Сверхяркие светодиоды для фонарей. Как выбрать мощный светодиодный фонарь на аккумуляторах. Как рассчитать сопротивление светодиода

Для безопасности и возможности продолжать активную деятельность в темное время суток человек нуждается в искусственном освещении. Первобытные люди раздвигали темень, поджигая ветки деревьев, далее придумали факел и керосинку. И только после изобретения французским изобретателем Жорджом Лекланше в 1866 году прототипа современной батарейки, а в 1879 году Томсоном Эдисоном лампы накаливания, у Дэвида Майзелла появилась возможность запатентовать 1896 году первый электрический фонарь.

С тех пор в электрической схеме новых образцов фонарей ничего не изменялось, пока в 1923 году российский ученый Олег Владимирович Лосев не нашёл связь люминесценции в карбиде кремния и p-n-переходе, а в 1990 году ученым не удалось создать светодиод с большей светоотдачей, позволяющий заменить лампочку накаливания. Применение светодиодов вместо ламп накаливания, благодаря низкому энергопотреблению светодиодов, позволило многократно увеличить время работы фонарей при той же емкости батареек и аккумуляторов, повысить надежность фонариков и практически снять все ограничения на область их использования.

Светодиодный аккумуляторных фонарь, который Вы видите на фотоснимке попал мне в ремонт с жалобой, что купленный на днях китайский фонарик Lentel GL01 за $3, не светит, хотя индикатор заряда аккумулятора светится.

Внешний осмотр фонаря произвел положительное впечатление. Качественное литье корпуса, удобная ручка и включатель. Стержни вилки для подключения к бытовой сети для зарядки аккумулятора сделаны выдвижными, что исключает необходимость хранения сетевого шнура.

Внимание! При разборке и ремонте фонаря, если он подключен к сети следует соблюдать осторожность. Прикосновение незащищенным участком тела к неизолированным проводам и деталям может привести к поражению электрическим током.

Как разобрать светодиодный аккумуляторный фонарь Lentel GL01

Хотя фонарик подлежал гарантийному ремонту, но вспоминая свои хождения при при гарантийном ремонте отказавшего электрочайника (чайник был дорогим и в нем перегорел ТЭН , поэтому своими руками его отремонтировать не представлялось возможным), решил заняться ремонтом самостоятельно.

Разобрать фонарь оказалось легко. Достаточно повернуть на небольшой угол против часовой стрелки кольцо, фиксирующее защитное стекло и оттянуть его, затем отвинтить несколько саморезов. Оказалось кольцо фиксируется на корпусе с помощью байонетного соединения.

После снятия одной из половинок корпуса фонарика появился доступ ко всем его узлам. Слева на фотоснимке видна печатная плата со светодиодами , к которой прикреплен с помощью трех саморезов рефлектор (отражатель света). В центре расположен аккумулятор черного цвета с неизвестными параметрами, имеется только маркировка полярности выводов. Правее аккумулятора находится печатная плата зарядного устройства и индикации. Справа установлена сетевая вилка с выдвижными стержнями.

При внимательном рассмотрении светодиодов оказалось, что на излучающих поверхностях кристаллов всех светодиодов имелись черные пятна или точки. Стало ясно даже без проверки светодиодов мультиметром , что фонарик не светит по причине их перегорания.

Почерневшие области имелись также на кристаллах двух светодиодов, установленных в качестве подсветки на плате индикации зарядки аккумулятора. В светодиодных лампах и лентах обычно выходит из строя один светодиод, и работая как предохранитель, защищает остальные от перегорания. А в фонаре вышли из строя все девять светодиодов одновременно. Напряжение на аккумуляторе не могло увеличиться до величины, способной вывести светодиоды из строя. Для выяснения причины пришлось начертить электрическую принципиальную схему.

Поиск причины отказа фонаря

Электрическая схема фонаря состоит из двух функционально законченных частей. Часть схемы, расположенная левее переключателя SA1, выполняет функцию зарядного устройства. А часть схемы, изображенная справа от переключателя, обеспечивает свечение.

Работает зарядное устройство следующим образом. Напряжение от бытовой сети 220 В поступает на токоограничивающий конденсатор С1, далее на мостовой выпрямитель, собранный на диодах VD1-VD4. С выпрямителя напряжение подается на клеммы аккумулятора. Резистор R1 служит для разряда конденсатора после изъятия вилки фонарика из сети. Таким образом, исключается удар током от разряда конденсатора в случае случайного прикосновения рукой одновременно двух штырей вилки.

Светодиод HL1, включенный последовательно с токоограничивающим резистором R2 в противоположном направлении с правым верхним диодом моста, как, оказалось, светится всегда при вставленной вилке в сеть, даже если аккумулятор неисправен или отсоединен от схемы.

Переключатель режимов работы SA1 служит для подключения к аккумулятору отдельных групп светодиодов. Как видно из схемы получается, что если фонарь подключен к сети для зарядки и движок переключателя находится в положении 3 или 4, то напряжение с зарядного устройства аккумулятора попадает и на светодиоды.

Если человек включил фонарик и обнаружил, что он не работает, и, не зная, что движок выключателя обязательно необходимо установить в положение «выключено», о чем в инструкции по эксплуатации фонаря ничего не сказано, подключит фонарь к сети на зарядку, то за счет броска напряжения на выходе зарядного устройства на светодиоды попадет напряжение, значительно превышающее расчетное. Через светодиоды потечет ток, превышающий допустимый и они перегорят. При старении кислотного аккумулятора за счет сульфитации свинцовых пластин напряжение заряда аккумулятора возрастает, что тоже приводит к перегоранию светодиодов.

Еще одно схемное решение, которое удивило, это параллельное включение семи светодиодов, что недопустимо, так как вольтамперные характеристики даже светодиодов одного типа отличаются и поэтому проходящий ток через светодиоды тоже будет не одинаковым. По этой причине при выборе номинала резистора R4 из расчета протекания через светодиоды максимально допустимого тока, один из них может перегружаться и выйти из строя, а это приведет к перегрузке по току параллельно включенных светодиодов, и они тоже перегорят.

Переделка (модернизация) электрической схемы фонаря

Стало очевидным, что поломка фонаря связана с ошибками, допущенными разработчиками его электрической принципиальной схемы. Чтобы отремонтировать фонарь и исключить его повторную поломку необходимо его переделать, заменив светодиоды и внести незначительные изменения в электрическую схему.

Для того чтобы индикатор заряда аккумулятора действительно сигнализировал о его зарядке, необходимо светодиод HL1 включить последовательно с аккумулятором. Для свечения светодиода необходим ток несколько миллиампер, а выдаваемый ток зарядным устройством должен составлять около 100 мА.

Для обеспечения этих условий достаточно отсоединить HL1-R2 цепочку от схемы в местах, указанных красными крестиками и параллельно с ней установить дополнительный резистор Rd номиналом 47 Ом мощностью не менее 0,5 Вт. Ток заряда, протекая через Rd будет создавать на нем падение напряжения около 3 В, которое обеспечить необходимый ток для свечения индикатора HL1. Заодно точку соединения HL1 и Rd необходимо подключить к выводу 1 переключателя SA1. Таким простым способом будет исключена возможность подачи напряжения с зарядного устройства на светодиоды EL1-EL10 во время заряда аккумулятора.

Для выравнивания величины токов, протекающих через светодиоды EL3-EL10, необходимо исключить из схемы резистор R4 и последовательно с каждым светодиодом включить отдельный резистор номиналом 47-56 Ом.

Электрической схема после доработки

Внесенные в схему незначительные изменения повысили информативность индикатора заряда недорогого китайского светодиодного фонаря и многократно повысили его надежность. Надеюсь, что производители светодиодных фонарей после прочтения этой статьи внесут изменения в электрические схемы своих изделий.

После модернизации электрическая принципиальная схема приняла вид, как на чертеже выше. Если необходимо освещать фонариком продолжительное время и не требуется большой яркости его свечения, то можно дополнительно установить токоограничивающий резистор R5, благодаря которому время работы фонарика без подзарядки увеличится в два раза.

Ремонт светодиодного аккумуляторного фонаря

После разборки в первую очередь нужно восстановить работоспособность фонаря, а потом уже заниматься модернизацией.

Проверка светодиодов мультиметром подтвердила их неисправность. Поэтому все светодиоды пришлось выпаять и освободить от припоя отверстия для установки новых диодов.

Судя по внешнему виду, на плате были установлены ламповые светодиоды из серии HL-508H диаметром 5 мм. В наличии имелись светодиоды типа HK5H4U от линейной светодиодной лампы с близкими техническими характеристиками. Они и пригодились для ремонта фонаря. При запайке светодиодов на плату нужно не забывать соблюдать полярность, анод должен быть соединен с плюсовым выводом аккумулятора или батарейки.

После замены светодиодов печатная плата была подключена к схеме. Яркость свечения некоторых светодиодов из-за общего токоограничивающего резистора несколько отличалась от других. Для устранения этого недостатка необходимо удалить резистор R4 и заменить его семью резисторами, включив последовательно с каждым светодиодом.

Для выбора резистора, обеспечивающего оптимальный режим работы светодиода, была измерена зависимость величины тока, протекающего через светодиод, от величины последовательно включенного сопротивления при напряжении 3,6 В, равному напряжению аккумуляторной батареи фонаря.

Исходя из условий применения фонаря (в случае перебоев подачи в квартиру электроэнергии) большой яркости и дальности освещения не требовалось, поэтому резистор был выбран номиналом 56 Ом. С таким токоограничивающим резистором светодиод будет работать в легком режиме, и потребление электроэнергии будет экономным. Если от фонаря требуется выжать максимальную яркость, то следует применить резистор, как видно из таблицы, номиналом 33 Ом и сделать два режима работы фонарика, включив еще один общий токоограничивающий резистор (на схеме R5) номиналом 5,6 Ом.

Чтобы включить последовательно с каждым светодиодом резистор, необходимо предварительно подготовить печатную плату. Для этого на ней нужно перерезать по одной любой токоведущей дорожке, подходящей к каждому светодиоду и сделать дополнительные контактные площадки. Токоведущие дорожки на плате защищены слоем лака, который необходимо соскоблить лезвием ножа до меди, как на фотоснимке. Затем оголенные контактные площадки залудить припоем.

Подготавливать печатную плату для монтажа резисторов и припаивать их лучше и удобнее, если плату закрепить на штатном рефлекторе. В этом случае поверхность линз светодиодов не будет царапаться, и удобнее будет работать.

Подключение диодной платы после ремонта и модернизации к аккумулятору фонаря показало достаточную для освещения и одинаковую яркость свечения всех светодиодов.

Не успел отремонтировать предыдущий фонарь, как в ремонт попал второй, с такой же неисправностью. На корпусе фонарика информации о производителе и технических характеристиках не нашел, но судя по почерку изготовления и причине поломки, производитель тот же, китайский Lentel.

По дате на корпусе фонарика и на аккумуляторе удалось установить, что фонарю уже четыре года и со слов его хозяина фонарь работал безотказно. Очевидно, что прослужил фонарик долго благодаря предупреждающей надписи «Не включать во время зарядки!» на откидной крышке, закрывающей отсек, в котором спрятана вилка для подключения фонаря к электросети для зарядки аккумулятора.

В этой модели фонаря светодиоды включены в схему по правилам, последовательно с каждым установлен резистор номиналом 33 Ом. Величину резистора легко узнать по цветовой маркировке с помощью онлайн калькулятора . Проверка мультиметром показала, что все светодиоды неисправны, резисторы тоже оказались в обрыве.

Анализ причины отказа светодиодов показал, что за счет сульфатации пластин кислотного аккумулятора его внутреннее сопротивление увеличилось и как следствие, напряжение его зарядки возросло в несколько раз. Во время зарядки фонарик был включен, ток через светодиоды и резисторы превысил предельный, что и привело к выходу их из строя. Пришлось заменить не только светодиоды, но и все резисторы. Исходя из выше оговоренных условиях эксплуатации фонаря были для замены выбраны резисторы номиналом 47 Ом. Величину резистора для любого типа светодиода можно рассчитать с помощью онлайн калькулятора .

Переделка схемы индикации режима зарядки аккумулятора

Фонарь отремонтирован, и можно приступать к внесению изменений в схему индикации зарядки аккумулятора. Для этого необходимо перерезать дорожку на печатной плате зарядного устройства и индикации таким образом, чтобы цепочку HL1-R2 со стороны светодиода отсоединить от схемы.

Свинцово-кислотный AGM аккумулятор был доведен до глубокого разряда, и попытка зарядить его штатным зарядным устройством не привела к успеху. Пришлось аккумулятор заряжать с помощью стационарного блока питания с функцией ограничения тока нагрузки. На аккумулятор было подано напряжение 30 В, при этом он в первый момент времени потреблял ток всего несколько мА. Со временем ток начал возрастать и через несколько часов увеличился до 100 мА. После полной зарядки аккумулятор был установлен в фонарь.

Зарядка глубоко разряженных свинцово-кислотный AGM аккумуляторов в результате долгого хранения повышенным напряжением позволяет восстановить их работоспособность. Способ проверен мною на AGM аккумуляторах не один десяток раз. Новые аккумуляторы, нежелающие заряжаться от стандартных зарядных устройств, при зарядке от постоянного источника при напряжении 30 В восстанавливаются практически до первоначальной емкости.

Аккумулятор был несколько раз разряжен включением фонарика в рабочий режим и заряжен с помощью штатного зарядного устройства. Измеренный ток заряда составил 123 мА, при напряжении на выводах аккумулятора 6,9 В. К сожалению аккумулятор был изношен и его хватало для работы фонаря в течение 2 часов. То есть емкость аккумулятора составляла около 0,2 А×часа и для продолжительной работы фонаря необходима его замена.

HL1-R2 цепочка на печатной плате была удачно размещена, и понадобилось под углом перерезать всего одну токоведущую дорожку, как на фотоснимке. Ширина реза должна быть не менее 1 мм. Расчет номинала резистора и проверка на практике показала, что для стабильной работы индикатора зарядки аккумулятора необходим резистор номиналом 47 Ом мощностью не менее 0,5 Вт.

На фотоснимке представлена печатная плата с запаянным токоограничивающим резистором. После такой доработки индикатор заряда аккумулятора светится только в случае, если действительно происходит заряд аккумулятора.

Модернизация переключателя режимов работы

Для завершения работы по ремонту и модернизации фонарей необходимо выполнить перепайку проводов на выводах переключателя.

В моделях ремонтируемых фонарей для включения применен четырех позиционный переключатель движкового типа. Средний вывод на приведенной фотографии является общим. При положении движка переключателя в крайнем левом положении общий вывод подключается к левому выводу переключателя. При перемещении движка переключателя из крайнего левого положения на одну позицию вправо, общий его вывод подключается ко второму выводу и при дальнейшем перемещении движка последовательно к 4 и 5 выводам.

К среднему общему выводу (смотри фотографию выше) нужно припаять провод, идущий от положительного вывода аккумулятора. Таким образом, появится возможность подключать аккумулятор к зарядному устройству или светодиодам. К первому выводу можно припаять провод, идущий от основной платы со светодиодами, ко второму можно припаять токоограничивающий резистор R5 величиной 5,6 Ом для возможности переключения фонарика в энергосберегающий режим работы. К крайнему правому выводу припаять проводник, идущий от зарядного устройства. Таким образом будет исключена возможность включить фонарь во время зарядки аккумулятора.

