Виды и характеристики светодиодных фонариков

Характеристики фонарей

Среди характеристик фонариков выделяются:

размеры;
яркость светового потока;
мощность источника света (модели светодиода);
время работы;
количество режимов работы;
устойчивость к внешним воздействиям (влаго-, морозоустойчивость);
цифровая стабилизация тока;
наличие дополнительных аксессуаров.

Равномерное рассеянное освещение с небольшой яркостью можно получить в светодиодном фонаре с одинаковым количеством люмен, дальнобойные фонари обеспечивают узкие и яркие лучи.

Дальность освещения фонариков – от 60 до 150 метров. Портативные модели могут освещать пространство на расстоянии 15 метров.

обычные DIP-светодиоды,
SMD-светодиоды,
COB-технологии,
прожекторные светодиоды,
РГБ-светодиоды,
светодиодные ленты.

DIP-светодиоды состоят из двух металлических ножек, прозрачного пластикового корпуса с небольшой линзой внутри; конструкции просты в установке и использовании, обеспечивают хорошую защиту от окружающих воздействий, практически не излучают тепла.

SMD-светодиоды – плоские, без ножек, у них ток подается на клеммы, которые находятся с обратной стороны светодиода; имеют хорошие показателями яркости и светоотдачи.

СОВ-светодиоды обеспечивают быстрое рассеивание света, прожекторные светодиоды – приборы с высокой мощностью.

РГБ-светодиоды оснащены функцией управления цветом свечения. Светодиодная лента имеет высокую яркость и энергоэффективность.

Материал корпуса фонариков:

Корпуса алюминиевых светильников достаточно прочные, имеют цилиндрическую форму. Порошковое покрытие защищает металл от коррозии. Анодированные светильники не подвергаются механическим повреждениям.

Есть множество полимерных и пластмассовых разновидностей корпусов. Полимерные материалы упругие, не боятся ударов.

Длина фонариков, как правило, не превышает 84 см. Этот показатель зависит от функциональности прибора. Компактные ручные модели длиной до 15,5 см используются для бытовых потребностей.

Вес фонарей составляет от 100 грамм до 1 килограмма.

Аккумуляторные модели

Подобно распространению технологии светодиодного освещения, в разные сферы проникает и оптимизированный аккумулятор, обеспечивающий автономность работы приборов. Традиционно энергоснабжение фонариков обеспечивается батарейками. У этого решения есть свои плюсы, так как пользователь может не беспокоиться о неожиданной остановке функции элемента питания. Первые признаки утраты работоспособности аппарата возникают задолго до полного прекращения его действия. Несколько иначе себя ведут фонари светодиодные аккумуляторные. Ручные модели этого типа изначально предусматривают ограниченный интервал действия, составляющий в среднем от нескольких часов до суток.

Но есть у аккумулятора одно существенное преимущество – в отличие от батареек, он не требует регулярной замены, то есть в долговременной эксплуатации такое решение будет практичнее и выгоднее по финансам. Что касается тонкостей зарядки и обслуживания, то наибольшим доверием пользуются литий-ионные фонари светодиодные. Аккумуляторные ручные устройства с таким элементом требуют немного времени на подзарядку, отличаются относительно высокой экологической безопасностью и надежностью.

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.

Как правильно выбрать фонарь

При выборе любого фонаря основное внимание уделяется:

качеству сборки — все элементы конструкции должны быть плотно подогнаны, не иметь сколов, трещин, люфта, не греметь при встряске;
комплектации — уважающие себя производители не нагружают массу «полезностей» в коробку с устройством;
соответствию заявленным характеристикам — проверяется при помощи люксметра и тестеров.

Зачастую показатели силы свечения, указанные производителем, соответствуют цифрам именно в турборежиме. Серьезные бренды делают сноску, что, к примеру, их изделие выдает 4000 Lux с падением до 2800 Lux через 3 минуты режима «турбо».

Амплитудные показатели приборов разных фирм.

Тематическое видео: Как нужно выбирать фонарики.

