8-900-374-94-44
[email protected]
Slide Image
Меню

Мощные светодиоды для фонариков – какой выбрать, как сделать самому

Технические характеристики мощных светодиодов CREE

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 !

В таблице представлены характеристики светодиодов, применяемые в фонарях.

XP-E

XP-E2

XP-G

XP-G2

XM-L

fonarik.com

Светодиоды CREE

В данный момент производители фонарей используют светодиоды 4-х основных фирм: американской 

CREE, корейской SSC(Seoul Semiconductor), американской Luminus и японской Nichia.

 

Наибольшим разнообразием отличаются светодиоды CREE, они же пользуются наибольшей популярностью и используются в 90% фонарей.

CREE XLamp MC-E

  светодиод большой мощности, аналог SSC P7. Применяется в фонарях со световым потоком от 400 до 900Лм. (Внешне, неопытному пользователю эти светодиоды практически не отличить). Как и SSC P7, стал вымирающим видом - с появлением светодиода XM-L

CREE XLamp XR-E

 

светодиод средней мощности, с максимально достижимым световым потоком до 250Лм. Используются в недорогих фонарях малой и средней мощности. Очень популярен благодаря невысокой цене и небольшому энерго потреблению. Фонарик на таком светодиоде может работать достаточно долго от одной обычной АА или ААА батарейки при световом потоке около 100Лм. В фонарях с световым потоком более 100Лм часто используют комбинированное питание: либо 3хААА батарейки либо 1 Li-ion аккумулятор. Это позволяет пользоваться фонариком от обычных батареек, не докупая достаточно дорогую пару: Li-ion аккумулятор + зарядное устройство. 

Так как светодиод имеет небольшие размеры – то хорошо поддается фокусировке, и используется в большинстве линзовых (фокусируемых) фонарей.

CREE XLamp XP-G

  светодиод средней мощности, с максимально достижимым световым потоком в 320Лм. Номинальная эффективность светодиода 93Лм/Вт. Используется в фонарях средней мощности. Как правило фонари на это диоде имеют питание от одного Li-ion аккумулятора, так как емкости обычных батареек уже не хватает для поддержания нужной яркости. Используется как компромисс между более "прожорливым" XM-L и более слабым XR-E, когда нужно получить хорошую яркость и одновременно длительное время работы от одного заряда аккумулятора. 
В линзовых фонарях практически не используется

CREE XLаmp XM-L 

 

этот светодиод стал настоящим прорывом в мире фонарей:

- большой диапазон светового потока от 250 до 1100Лм;
- отличное КПД
 даже при работе на четверть номинальной мощности;
- невысокая цена

Светодиод CREE XM-L вытеснил с рынка фонарей большую часть использовавшихся ранее светодиодов (например SSC P7, CREE MC-E, Luminus SST-50). После появления фонарей на 3-х и более XM-L диодах

, свои позиции сдал диод Luminus SST-90, фонари на котором считались самыми яркими среди серийно производившихся. Более того, яркость светодиодных фонарей на нескольких XM-L диодах сравнилась с яркостью фонарей на ксеноновых лампах.

Применение XM-L в лизовых фонарях (фонарях с фокусировкой луча), было продиктовано одним большим недостатком зумов на XR-E диоде - малой яркостью при широком луче (максимальной расфокусировке). Яркости классических XR-E линзовиков катострафически нехватает на нормальное освещение большого равномерного круга засветки. А ведь вся идея линзового фонаря состоит в его универсальности - возможности хорошо светить и далеко и вблизи. Проблему решали в основном путем уменьшения максимального угла раскрытия луча таких фонарей (то есть широко такой фонарь все равно не светил).

С появлением XM-L диодов, эту проблему удалось решить. Так как эти диоды намного ярче, они обеспечивают достаточную яркость при широком луче. Однако, ошибочно считать что линзовый фонарь на XM-L диоде будет иметь бОльшую дальность луча. Особенности строения светодиода XM-L не позволяют достаточно хорошо сфокусировать луч обычными способами. Большая часть светового пучка при фокусировке теряется на внутренних стенках фонаря. Из за этой особенности, линзовые фонари на ХМ-L не превосходят но и не уступают по дальности луча классическим зумам на XR-E диодах.