Ремонт и модернизация
светодиодного аккумуляторного фонаря-прожектора «Фотон PB-0303»

Попал мне в ремонт еще один экземпляр из ряда светодиодных фонарей китайского производства под названием Светодиодный фонарь-прожектор «Фотон PB-0303». Фонарь при нажатии на кнопку включения не реагировал, попытка зарядить аккумулятор фонаря с помощью зарядного устройства к успеху не привела.

Фонарь мощный, дорогой, стоит около $20. По заявлению производителя световой поток фонаря достигает 200 метров, корпус выполнен из ударопрочного ABS-пластика, в комплекте имеется отдельное зарядное устройство и ремень для переноса на плече.

Светодиодный фонарь Фотон обладает хорошей ремонтопригодностью. Для получения доступа к электрической схеме достаточно открутить пластмассовое кольцо, удерживающее защитное стекло, вращая кольцо против часовой стрелки, если смотреть на светодиоды.

При ремонте любых электроприборов поиск неисправности всегда начинается с источника питания. Поэтому первым делом было измерено с помощью мультиметра, включенного в режим , напряжение на выводах кислотного аккумулятора. Оно составил 2,3 В, вместо 4,4 В положенных. Аккумулятор был полностью разряжен.

При подключении зарядного устройства напряжение на клеммах аккумулятора не изменялось, стало очевидным, что зарядное устройство не работает. Фонариком пользовались, пока аккумулятор полностью не разрядился, а затем он продолжительное время не эксплуатировался, что и привело к глубокой разрядке аккумулятора.

Осталось проверить исправность светодиодов и остальных элементов. Для этого был снять отражатель, для чего были откручены шесть саморезов. На печатной плате находилось всего три светодиода, ЧИП (микросхема) в виде капельки, транзистор и диод.

От платы и аккумулятора пять проводов уходило в ручку. Для того, чтобы разобраться в их подключении понадобилось ее разобрать. Для этого нужно крестовой отверткой открутить внутри фонаря два винта, которые были расположены рядом с отверстием, в которые уходили провода.

Для отсоединения ручки фонаря от его корпуса ее необходимо сдвинуть в сторону от винтов крепления. Делать это нужно аккуратно, чтобы не оторвать от платы провода.

Как оказалось в ручке небыло радиоэлектронных элементов. Два белых провода были припаяны к выводам кнопки включения/выключения фонаря, а остальные к разъему для подключения зарядного устройства. К 1 выводу разъема (нумерация условная) был припаян провод красного цвета, который вторым концом был припаян к плюсовому входу печатной платы. Ко второму контакту был припаян сине-белый проводник, который вторым концом был припаян к минусовой площадке печатной платы. К 3 выводу был припаян зеленый провод, второй конец которого был припаян к минусовому выводу аккумулятора.

Электрическая принципиальная схема

Разобравшись с проводами, спрятанными в ручке можно начертить электрическую принципиальную схему фонаря Фотон.

С отрицательного вывода аккумулятора GB1 напряжение подается на вывод 3 разъема Х1 и далее с его вывода 2 через сине-белый проводник поступает на печатную плату.

Разъем Х1 устроен таким образом, что когда штекер зарядного устройства в него не вставлен, то выводы 2 и 3 соединяются между собой. Когда штекер вставляется, то выводы 2 и 3 разъединяются. Таким образом, обеспечивается автоматическое отключение электронной части схемы от зарядного устройства, исключающей возможность случайного включения фонаря во время зарядки аккумулятора.

С положительного вывода аккумулятора GB1 напряжение подается на D1 (микросхема-чип) и эмиттер биполярного транзистора типа S8550. ЧИП выполняет только функцию триггера, позволяющего кнопкой без фиксации включать или выключать свечение светодиодов EL (⌀8 мм, цвет свечения – белый, мощность 0,5 Вт, ток потребления 100 мА, падение напряжения 3 В.). При первом нажатии на кнопку S1 с микросхемы D1 на базу транзистора Q1 подается положительное напряжение, он открывается и на светодиоды EL1-EL3 поступает питающее напряжение, фонарь включается. При повторном нажатии на кнопку S1, транзистор закрывается и фонарь выключается.

С технической точки зрения такое схемное решение безграмотно, так как повышает стоимость фонаря, снижает его надежность, и в дополнение за счет падения напряжения на переходе транзистора Q1 теряется до 20% емкости аккумулятора. Такое схемное решение оправдано при наличии возможности регулировки яркости светового луча. В данной модели вместо кнопки достаточно было поставить механический выключатель.

Вызвало удивление, что в схеме светодиоды EL1-EL3 подключены параллельно к аккумулятору как лампочки накаливания, без токоограничивающих элементов. В результате при включении через светодиоды проходит ток, величина которого ограничена только внутренним сопротивлением аккумулятора и при его полном заряде ток может превысить допустимый для светодиодов, что приведет выходу их из строя.

Проверка работоспособности электрической схемы

Для проверки исправности микросхемы, транзистора и светодиодов от внешнего источника питания с функцией ограничения тока было подано с соблюдением полярности напряжение постоянного тока 4,4 В непосредственно на выводы питания печатной платы. Величина ограничения тока была выставлена 0,5 А.

После нажатия кнопки включения светодиоды засветили. После повторного нажатия – погасли. Светодиоды и микросхема с транзистором оказались исправными. Осталось разобраться с аккумулятором и зарядным устройством.

Восстановление кислотного аккумулятора

Так как кислотный аккумулятор емкостью 1,7 А был полностью разряжен, а штатное зарядное устройство было неисправно то решил его зарядить от стационарного блока питания. При подключении аккумулятора для зарядки к блоку питания с установленным напряжением 9 В, ток заряда составил менее 1 мА. Напряжение было увеличено, до 30 В - ток возрос до 5 мА, и через час под таким напряжением составил уже 44 мА. Далее напряжение было снижено до 12 В, ток упал до 7 мА. После 12 часов заряда аккумулятора при напряжении 12 В ток поднялся до 100 мА, таким током и заряжался аккумулятор в течении 15 часов.

Температура корпуса аккумулятора была в пределах нормы, что свидетельствовало о том, что ток зарядки идет не на выделение тепла, а на накопление энергии. После заряда аккумулятора и доработки схемы, о которой речь пойдет ниже, были проведены испытания. Фонарь с восстановленным аккумулятором просветил беспрерывно 16 часов, после чего начала падать яркость луча и поэтому он был выключен.

Описанным выше способом мне приходилось неоднократно восстанавливать работоспособность глубоко разряженных малогабаритных кислотных аккумуляторов. Как показала практика, восстановлению подлежат только исправные аккумуляторы, о которых на некоторое время забыли. Кислотные аккумуляторы, которые выработали свой ресурс, восстановлению не подлежат.

Ремонт зарядного устройства

Измерение величины напряжения мультиметром на контактах выходного разъема зарядного устройства показало его отсутствие.

Судя по стикеру, наклеенному на корпус адаптера, он представлял собой блок питания, выдающий нестабилизированное постоянное напряжение величиной 12 В с максимальным током нагрузки 0,5 А. В электрической схеме небыло элементов, ограничивающих величину тока зарядки, поэтому возник вопрос, а почему в качестве зарядного устройства использовался обыкновенный блок питания?

Когда адаптер был вскрыт, то появился характерный запах горелой электропроводки, что свидетельствовало о том, что обмотка трансформатора сгорела.

Прозвонка первичной обмотки трансформатора показала, что она в обрыве. После разрезания первого слоя ленты, изолирующего первичную обмотку трансформатора, был обнаружен термопредохранитель, рассчитанный на температуру срабатывания 130°С. Проверка показала, что как первичная обмотка, так и термопредохранитель неисправны.

Ремонт адаптера был экономически не целесообразен, так как необходимо перемотать первичную обмотку трансформатора и установить новый термопредохранитель. Заменил его аналогичным, который был под рукой, на напряжение постоянного тока 9 В. Гибкий шнур с разъемом пришлось перепаять от сгоревшего адаптера.

На фотографии представлен чертеж электрической схемы сгоревшего блока питания (адаптера) светодиодного фонаря «Фотон». Адаптер для замены был собран по такой же схеме, только с выходным напряжением 9 В. Такого напряжения вполне достаточно для обеспечения требуемого тока заряда аккумулятора с напряжением 4,4 В.

Для интереса подключил фонарь к новому блоку питания и измерял ток зарядки. Величина его составила 620 мА, и это при напряжении 9 В. При напряжении 12 В ток был порядка 900 мА, значительно превышающий нагрузочную способность адаптера и рекомендуемый ток заряда аккумулятор. По этой причине от перегрева и сгорела первичная обмотка трансформатора.

Доработка электрической принципиальной схемы
светодиодного аккумуляторного фонаря «Фотон»

Для устранения схемотехнических нарушений с целью обеспечения надежной и долговременной работы в схему фонаря были внесены изменения и выполнена доработка печатной платы.

На фотографии представлена электрическая принципиальная схема переделанного светодиодного фонаря «Фотон». Синим цветом, показаны дополнительно установленные радиоэлементы. Резистор R2 ограничивает ток заряда аккумулятора до 120 мА. Для увеличения тока зарядки нужно уменьшить номинал резистора. Резисторы R3-R5 ограничивают и выравнивают ток, протекающий через светодиоды EL1-EL3 при свечении фонаря. Светодиод EL4 с последовательно включенным токоограничивающим резистором R1 установлен для индикации процесса зарядки аккумулятора, так как разработчиками конструкции фонаря об этом не позаботились.

Для установки на плате токоограничивающих резисторов печатные дорожки были перерезаны, как показано на фотографии. Ограничивающий ток заряда резистор R2 был припаян одним концом к контактной площадке, к которой до этого был припаян положительный провод, идущий от зарядного устройства, а отпаянный провод припаян ко второму выводу резистора. К этой же контактной площадке был припаян дополнительный провод (на снимке желтого цвета), предназначенный для подключения индикатора зарядки аккумулятора.

Резистор R1 и светодиод индикаторный EL4 были размещены в ручке фонаря, рядом с разъемом для подключения зарядного устройства X1. Вывод анода светодиода был припаян к выводу 1 разъема X1, а ко второму выводу, катоду светодиода токоограничивающий резистор R1. Ко второму выводу резистора был припаян провод (на фото желтого цвета), соединяющий его с выводом резистора R2, припаянного к печатной плате. Резистор R2, для простоты монтажа, можно было разместить и в ручке фонарика, но так как он при зарядке нагревается, то решил его разместить в более свободном пространстве.

При доработке схемы применены резисторы типа МЛТ мощностью 0,25 Вт, кроме R2, который рассчитан на 0,5 Вт. Светодиод EL4 подойдет любого типа и цвета свечения.

На этой фотографии показана работа индикатора зарядки во время зарядки аккумулятора. Установка индикатора позволила не только следить за процессом зарядки аккумулятора, но и контролировать наличие напряжения в сети, исправность блока питания и надежность его подключения.

Чем заменить сгоревшей ЧИП

Если вдруг ЧИП – специализированная микросхема без маркировки в светодиодном фонаре «Фотон», или аналогичном, собранном по подобной схеме, выйдет из строя, то для восстановления работоспособности фонаря ее можно успешно заменить механическим выключателем.

Для этого нужно удалить из платы микросхему D1, а вместо транзисторного ключа Q1 подключить обыкновенный механический выключатель, как показано на выше приведенной электрической схеме. Выключатель на корпусе фонаря можно установить вместо кнопки S1 или в любом другом подходящем месте.

Ремонт и переделка светодиодного фонаря
14Led Smartbuy Colorado

Перестал включаться светодиодный фонарь Smartbuy Colorado, хотя три батарейки типоразмера ААА были установлены новые.

Влагонепроницаемый корпус был выполнен из анодированного алюминиевого сплава, имел длину 12 см. Фонарик выглядел стильно и был удобен в эксплуатации.

Как проверить в светодиодном фонаре батарейки на пригодность

Ремонт любого электроприбора начинается с проверки источника питания, поэтому, не смотря на то, что в фонарь были установлены новые батарейки, ремонт следует начинать с их проверки. В фонаре Smartbuy батарейки устанавливаются в специальный контейнер, в котором с помощью перемычек соединены последовательно. Для того чтобы получить доступ к батарейкам фонарика нужно разобрать, вращая против часовой стрелки заднюю крышку.

Батарейки в контейнер необходимо устанавливать, соблюдая обозначенную на нем полярность. На контейнере тоже обозначена полярность, поэтому его нужно заводить в корпус фонаря стороной, на которой нанесен знак «+».

В первую очередь необходимо визуально проверить все контакты контейнера. Если на них имеются следы окислов, то контакты необходимо зачистить до блеска с помощью наждачной бумаги или соскоблить окисел лезвием ножа. Для исключения повторного окисления контактов их можно смазать тонким слоем любого машинного масла.

Далее нужно проверить пригодность батареек. Для этого, прикоснувшись щупами мультиметра, включенного в режим измерения постоянного напряжения , необходимо измерять напряжение на контактах контейнера. Три батарейки включены последовательно и каждая из них должна выдавать напряжение 1,5 В, следовательно напряжение на выводах контейнера должно составлять 4,5 В.

Если напряжение меньше указанного, то необходимо проверить правильность полярности батареек в контейнере и измерять напряжение каждой из них индивидуально. Возможно, села только одна из них.

Если с батарейками все в порядке, то нужно вставить, соблюдая полярность контейнер в корпус фонаря, закрутить крышку и проверить его на работоспособность. При этом надо обратить внимание на пружину в крышке, через которую передается питающее напряжение на корпус фонаря и с него прямо на светодиоды. На ее торце не должно быть следов коррозии.

Как проверить исправность выключателя

Если батарейки хорошие и контакты чистые, но светодиоды не светят, то нужно проверить выключатель.

В фонаре Smartbuy Colorado установлен кнопочный герметичный выключатель с двумя фиксированными положениями, замыкающий провод, идущий от положительного вывода контейнера батареек. При первом нажатии на кнопку выключателя его контакты замыкаются, а при повторном – размыкаются.

Так как в фонаре установлены батарейки, то проверить выключатель можно тоже с помощью мультиметра, включенного в режим вольтметра. Для этого нужно вращением против часовой стрелки, если смотреть на светодиоды, открутить его переднюю часть и отложить в сторону. Далее одним щупом мультиметра прикоснуться к корпусу фонарика, а вторым к контакту, который находится в глубине по центру пластиковой детали, показанной на фотографии.

Вольтметр должен показать напряжение 4,5 В. Если напряжение отсутствует нужно нажать кнопку выключателя. Если он исправен, то напряжение появится. В противном случае нужно ремонтировать выключатель.

Проверка исправности светодиодов

Если на предыдущих шагах поиска неисправность обнаружить не удалось, то на следующем этапе нужно проверить надежность контактов, подающих питающее напряжение на плату со светодиодами, надежность их пайки и исправность.