Маркировка фонариков

Единицей измерения светового потока называют – люмен. Для того, что бы понять, какой мощности равен один люмен, не нужно вдаваться в глубокие недра физических познаний. Достаточно знать, что по своему характеру один люмен равен излучению света одной восковой свечи. Различие только в том. Что данный свет не рассеивается по сторонам, а собран в луч определенного размера и формы. Люди, которые занимаются фонарными работами или продажами, в основном, используют два понятия, которые присущи для люменов:

Ламповые или диодные люмены – bulb lumen. К ним относятся люмены со световым потоком, который выходит из лампочки или диода без учета каких-либо потерь в оптике.
Фонарные люмены или lumen torch. Обозначение, в котором уже включены потери на выходе из рефлектора, линзы или стекла.

Непосредственно на изделии разными производителями может быть указано любое из этих значений светового потока. Одним удобнее указать bulb, вторым – torch. Есть несколько китайских производителей фонарей, производят марки типа Aurora или Ultrafire, которые вообще предпочитают указывать предельно допустимый и доступный световой поток для конкретной модели. При этом реальные показатели светового потока завышаются и соответственно искажаются, примерно, в два-три раза.

Можно ли как-то более достоверно сравнить параметры фонаря? Да! Сделать это легко по принятому 18 августа 2009 года стандарту ANSI/NEMA FL-1. В данном стандарте присутствуют следующие показатели: время работа светодиодных ламп, дальность света ламп, световой поток, испускаемый лампой, водонепроницаемость, ударная прочность и, конечно, пиковая интенсивность светового потока. На сегодняшний день с принятым стандартом активно работают следующие производители: Surefire, Maglite, Petzl, Princeton Tec, Energizer, FenixLight, Streamlight, Duracell, Black Dimond и прочие.

Очень многих покупателей интересует происхождения обозначения вида – IPX-8 на фонаре. Все достаточно просто.

В данном случае IP – обозначает международный стандарт по защите оборудования от воздействия на него окружающей среды.
Сразу же после IP, обычно идет цифра, в данном примере «X» которая может нам рассказать о полной защищенности светодиодного фонаря от проникновения в него пыли.
Цифра «8», в данном случае гарантирует отличную защиту от влаги даже при полном погружении фонаря в воду на глубине больше одного метра. Также, некоторые производители, берут на себя дополнительную ответственность, дополнительно указывая самую максимально допустимую длительность и глубину погружения.

Светодиоды

За качество света в фонариках отвечают светодиоды.

Самые распространенные:

XPG и XPE

T6LED

Cree XML-2

XPL-HD

XHP

Какие где применяются? Маломощные налобники на пальчиковых батарейках собираются на светодиодах XPG или XPE.

Ошибка №11
Избегайте синюшного света, который дают недорогие модели собранные на T6LED.

До последнего времени стандартом для налобных фонариков считались светодиоды Cree XML-2. Однако их обошли более яркие и энергоэффективные XPL-HD.

Можно встретить модели, где в одном корпусе встроено сразу несколько таких компактных светодиодов.

Сравните их с лупоглазыми “змейгорынычами”.

Если хотите еще ярче, но на одном светодиоде, то сморите в сторону XHP (XHP50.2 или XHP70.2).

Они дадут яркость от 200лм до 4000лм, но как говорилось выше, потребности в такой мощи от фонаря на лбу практически нет.

По поводу оттенков свечения – холодного или теплого. Здесь все индивидуально и зависит от привычки.

Походите долго с одним светом, привыкните к нему, равно как и наоборот.

Красный свет для сохранения ночного зрения актуален в первую очередь для охотников и рыбаков.

Особенно в борьбе с назойливыми насекомыми.

Для EDC фонаря или бытового применения это лишняя приблуда.

Ошибка №12
Но если вы тот самый охотник или рыбак, то выбирайте фонари с как можно большим по яркости красным светом.

В налобниках с красным до 10Лм мало что различимо и толку от него практически нет.

Как выбрать налобный фонарь

Утратив статус диковинки, налобные фонари активно вытесняют переносные аналоги, как из профессионального, так и бытового сектора. Если раньше, чтобы выбрать мобильный осветительный прибор, хватало информации о дальности луча и типе элементов питания, диапазон современных критериев занимает целую страницу. Разнообразие моделей, а также постоянно расширяемый функционал, при выборе ставят в тупик даже специалистов, которые уверены в своих требованиях.

Мощность

Под мощностью – подразумевают световой поток, замеряемый у основания источника света при полном заряде аккумуляторных батарей. Измеряемая в Люменах характеристика зависит от типа светодиода, источника питания. Последний пункт особо важен, поскольку интенсивное свечение влечет повышенный разряд аккумулятора или батареек, что негативно отражается на продолжительности работы фонаря.