 

 

 

CREE XLаmp XM-L2    
 

В 2013 году компания CREE представила новый мощный светодиод XM-L2. Корпус XM-L2 размером 5х5 мм и идентичная посадочная площадка предыдущей версии светодиода позволяют использовать его без каких-либо дополнительных затрат, а увеличение световой отдачи делает светильник эффективнее более чем на 10%. Несмотря на очевидные преимущества, стоимость XM-L2 ниже стоимости своего предшественника.

Производственный отбор светодиодов XM-L2 осуществляется при температуре перехода кристалла 85°C, что существенно упрощает оценку параметров светодиода в рабочем режиме. Максимальный рабочий ток нового светодиода 3 А, при котором световой поток достигает 985 лм (бин U2), при светоотдаче 

100 лм/Вт. Световая отдача такого светодиода на номинальном токе 700 мА составит 150 лм/Вт.

Светодиоды XM-L2 выпускаются в диапазоне белого цвета от 2700 К до 8300 К. Основная сфера применения – уличное, архитектурное и промышленное освещение. В настоящий момент, на складе присутствуют светодиоды нейтрального и холодного белого цветов.

CREE XLаmp XP-L  

 

 

Однокристальный светодиод компании Cree серии XP-L – мощный (10 Вт), но, пожалуй, самый миниатюрный в своем классе. Светодиод выполнен в том же форм-факторе, что и приборы других популярных серий – XT-E и XP-G, что позволяет без проблем применить светодиоды XP-L в изделиях, разработанных для других серий. Высокая плотность излучения позволяет повысить светоотдачу, при этом уменьшив размер и стоимость конечного изделия.

Размер нового светодиода 3.45х3.45 мм – стандартный типоразмер светодиодов производства компании Cree. В этом факте не было бы ничего примечательного, если бы не одно обстоятельство – мощность этой «крошки» достигает 10 Вт! До выхода этого прибора самыми маленькими представителями класса 10-ваттников были светодиоды семейства XM-L размера 5х5 мм (более чем в два раза превосходящие XP-L по площади).

 

 

Фирма Luminus специализируется на производстве исключительно сверхмощных диодов, и представлена на рынке светодиодных фонарей двумя моделями SST-50 и SST-90

Luminus SST-50 - сверхмощный светодиод с максимально достижимым световым потоком в 1300Лм. Используется в свермощных дальнобойных фонарях. Выигрывает у CREE XM-L в максимальной яркости, но проигрывает в КПД и стоимости.

Luminus SST-90 - сверхмощный светодиод с максимально достижимым световым потоком в 2300Лм. До недавнего времени самые мощные серийные светодиодные фонари использовали именно этот светодиод. Да и сейчас, если вам необходим самый мощный фонарь на одном светодиоде, то SST-90 пожалуй единственный распространенный вариант. 

С появлением фонарей на нескольких XM-L диодах, SST-90 увернно сдает позиции. Фонарь на трех XM-L диодах превосходит фонарь на SST-90 в яркости, во времени работы от одного заряда и значительно привлекательнее по цене.

fonariki.ru

МОЩНЫЕ СВЕТОДИОДНЫЕ ФОНАРИКИ

   Предлагаю на ваше усмотрение сразу три варианта схем мощных светодиодных фонариков, которыми пользовался длительное время, и лично меня вполне устраивает яркость свечения и длительность работы (в реале одной зарядки мне хватает на месяц использования – то есть пошел, нарубил дров или сходил куда нибудь). Светодиод использовал во всех схемах мощностью 3 Вт. C различием лишь в цвете свечения (теплый белый или холодный белый), но лично мне кажется, что холодный белый светит ярче, а теплый более приятный для чтения, то есть легко восприимчив для глаз, так что выбор за вами.

