Главная › Телефон › Фонарь на мощном светодиоде. Какие светодиоды используются в фонариках и какие лучше? Что можно сделать из светодиодов своими руками

Фонарь на мощном светодиоде. Какие светодиоды используются в фонариках и какие лучше? Что можно сделать из светодиодов своими руками

У многих возникает вопрос, почему диод одинаковой мощности (например 50W) стоит в китайском интернет магазине 100р, а в России 500 руб. Китайские продавцы и производители грамотно используют характеристики светодиодов, которые нельзя измерить без специального оборудования. К тому же научились производить очень дешевые и низкокачественные. 99% покупателей в них не разбираются и сталкиваются с ними впервые. Большая разница в цене даёт хороший повод для обмана, всегда можно впарить барахло по цене фирменного, что они умело и делают.

1. Размер чипа
2. Сила тока на кристалле
3. Параметры сверхярких светодиодов от 10W
4. Характеристики 5050, 2835, 5730, 5630, 3528
5. Характеристики светодиодов для фонариков
6. Основные характеристики
7. Подробное описание

Размер чипа

Наверное вы видали, что иногда продавец пишет в характеристиках размер кристалла, указывая его в «mil». Так обозначаются тысячные доли дюйма, в миллиметрах получается 0,0254мм. Типовой кристалл имеет размеры 30*30mil и 45*45mil. В миллиметрах 0,762*0,762мм и 1,143*1,143мм. Измерить не очень просто, но можно сравнить на глаз, если есть эталон. Я использую цифровой штангенциркуль, с точностью до 0,01мм. Для замеров нужен инструмент с острыми концами, обычный микрометр не подходит, так как кристалл утоплен в корпусе.

Соответствие размеров и мощности:

1W — 45*45mil;
1W — 30*30mil;
0,75W — 24*40mil;
0,5W — 24*24mil.

Сила тока на кристалле

На светодиодных матрицах мощность можно узнать по количеству установленных КР. Они в виде точек видны под желтым люминофором. У цветных и RGB люминофора нет, их видно отлично.

На мощных светодиодах 1 КР имеет мощность 1W и номинальный ток 300мА. При таком токе обеспечивается штатный долговременный режим работы. Если видно 50 КР, то соответственно будут равны 50W.

Параметры сверхярких светодиодов от 10W

Рассмотрим особенности мощных светодиодных матриц белого света. Чтобы удешевить стоимость, китайцы решили ставить кристаллы поменьше и похуже на 0,5W и 0,75W, для которых номинальный ток 150мА и 220мА. Для них 300мА будет слишком много, они будут сильно деградировать и греться. Хорошие должны иметь длину и ширину от 30*30mil до 45*45mil.

Когда делаете выбор в магазине, то используйте эту информацию для вычисления реальных параметров мощных матриц от 10вт, 20вт, 30вт, 50вт, 70вт, 100вт.

Для визуального определения качества мощного светодиода, используйте геометрические параметры. Лучше всего если чипы под люминофором будут квадратные. Прямоугольные — это практически гарантия завышенных характеристик.

Характеристики 5050, 2835, 5730, 5630, 3528

Цифры в маркировке обозначают только размер SMD корпуса. И это никак не связано с его мощностью. Например для SMD5050 габариты будут 5,0мм на 5,0мм.

В больших корпусах SMD5630, SMD 5730 европейские и америкаские бренды Samsung, LG, Philips производят лед чипы на 0,5W. Китайцы этим умело пользуются, и ставят в стандартный корпус 5630 и 5730 слабый КР на 0,01W,продавая их как 0,5W. Поэтому китайские лампы-кукурузы утыканы слабыми диодами.

Технические характеристики китайских

Характеристики светодиодов для фонариков

Кроме изготовления низкокачественных LED, китайцы научились производить подделки сверхярких светодиодов для фонариков, светодиодных балок, велофар. Они на 95-99% копируют внешний вид, но параметры всё равно остаются китайские, на 30-40% хуже оригиналов.

Этим объясняется низкая стоимость аккумуляторных светодиодных фонарей на Cree Q5, Cree XML T6, Cree XHP50. В самых дешевых на 100% стоят подделки. Проверял сам лично, купив 10 разных фонариков на Крии Q5 и Т6. Все они оказались на поддельных КРИ производства LatticeBright.

Характеристики ярких светодиодов для фонариков подробно описаны по ссылкам:

Основные характеристики

Есть много вариантов его удешевить, заменить дорогостоящие материалы дешевыми. Самая главная особенность, что такая замена никак не сказывается на внешнем виде, поэтому и возникают такие вопросы.

Список отличий влияющих на цену:

материал основания, медь или алюминий;
количество проводников идущих к кристаллу;
материал проводников;
масса светодиода;
срок службы по стандарту L70 или L80;
максимальная рабочая температура;
количество Люмен на 1 Ватт;
качество люминофора;
индекс цветопередачи CRI;
размер кристалла;
качество кристалла;
разброс технических характеристик;
точность пайки и сборки.

Некоторые параметры можно будет определить только после 5000ч. работы:

скорость деградации КР;
эффективный срок эксплуатации;
качество жёлтого люминофора.

Считаю, что на окупаемость первостепенную роль играет эффективный период службы по стандартам L80 и L70. Для уличных светодиодных светильников второстепенные параметры особой роли не играют.

