Видеосвет на бокс Patima

С самого начала нашей активной клубной деятельности в подводной клубе ЦСК ВМФ Москва у нас всегда были очень интересные поездки! А в поездках что хочется больше всего? Конечно, сохранить свои впечатления на видео. Выбор видеотехники – это очень важная задача при подготовке к путешествиям.
Первый опыт наземной и подводной видеосъемки мы получили на Курильских островах в начале нулевых. Взял у друзей камеру, непрофессиональную, но одну из самых «умных» на то время, вместе с пластиковым акриловым боксом. Условия той поездки были сверхэкстремальные, камеру из бокса мы доставали только для замены аккумулятора и кассеты. Снимали и над и под водой, все время в боксе.
В дальнейшем приобрел свою собственную камеру, более совершенную, и сразу к ней приобрел бокс Sony SportPack SPK-HCB. Он рассчитан на глубину не более 5м, хотя несколько раз нырял с ним и на 10м.

Однако, под водой с пластиковым боксом всегда был страх, что услышишь щелчок, и бокс треснет. Я стал искать что-то посеръёзнее, все варианты пластиковых боксов отмел сразу. Может, для кого-то они и удобны, но когда едешь по Белому морю на катере (а Белое море редко бывает тихим), высока вероятность разбить бокс. В одной из поездок у нас разбился сверхпрочный гермобокс для фото-техники фирмы Рele, дающий, как известно, пожизненную гарантию.

Теперь вы понимаете, почему я стал рассматривать исключительно металлические боксы. Нашел южнокорейскую фирму Patima. Не принимайте это за рекламу, но в их боксах мне понравилось сразу буквально все. Материал – алюминиевые сплавы, глубина погружений – до 120 метров, сделан добротно, эргономичен, есть места для крепления света, гуманная цена. Как показала жизнь, мой новый бокс себя оправдал, и на Белом, и на Черном, и на Каспийском морях.

Однако, как всегда это бывает, есть и недостаток – у него большая отрицательная плавучесть, попросту говоря, бокс тяжелый и он быстро тонет. Если для дайвера это может и небольшая проблема, надул компенсатор, и всплыл, то для подводного охотника на задержке дыхания долго держать в руках тяжелую вещь - это сложно. А еще сложнее с ним постоянно нырять вверх-вниз.
Я немного посчитал, сделал два алюминиевых поплавка- компенсатора и добился нулевой плавучести.
Таким образом, вопрос отрицательной плавучести я решил, но встал вопрос со светом.

Потеря цвета на глубине – от этого никуда не деться. Фонарь на 1000 Люменов MagicShine M810ES решил проблему, но оказалось, что драйвер фонаря работает в режиме «диммирования», то есть камера «видит» пульсацию светодиода. Не скажу, что всегда, но бывает, что в каком-то режиме камера видит. Такой эффект стробоскопа иногда наблюдаешь в кино. Да и торчащая штанга крепления фонаря (у подводных фотографов принято говорить «АРМ») создавала приличное дополнительное сопротивление при нырянии на задержке дыхания и вечно за что-то цеплялась, в скалах, камнях, корягах.

Я пробовал использовать свет для техно дайверов. Взял два Омеровские канистровых фонаря на 50-ваттных галогенках. Хорошо, что у Patima предусмотрено много мест для крепления света! Пульсация исчезла, появился шикарный теплый свет, сделал фонарям рассеиватели. Вырезал вставки из ячеистого рассеивателя ламп дневного света. Была небольшая потеря в мощности светового потока, но свет стал более-менее рассеянным.
Но все равно торчащие штанги крепления, провода, неудобные выключатели… Все это съедало время задержки дыхания катастрофически. Аппетит у этих галогеновых ламп непомерный. Приходилось все время включать и выключать, чтобы экономить аккумуляторы. Но зато как по учебнику фотографии– свет разнесен, чтобы создавать правильное освещение.

Попробовал все эти варианты, пришел к выводу – эти все варианты можно использовать в дайвинге (я их пока и не выкидываю), но для видео съемок на задержке дыхания под водой я решил сконструировать и изготовить два фонаря-поплавка для бокса. Объединил два в одном.

Перед проектированием постарался изучить существующие прототипы, какие фирмы делают, что делают и т.д.

Основная задача- добиться нулевой плавучести всей конструкции (фонари, камера и бокс),
обеспечить возможность широкого диапазона регулировки силы света, обеспечить большое время работ аккумулятора, зачастую в полевых условиях не всегда есть возможность зарядить аккумуляторы фонарей. Запас энергии аккумулятора нужен хотя бы на несколько дней съемок.

Корпусные детали решил делать из алюминия. Вообще-то для морской воды я предпочитаю делать все из титана, но бокс из алюминиевого сплава, поэтому титан применять категорически нельзя, с алюминием он образует электрохимическую пару, жалко бокс, титан его «сожрет». Все корпусные детали фонарей выполнены из алюминиевых сплавов с защитным антикоррозионным покрытием «твердый анод».

Основная часть фонаря – источники света, я применил светодиоды CREE 10Вт 3,3В, 7шт в каждом фонаре, по 800 Люменов каждый. Угол 120 градусов, температура 6000 градусов К, светоотдача 80%. Суммарно получается 5600 Люменов каждый из двух фонарей.
Все светодиоды крепятся через термопасту и только с помощью винтов, никакого клея!