Первый вариант схемы фонарика

   На испытаниях эта схема показала невероятную стабильность в пределах питающего напряжения 3.7-14вольт (но знайте, при повышении напряжения падает КПД). Как настроил на выходе 3.7 вольт, так и было во всем диапазоне напряжения (выходное напряжение задаем резистором R3, при уменьшении этого сопротивления увеличивается выходное напряжение, но не советую слишком уменьшать, если экспериментируете, рассчитывайте максимальный ток на светодиоде LED1 и максимальное напряжение на втором). Если питаем эту схему от Li-ion аккумуляторов, то КПД приблизительно равен 87-95%. Спросите, а для чего тогда придумали ШИМ? Если не верите, посчитайте сами.

   При 4.2вольта КПД = 87%. При 3.8вольт КПД = 95%. P =U*I 

   Светодиод потребляет 0.7А при 3.7 вольт, а это значит 0.7*3.7=2.59 Вт, отнимаем напряжение заряженного аккумулятора и умножаем на ток потребления: (4.2 - 3.7) * 0.7 = 0.35Вт. Теперь узнаем КПД: (100/(2.59+0.37)) * 2.59 = 87.5%. И половина процента на нагрев остальных деталей и дорожек. Конденсатор C2 - плавный пуск для безопасного включения светодиода и защита от помех. Обязательно мощный светодиод устанавливать на радиатор, я использовал один радиатор от компьютерного блока питания. Вариант расположения деталей:


   Выходной транзистор не должен прикасаться задней металлической стенкой к плате, просуньте между ними бумагу или нарисуйте на листе тетради чертеж платы и сделайте ее так, как на другой стороне листа. Для питания LED фонарика использовал две Li-ion батарейки от ноутбуковского аккумулятора, но вполне возможно использование телефонных аккумуляторов, желательно, чтобы их суммарный ток был 5-10А*ч (соединяем параллельно).

Приступим ко второму варианту диодного фонаря

   Первый фонарик продал и почувствовал, что без него ночью немного напрягает, а деталей не было чтобы повторить предыдущую схему, поэтому пришлось импровизировать из того, что было в тот момент, а именно: КТ819, КТ315 и КТ361. Да, даже на таких деталях, возможно собрать низковольтный стабилизатор, но с чуть большими потерями. Схема напоминает предыдущую, но в этой все совсем наоборот. Конденсатор С4 тут тоже плавно подает напряжение. Разница в том, что тут выходной транзистор открыт резистором R1 и КТ315 закрывает его до определенного напряжения, а в предыдущей схеме выходной транзистор закрыт и открывается вторым. Вариант расположения деталей:

   Пользовался, около полугода, пока линза не треснула повредив контакты внутри светодиода. Он еще работал, но всего три ячейки из шести. Поэтому ушел как подарок:) Теперь расскажу, почему такая хорошая стабилизация с применением дополнительного светодиода. Кому интересно читаем, может пригодиться при проектировании низковольтных стабилизаторов или пропускаем и переходим к последнему варианту.

   Итак, начнем с температурной стабилизации, кто проводил опыты знает на сколько это важно зимой или летом. Так вот, в этих двух мощных фонариках действует такая система: при увеличении температуры полупроводниковый канал увеличивается разрешая проходить большему количеству электронов чем обычно, поэтому кажется что сопротивление канала уменьшается и следовательно проходимый ток увеличивается, так как на всех полупроводниках действует одинаковая система, ток через светодиод тоже увеличивается закрывая все транзисторы до определенного уровня, а то есть напряжения стабилизации (эксперименты проводились в температурном диапазоне -21...+50 градусов Цельсия). Я собирал много схем стабилизаторов в интернете и удивлялся "как можно было допускать такие ошибки!” Кто-то даже рекомендовал свою схему для питания лазера, в которой 5 градусов превышения температуры готовило лазер на выброс, так что учитывайте и такой нюанс!

   Теперь о самом светодиоде. Каждый, кто игрался с напряжением питания светодиодов знает, что при его увеличении резко увеличивается и ток потребления. Поэтому при незначительном изменении выходного напряжения стабилизатора транзистор (КТ361) во много раз легче реагирует, чем с простым резисторным делителем (для которого необходим серьезный коефициент усиления) что решает все проблемы низковольтных стабилизаторов и уменьшает количество деталей.