Подробное описание

1. На дешевых светодиодах основание делают из алюминия, его теплопроводность хуже, чем у меди. Это значительно влияет на массу. Скорость отвода тепла от КР уменьшается, при работе их температура становится выше.

2. Кристалл имеет очень маленькие размеры, для подачи питания его соединяют тонкими проводниками с внешними контактами. Лучше всего если их 4,хуже всего 2 штуки.

3. В фирменных диодах проводники изготавливают из тонких золотых нитей, они выдерживают скачки тока, особенно в автомобиле. Золото заменяют на медь или позолоченную медь. Проводимость ухудшается, что снижает надежность. Наверное многие из вас видали дневные ходовые огни или светодиодные лампы которые мигают. При нагреве контакт с Кр теряется, при охлаждении появляется снова.

4. Медь гораздо тяжелей алюминия или других сплавов на его основе. Поэтому хороший LED должен быть тяжелым. Для маломощных 1W, 3W, 5W разница будет небольшой. А начиная от 10W и до 100W, разница в весе будет 2-3 раза.

5. Стандарт L70 и L80 определяют количество часов, которые он проработает до снижения светового потока до 70% и 80% от первоначального. Китайцы пишут для всех стандартное значение в 30.000ч. и 50.000ч.

6. По характеристикам светодиоды имеют максимальную рабочую температуру в 60°. Уже 70° для них критические, требуется большая система охлаждения. Хорошие проработают положенное время в 50-70 тысяч часов при 110°.

7. Самые плохие дают 50 лм/вт, хорошие до 130лм/вт, лучшие до 200 лм/вт. Покупая у китайцев не надейтесь, что будет более 100 лм/вт.

8. Все белые лед чипы без люминофора светят синим цветом. Для придания ему теплого белого или нейтрально белого цвета наносят желтый люминфор. Он бывает разным, недорогой быстро выгорает. Это приводит к смещению цвета в сторону голубого и изменению индекса цветопередачи. Индекс CRI ниже 80 не пригоден для жилых помещений.

9. Цветопередача отвечает за точность передачи цветов предметом, которые мы видим при светодиодном освещении. При низком CRI <80 цвета будут сильно искажены, поэтому светодиодные светильники и лампы с CRI <80 используют в уличном освещении, в подсобных и нежилых помещениях.

10.От размера КР зависит сила тока, которую можно на него подавать. Квадратные светодиодные COB матрицы (сборки, модули) состоят из обычных кристаллов на 1W и 3W. Для них стандартный 30mil, 45mil. Для мощных COB LED на 10W, 20W, 30W, 50W, 100W могут быть размерами 24*24mil, 24*44mil, 44*44mil.

Для маломощных LED могут быть разных размеров, даже по 2-3 КР в одном корпусе, подключенных последовательно или параллельно.

11. Это же относится и к мощным светодиодам RGB. По размерам КР на 1W и 3W могут быть одинаковыми. Плохие маркируются как на 1Вт, которые лучше обозначаются 3Вт.

12. Косвенно о качестве можно узнать по разбросу параметров используемых КР. Их включают, чтобы слегка светились. Некоторые будут светить гораздо ярче других, это большой разброс. Чем равномерней они светят, тем лучше.

13. Качество сборки и установки КР влияет на срок службы. Все элементы подвергаются сильному нагреву и остыванию, материалы расширяются и сжимаются. Если отвод тепла ухудшается, то около него начинает чернеть люминофор.

Чтобы передвигаться или работать в темноте, нужен фонарик. Они бывают разных типов начиная от маленьких карманных до больших военных или поисковых. Конструкция и мощность фонарика зависит от его предназначения, например, для того чтобы в темном подъезде подсветить замочную скважину достаточно карманного фонарика малой мощности, а для туристов нужен кемпинговый фонарь, который может светить во все стороны, подобно керосиновой лампе и водонепроницаемый ударопрочный фонарь, чтобы передвигаться в условиях плохой видимости. В этой статье мы рассмотрим, как выбрать мощный светодиодный аккумуляторный фонарь для ваших целей.

Критерии выбора

Чтобы сделать правильный выбор светодиодного фонаря нужно учесть ряд факторов, среди которых:

Тип и мощность светодиодов. От них зависит яркость и потребление энергии.
Цветовая температура. От нее зависит комфорт при использовании.
Емкость и типа аккумуляторов. Влияет на продолжительность работы.
Отражатель и оптическая система. От них зависит насколько будет сфокусирован световой поток.
Конструктивные особенности. Влияют на ударопрочность, устойчивость к воде и пыли, удобство использования, переноски и удержание в руках.

Виды светодиодов

В фонариках могут использоваться различные светодиоды и с каждым годом выходят все более мощные и яркие их модели. Однако это не мешает разделить их на основные применяемые типы:

5 мм светодиоды. Ранее использовались во всех светодиодных фонарях, сейчас это устаревший тип светодиодов, причиной этому является их малая яркость и ощутимое потребление энергии. Чтобы получить сильный световой поток от фонарика приходится устанавливать много таких светодиодов, что не всегда возможно, поскольку такой фонарь никак не поместится в карман.

На фото ниже приведен пример фонарей на 5 мм светодиодах 5 мм светодиоды в фонарях

SMD-светодиоды.