Дальность светового луча

Параметр, который, как и световой поток, оценивают при новом источнике питания. Он связан с яркостью источника света и возможностями оптической системы, предусматривающей сведение луча к минимальным размерам. Измеряемая в метрах характеристика информирует о максимальной дальности, на которой освещаемые предметы поддаются идентификации.

Уровень защиты от пыли и воды

Уровень защиты налобного фонаря от негативных факторов окружающей среды характеризуется индексом IPXX, где первая цифра указывает на степень защиты от пыли, а следующая – от влаги. Замена цифры иксом означает отсутствие испытаний по соответствующей характеристике. Для домашнего применения мобильного светильника в условиях помещения достаточно защиты с индексом IP20. Частое нахождение на открытом воздухе вызывает необходимость в повышении защиты до IP44.

Более высокие требования выдвигают к налобным фонарикам, предусматривающим применение в профессиональных целях и при экстремальных условиях. Светильники, соответствующие классу защиты IP68 сохраняют работоспособность при кратковременном погружении в воду и полностью изолированы от пыли.

Режимы

Практически каждый, представленный на современном рынке, налобный светильник предусматривает 2 вида свечения: основное и экономичное. В первом случае фонарь работает на полную мощность, второй предусматривает освещение ограниченного пространства в течение длительного времени. Увеличение количества режимов по интенсивности свечения предполагает оптимальное соотношение эффективности и энергозатрат. Наилучшим вариантом в этом плане становится плавная регулировка яркости.

В мобильных светильниках широко применяют дополнительные режимы, такие как: мигание, стробоскоп, подача тревожного сигнала, красный свет, CRI и др.

Функциональность

Главная задача налобного фонаря заключается в освещении какого-либо объекта без привлечения рук. Функционал мобильного светильника можно расширить за счет:

Фокусировки луча, выражаемой в изменении сектора освещенности;
Дополнительных прожекторов с источниками света различного типа;
Отклонения оптической системы по вертикали, позволяющего фиксировать луч на конкретном участке без изменения положения головы;
Переноса батарейного отсека в затылочную часть, что улучшает балансировку оголовья и повышает комфорт пользователя,
Съемной оптики и блока питания, предполагающей преобразование налобного фонаря в поясной, переносной или стационарный;
Сенсорного управления, предусматривающего управление осветительным прибором без непосредственного контакта с ним
Порта micro USB, позволяющего заряжать аккумуляторы от различных внешних источников.

Выбирая налобный фонарь необходимо уделить внимание элементам питания. Аккумуляторы предполагают многократное заряжание, однако при разряде нуждаются в пополнении энергии из внешних источников, что при длительном нахождении в полевых условиях проблематично

Батарейки уступают аккумуляторам по емкости, но их относительно невысокая стоимость позволяет держать запас, который послужит заменой разряженным элементам питания.

Принцип работы

Светодиодные фонарики легко включаются, переносятся в руках. Светят достаточно ярко, имеют высокую мощность. Для корпуса используется пластик или металл.

Пластиковые фонарики легкие, металлические – не боятся влаги, пыли и ударов. Модели оснащаются наручным ремешком, могут фокусировать лучи, удлиняя или приближая их.

Принцип работы светодиодного фонаря:

Светодиод состоит из полупроводников, которые преобразуют поступающий ток в световое излучение. Ток направляется только от анода к катоду, создается р-n переход.

Электроны встречаются с дырками и теряют свою энергию, из которой образуются фотоны. Необходимо, чтобы несколько полупроводников с разными типами проводимости взаимодействовали друг с другом.

Дырка – место в кристаллической решетке, после воздействия на которое происходит перемещение электронов из верхних атомных оболочек, и образуется положительный заряд.

Электроны двигаются к положительному заряду, а дырки – к отрицательному. Свободное место между ними заполняется электронами.

Электроны и дырки посредством диффузии проникают через слой, образуемый в полупроводнике между участками разной проводимости. Это необходимо для концентрации одинакового количества электронов и дырок по обеим сторонам слоя.

При этом напряжение на промежуточный слой усиливается. После рекомбинации дырок и электронов происходит снижение барьера в p-n переходе, и выделяется световая энергия.

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:

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.