Печатная плата с запаянными в нее светодиодами фиксируется в головной части фонаря с помощью стального подпружиненного кольца, через которое по корпусу фонаря одновременно подается на светодиоды питающее напряжение от минусового вывода контейнера батареек. На фотографии кольцо показано со стороны, которой оно прижимает печатную плату.

Стопорное кольцо зафиксировано довольно крепко, и извлечь его удалось только с помощью приспособления, показанного на фотографии. Такой крючок можно выгнуть из стальной полоски своими руками.

После извлечения стопорного кольца печатная плата со светодиодами, которая изображена на фото, легко извлеклась из головной части фонаря. Сразу бросилось в глаза отсутствие токоограничивающих резисторов, все 14 светодиодов были включены параллельно и через выключатель непосредственно к батарейкам. Подключение светодиодов непосредственно к батарейке недопустима, так как величина протекающего через светодиоды тока ограничивается только внутренним сопротивлением батареек и может вывести светодиоды из строя. В лучшем случае сильно сократит срок их службы.

Так как в фонаре все светодиоды были включены параллельно, то проверить их с помощью мультиметра, включенного в режим измерения сопротивления не представлялось возможным. Поэтому на печатную плату было подано питающее постоянное напряжение от внешнего источника величиной 4,5 В с ограничением тока до 200 мА. Все светодиоды засветились. Стало очевидным, что неисправность фонаря заключалась в плохом контакте печатной платы с фиксирующим кольцом.

Ток потребления светодиодного фонаря

Для интереса измерял ток потребления светодиодами от батареек при включении их без токоограничительного резистора.

Ток составил более 627 мА. В фонарике установлены светодиоды типа HL-508H , рабочий ток которых не должен превышать 20 мА. 14 светодиодов включены параллельно, следовательно, суммарный ток потребления не должен превышать 280 мА. Таким образом, ток, протекающий через светодиоды, превысил номинальный более чем в два раза.

Такой форсированный режим работы светодиодов недопустим, так как ведет к перегреву кристалла, и как следствие, преждевременный выход светодиодов из строя. Дополнительным недостатком является быстрый разряд батареек. Их хватит, если раньше не перегорят светодиоды, не более чем на час работы.

Конструкция фонарика не позволяла впаять токоограничительные резисторы последовательно с каждым светодиодом, поэтому пришлось установить один общий на все светодиоды. Номинал резистора пришлось определять экспериментально. Для этого фонарик был запитан от штанных батареек и в разрыв положительного провода был включен амперметр последовательно с резистором номиналом 5,1 Ом. Ток составил около 200 мА. При установке резистора 8,2 Ом ток потребления составил 160 мА, что, как показала проверка, вполне достаточно для хорошего освещения на расстоянии не менее 5 метров. На ощупь резистор не нагревался, поэтому подойдет любой мощности.

Переделка конструкции

После проведенного исследования стало очевидным, что для надежной и долговечной работы фонаря необходимо дополнительно установить ограничивающий ток резистор и продублировать дополнительным проводником соединение печатной платы с светодиодами и фиксирующим кольцом.

Если раньше надо было, чтобы отрицательная шина печатной платы касалась корпуса фонаря, то в связи с установкой резистора, понадобилось исключить касание. Для этого с печатной платы по всей ее окружности, со стороны токоведущих дорожек с помощью надфиля был сточен угол.

Для исключения касания прижимного кольца к токоведущим дорожкам при фиксации печатной платы на нее были приклеены клеем «Момент» четыре резиновых изолятора толщиной около двух миллиметров, как показано на фотографии. Изоляторы можно изготовить из любого диэлектрического материала, например пластмассы или плотного картона.

Резистор был заранее припаян к прижимному кольцу, а к крайней дорожке печатной платы припаян отрезок провода. На проводник была надета изолирующая трубка, и затем провод припаян ко второму выводу резистора.

После простой модернизации фонаря своими руками он стал стабильно включаться и световой луч хорошо освещать предметы на расстоянии более восьми метров. Дополнительно срок службы батареек увеличился более чем в три раза, и многократно повысилась надежность работы светодиодов.

Анализ причин отказов отремонтированных китайских светодиодных фонарей показал, что все они вышли из строя из-за безграмотно разработанных электрических схем. Осталось только выяснить, сделано это намеренно, чтобы сэкономить на комплектующих и сократить срок эксплуатации фонарей (чтобы больше покупали новые), или в результате безграмотности разработчиков. Я склоняюсь к первому предположению.

Ремонт светодиодного фонаря RED 110

Попал в ремонт фонарик со встроенным кислотным аккумулятором китайского производителя торговой марки RED. В фонаре имелось два излучателя: – с лучом в виде узкого пучка и излучающий рассеянный свет.

На фотографии представлен внешний вид фонаря RED 110. Фонарь мне сразу понравился. Удобная форма корпуса, два режима работы, петля для подвески на шею, выдвигающаяся вилка подключения к сети для зарядки. В фонаре секция светодиодов рассеянного света светила, а узкого пучка – нет.

Для ремонта сначала было откручено кольцо черного цвета, фиксирующее рефлектор, а затем выкручен один саморез в зоне петли. Корпус легко разделился на две половинки. Все детали были закреплены на саморезах и легко снимались.

Схема зарядного устройства была выполнена по классической схеме . Из сети через токоограничивающий конденсатор емкостью 1 мкф напряжение подавалось на выпрямительный мост из четырех диодов и далее на выводы аккумулятора. Напряжение с аккумулятора на светодиод узкого луча подавалось через токоограничивающий резистор 460 Ом.

Все детали были смонтированы на односторонней печатной плате. Провода были припаяны непосредственно к контактным площадкам. Внешний вид печатной платы представлен на фотографии.

10 светодиодов бокового света были соединены параллельно. Напряжение питания на них подавалось через общий токоограничивающий резистор 3R3 (3,3 Ом), хотя по правилам для каждого светодиода нужно устанавливать отдельный резистор.

При внешнем осмотре светодиода узкого пучка дефектов обнаружено не было. При подаче питания через включатель фонарика с аккумулятора напряжение на выводах светодиода присутствовало, и он нагревался. Стало очевидным, что кристалл пробит, и это подтвердила прозвонка мультиметром . Сопротивление составило при любом подключении щупов к выводам светодиода 46 Ом. Светодиод был неисправен и требовалась его замена.

Для удобства работы от платы светодиода был отпаяны провода . После освобождения выводов светодиода от припоя оказалось, что светодиод намертво держится всей плоскостью обратной стороны на печатной плате. Для его отделения пришлось закрепить плату в настольных висках. Далее острый конец ножа установить в место соединения светодиода с платой и легонько ударить по ручке ножа молотком. Светодиод отскочил.

Маркировка на корпусе светодиода, как обычно, отсутствовала. Поэтому необходимо было определить его параметры и подобрать подходящий для замены. По габаритным размерам светодиода, напряжению аккумулятора и величине токоограничивающего резистора было определено, что для замены подойдет светодиод мощностью 1 Вт (ток 350 мА, падение напряжения 3 В). Из «Справочной таблицы параметров популярных SMD светодиодов» для ремонта был выбран светодиод LED6000Am1W-A120 белого свечения.

Печатная плата, на которой установлен светодиод выполнена из алюминия и одновременно служит для отвода тепла от светодиода. Поэтому при установке его необходимо обеспечить хороший тепловой контакт за счет плотного прилегания задней плоскости светодиода к печатной плате. Для этого перед запайкой на места контакта поверхностей была нанесена термопаста , которая применяется при установке радиатора на процессор компьютера.

Для того, чтобы обеспечить плотное прилегание плоскости светодиода к плате необходимо сначала положить его на плоскость и немного отогнуть вверх выводы, чтобы они отступали от плоскости на 0,5 мм. Далее выводы залудить припоем, нанести термопасту и установить светодиод на плату. Далее прижать его к плате (удобно это сделать отверткой с вынутой битой) и прогреть выводы паяльником. Далее убрать отвертку, ножом прижать в месте изгиба вывода его к плате и прогреть паяльником. После затвердевания припоя нож убрать. За счет пружинных свойств выводов светодиод будет плотно прижат к плате.

При установке светодиода необходимо соблюдать полярность. Правда в этом случае, если будет допущена ошибка, то можно будет поменять местами подающие напряжение провода. Светодиод припаян и можно проверить его работу и измерять потребляемый ток и падение напряжения.

Ток протекающий через светодиод составил 250 мА, падение напряжения 3,2 В. Отсюда потребляемая мощность (нужно умножить ток на напряжение) составила 0,8 Вт. Можно было увеличить рабочий ток светодиода уменьшив сопротивление 460 Ом, но я этого делать не стал, так как яркость свечения была достаточной. Зато светодиод будет работать в более легком режиме, меньше нагреваться и увеличится время работы фонарика от одной зарядки.

Проверка нагрева светодиода проработавшего в течении часа показала эффективный отвод тепла. Он нагрелся до температуры не более 45°С. Ходовые испытания показали достаточную дальность освещения в темноте, более 30 метров.

Замена кислотного аккумулятора в светодиодном фонаре

Вышедший из строя в светодиодном фонаре кислотный аккумулятор можно заменить как аналогичным кислотным, так и литий-ионным (Li-ion) или никель-металгидридными (Ni-MH) аккумуляторами типоразмера АА или ААА.

В ремонтируемых китайских фонарях были установлены свинцово-кислотные AGM аккумуляторы разных габаритных размеров без маркировки напряжением 3,6 В. По расчету емкость этих аккумуляторов составляет от 1,2 до 2 А×часов.

В продаже можно найти аналогичный кислотный аккумулятор российского производителя для ИБП 4V 1Ah Delta DT 401, который имеет напряжение на выходе 4 В при емкости 1 А×часа, стоимостью пару долларов. Для замены достаточно просто, соблюдая полярность, перепаять два провода.

Через несколько лет эксплуатации светодиодный фонарь Lentel GL01, ремонт которого описан в начале статьи, опять принесли мне в ремонт. Диагностика показала, что выработал свой ресурс кислотный аккумулятор.

Был куплен для замены аккумулятор Delta DT 401, но оказалось, что его геометрические размеры были больше, чем неисправного. Штатный аккумулятор фонарика имел размеры 21×30×54 мм и был выше на 10 мм. Пришлось дорабатывать корпус фонарика. Поэтому прежде, чем покупать новый аккумулятор убедитесь, что он вместится в корпус фонаря.

Был удален упор в корпусе и ножовкой по металлу отпилена часть печатной платы, с которой предварительно был выпаян резистор и один светодиод.

После доработки новый аккумулятор хорошо установился в корпус фонаря и теперь, надеюсь, прослужит не один год.

Замена кислотного аккумулятора
аккумуляторами типоразмера АА или ААА

Если нет возможности приобрести аккумулятор 4V 1Ah Delta DT 401, то его можно успешно заменить тремя любыми пальчиковыми никель-металгидридными (Ni-MH) аккумуляторами типоразмера АА или ААА емкостью от 1 А×часа, которые имеют напряжение 1,2 В. Для этого достаточно соединить последовательно, соблюдая полярность, три аккумулятора проводами методом пайки. Однако экономически такая замена нецелесообразна, так как стоимость трех качественных пальчиковых аккумуляторов типоразмера АА может превышать стоимость покупки нового светодиодного фонаря.

Но где гарантия, что в электрической схеме нового светодиодного фонаря не имеются ошибки, и не придется его тоже дорабатывать. Поэтому считаю, что замена свинцового аккумулятора в доработанном фонаре целесообразна, так как обеспечит надежную работу фонаря еще несколько лет. Да и всегда будет приятно пользоваться фонариком, отремонтированным и модернизированным своими руками.

Как правило, когда приходит мысль о покупке фонаря - будь-то по необходимости или «на всякий случай» - мало кто понимает, что современный фонарь уже не тот, что был прежде. Поэтому в представлении большинства людей фонарик все еще остается всего лишь трубкой со слабой лампочкой и батарейками, которых хватает ненадолго.

Фонарь в повседневной жизни человека

На самом же деле осветительные приборы сильно изменились. Технологический прогресс в этой области идет семимильными шагами, и за последние несколько лет выпущено большое количество моделей, радикально превосходящих своих предшественников. Появилось множество особенностей, определяющих причину, почему в одних условиях лучше этот фонарик, а в некоторых - другой. Давайте подробней рассмотрим, что собой представляет современный фонарь, и на что следует обратить внимание при выборе.

I. Назначение и способы применения фонарей

Этот «малыш» будет практически незаметен на связке ключей, но сможет при необходимости осветить местность на несколько десятков метров

Изначально необходимо понимать, для каких целей покупается фонарь. Вряд ли только, чтобы «видеть в темноте»! Для чего потребуется фонарик: для работы, для дома, для поисковых и спасательных операций, походов, подводных погружений, охоты или исследования всяких укромных и темных уголков, вроде горных пещер или недр городской канализации? В зависимости от предназначения фонарика можно определить, какие из его функций действительно нужны, а какие обернутся только дополнительными финансовыми затратами или бесполезным увеличением массы и габаритов. Например, в качестве фонаря для дачи или дома вполне хватит самого простого образца - даже необязательно светодиодного, а хоть бы и на лампе накаливания, с питанием от щелочных батарей типоразмера D, потому что большие габариты и масса (в раз умных пределах) не являются в этом случае решающим или даже значимым фактором. Для туризма лучшим вариантом будет многорежимный светодиодный фонарь на современных литиевых аккумуляторах/батарейках, поскольку здесь важна не только яркость, но и минимальная масса элементов питания, которые придется носить с собой. Если же необходимо освободить обе руки, пригодится фонарь с креплением на голове. Давайте с позиций рядового потребителя рассмотрим основные возможности всех типов современных фонариков, виды светодиодов для фонарей и преимущества каждого из них. В качестве примера будут представлены фонари производства компании Olight.

Фонарик-брелок, или «наключник» , как следует из названия, крепится на связку ключей. Предназначен такой фонарик для использования на сверхблизких дистанциях - например, чтобы посветить себе под ноги или найти в темноте замочную скважину. Для этих целей вполне достаточно одного режима работы с интенсивностью свечения в 3-5 люмен (это, конечно, не означает, что ярче нельзя). Для таких фонарей основные требования - легкость и компактность, поэтому здесь обычно используются простой 5-мм светодиод и литиевые батарейки в виде тонких дисков (так называемые «таблетки»), а корпус самого фонарика изготавливается из пластика. В последнее время хорошей альтернативой таким фонарям выступают изделия традиционной цилиндрической формы, но совсем небольшие и легкие, использующие для работы батарейки/аккумуляторы типоразмера ААА (в просторечии - «мизинчики»). Корпус таких фонарей, как и у более «взрослых» собратьев, изготавливают из алюминия с защитным анодированием высокой твердости, реже - из полированной нержавеющей стали и титановых сплавов. Часто они имеют современный мощный светодиод и несколько режимов работы, а также полноценную защиту от влаги. Управление режимами работы у таких фонарей, как правило, осуществляется вращением «головы», а не кнопкой, так как последняя заметно увеличивает габариты фонаря - а «наключнику», как резервному, «на всякий случай», фонарю, это совершенно ни к чему. Пример отличного «наключника» - Olight i3S EOS (см.).