Могут использоваться различных типов – 5050, 3528, 5730 и другие. У них есть два преимущества – высокая мощность и малые габариты. Это позволяет добиться хорошего светового потока для малогабаритных фонарей. Матрицы из таких светодиодов устанавливают на кемпинговые фонари и фонари других типов с функцией режима с рассеянным светом. Он позволяет осветить большую площадь от одного фонарика рассеянным потоком, пусть и с потерями освещенности, а не сфокусированного яркого пучка.

Панель с рассеянным светом на фонарике

Мощные светодиоды 1, 3, 5 Ватт. Здесь можно выделить две группы:

Noname светодиоды.
Фирменные светодиоды, например, марки CREE и ее популярные модели XM-l и прочие.

фонарь на мощных светодиодах

Соответственно дешевые китайские светодиоды устанавливаются в продукцию бюджетного ценового сегмента, а фирменные — в более дорогие модели фонарей. Отличия заключаются в удельном световом потоке – количестве Люмен на 1 Ватт мощности, иначе говоря, коэффициентом полезного действия. От этого зависит не только то, как ярко будет светить фонарь, но и то, как долго он будет работать от одного заряда аккумуляторов. Также наблюдается и то, что дешевые мощные светодиоды быстрее выходят из строя, как и любая noname продукция.

Какие светодиоды устанавливают в мощных фонариках

Как уже было сказано, наиболее распространенными являются светодиоды фирмы CREE, мы подготовили сводную таблицу с характеристиками популярных моделей светодиодов для фонариков.

Название	Cree XM-L T6	Cree XM-L2	Cree XP-G2	Cree XR-E
Фото
U, В	2,9	2,85	2,8	3,3
I, мА	700	700	350	350
P, Вт	2	2	1	1
Рабочая температура, °C	<150	<85	<85	<85
Световой поток, Лм	280	320	145	100
Угол свечения, °	125	125	115	90
Индекс цветопередачи, Ra	80-90	70-90	80-90	70-90

И более мощные.

Название	Cree MT-G2	Сree MK-R	Luminus SST-50	Luminus SBT-90
Фото
U, В	5,7; 8,55; 34,2;	6; 12;	3,6	3,5
I, мА	1100; 735; 185;	2500; 1250	5000	9000…13500
P, Вт	6,3	8,5	18	20…40
Рабочая температура, °C	<85	<150	<85	<85
Световой поток, Лм	440	510	1250	2000…2500
Угол свечения, °	115	120	100	90
Индекс цветопередачи, Ra	<70	70-90	80-90	80-90

Но светодиоды могут обозначаться другим образом, более краткой маркировкой, например:

XM-L: T5, T6, U2.
XP-G: R4, R5, S2.
XP-E: Q5, R2, R.
XR-E: P4, Q3, Q5.

В этом видео показан процесс замены такого светодиода.

Для фонариков цветовая температура не столь важна, как цветовая температура для освещения помещений. Однако стоит обратить на нее внимание. воспринимается для зрения как более мягкий, а нейтральные и холодные оттенки заставляют вас быть более внимательным и сфокусированным.
Цветовая температура фонариков

Аккумуляторы

Сейчас лидирующее место в продажах занимают Li-ion аккумуляторы. Причиной этому является их большая емкость при малых габаритах, хорошая токоотдача, практически полное отсутствие эффекта памяти. Есть и недостатки, о которых следует помнить – на холоде литийионные аккумуляторы разряжаются быстрее, чем в тепле, а при замыкании литиевой банки без защиты произойдет реакция с большим выделением тепла, вплоть до взрыва.
Аккумулятор 18650

Мощные светодиодные фонарики оснащаются чаще всего именно литиевыми аккумуляторами, кроме них бывают и АКБ других типов:

Ni-Cd – никель-кадмиевые.
Ni-Mh – никель-металгидридные.
Pb – свинцовые.

Но в последнее время они используются в фонариках все реже и реже.

Отражатель и оптическая система

Конструкция отражателя и наличие линз влияет на форму светового пятна. Отдельные модели имеют возможность перемещения линзы, что позволяет фокусировать луч света. Линзы собирают световой поток, в результате вы получаете более освещенное пространство, но меньшее по площади, чем без фокусировки.

Фокусировка светового луча

Но для разных задач нужен и световой луч разных размеров. Например, если фонарь будет использоваться для ремонта машины, то в большинстве случаев лучше подойдут модели с возможностью фокусировки, чтобы освещать большую площадь при поиске неисправности, после чего сузить луч света в небольшую, но яркую точку при ее устранении или подробном изучении. В то же время для движения в темноте сфокусированное пятно не нужно, лучше подойдут фонари, которые широко освещают пространство перед собой.

Типы по предназначению

Кроме используемых элементов и их особенностей, при выборе фонарики различают и по предназначению. Чтобы правильно выбрать светодиодный фонарь для конкретных задач нужно четко осознавать для чего вы будете его использовать, ведь универсальных моделей как таковых нет.

Военные и специальные приборы

Основной особенностью военных фонарей и осветительных приборов специального назначения является в первую очередь высокая прочность корпуса и его устойчивость к попаданию влаги. К таким приборам относятся и поисковые фонари, которые светят ярко и далеко, что позволяет найти что-либо в сложных условиях, например, в лесу или в больших помещениях.