Конструкция предусматривает включение 1, 3, 4, 6, 7 диодов, таким образом можно регулировать силы светового потока. Это достаточно широкий выбор в зависимости от потребностей и позволяет экономить аккумуляторы.
В фонаре используется 3 драйвера, каждый на свою группу светодиодов. Один драйвер на один светодиод, второй драйвер на 3 светодиода и третий еще на три светодиода. Комбинируя включение драйверов обеспечивается необходимое включение разных групп светодиодов. Тем самым исключается пульсация светового потока, которая часто наблюдается при диммировании светодиода для изменения силы светового потока.
В качестве переключателя режимов работы фонаря использую герметичный пьезопереключатель фирмы ООО «НПО Электроавтоматика».

Пообщался с подводными фотографами, кто-то советовал использовать геркон (магнитно-управляемое реле). Я нашел Андрея Герасименко из С-Петербурга, который изготавливает подводный видеосвет. Он использует герметичные пьезопереключатели. Спасибо ему, откликнулся, привез на выставку в Москву переключатели своего изготовления, я их купил, попробовал, но они не подошли. В них не было контроллера, который выдает однозначный сигнал. Пришлось искать другие варианты, интернет завален предложениями, но все варианты оказались пустышками, кроме переключателей фирмы ООО «НПО Электроавтоматика».
Я выбрал их, потому что они наши, сделанные в России, всегда можно найти изготовителя, получить консультацию.
Самое главное преимущество этих пьезопереключателей в том, что отсутствуют любые подвижные детали. Даже в герконе должен быть механизм перемещения магнита. Здесь – ничего. Очень удобные в эксплуатации переключатели. Рекомендую!

Следующий вопрос - как заряжать аккумулятор фонаря, как обеспечить гермоввод. Не хотелось каждый раз для зарядки разбирать и вынимать аккумуляторный отсек. Практически все подводные фонари имеют такую конструкцию – аккумуляторы надо вынуть, зарядить и вставить обратно. Соответственно, попадает влага из воздуха, надо внимательно смотреть за уплотнениями, соответсятвенно есть опасность протечки.
Я решил избавиться от этой процедуры сборки-разборки фонаря для зарядки.
Например, тот же Андрей Герасименко делает два контакта типа «тюльпан» и тоже, не разбирая фонарь, производит его зарядку. Но у него контакты всегда находятся в воде, т.е. «мокрые». В принципе, это не страшно, напряжение там низкое, но это увеличивает электрокоррозию всей конструкции. На память пришла моя работа конструктором в оборонном НИИ, а там как раз применяли такие герметичные проходные разъемы.
Я применил разъем отечественного изготовления, который обеспечивает 100% герметичность при давлении.
С помощью этого же разъема происходит зарядка и подключение аккумулятора фонаря к блоку управления. Ставится специальная перемычка в разъем и закрывается герметичным колпаком. Таким образом, обеспечена двойная защита.

На заднем торце фонарей также предусмотрена индикация, показывающая, какие группы светодиодов работают в данный момент, индикация остаточной емкости аккумуляторов, а также индикация перегрева ( при перегреве происходит автоматическое отключение). Хотя фонари тестировались при полной мощности в бассейне при температуре воды 27-28 градусов, никакого перегрева не происходило. Радиатор фонарей обеспечивает стабильное охлаждение светодиодов даже при такой температуре.

Так как предполагается летать на самолете, понятно, службе безопасности обязательно захочется заглянуть внутрь фонаря. Фонарь имеет наружный диаметр 100мм и раскручивать такой фонарь не очень удобно. Поэтому я не стал использовать резьбовое соединение на фланцах фонаря, фланцы имеют два силиконовых уплотнительных О-ринг кольца, и просто вставляются в корпус фонаря. А вся конструкция сделана так, что есть винт, который закручивая, стягивает два фланца, передний и задний, и весь фонарь «втягивается» в наружный корпус, в дальнейшем этот винт глушится заглушкой с уплотнением, тоже силиконовым.

Вообще, все уплотнения на фонаре силиконовые, от качества этих колец зависит надежность конструкции, тем более, что там литий-ионные аккумуляторы, и рисковать не хочется. Я потратил на поиски хороших силиконовых колец много времени, это очень ответственная деталь конструкции.
Чтобы разобрать фонарь, вынимается резьбовая заглушка, и торцевым ключом, вращая внутренний винт, я выдвигаю передние и задние торцы фонаря. Фонарь как бы «раздвигается», обеспечивая доступ к внутренним деталям.

Если кто собирается снимать что-либо под водой на задержке дыхания, это очень хороший вариант.

Конечно, по удобству это не GoPro, но за счет массы конструкции и нулевой плавучести, у вас в руках получается как бы подводный стэдикам, подобие системы стабилизации изображения при съемках. Получилась очень высокая стабильность видеосъемки в воде. Ведь маленькие камеры очень подвижны, и зачастую на такие кадры очень тяжело смотреть, изображение «прыгает».
А здесь получается очень стабильная, качественная съемка даже при незначительных колебаниях рук.

Поплавок компенсатор отрицательной плавучести