Выбор фонаря в первую очередь определяется его будущим назначением

Фонари EDC (Every Day Carry - англ. «повседневное ношение») - одна из самых популярных категорий с большим разнообразием выбора. Здесь есть как простейшие дешевые однорежимные, так и брендовые, дорогие и многорежимные устройства. Как правило, фонари данной категории весьма компактны, часто оснащены клипсой для крепления на кармане или поясе. Используются такие фонари преимущественно в городе, варианты применения их очень разнообразны, поскольку они уже способны обеспечивать достаточно приличную яркость светового потока. Многорежимные фонари хороши тем, что на минимальном режиме яркости ими удобно светить под ноги, а максимального свечения будет вполне достаточно, чтобы осветить дорогу на несколько десятков метров вперед. Мощность таких фонарей варьируется в среднем от 3-10 люмен в минимальном режиме, а максимальная яркость свечения будет зависеть от используемых элементов питания и светодиода. Обычно такие фонари на одной пальчиковой батарейке выдают максимум около 120-150 люмен - на литиевых же элементах питания обычно в два-три, а иногда и в четыре раза больше. Кроме того, в таких фонарях часто дополнительно предусмотрены режимы мигания - точнее, режим SOS (световые импульсы низкой частоты) и режим стробоскопа (высокочастотное мигание - подходящее, например, для оборонительного ослепления агрессивно настроенного человека, злой собаки или внезапно нагрянувшего налогового инспектора).
Самое популярное питание EDC-фонарей - батарейки/аккумуляторы АА, продающиеся чуть ли не на каждом углу; также есть варианты на литиевых батарейках/аккумуляторах: CR123A, 16340, 14500, реже - на 18650 или двух элементах CR123A.

Компактные фонари EDC + «наключник»

Для EDC-фонарей материалом корпуса обычно является алюминиевый сплав с анодированием высокой твердости. Благодаря этому фонарь имеет достаточный запас прочности для большинства условий применения, а твердое анодирование хорошо защищает его от потертостей и царапин. Кроме алюминия, используют также нержавеющую сталь и титановые сплавы - правда, теплопрово дность у этих материалов ниже, поэтому на максимальных режимах лучше такие фонари часто не использовать. Зато вид у полированной «нержавейки» или титана очень солидный, а последний еще и практически так же легок, как алюминий, хотя и заметно дороже. Форма светового пятна для EDC-использования желательна с широким «хотспотом» (центральным ярким пятном) - так будет значительно удобней высвечивать объекты на близких дистанциях, для которых такие фонари и предназначены.
Отличным примером EDC-фонариков является серия Baton от Olight: S10, S15 и S20 (см. –).

Надев такой светорассеиватель на «голову» ручного фонаря, можно получить неплохую замену кемпинговому

Туристические фонари - также популярная разновидность осветительных приборов, во многом схожая с предыдущей; но здесь уже очень желательна повышенная яркость - а также, и это важно, увеличенная емкость элементов питания. В фонарях для туризма обязательно должны быть несколько режимов работы, благодаря которым можно будет легко осветить и лесную тропинку, и столик в кемпинге, и интерьер палатки. Для пешего или велосипедного туризма важным моментом, на который стоит обратить внимание, является баланс между энергоемкостью источника питания и его массой, поэтому лучшим вариантом для туристического фонаря будет питание от 2-3 литиевых одноразовых батареек AА (можно и щелочных АА, но литиевые легче) - либо от одного качественного аккумулятора 18650 с высокой емкостью. Применение батареек типоразмеров D и С для пешего туризма весьма сомнительно ввиду плохого соотношения «масса/энергоемкость». Фонари на 4-8 батареек АА или 2-3 аккумулятора 18650, конечно, тоже могут подходить для туристических целей - но, как правило, проще взять дополнительный комплект питания для более скромного фонаря. Световое пятно в туристических фонарях, как и в EDC, предпочтительно широкое - за счет увеличенной мощности такой фонарик будет легко высвечивать и достаточно удаленные объекты. Также нелишним при выборе туристического фонаря будет обратить внимание на защищенность - особенно влагоустойчивость. Защищенность фонаря описывается по международной спецификации IPxx, где первая из цифр «XX» показывает уровень защищенности от попадания посторонних предметов (как правило - пыли), а вторая - уровень защищенности от влаги. Максимальная защита соответствует индексу IP68 - это идеал для туристического фонаря; впрочем, вполне достаточно будет и IP67, а вот меньше - уже нежелательно. Для фонарей туристического типа производители выпускают разнообразные аксессуары, благодаря которым можно существенно расширить спектр возможностей вашего фонаря. Например, существуют насадки-диффузоры, рассеивающие свет - благодаря чему вместо свечения узким лучом на близких дистанциях фонарь будет освещать пространство вокруг себя подобно обычной электрической лампочке или свече.

Универсальные (туристические) фонари

Пример удачных моделей фонарей, которые, можно с уверенностью использовать для для туристических целей:
- ;
- и - отлично подходит для туризма, поскольку оснащен портом microUSB для зарядки от внешних источников: «пауэрбанка», солнечных батарей или автомобильного прикуривателя (см. и).
Также для туризма вполне подойдет и Olight S20 серии Baton (см.).

Тактические/охотничьи фонари разработаны специально для использования в условиях боевых действий, чаще всего - совместно с оружием. Есть фонари, рассчитанные на установку только на короткоствольное оружие (пистолеты и револьверы), а есть варианты для длинноствольного оружия (ружья и винтовки). Такие фонари используют для подсветки цели, а также для ослепления и дезориентации противника.
При использовании по назначению специализированному тактическому фонарю приходится выдерживать немалые испытания - это и отдача при выстреле, и разнообразные удары, вибрации и т.п.; поэтому такие фонари должны обладать повышенной прочностью корпуса и резьбовых соединений, а также более надежной «начинкой». Корпуса «тактиков» изготавливают из алюминиевых сплавов, реже - из стали и специальных композитных материалов. В качестве светоизлучателей раньше применялись лампы накаливания, которые сейчас практически полностью уступили место мощным светодиодам. Современные светодиоды создают световой поток яркостью в несколько сотен люмен, благодаря чему возможно эффективно освещать цели на расстоянии в сотни метров. Луч «тактика», как правило, весьма узок - и сделано это для того, чтобы избежать ослепления владельца фонаря отражением света от близкора сположенных предметов, попадающих в световой «конус». Тактический фонарь обычно обладает кнопкой прямого включения - фонарь начинает светить до фиксации кнопки во включенном положении, благодаря чему можно очень быстро включить и выключить фонарь, а также подать сигнал «морганием». Помимо этого, на «тактик» может монтироваться выносная кнопка для дистанционного включения, позволяющая оперативно управлять фонарем, установленным на оружие: благодаря наличию такой кнопки стрелок не отвлекается от наблюдения за целью.
Часто на тактические фонари устанавливают стальной безель в виде зубчатого кольца, благодаря чему фонарь можно использовать в качестве ударного инструмента - например, для разбивания оконных или автомобильных стекол - а также оружия ударно-дробящего действия без риска его повредить.
Изначально в тактических фонарях обычно использовалась пара относительно емких, но довольно дорогих и одноразовых батареек CR123А, но благодаря распространению аккумуляторов типоразмера 18650 разработчики «тактиков» в качестве основного питания стали использовать именно их. В виде редких исключений встречаются тактические фонари на АА- и даже ААА-батарейках.

Примеры отличных тактических фонарей от компании Olight: M18 Striker, M20SX-L2 Warrior, M21X-L2 Warrior, M22 Warrior, M3X Triton
(см. 10–15).

Фонари поисковые - как правило, довольно крупные и увесистые, с небольшим временем свечения, но при этом с очень высокой яркостью. В основном, такие бывают двух видов: светящие относительно недалеко, но широким лучом и, наоборот, дальнобойные с узким лучом света (эффективная дальность освещения у последних может достигать километра и более). Для питания светодиода здесь обычно применяются либо несколько аккумуляторов типа 18650/26650/36650, либо специальные неразборные аккумуляторные блоки. Обычно такие фонари используются в профессиональных видах деятельности - например, спасателями, егерями или военными - поэтому они отвечают самым жестким требованиям по надежности изделия и его защищенности. Примеры таких фонарей от компании Olight: SR Mini Intimidator, SR52 Intimidator, SR95S UT Intimidator, SR96 Intimidator, X6 Marauder (см. 17–20, 23).

Поисковые фонари

Налобник Olight H15S Wave интересен, в первую очередь, возможностью включения и выключения «без рук» - за счет специальной сенсорной системы

Налобные фонари по аналогии с телефонными гарнитурами еще иногда называют HandsFree, поскольку при работе руки владельца остаются свободными. Такой тип фонарей хорошо подходит для очень многих областей использования - в том числе и как вспомогательный фонарик «ближнего боя» к основному «бластеру».
Один из наиболее важных параметров налобного фонаря - это его масса, поэтому обычно такие фонари делают из легкого алюминиевого сплава, часто в сочетании с полимерами или композитными материалами. Бывают, конечно, налобники, и целиком изготовленные из пластика - но это, как правило, наиболее дешевые модели; такие бюджетные изделия, как правило, обладают серьезными недостатками - это либо слишком малая яркость свечения, либо вызываемый работой мощного источника света сильный нагрев (которого не удается избежать из-за проблем с охлаждением у пластикового корпуса), вследствие чего фонарь быстро выходит из строя. Оптимальным питанием для небольшого и легкого налобного фонаря являются батарейки/аккумуляторы типоразмеров AA и AAA, а также CR123А. Если же нужен фонарик мощнее или с большим запасом энергии, то придется пожертвовать удобством ношения, поскольку использование элемента питания 18650 или нескольких АА (реже ААА/CR123А) приводит к увеличению размеров и массы фонаря, а это делает его использование менее удобным. Тем не менее, комплексная задача удобства для пользователя и наличия большого запаса энергии решается - для этого выпускают налобные фонари с раздельными блоками; излучатель такого фонаря крепится традиционно, на лбу, а батарейный блок располагается на затылке - тем самым обеспечиваются равномерное распределение массы и комфортность работы с фонарем.
Типичная мощность светового потока налобных фонарей составляет 30-150 люмен. Также существуют модели с яркостью в несколько сотен люмен и более - но они уже достаточно увесисты (от 100 г без батарей - а с отдельным батарейным блоком еще больше). Форма луча «налобников» может быть разной и выбирается под конкретные задачи: если необходимо светить преимущественно на близкие дистанции, то желателен луч пошире (возможно вообще использование равномерного заливаюшего света), а если фонарь предстоит использовать вместо ручного для освещения средних и дальних дистанций, то здесь пригодится узкий луч.

Налобные фонари

Варианты хороших налобников от компании Olight:
H15S Wave - питается от оригинального аккумулятора Li-Ion или от 4хААА, а за счет штатного светорассеивателя может создавать как узкий луч, так и широкий (см. 21);
H25 Wave - питается от выносного аккумуляторного блока, который можно положить в карман/рюкзак или разместить на поясе под одежду (что особо актуально при использовании фонаря в мороз). Также особенностью фонаря является бесконтактное включение/выключение и встроенный в аккумуляторный блок «пауэрбанк», который придется очень кстати в случае необходимости подзарядить, например, мобильный телефон (см. 22).

Фонари подводные, или «дайверские» , используются пловцами при погружениях (дайвинге) на значительную глубину днем или ночью, а также при подводной охоте. Основные требования к таким фонарям - полная водонепроницаемость и достаточно высокая яркость свечения. Управление в таких фонарях производится чаще всего крупным рычагом/кнопкой или магнитным кольцом, что обеспечивает легкость включения фонаря и переключения режимов его работы даже в перчатках для подводного плавания. Питание - емкие литиевые аккумуляторы типоразмеров 18650, 26650, 36650, также часто используются встроенные аккумуляторы, а иногда - и несколько батарей АА. Важно помнить, что подводный фонарь - особенно высокой мощности - нежелательно использовать в максимальном режиме свечения на воздухе, поскольку конструкция подобных фонарей рассчитана на нормальное охлаждение только в воде; на воздухе же подводный фонарь может перегреться и выйти из строя.

Zexus ZX-500: 300/150 лм, время работы 72 ч/144 ч, питание 3хD, габариты 100х180х85 мм, масса 420 г

Как следует из названия, предназначены для освещения кемпинга или любого другого широкого пространства. Чаще всего кемпинговые фонари освещают все вокруг себя заливающим светом - по принципу свечи или электролампочки - но бывают и варианты с пусть широким, но направленным светом. Главным критерием при выборе кемпингового фонаря в большинстве случаев является совсем не яркость свечения, а время его работы на одном комплекте элементов питания. Полезно также, чтобы такой фонарь имел несколько режимов работы - в том числе и режим подачи сигнала бедствия SOS. Вдобавок для кемпингового фонаря, как и для ручного туристического, крайне важны массогабаритные характеристики - фонарь на 3-4 батареях типоразмера D вряд ли будет удобно носить в походе, а вот фонарь на 3-4 батарейках АА (ААА) или одном аккумуляторе 18650 - вполне. Питание на батареях D или С подойдет для стационарного варианта использования - или же для автотуризма. Материал корпуса кемпинговых фонарей - обычно пластик, металл используется реже. Бывают кемпинговые фонари со встроенными зарядными устройствами - механическими (нужно крутить ручку, как у старых грузовиков) или на солнечных батареях (в этом случае нужен прямой солнечный свет) - с помощью которых можно подзарядить севший аккумулятор. Примеры: Zexus ZX-500 (см.).
Фонари с регулируемым фокусом (zoom), они же «линзовики» - cпециально выделены в отдельную категорию, поскольку пользуются определенной популярностью в сверхбюджетном классе, но из-за особенностей конструкции не являются лучшим вариантом для покупки. В основе конструкции таких фонарей лежит схема с изменяемым расстоянием между линзой (обычно асферической) и светодиодом, благодаря чему можно получить луч как в виде очень широкого светового конуса для ближних дистанций, так и очень узкий и дальнобойный луч (причем - без боковой засветки). У подобных фонарей есть как достоинства, так и недостатки - причем последних немало. Конструкции с подвижной «головой» обычно слабо защищены от влаги, пыли и песка, к тому же подвижная головная часть с линзой со временем может «разболтаться» и перестать фиксироваться в нужном положении. В свою очередь, конструкции с подвижным светодиодом (перемещаемым внутри неподвижного корпуса) плоха тем, что со временем в них отламываются провода между платой управления и диодом; вдобавок у этих фонарей обычно недостаточный теплоотвод, что тоже не добавляет фонарю надежности. Весомым недостатком является еще и то, что на длинном фокусе теряется до 50% света. Конечно, есть и брендовые линзовые фонари, которые сделаны значительно качественнее бюджетных - однако принципиальные особенности изменяемой фокусировки у них сохраняются. Есть, конечно, у «линзовиков» и достоинства - это гибкость применения; иногда бывает полезно иметь возможность переключения с узкого луча, применяемого для освещения затемненных пространств большой глубины (вроде тоннелей или колодцев), на широкий заливной свет, который пригодится, например, для хозяйственной деятельности на привале.