Модели для технического персонала

Фонари для технического персонала должны обладать компактностью и долгим временем работы. Их размер и вес не должен усложнять передвижения работника, который и без того с собой носит инструменты и детали. Отличным дополнением такому прибору будет наличие возможности фокусировать световой луч и налобное крепление.
Налобный фонарь

Для отдыха на природе и туризма

Для туристов подойдут поисковые и кемпинговые фонари, также и те, что используются в военных целях, поскольку условия, в которых они будут работать, похожи – влажность, возможность ударов и падений и прочее. Кемпинговый фонарь напоминает керосиновую лампу, представляет собой широконаправленный или направленный во все стороны осветительный прибор. Его удобно использовать, например, при подготовке к ночлегу и ужину. Также следует обратить время на фонари со встроенным генератором. Они могут либо работать без батареек, либо подзаряжаться при воздействии на рычаг генератора (вращение или ритмичное нажатие на рукоять, в зависимости от конструкции).
Кемпинговый фонарь

Как переделать обыкновенный фонарик в светодиодный

Давайте рассмотрим, как сделать светодиодный фонарик своими руками. Для этого вам понадобится следующий набор деталей и инструментов:

Корпус. Можно взять от старого фонаря или сделать своими руками, как вариант распечатать на 3D-принтере.
Светодиоды. Подбираются индивидуально.
или резисторы, чтобы ограничить их ток.
Аккумулятор.
Контроллер заряда для аккумуляторов или зарядное устройство, подходящее под тип используемых АКБ.
Кнопка для включения или тумблер.

Если вы будете использовать мощные светодиоды – вам понадобится монтажная плата на алюминиевой подложке.

Подложка для светодиодов

Для улучшения теплоотвода нужно использовать радиатор, можно взять от материнской платы. Небольшие радиаторы устанавливаются на чипсеты, северный мост, силовые ключи и другие элементы платы.
Светодиоды на радиаторе от материнской платы. Не забудьте промазать все термопастой!

Для зарядки и защиты аккумулятора 18650 можно использовать плату TP4056 с защитой, ее можно заказать на Алиэкспресс или купить в радиомагазине, стоит 20-50 рублей.
Плата зарядки литиевых аккумуляторов на базе tp4056

Интересно: Эту плату можно использовать, чтобы заменить одноразовые батарейки в фонарике или же для переделки любого прибора на аккумуляторы.

Упаковываем это в корпус фонаря, если он железный, как на фото, не забудьте предусмотреть изоляцию для всех плат.

Для питания светодиодов можно использовать специализированный драйвер или импульсный повышающий преобразователь, например, MT3608. Выходное напряжение устанавливается с помощью многооборотного потенциометра, на фото ниже его можно узнать по корпусу синего цвета.

Мнение эксперта

Алексей Бартош

Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.

Задать вопрос эксперту

Если вы будете использовать драйвер для питания, то главными его характеристиками являются выходной ток и мощность, от нее зависит, сколько вы сможете подключить светодиодов последовательно.

Нужно подобрать такое напряжение, чтобы ток был ниже номинального на 10-30%. Для 1 Вт светодиодов номинальный ток лежит в пределах 300-350 мА.
Повышающий преобразователь в фонарике

Менее сложным способом является подбор рабочего режима по нагреву светодиодов. То есть постепенно увеличивать напряжение, пробуя радиатор на ощупь, он не должен греться, или его температура должна быть менее 50 градусов Цельсия, это такая температура, когда при касании рука ее еще терпит и вам не хочется её одернуть. Это неточный способ, поэтому лучше ориентироваться и по току, и по нагреву.

Самодельный фонарик в сборе

Второй вариант проще. Чтобы заменить лампу накаливания на светодиод – нужно взять старую лампочку, разбить колбу, извлечь все внутренности так, чтобы остался только цоколь. Далее, внутрь цоколя заводят изолированный вывод светодиода с припаянным резистором, подобранным для соответствующего напряжения.
Светодиодная лампочка для фонарика из обычной своими руками

Современный рынок осветительных устройств предлагает огромный выбор световых приборов, имеющих узкие углы рассеяния и большую дальность действия. Это прожекторы общего назначения, прожекторы для транспорта, театральных сцен, студий, строительных площадок, аэродромов и многие другие. К таким световым приборам относятся и мощные аккумуляторные фонари.

При выборе наиболее подходящего, современного и эффективного фонаря вы сразу же можете прийти в замешательство, так как при всем разнообразии их конструкций, типах используемых источников света, дальности действия и угла рассеяния луча и других параметров, трудно моментально остановиться на конкретной модели.

В данной статье мы попытаемся разобраться с наиболее важными техническими особенностями фонарей, влияющими на правильность их выбора.

Предназначение мощных фонарей

Мощные фонари предназначены для эксплуатации в сложных условиях, где необходим стабильный, яркий световой поток, поддержание которого, обеспечивается на протяжении длительного времени. Чаще всего их используют в своей работе спасательные службы, работники МВД, спелеологи и туристы. Типичными представителями этого класса осветительных приборов являются поисковые или тактические фонари. Мощными бывают также подствольные фонари, крепящиеся под ствол оружия при помощи специальных креплений, кемпинговые или , имеющие большую длительность работы, налобные или головные фонари, крепление которых позволяет крепить их на голову. Поэтому при выборе мощного фонаря всегда нужно обращать внимание, для каких целей он предназначен.