Третий вариант LED фонаря

   Приступим к последней рассматриваемой схеме и использующейся мной до сегодняшнего дня. КПД больше, чем в предыдущих схемах, и яркость свечения выше, и естественно, к светодиоду купил дополнительную фокус линзу, также тут уже 4 аккумулятора, что примерно равняется ёмкости 14А*часа. Принципиальная эл. схема:

   Схема довольно проста и собрана в SMD исполнении, здесь нет дополнительного светодиода и транзисторов, потребляющих лишний ток. Для стабилизации применен TL431 и этого вполне достаточно, КПД тут от 88 - 99%, если не верите - посчитайте. Фото готового самодельного устройства:


   LED фонарь в действии:


   Да, кстати про яркость, тут я разрешил на выходе схемы 3.9 вольт и пользуюсь уже больше года, светодиод до сих пор живой, только радиатор немного греется. Но кому захочется, может себе установить и меньше напряжение питания, подбором выходных резисторов R2 и R3 (советую это делать на лампе накаливания, когда получиться нужный вам результат подключайте светодиод). Благодарю за внимание, с вами был Левша Леша (Степанов Алексей).

   Форум по самодельным LED фонарикам

   Обсудить статью МОЩНЫЕ СВЕТОДИОДНЫЕ ФОНАРИКИ




radioskot.ru

Как выбрать мощный светодиодный фонарь на аккумуляторах

Дата публикации: .
Категория: Световые приборы.

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 туристические фонари, 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, галогенные лампы 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.

Светодиоды

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.

artillum.ru

ФОНАРЬ НА МОЩНОМ СВЕТОДИОДЕ

   Несомненно, многие из вас имеют в закромах и сараях ручные фонари старого типа - на лампах накаливания. Так как продолжать их эксплуатировать нет смысла - из-за слишком большого тока потребления лампы, предлагаю переделать такой фонарик на LED - с использованием мощного светодиода, в качестве свтоизлучающего элемента.

   Именно современные светодиоды повышенной мощности (обычно это модели на 1-10 ватт) как нельзя лучше подходят на роль лампы, в любом типе фонарей. На примере китайского переносного фонаря вы увидите, особенности такой модернизации.

   Уже несколько лет валялся у нас на складе фонарь, с установленной в нём лампой 6В, свинцовым аккумулятором 6В 4А и встроенным сетевым зарядным устройством. Лампа давно перегорела, а аккумулятор уже окончательно сел, поэтому пришлось заодно купить новый АКБ Panasonic LCR 6V. А в качестве мощного светодиода был выбран очень интересный экземпляр, которому для нормальной работы как раз и нужно было 6В. Конечно при разряде аккумулятора напряжение падает до 5В и ниже, но данный LED элемент сохраняет достаточную яркость даже при пяти вольтах. Подробнее про эту модель светодиода на 5 ватт читайте тут.

   Как видите, благодаря очень растянутой (как для светодиода) вольт-амперной характеристике, вполне возможно использовать его даже без специального токоограничителя! На фото ниже показан ток потребления при непосредственном подключении светодиода к наполовину заряженному АКБ. Имеем 0,16А, что соответствует мощности 0,16х5,5=1ватт. Конечно это маловато, и данный LED прибор будет светить в четверть своей возможной яркости, но когда аккумулятор будет на максимуме (6,3В), то и мощность повысится до 3-х ватт.

   Плату встроенного сетевого зарядного устройства трогать не будем - на переделку оно никак не влияет. А вот рефлектор требуется заменить. В чём заключаются изменения? Во-первых нужно выдвинуть светодиод ближе к защитному стеклу - так как у большинства мощных светодиодов диаграмма направленности 180 градусов и нет смысла глубоко его прятать, ограничивая освещаемую площадь, а во-вторых светодиодам мощностью более ватта необходимо охлаждение - кусок алюминиевой пластинки.