II. Характеристики и показатели, определяющие уровень фонаря

Самые популярные линзовые «сверхбюджетники»

На рынке присутствует огромное количество разнообразных фонариков - и когда возникает желание купить хороший фонарь для конкретной цели (или на все случаи жизни), задаешься вопросом «А какой из них хороший?» Хочется ведь, чтобы фонарь ни в коем случае не подвел, когда дойдет до дела. Итак, если нужно купить действительно хороший фонарь - он должен быть брендовым. Известные компании-производители фонарей очень дорожат своим имиджем, поэтому обычно несут полную ответственность за свой товар, четко соблюдая гарантийные обязательства и зачастую даже обеспечивая послегарантийное обслуживание. Кроме того, в брендовых фонарях обычно имеется огромное разнообразие вариантов управления и режимов работы, поэтому в использовании такие фонари значительно приятнее и комфортнее. Небрендовые фонари подкупают, в основном, своей ценой - правда, при этом покупатель неизбежно получает кота в мешке. Использование фонаря неизвестного происхождения может выя вить целую кучу проблем и недостатков - это и некачественные материалы, и плохая резьба, и слабый теплоотвод, и отсутствие влагозащищенности, и неприятный «синюшный» спектр свечения, халтурная пайка электроники и пр. Кроме того, показатели яркости свечения и дальнобойности луча у небрендовых фонарей, как правило, серьезно завышены - часто в разы, а то и на порядки. Подобный «маркетинг» рассчитан, в первую очередь, на неосведомленных покупателей, вдобавок обладающих слабым зрением, чтобы лишние нолики, приписанные к характеристикам, не вызывали подозрений. Клепают небрендовую продукцию - какая бы там Германия, Швейцария или Америка ни значилась на этикетках - преимущественно в Китае. Собственно китайское происхождение уже не является однозначным синонимом низкого качества - многие серьезные американские и европейские производители уже достаточно давно либо используют изготовленные в Поднебесной комплектующие, либо и вовсе перенесли производство в Китай; вдобавок и многие китайские компании уже добились признания высокого качества своей продукции на мировом рынке - и фонари тут не исключение. Однако существует принципиальная разница между продукцией специализированного завода, оснащенного современнейшим оборудованием со строгим контролем качества и укомплектованного хорошо обученным и ответственным персоналом - и продукцией какой-нибудь гаражно-подвальной мастерской, работники которой техническое образование получили, разбирая краденые мопеды, а для стимуляции полета мысли дизайнеров используется исключительно гаоляновый самогон. Тем не менее, персоналу последних предприятий тоже нужно кормить семьи - именно этим и объясняется такое обилие в продаже фонарей неизвестных марок и происхождения, качество изготовления которых «гуляет» не только от названия к названию, но даже и от экземпляра к экземпляру у одноименных изделий. Понятно, что приобретение такого фонаря - чистой воды лотерея. Отсюда вывод: если фонарик нужен крайне редко (например, чтобы спуститься в погреб за картошкой или найти распределительный щиток, когда внезапно пропал свет), то, возможно, хватит и небрендового фонаря - лишь бы он не был самым дешевым. Если же фонарь планируется использовать для мало-мальски серьезных дел - например, походов в местах, удаленных от цивилизации, исследования каких-нибудь заброшенных уголков, спелеологии, дайвинга, охоты, поисково-спасательных или военных операций, где от качества и надежности работы фонаря может зависеть и жизнь, и здоровье владельца и близких ему людей, выбирать нужно только брендовое изделие, свою цену оно окупит с лихвой.

Тип источника света - все о светодиодах

Еще в 1920-х годах советский физик Олег Лосев, исследуя явление электролюминесценции, предсказал появление твердотельных, то есть не нуждающихся в вакууме, и малогабаритных источников света с очень низким (в пределах 10 вольт) напряжением питания, а позднее получил два авторских свидетельства на устройство, названное им «световым реле» - вот что такое светодиод . Однако слабое развитие полупроводниковых технологий привело к тому, что в течение долгого времени светодиоды использовались только в качестве индикаторов - светящихся точек различных цветов. В последние же годы произошла настоящая революция в этой области, которая привела к созданию сверхъярких светодиодов. До их появления источником света фонарей являлись лампочки с нитью накаливания, но в настоящее время светодиоды вытеснили их практически полностью. Дело в том, что у ламп есть весьма существенные минусы по сравнению со светодиодами: это, в первую очередь малый ресурс работы (особенно в ситуациях, связанных с экстремальными условиями, частыми вибрациями, ударами), а также малая эффективность - при одинаковом потреблении электрического тока лампа светит значительно слабее светодиода. Правда, есть у ламп и плюсы; одним из наиболее значительных является правильный температурный спектр - благодаря чему цвета предметов, освещаемых такой лампой, в отличие от светодиодного освещения не искажаются. Еще один плюс ламп накаливания - отсутствие дополнительной электроники, которая потенциально может выйти из строя и подвести владельца фонаря в самый неподходящий момент; хотя, конечно, в высококачественных фонарях вероятность этого сведена к минимуму.

Типы и разновидности светодиодов

Производители светодиодов, как и любой электроники, постоянно усовершенствуют свою продукцию, благодаря чему на рынке фонарей можно встретить разные типы светодиодов, в которых простому пользователю достаточно сложно разобраться. Наиболее популярны светодиоды американской компании Cree Inc.: XR-E, XP-E, XP-G, XM-L, а также более новые XP-E2, XP-G2, XM-L2 - эти светодиоды чаще всего ставят в некрупные фонари (кроме XM-L и XM-L2, которые являются весьма универсальными и подходят как для компактных EDC-фонарей, так и для мощных поисковиков). Светодиоды Cree MT-G2 и MK-R, а также светодиоды SST-50, SST-90, SBT-70 и SBT-90 от компании Luminus, как правило, используются в больших и мощных поисковых фонарях, работающих от нескольких аккумуляторов. Кроме того, светодиоды различаются по яркостным бинам - специальным кодам системы сортировки светодиодов по яркости. У светодиодов Cree имеет цифробуквенное обозначение; для диодов XM-L(2) наиболее распространены бины T5, T6, U2, для диодов XP-G(2) - R4, R5, S2, для диодов XP-E(2) - Q5, R2, R3, для диодов XR-E - P4, Q3, Q5, R2.
Поэтому если производитель или продавец указывает, что «фонарь на диоде T6» - он имеет в виду диод XM-L T6.

виды светодиодов для фонарей, яркость

Если распределять популярные по условной шкале яркости, по мере возрастания, выглядеть это будет так: P4-Q3-Q5-R2-R4-R5-S2-T5-T6-U2.
Одно из основных отличий диодов друг от друга - их размеры, а точнее, площадь светоизлучающего кристалла. Чем меньше площадь кристалла, тем проще сфокусировать его свечение в узкий луч - и наоборот. Поэтому старенький светодиод XR-E сфокусировать проще всего, а достаточно крупный XM-L при тех же условиях будет светить значительно шире. Если же от светодиода XM-L необходимо получить максимально узкий луч, придется использовать довольно крупный, широкий и глубокий отражатель, что негативно скажется на массе и габаритах корпуса. А вот с маленьким отражателем на таком светодиоде получится очень удачный карманный фонарик с широким ближним светом.

Соотношение цена-качество

При выборе фонаря, естественно, следует читать описание светодиодов и учитывать яркость его свечения. Измеряется она в люменах - чем больше люмен в световом потоке фонаря, тем ярче он светит и, соответственно, тем быстрее «съедает» запас энергии элементов питания. При сравнении брендовых фонарей можно более-менее уверенно отталкиваться от значений их яркости свечения, заявленных производителями; однако далеко не всегда все так идеально. Прежде некоторые производители несколько лукавили при подсчетах люменов в своих фонарях, часто не учитывая потерь света в оптической системе при разных температурных режимах и т.п., в результате чего декларируемые характеристики оказывались несколько завышенными. Сейчас для уравнения характеристик фонарей разных брендов используется специальный единый стандарт, определяющий методы измерения яркости и дальнобойности (ANSI FL1) - и если измерения характеристик производились согласно стандарту ANSI, то это будет указано на упаковке. Часто имеет место своего рода «военная хитрость»: спустя некоторое время после начала работы на максимальной мощности яркость свечения фонаря автоматически снижается. Называется это Step Down (англ. «на ступень ниже»); подобный алгоритм работы часто служит лишь для того, чтобы обеспечить производителю возможность указать на упаковке максимально возможное значение яркости. Однако в некоторых случаях «степдаун» действительно полезен - благодаря ему элементы питания не садятся так быстро, как могли бы, работай фонарь постоянно на максимуме. Также бывает, что изделие с более сфокусированным лучом, но меньшей яркости по стандарту ANSI может обставить по дальнобойности более мощный фонарь с более широким лучом - тут уже играют роль оптическая система и используемый светодиод. Одним словом, брендовые фонари можно смело выбирать и сравнивать по яркости свечения, указанной производителем, если она измерялась по стандарту ANSI - но желательно еще и учитывать особенности оптической системы фонаря, а также наличие «степдауна» в некоторых моделях.

Рефлектор/линза асферическая/TIR-линза - все эти устройства нужны для фокусировки света, излучаемого светодиодом; проще говоря, они формируют световой луч.
Рефлектор - оптимальный вариант. Благодаря ему получаются яркое центральное пятно и заметная боковая засветка. Такая структура света очень удобна для ориентирования в освещаемом пространстве - как на близких, так и на дальних дистанциях. Кроме того, рефлектор может быть гладким либо текстурированным (с внутренней поверхностью, имеющей вид апельсиновой корки). За счет гладкого рефлектора фонарь будет дальше светить, поэтому такой вариант полезен для дальнобойных фонарей, а у текстурированного есть другое достоинство - благодаря ему переход от центрального пятна к боковой засветке происходит более плавно, поэтому такая форма света более удобна для близких дистанций, что важно для фонарей EDC.
Асферическая линза в фонарях с изменяемым фокусом создает свет от широкого заливающего до очень узкого и довольно дальнобойного луча. Как описывалось выше, такие фонари достаточно узкоспециализированы и для комфортного использования в разных жизненных ситуациях не очень удобны.
Особенность TIR-линзы (Total Internal Reflection - англ. «полное внутреннее отражение) состоит в том, что в отличие от рефлектора TIR-линза собирает весь свет от светодиода в один пучок заранее определенной ширины, практически не давая боковой засветки. Таким способом можно получить очень узкий и дальнобойный луч, необходимый для поисковых или тактических фонарей, или же, наоборот, очень широкий луч, хорошо подходящий для туристических, налобных или EDC-фонарей.

Применение светодиодов

Часто потребитель, выбирая фонарь, хочет от него максимальной дальности свечения - однако в большинстве случаев дальнобойные фонари вовсе и не нужны. Чаще всего фонарь используется для освещения близлежащей местности или объектов, находящихся на удалении не более нескольких десятков метров. Дальнобойные же фонари светят на сотню метров и дальше - правда, часто весьма узким лучом, который плохо освещает окружающее пространство, особенно на близких расстояниях. В результате, освещая таким фонарем удаленные объекты, пользователь не сможет разглядеть то, что находится в непосредственной близости от него - образно говоря, под ногами. Конечно, фонарь можно периодически перемещать, водя им из стороны в сторону и вверх-вниз - но куда проще в таких случаях воспользоваться фонариком с меньшей дальнобойностью, но обладающим широким лучом, который прекрасно сможет одновременно осветить все, что нужно. Так что, зная совершенно очевидно, что дальнобойные фонари, незаменимые для спасателей, охотников или военных, в повседневном использовании для бытовых задач не особо и полезны.

На фото видно сравнение тональности освещения, которое дают светодиоды трех разных спектров: «теплого», «нейтрального» и «холодного». При выборе температуры света фонаря нужно ориентироваться на такие моменты: светодиод с теплым спектром свечения в минимальной степени искажает цвета освещаемого объекта, но имеет меньшую яркость, чем светодиод нейтрального спектра - и тем более «холодный» светодиод. У последнего же все наоборот. Поэтому если нужен мощный поисковый или тактический фонарь, где важнее яркость, то лучше выбирать светодиоды с холодным спектром свечения. Если же фонарь нужен для бытовых задач, туризма либо для использования в варианте налобного фонарика, то здесь все же важнее правильная цветопередача - и, следовательно, светодиод с теплым спектром свечения будет выигрышнее. Нейтральные же светодиоды - золотая середина как по правдивости цветопередачи, так и по яркости света.

Сравнение «теплого», «нейтрального» и «холодного» света. Первый меньше искажает цвета, последний - контрастнее и мощнее, «нейтральный» - золотая середина

Обыкновенная пальчиковая батарейка АА с номинальным напряжением 1,5 вольта при большом токе потребления не сможет выдавать положенное напряжение и будет «проседать», плюс напряжение по мере разряда будет быстро снижаться - а следовательно, яркость свечения фонарика на таком элементе питания будет так же быстро падать. Для того чтобы яркость не снижалась попутно с разрядом батареи, современные фонари оснащают специальными электронными стабилизаторами питания. Фонарь с таким стабилизатором будет поддерживать режим яркости до последнего; а когда напряжение батареи упадет ниже определенного порогового уровня, автоматика просто переключит фонарь на более слабый режим - которого фонарь так же стабильно и упорно будет придерживаться, пока батарейка не сядет окончательно.

Не считая самых дешевых фонарей, имеющих только кнопку включения/выключения, у большинства современных, пусть даже небрендовых, фонарей предусмотрено несколько режимов работы, включая стробоскоп (высокочастотное мигание) и SOS (сигнал бедствия). У небрендовых изделий режимов работы обычно три (максимальная мощность/средняя мощность/стробоскоп) либо пять (минимальная мощность/средняя мощность/максимальная мощность/стробоскоп/SOS); при этом средняя мощность обычно соответствует 50% максимальной яркости свечения, а минимальная - 10% (бывает, конечно, и иначе). В брендовых же фонарях все значительно сложнее. Здесь управление режимами работы может осуществляться кнопками (обычными механическими или электронными), вращением «головы», поворотом магнитного кольца, а также комбинацией вышеперечисленного. У некоторых фонарей «на борту» есть разнообразные датчики для включения/выключения или смены режимов - например, датчик движения, позволяющий переключать режимы легким встряхиванием фонаря, или инфракрасный сенсор, включающий/выключающий налобный фонарь при взмахе рукой перед ним без каких-либо нажатий на кнопки. Для того чтобы определиться с предпочтениями, потенциальному пользователю лучше всего самостоятельно попробовать управление тем или иным способом, поскольку каждый из них имеет свои особенности - которые на практике могут привести, например, к тому, что для управления вашим фонарем вам понадобятся обе руки. Если это некритично, то можно выбирать, что больше понравится. Режимов работы у брендовых фонарей также множество. Здесь стоит упомянуть о фонарях с возможностью плавного, бесступенчатого изменения яркости или самостоятельного программирования режимов работы. С одной стороны, это удобно тем, что можно идеально подстроить режим свечения под конкретную ситуацию. С другой же стороны, зная о времени работы от одного комплекта элементов питания при каждом из фиксированных режимов, можно достаточно точно рассчитать необходимое количество элементов питания, которые вам стоит держать про запас для той или иной задачи - в фонарях же с плавной регулировкой подобные расчеты можно произвести только в режиме максимальной или минимальной яркости свечения.