Особые условия, в которых обычно используются мощные фонари, диктуют и особые требования к их конструкции и световым характеристикам. А именно:

ударостойкость и влагозащищенность корпуса;
наличие в фонарях материалов с высокой теплопроводностью, обеспечивающих эффективный отвод тепла от источника света;
емкость аккумуляторной батареи, значение которой непосредственно влияет на длительность работы фонаря и стабильность его светового потока;
универсальность конструкции контейнера для установки аккумуляторных батарей;
возможность регулировки угла рассеяния светового потока;
надежность специальных креплений, эффективность противоскользящих вставок или насечек на рукоятке фонаря, наличие ремня для носки фонаря на плече и других нюансов.

Материал корпуса и конструкции рукоятки

Раз уж так сложилось, что поисковые фонари являются наиболее востребованными на рынке, то в качестве примера будем знакомиться именно с ними.

Для изготовления корпуса современных мощных поисковых фонарей зачастую используется анодированный дюралюминий, легкий, прочный и коррозионностойкий, на внешнюю поверхность которого наносится либо антискользящее полиуретановое напыление, стойкое к царапинам и ударам, либо продольные, поперечные и диагональные насечки. Корпус таких фонарей в основной своей массе изготовляются в виде трубки, выполняющей одновременно две функции - рукоятки и контейнера для аккумуляторных батарей. Но бывают фонари с выносной рукояткой. Примеры корпусов и рукояток можно посмотреть на изображениях представленных ниже.

На изображениях также хорошо видны ребра радиатора, увеличивающие эффективность отвода тепла исходящего от источника света. Ребра выполнены путем проточки массы металла корпуса ближе к оптической части фонаря.

Влагозащищенность

Фонари имеют разные степени защиты от попадания внутрь их корпуса посторонних предметов и влаги. Так как все фонари имеют минимальную защиту способную задерживать частицы пыли, но не способны работать при длительном попадании на них капель и брызг воды, их условно можно поделить на две группы, фонари невлагостойкие и влагостойкие. По системе классификации степеней защиты (IP - Ingress Protection Rating) не влагостойким можно присвоить значение IP50, то есть пылезащищенные и влагопроницаемые. Корпуса влагостойких фонарей, как правило, выпускаются с возможностью погружения всех фонарей под воду. Поэтому их степень защиты начинается с IP67 и заканчивается IP69. Иногда цифра, обозначающая от проникновение посторонних предметов, опускается и вместо первой цифры ставится буква «Х» (IPХ7 - IPХ9).

Расшифруем значение цифр 7 - 9. Цифра 7 обозначает возможность кратковременного погружения фонаря на глубину до 1 метра. Цифра 8 обозначает возможность длительного погружения фонаря на глубину более 1 метра. Цифра 9 обозначает возможность длительного погружения фонаря на очень большую глубину, где присутствует большое давление жидкости.

Источники света

Источник света это, пожалуй, самый важный элемент, характеризующий потребительские и эксплуатационные параметры фонарей. Обычные лампы накаливания уходят в прошлое и в современных мощных фонарях уже не применяются. В качестве источников света в современных мощных фонарях используются галогеновые лампы накаливания, газоразрядные ксеноновые лампы (HID) и светодиоды (LED).

Галогеновые лампы

Это усовершенствованная разновидность ламп накаливания и говорить об их преимуществах можно только в сравнении с традиционными вариантами. Заполнение колбы лампы накаливания галогеновыми добавками позволило поднять ее световую отдачу, при той же мощности и продлить срок ее службы в два раза (до 2000 часов) за счет уменьшения выгорания вольфрама.

Лампы имеют среднюю светоотдачу 22 Лм/Вт. Это почти в два раза выше, чем у обычной лампы накаливания, но все же это очень мало, если учитывать, что лампа должна работать в переносном фонаре и источник энергии имеет ограниченный ресурс. Лампы очень чувствительны к частым включениям, при которых они в основном и перегорают.

Как и обычные лампы накаливания, уходят в прошлое, ведь им трудно конкурировать с долговечными и энергоэффективными светодиодными и ксеноновыми источниками света.

Ксеноновые лампы

Характерной особенностью ксеноновых ламп является то, что электрический разряд лампы происходит в инертном газе ксеноне, при высоком давлении и больших плотностях тока. По этой причине лампы имеют очень высокую яркость и видимый спектр излучения близкий к солнечному свету с цветовой температурой 6100 - 6300 К.

Ксеноновые лампы имеют высокое напряжение зажигания и поэтому требуют применения специальных зажигающих устройств. После розжига, лампы разгораются приблизительно в течение 15 секунд.

Ксеноновые лампы очень чувствительны к изменению напряжения питания. При изменении питающего напряжения на ± 5 %, мощность лампы изменяется на ±20 %. По этой причине при применении ламп такого типа приходится применять стабилизирующие устройства, поддерживающие напряжение, по мере разряда батареи питания, на одном уровне.

Светоотдача ксеноновой лампы составляет от 80 до 100 Лм/Вт. Ксеноновый разряд имеет самую высокую яркость. По теоретическим оценкам его максимальная яркость может достигать 2000 МКд/м².

