Про фонари светодиоды драйверы оптика что нужно знать

Это небольшой ликбез на тему сегодняшнего состояния отрасли портативного освещения.

Светодиоды

На сегодняшний день самой большой популярностью пользуются светодиоды фирмы Cree.

У них на сегодняшний день самое лучшее соотношение Лм/вт и при этом есть отличные нейтральные и теплые варианты, в том числе с высоким Cri Правда, что касается именно «теплого лампового света» и высоких Cri, тут не так давно на рынке появились диоды от японской фирмы Nichia, которые, по отзывам видевших как они светят людей, выдают просто чудесный свет(нейтральный/теплый, Cri >90), пригодный даже для постоянного использования дома. 

Конечно, пока что чем «теплее», тем ниже эффективность диода. Поэтому в основном в фонарях используются более холодные или нейтральные версии.

При этом даже холодный Cree в дешевом фонаре будет гораздо приятней на вид и гораздо, гораздо ярче чем ваша старая светодиодная лейка.

И так. Из всего многообразия в современных фонарях в 99% случаях стоят диоды Cree либо XP-G/XP-G2

либо XM-L/XM-l2

Те, что с приставкой 2 построены на новой технологии SC³ и выдают в среднем на 10-20% больше света, чем те, что без нее.

В частности, один XP-G2 может выдавать ~500 люмен при ~5 ваттах. Это эквивалент 50ваттной лампы накаливания

А один XM-L2 примерно тысячу при десяти. Это уже 75-80ваттная лампочка.

При этом размер XP-G2/Nichia всего 3.45x3.45 мм. а XM-L2 5x5мм. Честно, я когда первый раз увидел XP-G, жарящий на всю катушку, не поверил своим глазам. 

Драйверы

Всю эту мощь надо как то питать. Этим занимаются специальные LED драйверы, которые бывают линейные, импульсные, программируемые и еще куча других слов. Другими словами — DC-DC преобразователи с управлением по МК.

Например, на картинке выше — штучный экземпляр ручной работы, импульсный драйвер диаметром всего 17 мм, обеспечивающий постоянную яркость во время работы и с КПД около 95-97%. Разработка и сборка, кстати, Российско-Украинская ) 

В большинстве китайских, да и российских фонарей стоят обычные линейники, которые плавно гасят диод в зависимости от остаточного напряжения на батарейке. В фонарях посерьёзней драйвер «высасывает» из аккумулятора столько мощности сколько возможно для обеспечения постоянной яркости. Особо хитрые потом еще переходят в пониженные режимы, чтобы выключение не было сюрпризом.

Так же в драйверах могут быть реализованы такие фишки как

• СтробоскопSOS (один из признаков «китайчатины»)
• Контроль разряда батареи
• Контроль температуры
• moonlight (режим очень слабого свечения, которого хватает на несколько месяцев)
• Программирование режимов

и многое, многое другое.

На этом кадре из фильма Oblivion на винтовке видна оптика модуля с тремя светодиодами, в народе «трипла». Разработка конкретно этого светомодуля, между прочим, дело рук московской конторы Lux-RC (+ их партнеров из Oveready(отвечают за корпуса фонарей)). 

Фонарик в начале темы тоже спроектирован Lux-RC. Выдает 6000 люмен с 4х аккумуляторов, имеет активное охлаждение.

Оптика

Тут всё и сложнее и проще. Типичный угол свечения для светодиодов — 120 градусов. К тому же, источник свечения — квадрат со стороной 3.45 или 5 мм.

Собрать их в узкий пучок можно, например линзой. Но, линзованные фонари негерметичны, не дают практически никакой засветки и в линзах теряется очень большая часть света. Флешаголики не одобряют ) 

Поэтому, если хочется качества и дальнобойности, то вам прямая дорога к фонарям с глубоким рефлектором, например тот же Thrunite catapult V3, с которым Тёма поедет в свою следующую экспедицию.

Если надо что то для повседневных нужд, то это уже больше дело вкуса. Есть и мятые рефлекторы и TIR оптика, можно получить практически любой угол хотспота/засветки. 

Питание

Все серьезные фонари питаются литиевыми аккумуляторами формата 18650 (18мм диаметр, 65 мм длина). Они на сегодняшний день являются самыми технологически передовыми из всех. А так же не слишком сильно оттягивают карман

Например, Panasonic NCR18650B имеет на борту 3400mAh, Sanyo ZTA около 3000. Так же, начали появляться (те же Sanyo, Samsung, LG) аккумуляторы с максимальным напряжением заряда 4.35V вместо 4.2. Им нужны, соответственно, другие зарядники.

От одного 18650 хороший фонарь может выдавать 1000 нейтральных стабилизированных люмен в течение часа.

Так же:

Забыл сказать, что есть 18650 как с встроенной защитой от переразряда (маленькая платка на плюсовом контакте) так и без нее. Если в фонаре такая защита встроена, то нет необходимости переплачивать за protected версии. Ну и иногда защищенные 18650 не влезают в фонарь, так что лучше заранее этот момент прояснить.

Еще

Аккумуляторы формата 18650 используются в повербанках, от которых можно питать телефонпланшет по USB. Например, вот такой на 4 аккумулятора

Умеет выдавать 2A и в случае использования 4х панасоников на 3400 его общая емкость будет около 13500 mAh

Если вам роднее формат AA/AAA, то из Ni-MH аккумуляторов лучшими считаются Sanyo Eneloop. У них очень низкий саморазряд и приличная ёмкость. Не такая, конечно, как у литиевых, но для EDC/домашнего дежурного использования вполне подойдет.

С одного не литиевого AA лучшие фонари снимают порядка 280 люмен. Такой, например как SC52w от Zebralight

Существуют и литиевые аккумуляторы формата AA(14500) но они распространены меньше и пойдут только в те фонари, где это отдельно оговорено.

Охлаждение

Самый, пожалуй, сложный момент. Далеко не все производители задумываются о качественном теплоотводе для фонарей.

(фонарь FL33 на картинке выше — приятное, но довольно дорогое и эксклюзивное исключение) 

Сильный нагрев светодиода ведет к уменьшению светового потока и его постепенной деградации. Так же, это не самым приятным образом сказывается на электронной начинке. Это не сильно критично, если вы «жарите» диод не на полную и не очень долго. Но вообще не будет лишним почитать обзоры и отзывы на профильных форумах.

Модификации

Cреди флешаголиков очень распространено «допиливание» фонарей до необходимого им функционала, такое как:

• Замена светодиодов на более «теплые»/нейтральные, либо на диоды нового поколения
• Модификация охлаждения. От запихивания фольги внутрь «головы» до ручного изготовления медных (и иногда посеребренных!) теплоотводов специально под фонарь
• Заменамодификация электронной начинки