Обыкновенный алюминиевый рефлектор (отражатель), TIR-линза, асферическая линза (для фонарей с изменяемой шириной луча)

Основным (и наилучшим) материалом для изготовления современных мощных фонарей являются алюминиевые сплавы, наиболее важные достоинства которых - легкость, достаточная прочность, отличная теплопроводность и относительная дешевизна. Также благодаря защитным анодным покрытиям, твердым и износостойким, фонари с корпусом из алюминиевых сплавов довольно тяжело поцарапать. Сталь также используют в производстве корпусов для фонарей, но значительно реже - поскольку фонарь при этом становится тяжелее, а светодиод вследствие более низкой теплопроводности стали при работе гораздо хуже охлаждается, из-за чего может просто выйти из строя. Однако если вам не нужна большая яркость свечения, то фонарь в стальном полированном корпусе будет прекрасным имиджевым аксессуаром. Достаточно часто встречаются также фонари из титановых сплавов (обычно - с полированной поверхностью корпуса, но иногда и матовые). Эти фонари не уступают стальным ни прочностью, ни стильной внешностью - но при этом несколько легче, а также обычно значительно дороже. Пластик же в конструкции фонарей используется, как правило, в качестве дополнения к алюминию - либо для корпусов фонарей малой мощности, вроде кемпинговых или простеньких налобных.

Современные фонари имеют довольно прочный, чаще всего металлический, корпус, защищающий стекло и электронику от внешних механических воздействий. Однако, даже приобретя брендовый фонарь, не стоит бездумно испытывать его на прочность, швыряя с крыши на бетон - для подобного он все же не предназначен. Если же выбирать фонарь по максимальной защищенности от ударов и вибраций, то это однозначно будет тактический фонарь, предназначенный для установки на оружие и спокойно выдерживающий динамические нагрузки, возникающие при выстреле. Высокая влагозащищенность уровня IPx7/IPx8 - когда фонарь смело можно окунать в воду - присутствует практически во всех брендовых фонарях, даже достаточно бюджетных. Исключения, как правило, составляют бюджетные фонарики, фонари с изменяемым фокусом, кемпинговые фонари и некоторые налобные, которые безопасно переживут разве что средний дождь.

В отличие от батареек с выходным напряжением 1,5 В, аккумуляторы NiMh (никель-металлгидридные) выдают номинальное напряжение 1,2 В - поэтому некоторые фонари с ними могут работать некорректно. Однако качественные NiMH-аккумуляторы, в отличие от батареек, обычно позволяют брендовым фонарикам светить на все свои заявленные производителем люмены.
Такую батарейку часто называют «мизинчиковой» или «мини-пальчиковой». Фонари на подобной батарейке очень маленькие и легкие - масса их может составлять всего 10-30 г. Максимальная яркость - около 60-80 люмен, что уже позволяет неплохо светить на десяток-другой метров; правда, при такой яркости батарейки ААА хватит ненадолго, минут на 30-40 - поэтому используются такие фонари обычно в качестве запасных «на всякий случай».
«Пальчиковая» батарейка - самый популярный вид элементов питания, который можно купить чуть ли не на каждом углу. Емкость ее в 2-2,5 раза выше, чем у «мизинчиковой», поэтому фонари на АА-батарейках будут светить дольше - причем при более высокой яркости (90-120 лм). Брендовые фонари при использовании качественных элементов питания выдают около 140-160 люмен и более на хорошем NiMH-аккумуляторе. Габариты фонарей на АА-батарейках заметно больше, чем ААА-фонарей - на связку ключей повесить уже получится не всегда - но они все еще остаются достаточно компактными (масса - в пределах 50-80 г, длина - не более 8-10 см).

Сравнение габаритов популярных литиевых аккумуляторов (слева направо): 10440 (АА), 15270 (CR2), RCR123A, 16340, 14500 (AA), 18650

Фонарики на двух «мизинчиковых» батарейках достаточно редки - как правило, это брендовые фонари, выполненные в виде стильной ручки во множественных вариантах расцветки. Яркость их составляет обычно 150-200 люмен - правда, работают они при такой яркости недолго. Однако за счет очень маленького рефлектора такие фонарики дают широкий луч, очень удобный для ближнего освещения.

В таких фонарях батарейки устанавливаются последовательно друг за другом, в результате чего получается достаточно длинный (около 15 см) и тонкий фонарик. По сравнению с одной батарейкой здесь в запасе имеется уже вдвое больше энергии, поэтому яркость свечения таких фонарей также увеличена - и доходит до 250 люмен и более; для экономии энергии, впрочем, всегда можно перейти в более экономный режим. В целом, фонари на двух АА-батарейках являются самыми универсальными с точки зрения распространенности элементов питания, габаритов, массы и яркости свечения.
Один из самых популярных видов питания - как у большинства небрендовых и особо бюджетных фонарей, так и у некоторых брендовых (в настоящее время, правда, уже конструктивно устаревших). Основной недостаток такого типа питания - при достаточно больших массе и габаритах общая энергоемкость все же довольно невелика; к тому же, как правило, у таких фонарей отсутствует стабилизация яркости свечения по мере разряда батареек.
и Фонари на нескольких пальчиковых батарейках встречаются самые разнообразные - от туристических и просто универсальных (на 3-4 батарейки АА) до дальнобойных поисковых и подводных (на 8 АА-батареек). Характеристики таких фонарей обычно сходны с данными мощных фонарей на литиевых аккумуляторах - но имеют преимущества там, где проще достать пальчиковые батарейки/аккумуляторы, или теми пользователями, кому элементы питания этого типоразмера предпочтительнее (например, если зарядное устройство с комплектами запасных АА-аккумуляторов уже есть, а покупать отдельное зарядное устройство для литиевых элементов и сами такие аккумуляторы совершенно не хочется).
В настоящее время брендовые фонари, использующие такой тип элементов питания, уже практически не встречаются. Исключение составляют разве что очень популярные в свое время, но уже устаревшие фонари-дубинки американской фирмы Maglite.
Данный тип элементов питания несколько более популярен, чем предыдущий, и, помимо фонарей-дубинок Maglite, используется также в некоторых моделях у брендового производителя Fenix; хотя, конечно, широким распространением это не назовешь. Чаще всего D-батарейки сейчас используются в больших кепминговых фонарях - как правило, в количестве 3-4 штук одновременно.

Две одноразовые батарейки в виде тонких дисков диаметром около 2 см используются в сверхкомпактных фонарях-брелоках - имеющих, как правило, пластиковый корпус и оснащенных простым 5-мм светодиодом. Такие фонарики отличаются очень малыми габаритами и массой - но и свет тоже дают довольно слабый слабый (впрочем, его более чем достаточно, если нужно подсветить замочную скважину или не промахнуться мимо ступенек в темном подъезде). Для фонарика «на всякий случай» такого комплекта питания - выше крыши.
Этот аккумулятор сходен габаритами с ААА-батарейкой - вследствие чего некоторые «наключники», штатно работающие на батарейках ААА, могут питаться и от такого аккумулятора. Яркость при этом увеличивается в 2-3 раза, однако время работы в максимальном режиме существенно уменьшается - буквально до десятка минут. Есть еще один серьезный недостаток - маленький фонарик при таком увеличении яркости свечения очень быстро разогревается и может выйти из строя. Поэтому фонарь с таким аккумулятором лучше на максимуме не использовать. Емкость аккумулятора 10440 составляет около 300 мА·ч, напряжение - 3,7 (3,6) В.
Фонари на этих одноразовых батарейках встречаются весьма редко - но вариант для «наключника» очень интересный. Элемент CR2 почти в 2 раза короче 10440, но зато в полтора раза толще. Напряжение - 3,0 В, емкость - около 800 мА·ч. Вместо одноразовых батареек CR2 можно использовать аккумулятор типоразмера 15270 с напряжением 3,0 В и емкостью около 200 мА·ч.

Olight SR95S-UT Intimidator: Luminus SBT-70, 1250/500/150 лм, время работы 3 ч/8 ч/ 48 ч, дальность 1000 м, питание – специальный аккумуляторный блок, габариты 325х90 мм, масса 1230 г

Одноразовая литиевая батарейка с напряжением 3 вольта - компактный и легкий элемент питания, при этом имеющий весьма приличную емкость (около 1500 мА·ч), за счет чего фонари на данном элементе питания довольно популярны. Такие фонари очень хорошо подходят для EDC-использования, поскольку получаются весьма легкими и компактными, при этом по яркости свечения, достигающей значения в 200-250 люмен (при продолжительности работы «на максимуме» около часа) почти догоняя более серьезные фонарики. Основной недостаток таких батареек - стоимость, поскольку вместо одной CR123A можно купить 4-7 качественных батареек типоразмера АА.
Литиевые аккумуляторы, сходные по размерам с одноразовыми батарейками CR123A и предназначенные для ее замены. Существуют две версии таких аккумуляторов: с напряжением 3,0 В и 3,7 (3,6) В; и если первый тип аккумуляторов абсолютно взаимозаменяем с батарейкой CR123A (с той лишь разницей, что емкость аккумулятора примерно втрое меньше), то вторая версия с повышенным напряжением должна поддерживаться самим фонарем, иначе он может выйти из строя. Если же фонарь может работать с аккумулятором, имеющим напряжением 3,7 (3,6) В - емкость таких аккумуляторов больше, чем у «трехвольтовых», и составляет 500-700 мА·ч, - то применение этого элемента питания обеспечит увеличенную яркость свечения, доходящую до 350-450 люмен. Однако следует учесть, что при такой яркости свечения корпус компактного фонаря может не справиться с отводом тепла от светодиода, вследствие чего фонарь может раскалиться до невозможности удержания его в руке и, в конце концов, выйти из строя. Так что увлекаться максимальным режимом свечения в таких случаях не стоит.
Lithium - это литиевая батарейка, сходная с обыкновенной «пальчиковой» (AA) и геометрически, и по номинальному напряжению - 1,5 В - вот только емкость ее в 2-3 раза больше (около 3000 мАч), а масса в 1,5-2 раза меньше. Вдобавок, эта батарейка отлично выдерживает высокие токовые нагрузки, поэтому фонарь с таким элементом питания будет светить не хуже, чем с качественным NiMH-аккумулятором, а может, и лучше. Главный недостаток таких батареек - цена; как и в случае с CR123A, вместо одной АА Litium можно купить 4-7 обычных качественных «пальчиковых» батареек.
Аккумулятор размером с «пальчиковую» батарейку (АА) и емкость до 800 мА·ч. Главный плюс фонарей на этих аккумуляторах - универсальность. При использовании 14500 яркость свечения достигает 350-450 люмен при времени работы около получаса; если же такой аккумулятор внезапно «сядет», то его легко и непринужденно можно заменить повсеместно встречающейся батарейкой АА - и ваш фонарь будет продолжать светить, пусть и не так ярко.
Две одноразовые литиевые батарейки, устанавливаемые последовательно друг за другом. Ранее такой тип питания чаще всего использовался в тактических фонарях, реже - в EDC; в настоящее время обычно являяется запасным питанием для фонарей на аккумуляторах 18650.
Наиболее удобный для большинства современных фонарей тип питания, завоевавший популярность благодаря наилучшему сочетанию габаритных размеров, массы и энергоемкости. Размером 18650 несколько крупнее «пальчиковой» батарейки, масса его составляет 45-50 г, а максимальная емкость - до 3600 мА·ч. Фонари на этом элементе питания встречаются самые разнообразные - от небольших фонариков для EDC до достаточно крупных тактических и поисковых моделей. В целом, если не смущает необходимость покупки специального зарядного устройства (кроме вариантов фонарей со встроенным зарядным), именно фонари на таком типе аккумуляторов будут лучшими в соотношении габариты/масса/яркость свечения.

Благодаря использованию сразу двух аккумуляторов 18650 в фонаре достигается увеличение яркости свечения или времени работы, но также увеличиваются масса фонаря (может достигать 200-500 г) и габаритные размеры. Чаще всего элементы питания в таких фонарях устанавливаются последовательно друг за другом; иногда для этого используется съемный удлинитель-экстендер. Также встречаются фонари с параллельным расположением аккумуляторов для уменьшения габаритов. Но в любом случае такие фонари, как правило, отличаются мощностью и дальнобойностью - с дальностью «поражения» до полукилометра и более.

Стильный фонарик из полированного титана заметно выделяется среди алюминиевых собратьев - и будет прекрасным помощником на каждый день

Такой тип питания используется, как правило, в поисковых (реже - подводных) фонарях на самых мощных диодах - вроде SST90, SBT70, МK-R или нескольких XM-L2. Яркость свечения таких фонарей достигает тысяч люмен, а масса - полкилограмма и более; они могут быть как сверхдальнобойными с максимальной дальностью свыше километра, так и обеспечивающими широкий засвет при дальности до нескольких сотен метров. В любом случае, такие фонари требуют особо бережного отношения - поскольку, во-первых, они довольно массивны и при падении вероятнее могут выйти из строя, чем их более легкие собратья, а во-вторых, стоимость таких фонарей весьма высока.
Элементы питания длиной с 18650 и несколько превосходящие его диаметром, благодаря чему обладают большей энергоемкостью. Обычно используются в мощных поисковых и дайверских фонарях, хотя на одном элементе 26650 бывают и компактные «карманники».
В некоторых случаях это является необходимостью - например, в сверхмощных фонарях, где иначе пришлось бы использовать большое количество отдельных элементов питания, - в других же сделано для большего удобства владельца, поскольку процесс зарядки здесь ничем не отличается от зарядки мобильного телефона, и никаких дополнительных зарядных устройств приобретать для этого не нужно. В некоторых фонарях «родной» аккумулятор, заряжаемый встроенным зарядным устройством, можно в случае необходимости заменить сторонним (правда, этот сторонний зарядить уже получится не всегда). Это может пригодиться, если где-то в пути «родной» аккумулятор сел, а светить все же нужно.

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!

Со времен изобретения электрического освещения учеными создавались все более экономичные источники. Но настоящим прорывом в этой области стало изобретение светодиодов, которые не уступают по силе светового потока предшественникам, однако расходуют во много раз меньше электроэнергии. Их созданию, начиная от первого индикаторного элемента и заканчивая ярчайшим на сегодня диодом «Cree», предшествовало огромное количество работы. Сегодня мы попробуем разобрать различные характеристики светодиодов, узнаем, как эволюционировали эти элементы и как их классифицируют.

Читайте в статье:

Принцип работы и устройство световых диодов

Светодиоды отличает от привычных осветительных приборов отсутствие в нем нити накала, хрупкой колбы и газа в ней. Это принципиально отличный от них элемент. Говоря научным языком, свечение создается за счет наличия в нем материалов р- и n-типа. Первые накапливают положительный заряд, а вторые – отрицательный. Материалы р-типа накапливают в себе электроны, в то время, как в n-типе образуются дырки (места, где электроны отсутствуют). В момент появления на контактах электрического заряда они устремляются к р-n-переходу, где каждый электрон инжектируется именно в р-тип. Со стороны обратного, отрицательного контакта n-типа в результате подобного движения и возникает свечение. Оно обусловлено выделением фотонов. При этом не все фотоны излучают видимый человеческим глазом свет. Сила, которая заставляет двигаться электроны, называется током светодиода.