Яркий, мощный световой поток дневного спектра позволяет равномерно освещать большую площадь, что делает такие фонари незаменимым инструментом при поисковых работах в местах аварий, в условиях сильной запыленности и загазованности в шахтах, глубоких колодцах и пещерах. Свет ксенонового фонаря заметен даже днем на большом расстоянии, что очень актуально при спасательных работах в горах и тайге.

Этот тип источника света уверенно вытесняет лампы накаливания и газоразрядные лампы из современных моделей фонарей. Такой факт легко объясняется следующими преимуществами светодиодов:

светодиод, в отличие от ксеноновой лампы, безынерционен и при подаче на него питающего напряжения он моментально выходит на номинальный режим свечения, также как у галогеновой лампы;
температура нагрева светодиода намного меньше температуры нагрева галогеновой и ксеноновой ламп;
так как при свечении светодиода энергии на нагрев тратится меньше то светодиоды, на сегодняшний день, имеют самый высокий КПД - до 45 %. К сравнению, галогеновая лампа имеет КПД равный около 5 %, ксеноновая лампа - до 30 %;
максимальная светоотдача светодиодов, используемых в промышленном производстве, составляет 120 Лм/Вт. Средняя светоотдача светодиодов применяемых в аккумуляторных фонарях - 80 - 95 Лм/Вт, то есть соизмерима со светоотдачей ксеноновых ламп.

Светораспределение

Мощные фонари можно классифицировать как по типу источника света, так и по направленности светового потока. Говоря о направленности светового потока можно выделить две разновидности мощных фонарей, это:

фонари-прожекторы. Луч света таких фонарей имеет широкий фронт и способен освещать объекты, расположенные на достаточно большом удалении, более пятисот метров;
дальнобойные фонари. Луч света таких фонарей имеет очень узкую направленность так, что на освещаемом объекте проецируется одно яркое пятно, но зато дальность действия такого луча достигает значения полутора километров. Для сведения: дальнобойность фонаря определяется расстоянием, на котором уровень освещенности эквивалентен силе света полной луны, который принят равным 0,25 люкс и является оптимальной для безопасного перемещения.

Фонари-прожекторы наиболее эффективны на ближней и средней дистанции до пятисот метров. Их важнейшей характеристикой является не дальность действия, а яркость светового потока на максимальной площади без глубокой тени. Это обеспечивается благодаря особой конструкции отражателей. Фонари-прожекторы являются идеальным вариантом для активного отдыха, охоты и рыбалки.

Совсем другое назначение у дальнобойных фонарей. Дальнобойными фонарями пользуются спелеологи, поисковики, шахтеры.

К дальнобойным обычно относят фонари с дальностью освещения от 500 метров. Это также обеспечивается конструкцией отражателей и оптики, позволяющих фокусировать пучок света. Здесь важно не рассеивание света, а его концентрация в одной точке, формирование яркого светового пятна.

Очень часто функции фонарей-прожекторов и дальнобойных фонарей совмещают в одном фонаре. Конструктивно такие фонари имеют подвижные (в осевом направлении) рассеиватель и линзу, установленную на выходном отверстии. Регулируя их, добиваются создания светового пятна нужного диаметра. При регулировке изменяются угол перераспределения света и фокусное расстояние между лампой (светодиодом) и освещаемым объектом.

Аккумуляторные батареи

Мощные фонарики на светодиодах поискового типа для питания в основном используют два типа сменных аккумуляторных батарей, это 26650 и 18650, с выходным напряжением 3,7 В. Такие аккумуляторные батарей производятся многими фирмами, имеют разную стоимость, заявленные значения емкости, время разряда и заряда. Аккумуляторы данных типов находят широкое применение не только для питания фонарей, но и, например, для изготовления батарей питания ноутбуков. Поэтому с приобретением таких аккумуляторов сложностей возникнуть не должно.

В разные модели фонарей устанавливается разное количество аккумуляторов. В основном это 2, 3 элемента. Существует большое количество моделей фонарей имеющих универсальный контейнер, предназначенный для установки 1, 2 или 3 элементов, путем добавления в рукоятку специальной вставки, прилагаемой к фонарю.

Так как аккумуляторы 18650 и 26650 имеют одинаковую длину, 65 мм, то в некоторых моделях фонарей допускается использование аккумуляторов того и другого типа. Для того чтобы элементы 18650 не «болтались» внутри контейнера, к фонарю прилагается переходная пластиковая втулка.

В небольших фонарях возможна установка 1-го элемента. Бывает, что вместо 1-го элемента 18650 используют 2 элемента CR123A.

Более мощные светодиодные фонари на аккумуляторах могут комплектоваться элементами типа D, имеющие емкость 10000 мА×ч и напряжение 1,2 В.

В общем, при выборе фонаря нужно обязательно интересоваться какие элементы питания в них используются, и чем они могут быть заменены. Для оценки возможности такой замены смотрите таблицы типоразмеров гальванических элементов.

Если вы определитесь с моделью поискового фонаря, помните, что для его успешной, надежной и долгой работы нужны качественные аккумуляторы. Думаю, что если вы собираетесь потратить на фонарь значительную сумму денежных средств, не стоит экономить на самом важном его элементе.