 

   В качестве нового рефлектора, а точнее просто для красоты, чтоб не были видны внутренности фонаря, взял обычный CD.

   Он был диаметром чуть больше, чем фонарь - обрезал диск по кругу ножницами.

   Светодиод прикрутил двумя винтами М3 к охлаждающей пластинке и всё это дело приклеил к диску скотчем. Как вы понимаете, сверлить CD не нужно - в нём уже есть отверстие, отлично подходящее для светодиода.

   После закручивания крепёжного диска, всё это дело надёжно зафиксировалось в корпусе самодельного светодиодного фонаря.

   Испытания мощного LED фонарика превзошли все ожидания! Средний ток потребления упал с 0,7А до 0,2А (увеличилась длительность работы на одном заряде батареи в три раза), диаграмма освещённости почти полукруговая (теперь не надо водить лучом - всё сразу видно), а яркость стала почти как днём! 

   Конечно пришлось потратить на покупку этого 5-ти ваттного светодиода около 4-х долларов, но эффект стоит того. Что касается ограничительного резистора - он не нужен, хотя если вы будете переделывать какой-нибудь другой фонарь на светодиодный, последовательно с питанием припаяйте его обязательно. И особенно радует, что в продаже пока почти нет фонарей на мощных светодиодах - пока торгуют лишь устаревшими моделями с массивами из нескольких десятков слабых LED элементов. А те модели что есть в интернет магазинах, могут стоить до 50 долларов и выше.

   Форум по светодиодам

 

   Светодиоды

elwo.ru

Доработка LED фонарика (драйвер и CREE диод)

Стоимость: $4

Этот фонарик был куплен на EBAY около 4-5 лет назад. Ссылка на продавца не сохранилась, да и врядли он еще продает этот товар. Но и сейчас  я неоднократно вижу на многих торговых площадках братьев-близнецов этого фонарика, поэтому мне кажется этот обзор еще актуален.

Тем более принципы доработки этого фонарика можно применить и к другим подобным изделиям.

Фонарик верой и правдой отслужил мне несколько лет.

Светодиод я не могу опознать. Что-то маленькое, с низким тепловыделением, но достаточно яркое.

Я не пользовался им особенно интенсивно и он меня устраивал. В не было никаких ненужных мне режимов. Кнопка выключения в торце, как мне нравится. Есть уплотнительные резинки. Изначально он работал на трех элементах ААА. Потом у меня появились LiIon аккумуляторы 18650 и я попробовал запихнуть в фонарик такой элемент.

Как  ни странно, он без проблем поместился. Почему я решил его разобрать и доработать? Просто мой маленький сын как-то вытащил мой другой фонарик, играл с ним целый день и в нем сгорел от перегрева светодиод. Я разобрал тот фонарик и увидел что светодиод установлен так что нет никакого теплоотвода и вообще нет драйвера. Ужас! Поэтому я решил глянуть как устроен герой моего сегодняшнего обзора. Не хотелось бы чтобы если вдруг придется им интенсивно воспользоваться он подвел в самое неподходящее время. Придется разбирать.

Выключатель разбирать незачем, а вот ту обойму в которой находится светодиод и драйвер придется посмотреть.

Видно что эта обойма металлическая, что уже неплохо. Мне попадались фонарики у которых эта деталь была из пластмассы.

Видно что внутри большое отверстие и плата светодиода касается обоймы только своими краями, площадь соприкосновения небольшая и без термопасты.

Приподнимаем плату светодиода. А где же драйвер?

Драйвер состоит из контактной платы и куска провода. Да уж, китайцы видно сделали ставку на надежность

На контактной площадке есть пружина. Вот почему был такой запас в размерах и элемент 18650 без проблем поместился в корпус.

 

Не могу налюбоваться на лаконичный китайский драйвер перед тем как отправить его в помойку.

По хорошему, поменять бы эту обойму на такую, чтобы внутри не было такой дырки, чтобы плата светодиода полностью прилегала ко всей поверхности для лучшего теплоотвода.