Эта информация ни к чему обычному обывателю. Достаточно знать, что светодиод имеет прочный корпус и контакты, которых может быть от 2-х до 4-х, а также то, что каждый светодиод имеет свое номинальное напряжение, необходимое для свечения.

Полезно знать! Подключение производится всегда в одинаковом порядке. Это значит, что если к контакту «-» на элементе подключить «+», то свечения не будет – материалы р-типа просто не смогут зарядиться, а значит не будет и движения к переходу.

Классификация светодиодов по их области применения

Такие элементы могут быть индикаторными и осветительными. Первые были изобретены раньше вторых, при этом они уже давно используются в радиоэлектронике. А вот с появлением первого осветительного светодиода начался настоящий прорыв в электротехнике. Спрос на осветительные приборы подобного типа неуклонно растет. Но и прогресс не стоит на месте – изобретаются и внедряются в производство все новые виды, которые становятся все ярче, не потребляя при этом больше энергии. Разберем более подробно, какими бывают светодиоды.

Индикаторные светодиоды: немного истории

Первый такой светодиод красного цвета был создан в середине ХХ века. Хотя он имел низкую энергоэффективность и излучал тусклое свечение, направление оказалось перспективным и разработки в этой обрасти продолжились. В 70-х годах появляются зеленые и желтые элементы, а работы по их усовершенствованию не прекращаются. К 90-му году сила их светового потока достигает 1 Люмена.

1993 год ознаменован появлением в Японии первого синего светодиода, который был намного ярче предшественников. Это означало, что теперь, совмещая три цвета (которые и составляют все оттенки радуги), можно получить любой. В начале 2000-х сила светового потока уже достигает 100 Люмен. В наше время светодиоды не перестают совершенствоваться, наращивая яркость без увеличения потребляемой мощности.

Использование светодиодов в бытовом и промышленном освещении

Сейчас подобные элементы используются во всех отраслях, будь то машино- или автомобилестроение, освещение производственных цехов, улиц или квартир. Если взять последние разработки, то можно сказать, что даже характеристики светодиодов для фонариков порой не уступают старым галогеновым лампам на 220 В. Попробуем привести один пример. Если взять характеристики светодиода 3 Вт, то они будут сопоставимы с данными лампы накаливания с потреблением 20-25 Вт. Получается экономия электроэнергии почти в 10 раз, что при ежедневном постоянном использовании в квартире дает весьма существенную выгоду.

Чем хороши светодиоды и есть ли в них минусы

О положительных качествах световых диодов можно сказать многое. Основными из них можно назвать:

Что же касается отрицательных сторон, то их всего две:

• Работают только с постоянным напряжением;
• Вытекает из первого – высокая стоимость ламп на их основе по причине необходимости использования (электронного стабилизирующего блока).

Каковы основные характеристики светодиодов?

При выборе таких элементов для той или иной цели, каждый обращает внимание на их технические данные. Основное, на что следует обратить внимание, приобретая приборы на их основе:

• ток потребления;
• номинальное напряжение;
• потребляемая мощность;
• температура цвета;
• сила светового потока.

Это то, что мы можем увидеть на маркировке . На самом же деле, характеристик намного больше. О них сейчас и поговорим.

Ток потребления светодиода – что это такое

Ток потребления светодиода равен 0.02 А. Но это относится лишь к элементам с одним кристаллом. Существуют и более мощные световые диоды, в составе которых может быть 2, 3 и даже 4 кристалла. В этом случае ток потребления будет увеличиваться, кратно числу чипов. Именно этот параметр и диктует необходимость подбора резистора, который впаивается на вводе. В этом случае сопротивление светодиода не дает высокому току мгновенно сжечь LED элемент. Это может произойти по причине высокого тока сети.

Номинальное напряжение

Напряжение светодиода имеет прямую зависимость от его цвета. Это происходит по причине разности материалов для их изготовления. Рассмотрим эту зависимость.

Цвет светодиода	Материал	Прямое напряжение при 20 мА
		Типовое значение (В)	Диапазон (В)
ИК	GaAs, GaAlAs	1,2	1,1-1,6
Красный	GaAsP, GaP, AlInGaP	2,0	1,5-2,6
Оранжевый	GaAsP, GaP, AlGaInP	2,0	1,7-2,8
Желтый	GaAsP, AlInGaP, GaP	2,0	1,7-2,5
Зеленый	GaP, InGaN	2,2	1,7-4,0
Голубой	ZnSe, InGaN	3,6	3,2-4,5
Белый	Синий/УФ диод с люминофором	3,6	2,7-4,3

Сопротивление световых диодов

Сам по себе один и тот же светодиод может иметь различное сопротивление. Меняется оно в зависимости от включения в цепь. В одну сторону – около 1 кОм, в другую – несколько МОм. Но здесь есть свой нюанс. Сопротивление светодиода нелинейно. Это значит, что оно может изменяться в зависимости от подаваемого на него напряжения. Чем выше напряжение, тем ниже будет сопротивление.

Светоотдача и угол свечения

Угол светового потока светодиодов может различаться, в зависимости от их формы и материала изготовления. Он не может превышать 120 0 . По этой причине, если требуется большее рассеивание, применяют специальные отражатели и линзы. Это качество «направленного света» и способствует наибольшей силе светового потока, которая может достигать 300-350 Лм у одного светодиода на 3 Вт.

Мощность светодиодных ламп

Мощность светодиода – величина сугубо индивидуальная. Она может варьироваться в диапазоне от 0.5 до 3 Вт. Определить ее можно по закону Ома P = I × U , где I – сила тока, а U – напряжение светодиода.

Мощность – довольно важный показатель. Особенно когда необходимо рассчитать какой необходим для того или иного количества элементов.

Цветовая температура

Этот параметр схож с другими лампами. Наиболее приближены то температурному спектру к светодиодным люминесцентные лампы. Измеряется цветовая температура в К (Кельвин). Свечение может быть теплым (2700-3000К), нейтральным (3500-4000К) или холодным (5700-7000К). На самом деле оттенков много больше, здесь указаны основные.

Размер чипа LED элемента

Этот параметр самостоятельно измерить при покупке не удастся и сейчас уважаемому читателю станет понятно почему. Самые распространенные размеры – это 45х45 mil и 30х30 mil (соответствуют 1 Вт), 24х40 mil (0.75 Вт) и 24х24 mil (0.5 Вт). Если перевести в более привычную систему измерений, то 30х30 mil будут равны 0.762х0.762мм.

Чипов (кристаллов) в одном светодиоде может быть много. Если элемент не имеет слоя люминофора (RGB – цветной), то количество кристаллов можно подсчитать.

Важно! Не стоит приобретать очень дешевые светодиоды китайского производства. Они могут оказаться не только низкого качества, но и характеристики их чаще всего завышены.

Что такое SMD светодиоды: их характеристики и отличие от обычных

Четкая расшифровка этой аббревиатуры выглядит как Surface Mount Devices, что в буквальном переводе означает «монтируемый на поверхности». Чтобы было понятнее, можно вспомнить, что обычные световые диоды цилиндрической формы на ножках утапливаются ими в плату и припаиваются с другой стороны. В отличие от них SMD-компоненты фиксируются лапками с той же стороны, где находятся и сами. Такой монтаж дает возможность создания двусторонних печатных плат.

Такие светодиоды намного ярче и компактнее обычных и являются элементами нового поколения. Их габариты указываются в маркировке. Но не стоит путать размер SMD светодиода и кристалла (чипа) которых в составе компонента может быть множество. Разберем несколько таких световых диодов.

Параметры LED SMD2835: размеры и характеристики

Многие начинающие мастера путают маркировку SMD2835 с SMD3528. С одной стороны они должны быть одинаковы, ведь маркировка указывает, что эти светодиоды имеют размер 2.8х3.5 мм и 3.5 на 2.8 мм, что одно и то же. Однако это заблуждение. Технические характеристики светодиода SMD2835 намного выше, при этом он имеет толщину всего 0.7 мм против 2 мм у SMD3528. Рассмотрим данные SMD2835 с различной мощностью:

Параметр	Китайский 2835	2835 0,2W	2835 0,5W	2835 1W
Сила светового потока, Лм	8	20	50	100
Потребляемая мощность, Вт	0,09	0,2	0,5	1
Температура, в градусах С	+60	+80	+80	+110
Ток потребления, мА	25	60	150	300
Напряжение, В	3,2

Как можно понять, технические характеристики SMD2835 могут быть довольно разнообразны. Все зависит от количества и качества кристаллов.

Характеристики светодиода 5050: более габаритный SMD-компонент

Довольно удивительно, что при больших габаритах этот светодиод имеет меньшую силу светового потока, чем предыдущий вариант – всего 18-20 Лм. Причиной этому малое количество кристаллов – обычно их всего два. Наиболее распространенное применение такие элементы нашли в светодиодных лентах. Плотность из в полосе обычно составляет 60 шт/м, что в общей сложности дает около 900 Лм/м. Достоинство их в этом случае в том, что лента дает равномерный спокойный свет. При этом угол ее освещения максимальный и равен 120 0 .

Выпускаются такие элементы с белым свечением (холодного или теплого оттенка), одноцветными (красный, синий или зеленый), трехцветными (RGB), а так же четырехцветными (RGBW).

Характеристики светодиодов SMD5730

По сравнению с этим компонентом, предыдущие уже считаются устаревшими. Их уже можно назвать даже сверх яркими светодиодами. 3 вольта, которые питают и 5050, и 2835 выдают здесь до 50 Лм при 0.5 Вт. Технические характеристики SMD5730 на порядок выше, а значит их необходимо рассмотреть.

И все-таки это не самый яркий из SMD-компонентов светодиод. Сравнительно недавно на российском рынке появились элементы, которые в прямом смысле «заткнули за пояс» все остальные. О них сейчас и пойдет речь.

Светодиоды «Cree»: характеристики и технические данные

На сегодняшний день аналогов продукции фирмы Cree не существует. Характеристики сверх ярких светодиодов их производства действительно поражают. Если предыдущие элементы могли похвастаться силой светового потока лишь в 50 Лм с одного кристалла, то, к примеру, характеристики светодиода XHP35 от «Cree» говорят о 1300-1500 Лм так же от одного чипа. Но и мощность их больше – она составляет 13 Вт.

Если обобщить характеристики различных модификаций и моделей светодиодов этой марки, то можно увидеть следующее:

Сила светового потока SMD LED «Cree» называется бином, который в обязательном порядке проставляется на упаковке. В последнее время появилось очень много подделок под эту марку, в основном китайского производства. При покупке их сложно отличить, а вот уже через месяц использования их свет тускнеет и они перестают отличаться от других. При довольно высокой стоимости такое приобретение станет довольно неприятным сюрпризом.

Предлагаем Вам небольшое видео на эту тему:

Проверка светодиода мультиметром – как ее выполнить

Самым простым и доступным способом является «прозвонка». На мультиметрах есть отдельное положение переключателя, специально для диодов. Переключив прибор в нужную позицию, прикасаемся щупами к ножкам светодиода. Если на дисплее высветилась цифра «1», следует поменять полярность. В этом положении зуммер мультиметра должен издавать звуковой сигнал, а светодиод светиться. Если подобного не произошло, значит, он вышел из строя. Если же световой диод исправен, но при впайке его в схему не работает, этому может быть две причины – неправильное его расположение или выход из строя резистора (у современных SMD-компонентов он уже встроен, что будет ясно в процессе «прозвонки»).

Цветовая маркировка световых диодов

Общепринятой мировой маркировки подобных изделий не существует, каждый производитель обозначает цвет так, как ему это удобно. В России применяют цветовую маркировку светодиодов, но ею мало кто пользуется, потому, как список элементов с буквенными обозначениями довольно внушителен и запоминать его вряд ли кому-то захочется. Наиболее распространенно буквенное обозначение, которое многие и считают общепринятым. Но такая маркировка чаще встречается не на мощных элементах, а на светодиодных лентах.

Расшифровка кода маркировки светодиодной ленты

Для того, чтобы понять, как маркируется лента, нужно обратить внимание на таблицу:

Позиция в коде	Назначение	Обозначения	Расшифровка обозначения
1	Источник света	LED	Светодиод
2	Цвет свечения	R	Красный
		G	Зеленый
		B	Синий
		RGB	Любой
		CW	Белый
3	Способ монтажа	SMD	Surface Mounted Device (Устройство, монтируемое на поверхность)
4	Размер чипа	3028	3,0 х 2,8 мм
		3528	3,5 х 2,8 мм
		2835	2,8 х 3,5 мм
		5050	5,0 х 5,0 мм
5	Количество светодиодов на метр длины	30
		60
		120
6	Степень защиты:	IP	International Protection
7	От проникновения твердых предметов	0-6	Согласно ГОСТ 14254-96 (стандарт МЭК 529-89) «Степени защиты, обеспечиваемые оболочками (код IP)»
8	От проникновения жидкости	0-6

Для примера возьмем конкретную маркировку LED CW SMD5050/60 IP68. Из нее можно понять, что перед нами светодиодная лента белого цвета для поверхностного монтажа. Элементы, установленные на ней, имеют размер 5х5мм, в количестве 60 шт/м. Степень защиты позволяет ей длительное время работать под водой.

Что можно сделать из светодиодов своими руками?

Это вопрос очень интересный. И если отвечать на него развернуто, то на это уйдет очень много времени. Наиболее частое применение световых диодов – это подсветка подвесных и натяжных потолков, рабочей зоны на кухне или даже клавиатуры компьютера.

Мнение эксперта

Инженер-проектировщик ЭС, ЭМ, ЭО (электроснабжение, электрооборудование, внутреннее освещение) ООО "АСП Северо-Запад"

Спросить у специалиста

“Для работы таких элементов необходим стабилизатор питания или контроллер. Его можно взять даже со старой китайской гирлянды. Многие «умельцы» пишут, что достаточно обычного понижающего трансформатора, но это не так. В этом случае диоды будут моргать.”

Стабилизатор тока – какую функцию он выполняет

Стабилизатор для светодиодов – это источник питания, который понижает напряжение и выравнивает ток. Другими словами, создает условия для нормальной работы элементов. При этом он защищает от повышения или падения напряжения на светодиодах. Существуют стабилизаторы, которые могут не только регулировать напряжение, обеспечивая плавное затухание световых элементов, но и управлять режимами цвета или мерцания. Они называются контроллерами. Подобные устройства можно увидеть на гирляндах. Так же они продаются в магазинах электротехники для коммутации с RGB-лентами. Такие контроллеры оснащаются пультами дистанционного управления.

Схема такого устройства не сложна, и при желании простейший стабилизатор можно изготовить и своими руками. Для этого понадобятся лишь небольшие знания в радиоэлектронике и умение держать в руках паяльник.

Дневные ходовые огни на автомобиль

Применение световых диодов в автомобильной промышленности довольно распространено. К примеру, ДХО изготавливаются исключительно с их помощью. Но если авто не оснащено ходовыми огнями, то их приобретение может ударить по карману. Многие автолюбители обходятся дешевой светодиодной лентой, но это не очень удачная мысль. Особенно, если сила ее светового потока невелика. Неплохим выходом может стать приобретение самоклеящейся ленты на диодах «Cree».

