Андрей Смирнов
Время чтения: ~11 мин.
Просмотров: 0

Светодиоды на 6 вольт для фонарика

Как посчитать время работы фонарика от батареек или аккумуляторов

Время работы напрямую зависит от емкости аккумулятора. Для измерения точного времени, нужно знать силу тока, которую фонарь потребляет. В разных режимах это значение будет отличаться. Время свечения будет равняться емкости батареи, деленной на ток. Так, фонарь с емкостью 2200 мАч при слабом режиме работы в 0,2 А проработает 11 часов. В сильном режиме с током в 0,8 А фонарик будет функционировать чуть меньше трех часов.

Емкость батареи указывается в паспорте фонарика или на самом аккумуляторе. Потребляемый ток также указывается в паспорте или находится по маркировке светодиодной матрицы.

Типы фонариков по предназначению

К основным характеристикам светодиодов для фонариков относятся:

  • яркость;
  • интенсивность потока, которая зависит от оптической системы (диод, отражатель, система управления);
  • дальность (расстояние, на котором освещенность сохраняется на уровне 0,25 люкс);
  • время работы;
  • защита от внешних условий.

По назначению выделяются диодные фонари для военных, технического персонала и туристов.

Военные и специальные

Главное требование к военным и специальным диодным фонарям – прочность корпуса и влагозащищенность. К армейским фонарикам относятся тактические или охотничьи. Они закрепляются на ружье. Есть модели для краткоствольного и длинноствольного оружия. Используются для подсветки цели.

К специальному оборудованию относятся поисковые фонари. Они отличаются габаритными размерами, высоким уровнем яркости и прочностью. По типам выделяют недалеко светящие и дальнобойные. Первые имеют широкий угол луча, у вторых пучок света узкий. Питание происходит за счет аккумулятора. Используются спасателями, военными, егерями.

В специальные и военные фонари устанавливаются мощные диоды типа Cree. Могут использоваться фонарики с десятками диодов.

Для технического персонала

Фонари для персонала должны быть удобными, компактными и отличаться долгим временем работы. Такие устройства должны иметь аккумулятор большой емкости. Вес прибора не должен усложнять передвижение работника. Оптимальным вариантом будет фонарь на лоб. Дальность его освещения до 30 метров. Фонарики оснащаются функцией выбора оптимального режима свечения. Используются туристами, охотниками, автомобилистами, строителями.

Для отдыха и туризма

Туристические фонари должны быть устойчивыми к механическому воздействию и условиям окружающей среды. Питание подобные устройства получают от батарейки или аккумулятора. В туризме могут использоваться как специальные и военные фонари, так и обычные карманные устройства.

Существуют кемпинговые фонарики – они внешне похожи на керосиновую лампу. Дают широконаправленный свет. Удобны при подготовке к ночлегу.

Существует вид фонарей, используемых под водой. Они используются при дайвинге. Главное требование – полная водонепроницаемость и высокая яркость свечения. Управляются крупным рычагом или кнопкой. Фонари питаются от аккумулятора. Подводный фонарик нежелательно использовать на воздухе при максимальном свечении, так как они рассчитаны на охлаждение в воде.

5 крупнейших производителей

Переносной фонарик должен быть не только эргономичным, но и оснащенным надёжным светодиодным источником с высоким рабочим ресурсом без потери яркости. Чтобы не ошибиться с выбором, предпочтение следует отдавать производителям светодиодной продукции мирового уровня.

Подразделение японской компании Nichia долгое время удерживало лидирующие позиции в производстве светодиодов всех типов. Из-за высокой стоимости продукции и усиливающейся конкуренции со стороны Китая и Тайваня сегодня встретить их светодиоды в фонарях европейского рынка удается все реже. Однако, Nichia необходима миру, как двигатель прогресса. Ведь разработки японских компаний берут за основу их китайские и тайваньские коллеги.