 

Но токарного станка у меня нет, а заказывать токарю на заводе изготовление этой детали нерентабельно, проще купить другой фонарик, цена будет сопоставима. Поэтому решаю здесь оставить все как есть, только улучшить контакт и помазать перед сборкай контактирующие поверхности термопастой.

Порывшись в своих закромах нахожу настоящий драйвер. Наверно это не самый лучший экземпляр, но он реально работает и он у меня уже есть, не нужно заказывать и ждать посылки. Вот он, красавец.

Тоже есть пружинка, это обязательно нужно, силиконовые провода и 3 режима.

Новый драйвер вошел в обойму плотно, с натягом, как здесь и был.

Чуть повредил дорожку на драйвере. Сам виноват. Пришлось соединить проволочкой. Работало бы и без нее, но припаял для надежности.

Заодно решил заменить светодиод на что-то более интересное. В закромах выкопал следующие:

Первый слишком большой, второй мощнее, но греется как печка. Выбираю третий, СREE XP-E.

Warm White / Cold White
LED Emitter: 1-3W
Model Type: CREE XPE LED
Lumens: 328Lumens/ 3W
DC Forward Voltage (VF) : 2.8-3.6Vdc
DC Forward Currect (IF) : 350-1000mA
Beam Angle: 115 degrees
Lens color: water clear
PCB board: Diameter 20mm base
Resin (Mold): Silicone Resin
Certificate: CE&ROSH
LifeSpan Time : > 50,000 hours
Power: 1W-3W
Model Name: CREE XPE
Emitted Color: Blue
Wavelength: 470-480nm
Brightness: 60LM~70LM
DC Forward Voltage (VF): 3.2V-3.6Vdc
DC Forward Current (IF): 350mA~1000mA
Maximum Pulse Voltage: 3.8V
Maximum Pulse Current: 1200mA
LED Viewing Angle: 115 degree
Diameter: 20mm
Usage: House/Street/Architecture Illumination
Power: 1W/3W
Model Name: CREE XPE
Emitted Color: Green
Wavelength: 520nm-530nm
Brightness: 90LM~100LM
DC Forward Voltage (VF): 3.2V-3.6Vdc
DC Forward Current (IF): 350mA~1000mA
Maximum Pulse Voltage: 3.8V
Maximum Pulse Current: 1200mA
LED Viewing Angle: 115 degree
Diameter: 20mm

Вот он крупнее.

А вот тот что стоял изначально. Может кто может его опознать?

Промазываю термопастой места соприкосновения обоймы и платы светодиода. Врядли это решит проблему кардинально, но чуть-чуть но это должно улучшить охлаждение светодиода. Чуть-чуть термопасты и на резьбу по которой обойма вкручивается в корпус фонарика для улучшения теплоотвода на корпус. Собираем.

Диаметр кристалла у светодиода CREE меньше чем у того что стоял раньше и он больше выступает вперед. Чтобы пучок света был без темного пятна в центре нужно чуть отодвинуть отражатель от светодиода. Но так как плата светодиода прижимается к теплоотводящей обойме самим отражателем, приходится подложить под отражатель фоторпластовую шайбочку.

Проверяем – работает. Яркость сопоставима с яркостью того светодиода что стоял изначально. Но ладно, пусть уж остается CREE. Надеюсь не перегреется…

Кнопка работает как и положено, включает-выключает. Если не нажимать на кнопку до конца, а только чуть-чуть придавливать, переключается режим работы фонарика. Режимов всего 3: полная яркость, половинная яркость и строб. Режима SOS, слава Богу, нет. Он мне точно не нужен. Я бы и от строба отказался, тем более что мне встречалась информация по перешивке таких драйверов. Но подумав, решил строб оставить, а вдруг пригодится?

Вот видео работы фонарика после доработки:

На видеосъемке видна модуляция света, результат работы драйвера. Так и должно быть, глазом это не видно, только на видео. 

Здесь можно увидеть как работает фонарик в режимах полной и половинной яркости, а также в режиме строба.