Вполне можно сделать ДХО и при помощи уже вышедших из строя, поместив внутрь старых корпусов новые, мощные диоды.

Важно! Дневные ходовые огни созданы именно для того, чтобы авто было заметно днем, а не ночью. Нет смысла проверять, как они будут светить, в темное время суток. ДХО должны быть заметны при свете солнца.

Мигающие светодиоды – для чего это нужно?

Неплохим вариантом использования подобных элементов станет рекламное табло. Но если оно будет статично светиться, то это не привлечет должного внимания. Основной задачей является сборка и спайка щита – для этого нужны некоторые навыки, приобрести которые несложно. После сборки можно вмонтировать контроллер от той же гирлянды. В результате получается мигающая реклама, которая явно привлечет внимание.

Цветомузыка на световых диодах – сложно ли ее сделать

Это работа уже не для новичков. Для того, чтобы собрать полноценную цветомузыку своими руками нужен не только точный расчет элементов, но и знания радиоэлектроники. Но все же простейший ее вариант вполне по силам каждому.

В магазинах радиоэлектроники всегда можно найти датчик звука, да и во многих современных выключателях он есть (свет по хлопку). Если у Вас есть светодиодная лента и стабилизатор, то пустив с блока питания «+» на полосу через подобную хлопушку можно добиться желаемого результата.

Индикатор напряжения: что делать, если он перегорел

Современные индикаторные отвертки состоят как раз из светового диода и сопротивлений с изолятором. Чаще всего это эбонитовая вставка. При перегорании элемента внутри его вполне можно заменить на новый. А цвет уже будет выбирать сам умелец.

Еще один из вариантов – это изготовление прозвонки цепи. Для этого понадобится 2 пальчиковых батарейки, провода и световой диод. Соединив элементы питания последовательно, одну их ножек элемента припаиваем к плюсу батареи. Провода будут идти от другой ножки и от минуса батареи. В итоге при замыкании диод засветится (если полярность не перепутать).

Схемы подключения светодиодов – как все правильно выполнить

Подобные элементы можно подключить двумя способами – последовательно и параллельно. При этом нельзя забывать, что световой диод должен быть расположен правильно. В противном случае схема работать не будет. В обычных элементах с цилиндрической формой это можно определить так: на катоде (-) виден флажок, он немного крупнее анода (+).

Как рассчитать сопротивление светодиода

Расчет сопротивления светового диода очень важен. Иначе элемент просто сгорит, не выдержав величины тока сети.

Сделать это можно по формуле:

R = (VS – VL ) / I , где

• VS – напряжение питания;
• VL – номинальное напряжение для светодиода;
• I – ток светодиода (обычно это 0.02 А, что равно 20 мА).

При желании возможно все. Схема довольно проста – используем блок питания от сломанного мобильного телефона или любой другой. Главное, чтобы в нем был выпрямитель. Важно не переусердствовать с нагрузкой (с численностью диодов), иначе есть риск сжечь блок питания. Стандартное зарядное устройство вполне выдержит 6-12 элементов. Можно смонтировать цветную подсветку для клавиатуры компьютера, взяв по 2 синих, белых, красных, зеленых и желтых элемента. Получается довольно красиво.

Полезная информация! Напряжение, которое выдает блок питания равно 3.7 В. Это значит, что диоды нужно соединить последовательно скоммутированными парами параллельно.

Параллельное и последовательное соединение: как они выполняются

По законам физики и электротехники при параллельном соединении напряжение распределяется равномерно по всем потребителям, оставаясь неизменным на каждом из них. При последовательном монтаже поток делится и на каждом из потребителей оно становится кратным их количеству. Иными словами если взять 8 световых диодов, соединенных последовательно, они будут нормально работать от 12 В. Если же из подключить параллельно – они сгорят.

Подключение световых диодов на 12 В как самый оптимальный вариант

Любая светодиодная лента рассчитана на подключение к стабилизатору, выдающему 12 или 24 В. На сегодняшний день на прилавках российских магазинов представлен огромный ассортимент изделий различных производителей с этими параметрами. Но все же преобладают ленты и контроллеры именно 12 В. Это напряжение более безопасно для человека, да и стоимость таких приборов более низка. О самостоятельном подключении к сети 12 В говорилось чуть выше, ну а с подключением к контроллеру проблем возникнуть не должно – к ним прилагается схема, с которой разберется даже школьник.

В заключение

Популярность, которую набирают световые диоды, не может не радовать. Ведь это заставляет прогресс двигаться вперед. И кто знает, быть может, уже в ближайшее время появятся новые светодиоды, которые будут на порядок выше по характеристикам, чем существующие сейчас.

Надеемся, наша статья была полезна уважаемому читателю. При возникновении вопросов по теме просим задавать их в обсуждениях. Наша команда всегда готова на них ответить. Пишите, делитесь опытом, ведь он может кому-то помочь.

Видео: как правильно подключить светодиод

Рассмотрим светодиодную продукцию, начиная от старых 5-мм, до сверхъярких мощных светодиодов мощность которых доходит до 10 Вт.

Чтобы выбрать «правильный» фонарик для своих нужд, нужно разобраться в том какие бывают светодиоды для фонариков и их характеристики.

Какие диоды используются в фонариках?

Мощные светодиодные фонари начались с устройств с матрицей 5-мм.

LED фонари в совершенно разных исполнениях, от карманных до кемпинговых, получили широчайшее распространение в середине 2000-х. Их цена заметно снизилась, а яркость и долгий срок службы от одного заряда батареек сыграли свою роль.

5-ти миллиметровые белые сверхъяркие светодиоды потребляют от 20 до 50 мА тока, при падении напряжения 3.2-3.4 вольта. Сила света – 800 мкд.

Очень хорошо показывают себя в миниатюрных фонариках-брелках. Маленький размер позволяет носить такой фонарик с собой. Питаются они либо от «мини-пальчиковых» батареек, либо от нескольких круглых «таблеток». Часто используются в зажигалках с фонариком.

Вот какие светодиоды в китайских фонариках устанавливаются уже много лет, но их век постепенно истекает.

В поисковых фонарях при большом размере отражателя есть возможность смонтировать десятки таких диодов, но такие решения постепенно отходят на второй план, а выбор покупателей падает в пользу на фонарей на мощных светодиодах типа Cree.

Поисковый фонарь на 5мм светодиодах

Такие фонари работают от батареек типа АА, ААА или аккумуляторов. Стоят недорого и проигрывают как в яркости, так и в качестве современным фонарям на более мощных кристаллах, но об этом ниже.

В дальнейшем развитии фонарей производители перебрали множество вариантов, но рынок качественной продукции занимают фонари с мощными матрицами или дискретными светодиодами.

Какие светодиоды используют в мощных фонариках?

Под мощными фонарями подразумеваются современные фонари различных типов начиная от тех, что размером с палец, заканчивая огромными поисковыми фонарями.

В такой продукции в 2017 году актуальна марка Cree. Это название американской компании. Её продукция считается одной из наиболее передовых в области светодиодной техники. Альтернативой являются LED от производителя Luminus.

Такие вещи значительно превосходят светодиоды с китайских фонариков.

Какие светодиоды Cree в фонариках устанавливаются наиболее часто?

Модели носят название состоящие из трёх четырёх символов, разделённых дефисом. Так диоды Cree XR-E, XR-G, XM-L, XP-E. Модели XP-E2, G2 чаще всего используются для небольших фонариков, а XM-L и L2 – очень универсальные.

Их используют, начиная от т.н. EDC фонарей (для повседневного ношения) – это маленькие фонари размером меньше ладони, до серьёзных поисковых фонарей большого размера.

Давайте рассмотрим характеристики мощных 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
Световой поток, Лм	280	320	145	100
Угол свечения, °	125	125	115	90
Индекс цветопередачи, Ra	80-90	70-90	80-90	70-90

Главная характеристика светодиодов для фонарей – это световой поток. От неё зависит яркость вашего фонаря и количество света, которое может дать источник. Разные светодиоды, потребляя одинаковое количество энергии, могут существенно отличаться по яркости.

Рассмотрим характеристики светодиодов в больших фонариках, прожекторного типа:

Название
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
Световой поток, Лм	440	510	1250	2000...2500
Угол свечения, °	115	120	100	90
Индекс цветопередачи, Ra		70-90	80-90	80-90

Продавцы часто указывают не полное название диода, его типа и характеристики, а сокращенную, несколько иную цифробуквенную маркировку:

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

Фонарь может так и называться, «Фонарь EDC T6», информации в такой краткости более чем достаточно.

Ремонт фонариков

К сожалению цена таких фонариков довольно большая, как и самих диодов. И не всегда есть возможность приобрести новый фонарь, в случае поломки. Давайте разберемся как поменять светодиод в фонарике.

Для ремонта фонарика необходим минимальный набор инструментов:

• Паяльник;
• флюс;
• припой;
• отвёртка;
• мультиметр.

Чтобы добраться до источника света нужно отвинтить головную часть фонаря, она обычно закреплена на резьбовом соединении.

В режиме проверки диодов или измерения сопротивления проверьте исправность светодиода. Для этого прикоснитесь щупами черным и красным к выводам светодиода, сначала в одном положении, а затем поменяйте местами красный и черный.

Если диод исправен – то в одном из положений будет низкое сопротивление, а в другом – высокое. Таким образом вы определяете, что диод исправен и проводит ток только в одном направлении. Во время проверки диод может излучать слабый свет.

В противном случае в обеих положениях будет короткое замыкание или высокое сопротивление (обрыв). Тогда нужна замена диода в фонаре.

Теперь нужно выпаять светодиод из фонаря и, соблюдая полярность, впаять новый. Будьте внимательны при выборе светодиода, учтите его потребление тока и напряжение, на которое тот рассчитан.

Если вы будете пренебрегать этими параметрами – в лучшем случае фонарик будет быстро садиться, в худшем – драйвер выйдет из строя.

Драйвер – это устройства для питания светодиода стабилизированным током от разных источников. Промышленно изготавливаются драйвера для питания от сети 220 вольт, от автомобильной электросети – 12-14.7 вольт, от Li-ion аккумуляторов, например, типоразмера 18650. Драйвером оборудовано большинство мощных фонарей.

Увеличиваем мощность фонаря

Если вас не устраивает яркость вашего фонаря или вы разобрались как заменить светодиод в фонарике и захотели его модернизировать, прежде чем покупать сверхмощные модели изучите основные принципы работы LED и ограничения в их эксплуатации.

Диодные матрицы не любят перегрева – это главный постулат! А замена светодиода в фонарике на более мощный может привести к такой ситуации. Обратите внимание на модели, в которые устанавливаются более мощные диоды и сравните со своей, если они подобны по размерам и конструктиву – меняйте.

Если ваш фонарь меньше — потребуется дополнительное охлаждение. Подробнее о изготовлении радиаторов своими руками мы писали .

Если вы попытаетесь установить в миниатюрный фонарик-брелок такой гигант, как Сree MK-R, он у вас быстро выйдет из строя от перегрева и это будут зря потраченные средства. Незначительное повышение мощности (на пару ватт) допустимо без модернизации самого фонарика.

В остальном процесс замены марки светодиода в фонарике на более мощную – описан выше.

Фонари Police

LED фонарик Police с шокером

Такие фонари ярко светят и могут выступать в роли средства самообороны. Однако и в них случаются проблемы со светодиодами.

Как заменить светодиод в фонарике Police

Широкий модельный ряд очень трудно охватить в рамках одной статьи, но можно дать общие рекомендации по ремонту.

1. При ремонте фонаря с электрошокером будьте аккуратны, желательно используйте резиновые перчатки, чтобы избежать удара током.
2. Фонари с пылевлагозащитой собраны на большом количестве винтов. Они отличаются по длине, поэтому делайте пометки откуда вы выкрутили тот или иной винт.
3. Оптическая система фонарика Police позволяет регулировать диаметр светового пятна. При разборке на корпусе сделайте отметки в каком положении стояли детали перед снятием, иначе будет трудно поставить блок с линзой обратно.

Замена светодиода, блока преобразователя напряжения, драйвера, аккумулятора возможна с применением стандартного набора для пайки.

Какие светодиоды стоят в китайских фонариках?

Многие товары сейчас покупаются на aliexpress, где можно найти как оригинальную продукцию, так и китайские копии, которые не соответствуют заявленному описанию. Цена за такие приборы бывает сопоставимой с ценой на оригинал.

В фонарике, где заявлен светодиод Cree, его может на самом деле не быть, в лучшем случае будет стоять диод откровенно другого типа, в худшем такой, который внешне будет трудно отличим от оригинала.

Что это может за собой повлечь? Дешевые светодиоды выполняются в низкотехнологичных условиях и не выдают заявленной мощности. Имеют низкий КПД, от того у них усиленный нагрев корпуса и кристалла. Как уже было сказано, что перегрев – самый злой враг для Led приборов.

Так происходит потому, что при нагревании через полупроводник увеличивается ток, вследствие чего нагрев становится еще сильнее, мощности выделяется еще более, лавинообразно это приводит к пробою или обрыву светодиода.

Если постараться и потратить время на поиск информации, можно определить оригинальность продукции.

Сравните оригинал и подделку cree

LatticeBright – это китайский производитель светодиодов, который делает продукцию очень похожей на Cree, наверное это совпадение дизайнерской мысли (сарказм).

Сравнение китайской копии и оригинала Cree

На подложках эти клоны выглядят следующим образом. Можно заметить разнообразие форм подложек для светодиодов, производимое в китае.

Определение подделки по подложке для LED

Подделки изготавливаются довольно умело, многие продавцы не указывают об этом «бренде» в описании товара и о том, где произведены светодиоды для фонарей. Качество таких диодов не самое худшее среди китайского барахла, но и далеко от оригинала.

Установка светодиода вместо лампы накаливания

У многих в старых вещах пылятся коногонки или фонари на лампе накаливания и вы можете легко сделать его светодиодным. Для этого есть либо готовые решения, либо самодельные.

С помощью разбитой лампочки и светодиодов, если добавить немного смекалки и припоя, можно сделать отличную замену.

Железный бочонок в данном случае нужен для улучшения отвода тепла от LED. Далее нужно припаять все детали друг к другу и закрепить клеем.

При сборке будьте аккуратны – избегайте замыкания выводов, в этом поможет термоклей или термоусадочная трубка. Центральный контакт лампы нужно распаять – образуется отверстие. Продеть через него вывод резистора.

Дальше нужно припаять свободный вывод светодиода к цоколю, а резистора к центральному контакту. Для напряжения 12 вольт нужен резистор 500 Ом, а для напряжения в 5 В – 50-100 Ом, для питания от Li-ion 3.7В аккумулятора – 10-25Ом.

Как сделать из лампы накаливания светодиодную

Подобрать светодиод для фонарика гораздо сложнее чем его заменить. Нужно учитывать массу параметров: от яркости и угла рассеивания, до нагрева корпуса.

Кроме того, нельзя забывать об источнике питания для диодов. Если вы освоите все описанное выше – ваши приборы будут светить долго и качественно!