В случае с фонарями, работающими с ксеноновой лампой, с точки зрения выбора питающего элемента все намного проще. Все фонари снабжаются собственными аккумуляторами, которые поставляются с фонарем. Поэтому при выборе фонаря думать не о чем не нужно. Однако если смотреть на это с точки зрения эксплуатации, то со временем могут возникнуть проблемы с их заменой.

Хотя есть и исключения. Например, фонарь, представленный на фото ниже, работает от четырех аккумуляторов типа 18650.

Режимы работы

Режимы работы фонарей с ксеноновой лампой, ввиду инерционности включения лампы и ограниченного числа циклов ее включений-отключений, как правило, имеют три режима работы, а именно это режимы при которых лампа работает при разных мощностях. В каждом фонаре предусматривается режим работы на минимальной мощности, при которой лампа светится стабильно, режим работы при номинальной мощности и форсированный режим, при котором создается максимальная яркость свечения. При работе на последнем режиме, емкость аккумулятора естественно расходуется очень быстро.

Мощный фонарь светодиодный аккумуляторный кроме перечисленных режимов работы ксеноновых фонарей имеет два дополнительных режима работы, это:

стробоскопический режим. Данный режим предназначен для самообороны от нападающего противника, путем его дезориентации в пространстве очень яркими и частыми световыми импульсами;
режим SOS или маяк, для привлечения к вам внимания посторонних людей.

Подведя итог можно сделать вывод, что мощные фонари с галогеновой лампой накаливания отошли на второй план. Лидерство делят фонари с ксеноновой лампой и фонари со светодиодами. Однако светодиодные мощные фонари обладают соизмеримыми с фонарями, оборудованными ксеноновыми лампами характеристиками, и, поэтому находят все большее применение.

Ну и напоследок, предлагаем вам посмотреть видео обзор двух переносных мощных аккумуляторных светодиодных фонарей китайского и немецкого производства.

Американская компания CREE является ведущим производителем твердотельных источников света. Разработанные и выпускаемые ею светодиоды семейства XLamp серий XR, XP, MC отличаются высокой эффективностью и экономичностью, что позволяет создавать на их основе современные технологичные и экологически безопасные осветительные приборы.

Итак немного расшифруем обозначения.

Например на фонаре написано: светодиод CREE XP-E R2

CREE - естественно название производителя диода

XR-E, у CREE бывает XP-E, XP-G, у других фирм встречается P4, P7 и т.д. - это обозначение самого диода.

R2 - бин яркости. Бин показывает, сколько люмен выдает светодиод при потреблении 1 ватта энергии, для светодиода это ток 350 мА. В английском языке этот параметр называется flux bin. На сегодняшний момент встречаются Q2, Q3, Q4, Q5, R2, R3, R4, R5, S2. В таблице ниже видно, сколько люмен с какого диода можно получить.

Q2-Q5 и R2 есть у XR-E диодов, у R2, R3 - есть у XP-E, R4-R5 и S2 - только у XP-G.

В чем основная разница, кроме яркости?

XR-E - самый старый и встречающийся только моделях фонарей, которые довольно давно на рынке. XR-E внешне очень легко определить, у него большая полусфера покрывает диод, сам кристалл больше чем у последующих серий (для сравнения на XP серии это такая себе капелька, размер XP-E по сравнению с XR-E был сокращён на 80%. XP-E от XP-G отличается тем, что у Е - три полоски на диоде, у G серии - четыре, получается что площадь XP-G выше.

Следовательно, в одинаковых по размеру, строению отражателях самый дальнобойный является XP-E, так как у него самый маленький кристалл, и, самый маленький источник света, так как его легко сфокусировать в узкий луч, потом XR-E, а самый широкий луч у XP-G, не из-за размера кристалла, а из-за сложности фокусировки, об этом ниже.

Если диоды расположить по энергоэффективности от самого слабого к самому яркому, то получим XR-E - XP-E - XP-G, где последний самый энергоэффективный, см. таблицу ниже.

Казалось бы, если есть самый яркий и самый новый и эффективный диод XP-G, то почему все известные и уважаемые производители фонарей не спешат переходить на этот диод. Причина проста. Каждый диод требует специально спроектированный отражатель для получения приемлемого светового пучка.

Рассмотрим все серии. Если посветить фонарем на ровную стену, то увидим следующие артефакты:

У XP-E - идеальная картинка без каких-либо недостатков: хорошо и равномерно сфокусированный центральный пучок и ровная боковая засветка без провалов.

У XP-G при фокусировке с помощью отражателя может наблюдаться так называемая дырка от бублика, когда центральный пучок света представляет собой бублик с заметным потемнением внутри. Это не вина производителей фонарей, а особенность диода. Поэтому такие фирмы как Fenix, Jetbeam, Nitecore, Zebra, 4sevens не спешили обновлять свой модельный ряд, а другие в гонке за новинками либо ставили сильно текстурированный отражатель, либо вообще просто применяли отражатели для других типов диодов. Все это негативно отражается на фокусировке луча и дальнобойности фонарей. По мнению многих экспертов фонари на этом типе диодов проигрывают по дальности старым моделям на XP-E и XR-E.

XM-L - является настоящим шедевром данной компании! Это новейшая разработка 2011 года! С момента изобретения данного светодиода 95% мощных фонарей строятся именно на нем! Данный диод обладает выдающимися характеристиками. Его яркость достигает до 1000 люмен при токе 3А!

Разобраться, от каких параметров зависит работа фонарика, одинаково важно тем, кто хочет подобрать себе готовую модель, и желающим спроектировать устройство своими руками (будь то брелок-фонарик со светодиодом, карманный, налобный или походный вариант). Ремонт фонариков преимущественно зависит от их устройства, а замена некоторых элементов требует особых навыков. Яркий – вовсе не единственное определение для качественного устройства.

Первым делом следует обозначить назначение фонарика. Вряд ли возможно выделить универсальное устройство, одинаково эффективное в любых условиях. В конце концов, маленький карманный фонарик никогда не сравнится с мощным стационарным оборудованием, а самодельные приборы далеко не всегда превосходят уже готовые (даже китайского производства), и дело не только в том, как был подобран светодиод.

Габариты

Определиться с размерами фонаря необходимо в 2-х случаях: чтобы иметь возможность носить его с собой (в кармане, сумке и т.д.), и чтобы правильно рассчитать корпус при собственноручном составлении схемы.

Габариты также нужно знать при подборе аксессуаров. Налобный фонарь носят на специальной ленте, а походный – на клипсе или в матерчатом чехле (на поясе).

Параметры светового потока

Зачастую, требуется именно самый яркий фонарь, но не всегда большое количество люменов полностью определяют этот показатель. Не менее важная роль отводится углу рассеивания освещения. С освещением небольшой области может справиться и простой брелок-фонарик со светодиодом или любой карманный вариант. Чем уже луч – тем дальше может светить прибор, например, налобный фонарик для походов.

Важно: Линза может в корне изменить характеристики устройства. Схема работы фокусируемых фонарей довольно проста: положение линзы регулирует ширину и наклон луча по мере своего приближения/отдаления от светодиода.
Подбор самого светодиода

Именно источник света определяет большинство показателей фонарика (насколько он яркий). На работу устройства влияет не только сам светодиод, но также величина его рабочего тока. Силу тока нужно учитывать, чтобы ненароком не спалить девайс, ведь ремонт фонаря не всегда к месту. Светодиод и их цепочки могут по-разному группироваться, чтобы увеличить дальность или площадь охвата (самый большой обычно располагается ближе к центру).

Работа в автономном режиме

Длительность работы – весьма относительная величина. Она обусловлена не только выбором аккумулятора, но и режимом фонарика, за который отвечает светодиод. Как для самодельных устройств, так и для готовых, можно вмонтировать таймер для экономии энергии. Автономный режим может исчисляться часами (карманный и налобный фонарики) и даже сутками (аварийные и поисковые), на этот промежуток влияют преимущественно основные характеристики.

Виды элементов питания

Аккумуляторы различаются в зависимости от принципа получения энергии, среди наиболее популярных типов можно выделить такие:

литиевые (Li-Ion);
никель-металлогидридные (NiMH);
никель-кадмиевый (NiCd);
свинцово-кислотные;
литий-полимерные (Li‑pol);
никель-цинковые (NiZn).

Маленький фонарик (карманный или налобный) может работать и на обычных пальчиковых батарейках, в других случаях тип аккумулятора лучше подбирать исходя из общих требований, чтобы ремонт или замена батареи не стала нерешаемой задачей.

Режимы работы

Чем проще прибор – тем меньше режимов у него в арсенале. Самый простой яркий брелок-фонарик со светодиодом, карманный и налобный фонари, как правило, имеют не больше одного. Чем сложнее система – тем больше вероятность отказа одной из составляющих, т.е. тем чаще им требуется ремонт.

Классификация режимов:

яркостные (минимальный-средний-максимальный);
сигнальные (стробные);
программируемые (настраиваются пользователем вручную).

Подверженность влиянию внешних факторов

Сама схема и светодиод должны быть защищены от ударов, тряски, попадания пыли и грязи. Для более серьезных устройств лучше обеспечить влагостойкость. Это бывает достаточно сложно не только при самостоятельной сборке, но и после приобретения готовых моделей. Водостойкость лучше проверять заранее, особенно на фонариках китайского производства, чтобы иметь возможность вовремя осуществить ремонт.

Расположение креплений

Фонарик должен быть удобными в эксплуатации. Для этого нужно заранее продумать, как будет составлена схема - расположение кнопок, ответственных за то, как работает светодиод, вспомогательные линзы и рассеиватели. Важно иметь возможность отрегулировать крепление (налобный или вело-фонарь), плотность зажима и др.

Стабилизация тока

Режим работы фонаря на светодиодах напрямую зависит от подаваемого тока, остальные характеристики при этом могут быть схожими. Устройства стабилизированного считаются более яркими и стабильными, но при разрядке быстро гаснут. Нестабилизированный же фонарь менее яркий, зато лампы гаснут постепенно, со временем сбавляя свою яркость до 0.

Разобравшись в параметрах устройства, становится намного проще не только подобрать интересующий вид фонарика (карманный, налобный, навесной, брелок-фонарик со светодиодом), но и определиться с требуемыми элементами, если есть собственная схема и подобран соответствующий светодиод, а также осуществить частичный ремонт устройства.