Вывод: фонарик стоил очень недорого, имеет хороший прочный конструктив и хороший потенциал для доработки. После модернизации его эксплуатационные качества улучшились и теперь он вполне соответствует моим запросам.

 

Возможно, вам будет интересно:

www.kupislonica.ru

ФОНАРИ НА СВЕТОДИОДАХ

   Самое важное преимущество фонарей на светодиодах — их высокая экономичность. При одинаковой светоотдаче по сравнению с обычными лампочками, LED элементы потребляют в несколько раз меньше энергии, что существенно повышает срок жизни батареи. И конечно светодиодам в отличии от лампочек накаливания не страшны втряска и удары - это очень актуально в походах. Конечно цена светодиодных фонарей по сравнению с обычными ламповыми выше, но они быстро окупаются за счет меньшего количества батареек, которые тоже стоят больших денег.


   Впрочем об этих плюсах знают уже все, но вот внедрить светодиод в фонарь по силам не каждому. Допустим даже начинающий радиолюбитель справиться с такой задачей за вечер, а что делать миллионам других, кто паяльник держал в руках раз в жизни - когда перекладывал его из шкафа в тумбочку во время уборки?


   Предлагаю простейший и красивый способ самостоятельной переделки абсолютно любого фонаря с лампой накаливания на светодиодный. Достаточно всего лишь двух деталей - ограничительного резистора на пару десятков Ом и самого светодиода. 


   Обратите внимание - здесь используется не обычный LED прибор диаметром 5мм, а похожий по форме, но 10-ти миллиметровый светодиод. Цена его около 0,15уе, но светит он раз в 5 сильнее стандартного. Сопротивление резистора ограничения тока рассчитывается, исходя из тока светодиода, формула расчета: R(Ом)=U(В)/I(A), для тока 50 мА и падения напряжения 1В оно равно 20 Ом. В любом случае перед установкой резистора не мешает померять ток миллиамперметром. Для обычных сверхярких светодиодов 5мм ток должен быть 30мА, для указанных в статье - 50мА. Можно и больше, но следите чтоб LED прибор не перегрелся и не сгорел раньше положенного срока (50000 часов).


   Лампочку накаливания аккуратно разбиваем и выкидываем остатки стекла оставляя сам металлический цоколь. К нему и будем припаивать светодиод.


   На резьбу паяем минус, а на центр - плюс светодиода.


   Родная кнопка фонаря не выдерживала никакой критики, оэтому просверлил корпус и вставил удобный тумблер.


   Испытания показали, что при сопротивлении резистора 24 Ома, ток около 45мА. Можно было поднять и больше, но яркость получилась и так не хуже чем у лампы накаливания. Единственное отличие - слишком белый с синевой свет, но к этому быстро привыкаешь.


   И для интереса представлю самый мощный светодиодный фонарь модели Olight SR90 LED. Световая мощность потока составляет 2200 люмен! Для сравнения - автомобильный ксенон даёт в среднем 3200 люмен. Несомненно в скором будущем появятся и светодиодные фары не уступающие ксеноновым. Фонарь является самым мощным светодиодным фонарем на сегодняшний день (05.2001) и позиционируется как поисковый фонарь, предназначенный для применения спецслужбами и спасателями. Характеристики самого мощного светодиодного фонаря. Сверх яркий светодиод Luminus SST-90 LED, 30W, срок эксплуатации 70000 часов.

    В LED фонаре два режима яркости и стробоскоп. 
 -Максимальная яркость - 2200 Lumens / 80 мин.
 -Низкая яркость - 700 Lumens / 9 часов.
 -Режим стробоскопа – частота 10 герц.
 -Дальность свечения - 1000 метров. 
 -Элементы питания (7.2v, 6.6A), Li-ion.
 -Длина фонаря - 336 мм; 
 -Диамметер головной части – 100 мм. 
 -Вес фонаря - 1,5 кг с комплектом батарей.
 -Цена составит порядка 800 у.е.

   Форум по светодиодным фонарям

   Обсудить статью ФОНАРИ НА СВЕТОДИОДАХ




radioskot.ru

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *