten Brushlessmotoren und Gimbal-Technik der Kameras immer günstiger.
Auch Leuchtweitenregulierung ist dann sehr schnell machbar.

Einzige Herausforderung wäre noch, das robust genug für den Fahrradeinsatz zu bekommen.
Also bezüglich Nässe, Erschütterungen und Dauerbetrieb stabil zu bekommen.

Klingt jedenfalls sehr praktisch und sinnvoll.

 

[Gear7Lover]

Für Unebenheiten sicher gut.
Aber was ist mit Kuppen und Wannen?
Steigung /Gefälle?

 

[Micha13]

spannende Analogie zum Fahrradscheinwerfer! Was das "Wegfeuern" angeht, ist es mit dem Scheinwerfer ja einfacher. Stellst ihn nach oben und anschalten. Fertig.
Insgesamt macht das Ganze, denke ich, aber wenig Sinn.
Beim Panzer stellt ja der Schütze eine Position ein, welche dann durch die Kreiseltechnologie gehalten wird. Die Eingangsgröße bzw. Kalibrierung bestimmt also der Mensch. Danach wird die (Licht)kanone entsprechend nachgeführt. jetzt haben wir beim Fahrrad aber unter den Bedingungen, die Blendung vermeiden soll, ja nicht diese Schwankungen aus unebenem Gelände sondern fahren auf der Straße. Problem ist also nicht Schwankung in Vertikaler Ebene.
Die zu hoch eingestellten Fahrradscheinwerfer sind ja dauerhaft zu hoch eingestellt. Das kriegt man über die Kalibrierung zu Beginn der Fahrt in den Griff. Also Ziel anvisieren beim Panzer. Wenn man das beim Radl am Anfang gemacht hat, blendet man niemanden mehr. Es sei denn, der Scheinwerfer verstellt sich, weshalb auch immer, während der Fahrt. Das ist ja aber ein eher unwahrscheinliches Szenario.
Am Rad reicht also eine Markierung in 50??cm Höhe am Garagentor und die Fähigkeit, 5 Meter in Schritten abzumessen, den Scheinwerfer von dort auf die Markierung zu richten, Oberkannte Licht, und gut. Und ! man muss ab und zu mal dran denken, das zu wiederholen. Ist wahrscheinlich ein größeres Problem, als die technische Umsetzung mit Gyroskop.
Geld, Zeit, Gewicht gespart.

 

[Fanfan]

Ich fahre seit zwei(?) Jahren mit manueller mechanischer Höheneinstellung für den IQ-X an der Cheetah. Bei kurzen Unebenheiten die Höhe halten kann das nicht, aber da der Hebel etwa so schnell zu erreichen ist wie der Schalthebel, stelle ich damit bei Gegenverkehr auch mal an Kuppen und Brücken den Strahl tiefer. Bei einem Gimbal dürfte das eher andersherum sein, und wenn der nur kreiselstabilisiert ist, hat er keine Ahnung von der vertikalen Fahrbahnkrümmung, aber kompensiert unsinnigerweise konstante Steigungen und Gefälle.

Würde ich mir einen elektrischen/elektronischen Ersatz für meine Mechanik anbauen? Vermutlich nicht, denn meine Fahrradelektrik ist bisher rein dynamobasiert und bräuchte dafür erstmal Pufferakku und stabilisierte Versorgungsspannung.
Bei einem in Kurven mitlenkenden Scheinwerfer sieht das evtl. anders aus. Rein mechanisch kann man das am Einspurer nur für eine Kurvengeschwindigkeit richtig auslegen, in schnelleren Kurven stellt man den Scheinwerfer dann zu niedrig und in langsameren zu hoch. Wenn man dieses Problem mit Elektronik angeht und die Mechanik so konstruiert, dass eine Achse rein geschwindigkeitsabhängig und eine rein lenkwinkelabhängig wird, dann könnten sich schöne Synergien ergeben. Das braucht für die Höhenstabilisierung zwar eine zusätzliche Achse, aber mit der kann man wieder die geschwindigkeitsabhängig zu verstellende Mechanik vereinfachen.

 

[Gear7Lover]

Naja, mit unserem Radstand von rund einem Meter sind wir schon sehr anfällig dafür bei jeder kleinen Unebenheit in den Gegenverkehr zu blinken. Die Karosse nickt erheblich. Teils beim Treten schon geblinkt.

 

[Gear7Lover]

Wobei die Kameragimbals ebenfalls nachführbar sind. Braucht halt eine defederte Verbindung zur Karosse die den Gimbal sanft in die neue Neigung (z.B. 10% Steigung) komplimentiert.