Виды фонарей

Ручные полноразмерные фонари используются в тех случаях, когда важна высокая мощность прибора на длительное время, а его габариты не имеют значения. Модели рассчитаны на постоянное удерживание в руках, удобны в транспортировке.
Ручные компактные фонари используются, чтобы освещать дорогу или искать мелкие предметы в темноте. Эти устройства выручат в неожиданных ситуациях, поэтому они должны быть портативны и удобны для повседневного ношения.
Фонари на лоб позволяют работать руками в местах с плохим освещением. Дальность освещения – до 30 метров. Часто такие устройства оснащены функцией выбора лучшего режима в определенном месте в определенное время.

Налобные фонари используются охотниками, туристами, автомобилистами, велосипедистами, строителями, медиками.

Туристические фонари – стойкие к механическому воздействию, влагостойкие, практичные и компактные устройства. В качестве источника питания большинства моделей используются и батарейки, и аккумуляторы.

Это компактные модели с высокой интенсивностью света.

Динамо-фонари – портативные устройства, которые работают без батареек; чтобы привести механизм в действие, следует на протяжении некоторого времени вращать зарядную ручку.

Такое устройство не загрязняет окружающую среду, его можно использовать для подзарядки телефона.

Фонари для дайвинга обладают высокой водонепроницаемостью, функцией изменения цветопередачи светового потока. Имеют высокую яркость света, позволяют освещать предметы, которые находится на дальних расстояниях.

Большинство моделей оснащено функцией переключения режимов.

Лазерные фонари – устройства, конструктивно близкие к поисковым, оснащенные прочным корпусом. Как правило, такие модели работают при низких температурных режимах, обладают герметичным и надежным корпусом из металлического сплава.

Среди преимуществ таких устройств: небольшие габариты, ударопрочность, несколько элементов питания в комплекте, наличие выносного пульта управления.

Брелки – компактные устройства, которые носятся в связке ключей.Используются для выполнения несложных задач, их функциональность и яркость ниже, чем у ручных приборов.
Фонарики-шокеры – не только персональный светильник, но и эффективное средство самозащиты. Они больно бьют током даже через толстые пуховики.

Характеризуются прочностью, устойчивым металлическим корпусом, который не подвергается механическим повреждениям. На такие приборы устанавливаются высокие цены.

Тактические (подствольные) фонарики – приборы, используемые вместе с креплением на оружие. Основная функция – подсветка цели при низкой освещенности. Дальность освещения – в пределах 50 метров.

Среди технических характеристик – узкий угол свечения, небольшие габариты и мощность прибора. Металлический корпус приборов обеспечивает тщательную защиту от воды. Дополнительные свойства: дистанционное управление, переключение режимов.

Поисковые фонари – устройства, используемые для ношения в руках, с высокой яркостью и дальностью свечения. Приборы имеют большой отсек для батарей. Дальность освещения – до 250 метров.

Оснащены функцией изменяемости угла освещения, переключения режимов, со средней мощностью. Металлический корпус прочный, защищает от воды.

По типу питания выделяются:

Фонари, которые работают от аккумулятора. Подзаряжаются от сети, источником питания служит никель-кадмиевый, никель-металл-гидридный, свинцово-кислотный или литий-ионный аккумулятор.
Фонари, работающие на батарейках. Такие приборы более легкие, не требуют подзарядки прибора.

Как переделать обыкновенный фонарик в светодиодный

Цена мощных фонарей от 20 до 500 долларов. В то же время за пару долларов можно приобрести обыкновенный фонарь с качественным корпусом, который при минимальных вложениях превратится в мощный источник света на диодах.

Какой светодиод лучше для фонарика? Используемый светодиод должен быть рассчитан на напряжение до 5 вольт и обладать компактными размерами.

Самый яркий светодиод для фонарика

Если вы хотите собрать очень мощный фонарь при минимальных вложениях обратите внимание на такую модель, как Luminus SST-90-WW Star 30Вт. Напряжение питания у него 3-3,7 вольта, что позволит сделать фонарь достаточно компактным

Световой поток при потребляемом токе 9000мА — 2300 люмен. Понятно, что от пальчиковых аккумуляторов, а тем более от обыкновенных батареек он нормально работать не сможет.

Для изготовления такого фонаря лучше использовать массивный корпус в который можно будет установить один или два аккумулятора на 6 вольт по 6Ач.

