Светить всегда, светить везде. Выбор LED-фонаря
Может показаться удивительным, но история развития светодиодов насчитывает почти сто лет. Еще в 1927 году О. В. Лосев получил авторское свидетельство на «световое реле». Однако слабое развитие полупроводниковых технологий привело к тому, что в течение долгого времени светодиоды использовались только в качестве индикаторов — светящихся точек различных цветов. За последние годы произошла настоящая революция в этой области, которая привела к появлению сверхъярких светодиодов. Именно они и являются источником света в современных фонарях.
Основной рабочий элемент этих фонарей — светодиод (LED, или Light Emitting Diode, то есть излучающий свет диод).
Светодиод очень крупным планом
Это достаточно сложное полупроводниковое устройство, которое способно преобразовывать электрическую энергию непосредственно в свет. Этим диод выгодно отличается от обычной лампы накаливания: в ней на излучение света тратится только около 5% энергии, а остальное преобразуется в тепло, так что фактически такая лампа — отличный нагревательный прибор. КПД современных светодиодов приближается к 50% и повышается с каждым годом. Кроме того, светодиод имеет впечатляющий срок службы (до 100 тысяч часов) и высокую механическую прочность — он не разобьется при падении на пол.
Что нужно знать о светодиодах
При выборе LED-фонаря важно иметь представление об особенностях и характеристиках светодиодов.
При прочих равных яркость светодиодов разных типов может отличаться на 20-30%, поэтому в описании всех качественных фонарей обязательно указывается тип используемого светодиода — например, Cree XP-G или Nichia White GS. (Кстати, на конец 2011 года наиболее эффективным светодиодом считается Cree XM-L.) Если такая информация о фонаре отсутствует, это однозначно свидетельствует о том, что в нем используется дешевый и неэффективный светодиод неизвестного производителя. Если вы видите в обычном фонарике несколько светодиодов, это говорит о том же самом: малую яркость безымянных светодиодов пытались компенсировать их количеством (однако это замечание не касается узкого класса дальнобойных фонарей).
Самые дешевые светодиодные фонари дают свет ярко выраженного синеватого (холодного) оттенка, который сильно отличается от привычного солнечного. Поскольку большинство природных объектов (листва, почва, трава, стволы деревьев) окрашены в теплые зеленые, бурые, коричневые, красноватые тона, то такой свет искажает цветопередачу и может смазывать детали. Это происходит из-за того, что в синеватом свете невозможно четко различить оттенки природных цветов — они сливаются между собой.
Качественные светодиоды с более теплым светом стоят дороже. Их обычно делят на три типа: Warm White (теплые), Neutral White (нейтральные), Cool White (холодные), и эта характеристика указывается в маркировке светодиода.
Сравнение света: слева — неизвестное науке китайское изделие,
справа — свет фонарика Xeno E03 (Neutral White)
Яблоко: слева — китайский фонарик,
справа — Xeno E03 (Neutral White)
Восприятие световой температуры достаточно индивидуально, и оценить отличия между этими типами можно только с помощью непосредственного сравнения. В Интернете можно найти целые коллекции фотографий (так называемых бимшотов), позволяющих сравнить яркость и спектр освещения фонариков с разными светодиодами.
Cветодиод имеет повышенные требования к источнику питания, поскольку от этого зависит срок его службы. Поэтому во всех качественных фонариках питание светодиода осуществляется не напрямую от батареек, а через специальное электронное устройство — так называемый драйвер, который обеспечивает стабилизацию тока, подаваемого на диод. Наличие драйвера прямо сказывается на цене, но именно он обеспечивает надежную многолетнюю службу диода, которой не стоит ждать от дешевого изделия с примитивным драйвером или вообще без него.
Еще одно преимущество драйвера — возможность расширить функциональность фонарика: умная электронная схема так регулирует ток, что яркость свечения не уменьшается почти до самого конца срока службы источника питания! Более того, теперь многие фонарики имеют несколько режимов свечения (минимум, средний и максимум) с соответствующим изменением времени работы.
В дополнение к этому драйвер может обеспечивать работу фонаря в режиме SOS или стробоскопа — серии ярких вспышек с разной периодичностью (для подачи аварийного сигнала или привлечения внимания). Некоторые драйверы даже можно запрограммировать на удобные именно вам режимы яркости.
Основные параметры светодиодных фонариков
Для выбора подходящего именно вам фонарика необходимо понимать, для чего он будет предназначен. Будет ли это аварийный источник света в квартире, инструмент электрика или охотника? Он будет носиться на связке ключей или использоваться как велосипедная фара? От ответа на эти вопросы зависят необходимые основные характеристики фонарика: яркость, тип питания и вид корпуса.
Конечно, в первую очередь в фонарике важна яркость. Она зависит как от используемого светодиода, так и от источника питания. Для измерения яркости используется специальная величина — люмен (лм). Фонарик в 10 лм позволит осветить путь под ногами, темную комнату или подъезд. Яркости в 20-30 лм достаточно для освещения ближайших 10-20 метров и выполнения большинства бытовых дел. Фонарики в сотни люменов оставляют впечатление миниатюрных прожекторов, их используют охотники, велосипедисты и любители производить впечатление на окружающих.
С яркостью связана и другая важная характеристика — время свечения. Качественный драйвер может обеспечить яркость в 40 лм от одной батарейки типа АА в течение 4 часов. Миниатюрные фонарики на микропальчиковой батарейке дают 10-12 лм в течение примерно 20 часов. Увеличить время работы фонарика можно с помощью переключения режимов свечения: снижение яркости света в 3 раза увеличивает время свечения приблизительно в 4 раза.
В светодиодных фонариках используются рефлекторы двух типов: гладкие и текстурированные, «мятые».
Рефлекторы: слева — гладкий, справа — текстурированный.
Желтое пятнышко в центре — светодиод
Отличие между ними в том, что гладкий рефлектор за счет более узкой фокусировки образует световое пятно с повышенной яркостью в центре и достаточно темными краями, а мятый рефлектор дает более равномерный свет, без такого резкого перехода. При этом гладкий рефлектор обеспечивает большую дальнобойность фонарика (это его свойство оценят, к примеру, охотники), а текстурированный — более равномерно освещает ближнюю зону, что удобно при обычном бытовом использовании.
Тип источника питания также является важной характеристикой. Обычно в фонариках используются привычные батарейки и аккумуляторы (АА, ААА, D), однако существуют модели, которые работают на достаточно экзотических литий-ионных элементах питания типа CR123, 18650, 14500, а также фонарики, в которых можно использовать как обычные, так и литиевые источники (например, имеющие одинаковые размеры AA или 14500). Основные минусы литий-ионных элементов — высокая цена, да и купить их можно далеко не на каждом углу, однако если заменить АА на литий-ионный элемент, яркость фонарика увеличится почти вдвое (разумеется, речь идет только о моделях, для которых такая замена предусмотрена инструкцией).
Помните, что литий-ионные аккумуляторы следует использовать с осторожностью: от перезаряда или перегрева они могут взорваться.
Для корпусов фонарей обычно используют легкие алюминиевые сплавы или пластик. Стоит обратить внимание на покрытие корпуса — точнее, на информацию о его наличии. В описании качественного фонаря с металлическим корпусом обязательно будет указано, что он, к примеру, имеет анодирование Type II или Type III (наиболее прочное). Если на резьбе есть уплотнительные резиновые колечки, это означает готовность корпуса противостоять попаданию воды. Насечка на корпусе предотвратит проскальзывание фонаря в мокрых руках или перчатках.
Кнопка выключения обычно размещается на торце (этот вариант считается наиболее надежным) или на боковой поверхности фонарика. Миниатюрные модели часто включаются поворотом безеля (так называется поворотная часть в фонарях и на циферблате часов). Переключение режимов обычно осуществляется полунажатием на кнопку.
Виды светодиодных фонарей
Очевидно, что невозможно создать фонарь, одинаково подходящий для всех условий. Иногда важны размер и вес, иногда — время работы и водонепроницаемость. Поэтому многие фирмы, производящие фонари, условно делят их на классы. Самый широкий класс — универсальные фонари с совершенно обычными характеристиками (средние размеры, средний вес, средняя яркость, обычные батарейки). Для уменьшения цены в них даже могут быть не предусмотрены режимы яркости.
Отдельным классом фонарей являются фонарики для ежедневного ношения. Для них даже существует англоязычная аббревиатура EDC — every day carry, «всегда с собой». Обычно они миниатюрных размеров (одна батарейка АА или ААА) и веса, снабжены клипсой для ношения на поясе и ремешком. Самые маленькие из них используются как брелоки для ключей.
Если вам нужно больше света или вы работаете на холоде, то обратите внимание на фонари на литий-ионных батареях — от карманных моделей до мини-прожекторов в небольших чемоданчиках. Нужно отметить, что даже самые мощные современные фонарики с дальнобойностью почти в километр благодаря компактным литиевым элементам отличаются сравнительно небольшими размерами.
Отдельный класс составляют тактические фонари для военных и охотников, которые используются как подствольные. Они отличаются особой прочностью и надежностью, могут иметь выносную кнопку включения.
Кроме фонариков для ношения в руках существует множество налобных фонарей, или налобников. В некоторых случаях они гораздо удобнее обычных, поскольку оставляют свободными обе руки. Налобные фонарики отличаются малым весом и габаритами, при этом они обеспечивают равномерное освещение широкой зоны, чтобы приходилось меньше крутить головой. В некоторых моделях налобников «легким движением руки» крепления снимаются, и такой фонарик превращается в обычный.
В магазинах вы можете найти аксессуары для многих моделей фонарей. Это, например, светорассеиватели, которые превращают узкий направленный луч в равномерный источник света, цветные линзы (красные, зелёные), которые позволяют сохранить ночное зрение — способность быстро адаптироваться к темноте после выключения фонарика.
Коротко говоря, впечатление от возможностей современных источников света очень сложно передать словами. Лучше один раз увидеть.
Статья написана в соавторстве с Евгением Волынцом
Источник
Технология LED
В течение долгих лет налобные фонари считались практически идеальным продуктом с малым потенциалом улучшения. Но потом на рынке появились светодиоды с белым светом. В 1995 году фирма LUCIDO первой встроила такие диоды в карманный фонарик. Молниеносно и другие фирмы запрыгнули в уже движущийся поезд, и разработали свои собственные продукты. В 2000 году появился первый LED налобный фонарь — разработка фирмы PRINSETON, плотно преследуемый фирмами LUCIDO, BD, и до этого момента признанным лидером рынка налобных фонарей PETZL. В настоящее время на рынка представлены порядка 10 моделей налобных LED фонарей и несколько комбинированных, Из которых мы наиболее внимательно рассмотрели 8 наиболее распространенных моделей. Мы не тестировали фонари LUPINЕ, по причине того, что их конструкция и цена не вписывалась в рамки этого исследования.
Что такое LED ?
Самое большое различие источниками света LED и ламп накаливания состоит в том, что светодиоды напрямую преобразуют ток в свет. В обычной лампе свет нагревается нить накаливания, которая потом излучает свет. Свет, таким образом является побочным продуктом. При этом большая часть энергии преобразуется в тепло, а не в свет и таким образом теряется. Кроме того, излучение тепла заставляет нить накаливания быстро прогорать. В LED практически не производится тепла, отсюда они потребляют примерно в 20 раз меньше тока и имеют значительно более долгий срок жизни. Конкретно это означает, что светодиод может непрерывно работать 11 лет. При использовании 40 дней в году по три часа в день, его срок жизни 792 года.
Каковы недостатки ?
Кто первый раз использует LED, будет удивлен, как непривычен излучаемый свет. Он кажется значительно более холодным и диффузным. Светодиоды не могут светить очень далеко — на значительное расстояние, и поэтому приспособлены для ближнего света. В этой области, однако свет распределяется значительно равномернее и приятнее. С LED фонарями можно ходить в темноте, бегать, однако прочитать указатель на расстоянии 5 метров в темноте будет проблематично, поскольку LED трудно фокусировать. Если сидеть напротив человека с LED фонарем, то свет будет слишком ярким и будет ослеплять.
Какой фонарь правильный?
Принципиально можно сказать, что фонари, оснащенный LED источниками света пригодны для большинства ситуаций. Однако необходимо обращать внимание на то, чтобы в фонаре были вставлены качественные и достаточно мощные светодиоды. При прямом сравнении разница очевидна. Еще один плюс фонаря, если не все диоды одновременно включаются, потому, что при достаточно мощном фонаре для чтения вечером в палатке достаточно 1 или 2 светодиодов. С новыми батарейками фонари могут быть слишком яркими, когда свет отражается от белой бумаги.
Кто часто находится в горной местности, и должен искать дорожные маркировки, тот выберет комбинированный фонарь, в котором техника LED комбинирована с лампой накаливания или ксеноновой лампой. Правда при использовании таких моделей необходимо иметь с собой резервный комплект батареек, от которого можно отказаться, если использовать LED фонарь с новыми батарейками. При внимательном рассмотрении у новых налобных фонарей можно обнаружить некоторые различия: существуют большие и очень яркие модели, как Ortec «After Eight», минималистические, как PETZL Zipka» или BD и «Moonlight», навороченные гении с регулируемой яркостью и/или включаемой лампой накаливания, как Т61 и Т3 фирмы LUCIDO, и Coghlans «All in one», а также универсальные «MATRIX» и «NOXYS» фирм Pricetontec и TSL. Чтобы знать, что они могут на самом деле, мы исследовали различные характеристики в лаборатории и на практике. Первая, конечно — яркость LED фонарей, как и с новыми батарейками, так и с батарейками с истекающей емкостью. Яркость мы измеряли в Lux, для получения сравнимых показателей. Субъективный практический тест показал, что при ночных походах или при установке палатки, по оценке журнала Klettern необходимо примерно 5 Lux. Для чтения хватает и 0.2 Lux. С новыми батарейками особенно отличились модели с большим количеством диодов. Такие как: Т61 (6 LED) и Ortec (8 LED). Датчик показывал в обоих случаях более 55 lux. Удивительным образом мощным оказался и маленький фонарь Petzl. Всего с тремя диодами — 40 lux — третий результат в тесте.
250 часов освещения.
Однако изменение яркости при снижающейся емкости батареек показывает другую картинку:
Уже после 24 часов горения мощность снижается в среднем на 70 %, прежде всего у Petzl — еще быстрее. Только Pricetontec «Matrix» показал после 24 часов работы — 12 lux, что почти 80% начального показателя. У него, как и у T3, есть переключатель напряжения, трансформирующий две трёх вольтовые батарейки АА на почти 4 вольты. Но трансформатор потребляет ток, за счет чего уменьшается общее время работы от комплекта батарей: T3 и Pricetontec «Matrix» светит долго, постоянно, но потом резко гаснет. Чемпионами по длительности свечения от комплекта батарей оказались Т61, Ortec и TSL. С ними можно путешествовать ночью 36 часов, а после этого еще читать 200 часов. За счет равномерного освещения, присущего LED фонарям достигается хорошая видимость окружения и отсутствие эффекта «Ослепления/пересвета». Здесь особо положительно выделяется ВD. Своим мягким, в высшей степени гомогенным освещением. Lucido T61, Petzl Zipka, плотно преследуемые Tls Noxys, показали тоже отличные результаты. Coghlans и Pricetone обладают узостью света, чем напоминают обычные фонари с лампой накаливания.
У некоторых моделей (Coghlans, T61, T3) можно выбирать яркость, путем отключения части светодиодов. Тем самым можно значительно увеличивать срок жизни батарее и в особенности при новых батареях, не происходит ослепления при чтении.
У T61 и Coghlans есть переключатель между светодиодом, и в качестве дальнего света — ксеноновой лампой. Princetontec и Ortec поставляют заменяемый набор для ксеноновой лампы, которую можно заменить при необходимости. Вариабельность в применении заметна не только в этих пунктах: В комфорте эксплуатации BD, Princeton и Ortec показывают очень хорошие решения. А BD , Petzl и TSL очень хорошо и удобно располагаются на голове. По весу и упаковке наибольшее кол-во пунктов набирают три модели с маленькими батарейками (ААА)
Заключение
Тесты показали, что не существует идеального налобного фонарика для всех целей. В зависимости от предпочтений и области применения наверное каждый будет видеть разный фонарь, как свой оптимум.
Lucido T61 очень взвешенная и хорошо продуманный модель. Несмотря на высокую цену этот фонарь получает рекомендацию журнала klettern. Среди чистых LED фонарей BD показывает очень хорошее соотношение цена/качество.
Источник