 

[Fanfan]

Naja, mit unserem Radstand von rund einem Meter sind wir schon sehr anfällig dafür bei jeder kleinen Unebenheit in den Gegenverkehr zu blinken. Die Karosse nickt erheblich. Teils beim Treten schon geblinkt.

Radstand ist einer von drei Parametern dafür, die anderen beiden sind die Anbauhöhe des Scheinwerfers und die Leuchtweite.
Die beiden Extreme unter den Liegerädern sind da wahrscheinlich am einen Ende schnelle VMs (niedriger Scheinwerfer, große Leuchtweite) und am anderen Ende einspurige Reiseliegen (hoher Scheinwerfer, geringe Leuchtweite). Trikes dürften dazwischen liegen.

 

[Little Willy]

Da kommt es immer auf den Scheinwerfer an. Nachdem ich mir eine IQ X gegönnt habe, wurde die korrekt eingestellt. Eine Woche später fuhr ich zum einkaufen. Bei der Rückfahrt habe ich dem Gegenverkehr die Netzhaut weggebrannt. Zuviel Gewicht auf der hinteren Federung. Danach habe ich eine (mechanische) Höheneinstellung an meinen Scorpion gebaut, jetzt ist alles gut.
LG Oliver

 

[Ewok]

Hallo Heinz, ja das wünsche ich mir auch.

Für Unebenheiten sicher gut.
Aber was ist mit Kuppen und Wannen?
Steigung /Gefälle?

Das Lenkerbedienelement würde idealerweise außer Auf/Abblenden folgende Funktionen bieten:
- Blendgrenze manuell hoch-/runterschieben für die Situationen wie du sagst
- Blendgrenze mit einem Druck zurück auf Null
- Etwas versteckter Knopf für Blendgrenzen-Einstell-Modus (für ganz feinfühliges Ändern der Nulleinstellung während der Fahrt über denselben hoch/runter-Schalter/Rad wie oben)

Steigung und Gefälle: das Gimbal muss schon auch den absoluten Winkel am Lampenhalter, also zum Fahrradrahmen/karosserie, messen und eine Tendenz eingebaut haben zum (absolut definierten) gegenwärtigen Sollwinkel zurückzukehren. Sonst, ja, sonst strahlt man bergauf nur noch 1m weit.

 

[Gear7Lover]

Also ich bin für eine BRouter Erweiterung. GPS gestützte Leuchtweitenregulierung. Die Lampe zielt immer auf den Punkt 80m voraus. Besseres Höhenmodell noch schnell, sonst zielt er am Waldrand auf die Baumwipfel.

 

[RobertS]

Dein Klappscheinwerfer funktionierte ja soweit, für den nächsten Anlauf hast du ja nun ausreichend Anregungen …
Ich fürchte schlimmes …

 

[Gear7Lover]

Der

Klappscheinwerfer

hat ausgeklappt.
Aber der Gimbal als Zusatz wär die nächste Ausbaustufe für den nächsten. Von mir aus gesehen muss der Verstellservo bereits im Gimbal gelagert sein, so dass man schnell aufblenden kann. Und ja der Schwerpunkt muss mittig zur Drehachse vom Gimbal sein oder darunter sonst zieht es den immer runter. Kompliziert kompliziert

 

[Micha13]

Nochmal, von der Logik her macht das doch keinen Sinn. Bergauf beleuchte ich das Vorderrad, bergab blende ich den Gegenverkehr. Solange das System nicht selbst erkennt ab wann es blendet, ist es überflüssig. Darüber hinaus bräuchte man eine Abfrage für sxhnelle Fahrt= längerer Lichtkegel. Aber auch da muss es doch bei Gegenverkehr wieder abblenden. Man schafft sich also durch eine komplizierte, rel. Schwere Texhnik Probleme, die man ohne nicht hätte. Und noch dazu löst die Technik das ursprüngliche Problem nicht.
Macht also keinen Sinn.
Ich fahre mit Lupine SLA, die kann schon gut blenden. Am RR bin ich problemlos mit der Hand an der Lampe und stelle sie so ein, wie ich mag. An der Liege geht das nicht.
Ich plane gerade eine Lampenverstellung mit Bowdenzug vom Lenker aus. Das ist dann 100gramm Mehrgewicht und funktioniert, weil der Bordcomputer, der sowieso nitfährt alle Variablen berücksichtigen kann.
Alles andere ist die Hose mit der Beißzange angezogen und am Ende hängt sie doch in den Kniekehlen.

 

[Gear7Lover]

Man muss nicht immer gleich alles zu 100% umsetzen was hier gedankengespielt wird. Nur zu 90

Und Deine Handjustierung während der Fahrt ist dann besser? Ich fand die Auflösung von Arduino und Servo von 0.26 Grad (bei 1:1 Übersetzung) immer etwas grob um die Leuchtweite zu justieren.

Ich behaupte mal die Handjustierung ist dort wo sie montiert ist so häufig in Gebrauch weil Du nur sehr grob zu hoch oder zu tief einstellen kannst, aber nie den Sweetspot triffst.

 

[Micha13]

Sweetspot ist gut. Kannte ich noch nicht.
Erkläre mir mal, wie das System den sweetspot finden soll.
Wenn ich weiter sehen möchte, stelle ich die Lampe nach oben. Wenn Gegenverkehr kommt, stelle ich nach unten. Falls mir mal einer liegend entgegen kommt stelle ich noch weiter nach unten. Immer so, dass der Entgegenkommende den Lichtkegel nicht im Gesicht hat. Meine Feinmotorik bietet dazu auch mit Winterhandschuhen die nötige Auflösung, behaupte ich mal.
Frage ist jetzt, wie kriege ich die notwendigen Variablen ins System rein.
Antwort: geht nicht. Also kann ich es auch lassen.
Wir können hier auch über Rekuperation an Rennliegen diskutieren, weil Fernverkehrszüge sind auch sehr schnell und schonen dadurch die Bremsen. Tolle Sache....

 

[Gear7Lover]

Naja, Du wirst die Landstrasse geradeaus nicht treffen, Der Unterschied zwischen optimal (say: Leuchtweite 100m) und blendet wie sau ist 0.3°. Mit der Hand am Scheinwerfer während der Fahrt? Ja nee, is klaa. Mit der mechanischen Fernbedienung? (Respekt wenn die mal einer so feinfühlig, spiel- und hysteresefrei hinbekäme). Nächstes Problem: am Fahrzeug dass sich bewegt kannst keinen Scheinwerfer einstellen. Jede kleine Unebenheit vereitelt das, vgl. Panzer. Und da kämen wir wieder zum Gimbal. Der schluckt die Bodenwellen.

 

[panicmechanic]

Der

hat ausgeklappt.

Hätte man den nicht konservativ ausbauen können? Der schöne Milan...

 

[Fanfan]

Nochmal, von der Logik her macht das doch keinen Sinn. Bergauf beleuchte ich das Vorderrad, bergab blende ich den Gegenverkehr. Solange das System nicht selbst erkennt ab wann es blendet, ist es überflüssig.

Jein. Wenn der Scheinwerfer permanent seine Lage im Raum beibehalten will, wäre das so. Aber hochfrequente Änderungen an der Lage im Raum sind sehr wahrscheinlich auf überfahrene Unebenheiten zurückzuführen, und die zu kompensieren wäre sinnvoll. Das geht, indem man in die Lageregelung ein Hochpassfilter für die (Kreisel-)Stabilisierung einbaut und die niederfrequenten Anteile aus einer Lagereferenz am Fahrzeug ableitet.

Mit der mechanischen Fernbedienung? (Respekt wenn die mal einer so feinfühlig, spiel- und hysteresefrei hinbekäme). Nächstes Problem: am Fahrzeug dass sich bewegt kannst keinen Scheinwerfer einstellen.

Gegen Spiel und teilweise gegen Hysterese hilft eine Feder. Die braucht man sowieso, wenn das Ding mit einem Schaltzug bedient wird. Reibungseinflüsse aus dem Schaltzug kann man klein halten, indem man den letzten Rest Feineinstellung immer in Richtung "Ziehen" macht.
Meine Halterung schwenkt einfach den Scheinwerfer um eine horizontale Achse. Bedient wird mit einem Daumenhebel für Umwerfer, an der Halterung lag der Abstand zwischen Seilzugklemmung und Schwenkachse am Anfang bei knapp 4cm, jetzt sind's 5cm, und 6cm gibt sicher auch noch einen Schwenkbereich, bei dem man am Tieflieger einerseits Verkehrszeichen in 5m Entfernung und andererseits den Boden 2m vor dem Vorderrad anleuchten kann.

 

[Gear7Lover]

Kein Kreisel hält seine Position ewig gegen äussere Kräfte, er verlangsamt sie nur. Die (weiche) Rückstellfeder Richtung Karosse stellt die Lage langsam wieder stimmig zur Karosse. Fertig ist der mechanische Tiefpassfilter. Gezappel aus Bodenwellen eliminiert. Steigungen und Gefällen (mit kleiner Verzögerung) gefolgt.