Для охлаждения матрицы потребуется массивный радиатор и драйвер питания.

Переделка в таком варианте стоит 35-40 долларов, но аналогичные по мощности готовые решения стартуют от 100-120 долларов.

При создании аналогичной конструкции на трёх ярких светодиодах для фонарика Cree XM-L2 T6 10Вт, конструкция обойдется почти в два раза дешевле, за счёт цены драйверов и самих диодов.

Самодельный яркий фонарик

Выбирайте для фонарика компактный диод мощностью до 1Вт. Напряжение питание диода 3,2-3,6 В, потребляемый ток 300мА, световой поток 100 люмен. Относительно невысокая мощность позволит обойтись без радиатора охлаждения.

При размере светоизлучателя 25 х 25 мм на него возможно установить 9 таких светодиодов с суммарной яркостью 900 люмен. В качестве драйвера возможно использовать бюджетный стабилизатор тока LM317 (). При суммарном потреблении тока до 2700 мА, питать этот фонарь можно от двух пальчиковых аккумуляторов.

Общие затраты на переоборудование не превысят десяти долларов.

При выборе или сборке нового светодиодного фонарика обязательно нужно уделить внимание используемому светодиоду. Если единственная задача будущего фонарика – это подсветка тёмного подъезда, то с этой задачей справится практически любой яркий светодиод белого свечения

Другое дело – желание заполучить портативный осветительный прибор с параметрами под более сложную задачу. В этом случае особое значение имеет световой поток, то есть способность фонаря выдать достаточно мощный луч и осветить широкую площадь пространства.

Про характеристики

В 2009 году, после утверждения стандарта ANSI FL1, произошли крупные перемены. Теперь выпускаются модели, прямо соответствующие критериям качества стран Европы. Чтобы убедиться в этом, можно просто взглянуть на упаковку, где пишутся различные характеристики, о которых мы расскажем ниже в форме таблицы.

Таблица №1. Основные характеристики налобных фонарей.

Характеристика
Описание
Световой поток (Лм)
Данный параметр отвечает за интенсивность луча света от фонаря с учетом его максимальной яркости при установке новых батарей. Хотя критерий считается важным, он все же не дает реального понимания яркости используемого фонаря. Минимальный показатель – 20 Лм, который удобен для чтения книг. Максимальный – более 8000 Лм, от которого ослепнуть очень просто.
Длина луча (м)
Данный параметр отвечает за расстояние, после которого свет становится безопасным для глаз и похода

Каждый режим обладает своей длиной луча, что важно.
Время работы (ч)
Как уже понятно из названия, этот критерий отвечает за срок активного действия фонаря до его полного затухания. Время работы при определенных условиях может изменяться, что отличает данный параметр от всех прочих

У каждого режима – свой срок активности.
Ударопрочность (м)
Данный параметр дает понять, с какой высоты фонарь может упасть и функционировать как прежде. Однако переезд, удар тяжелым предметом или по другим предметам не учитываются.
Водонепроницаемость
Как и ударопрочность, данный параметр говорит о прочности аппарата. Но если тот говорил о прочности после падения, то этот говорит о стойкости аппарата к воде. Обычный дождь фонарь выдерживает без проблем. Влажную среду или пребывание под водой – уже не все модели на это способны. Данный параметр имеет собственную рейтинговую систему – IPX. Если он в промежутке от 4 до 6 – то есть защита от случайных струй или брызг. Если в районе 7 – то может быть под метровым слоем воды до получаса. Если 8 – то может погружаться на более долгий срок и на более глубокий слой.

Учет основных характеристик поможет вам подобрать качественную модель налобного фонарика

Про яркость налобных фонарей

Маркировка светодиодов

В идентификации светодиодов сложностей меньше. Каждый тип обладает характерными внешними отличительными признаками. Различают две категории:

Цвет SMD-светодиода. В свою очередь, делят на группы по излучению: многоцветные диоды, нейтральный, теплый и холодный белый.
Размер элемента. По аналогии с зарубежной кодировкой используют 4 цифры, которые обозначают размер в миллиметрах. 3014 – размер 3 х 1.4 мм.

Число перед типом светодиода означает количество на 1 метр ленты. Для устройств с длинными выводами, заключенными в пластмассовый или стеклянный корпус, применяют систему цветовых элементов, ознакомиться с которой можно в таблице.

Пример цветовой маркировки светодиодов