Доклады научных работников вместе с новостями о развитии искусственного освещения свидетельствуют о продолжающейся здоровой конкуренции между крупными корпорациями. Положительные тенденции развития светодиодных технологий мы видим в постоянно обновляемом модельном ряде фонарей, удивляющих своим дальнобойным лучом, высокой степенью защиты, способностью зарядки от солнечной энергии и прочими ноу-хау.

Критерии выбора

Перед тем как выбрать светодиод в фонарь, нужно учесть следующие факторы:

  • назначение;
  • мощность ламп;
  • цветовая температура;
  • емкость аккумулятора;
  • оптическая система;
  • конструктивные особенности (устойчивость к механическому воздействию, защита от влаги и пыли, способ удержания в руках).

От этих параметров зависит качество работы фонаря.

Виды светодиодов

Фонари могут оснащаться совершенно разными диодами. В брелочных фонариках активно используются 5-миллимитровые сверхъяркие диоды.

В настоящее время практически во всех приборах используются диоды Cree разных серий. Рассмотрим, какие виды и типы светодиодов используются в фонариках:

  • XP-E XP-E2 – предназначены для брелочных и мелких изделий;
  • XP-G, XP-G2 – используются в небольших фонарях;
  • XM-L и XM-L2 – подходят для использования в крупных мощных моделях.

Диоды с маркировкой 2 выдают яркость на 10-20% больше.

Какие диоды устанавливают в мощных фонариках

Как уже отмечалось, для мощных фонариков подходят светодиоды Cree серии XM-L и XM-L2. Также используются диоды серий MK-R, MT-G2 (для прожекторных моделей), XP-G2, XR-E. В фонарях большой мощности набирают популярность самые яркие диоды Luminus SST.

Диоды серий XM, XP, XR имеют угол свечения от 90 до 120 градусов. Они работают при температурах менее 85 градусов. Максимальный световой поток – 280 Лм, индекс цветопередачи от 70 до 90 Ra. Для питания требуется ток 700 мА (XM) или 350 (XP, XR). Мощность таких приборов не превышает 2 Вт.

Самые мощные светодиоды для прожекторов требуют большей силы тока – до 13000 мА. Их мощность достигает 40 Вт. Наибольший поток света достигает 2500 Лм.

Цветовая температура

Виды диодов для фонарей могут иметь разную цветовую температуру. Оптимальное значение подбирается индивидуально. Известные фирмы-производители выпускают одну модель с различными цветовыми решениями.

Цветовые характеристики светодиодов для фонариков:

  1. Warm White – теплые оттенки. Практически не искажают природные цвета, стоят дороже.
  2. Neutral White – нейтральные. Оптимальны в быту.
  3. Cool White – холодные. Используются в дешевых фонариках, искажают естественные цвета. Могут использоваться в поисковых фонарях, так как дают высокую яркость.

В фонарях цветовая температура диодов не является основным параметром, но на нее стоит обратить внимание. Холодные цвета заставляют человека быть более сфокусированным, поэтому устанавливаются в специальном оборудовании

Теплые оттенки подходят для подсветки.

Аккумуляторы

Элементы питания различаются по принципу получения энергии. Наиболее популярными аккумуляторами являются:

  • литий-ионный;
  • никель-металлогидридный;
  • никель-кадвиевый;
  • литий-полимерный.

В карманных фонариках может использоваться обычная пальчиковая батарейка. В профессиональное оборудование устанавливаются аккумуляторы.

Лучшими считаются литий-ионные аккумуляторы. Они дают большую емкость при малых размерах, высокую токоотдачу, в них отсутствует эффект памяти. Но такие аккумуляторы быстро разряжаются при отрицательных температурах.

В качественных светодиодных фонарях используются аккумуляторы типоразмера 18650. У них высокий срок службы, хорошая степень надежности и безопасности.

Поисковые фонари имеют два сменных аккумулятора 26650 и 18650. Выходное напряжение – 3,7 Вольт. Выпускаются многими изготовителями, есть модели с различной емкостью, временем заряда и разряда. Также подобные аккумуляторы используются в ноутбуках.

Более мощные аккумуляторные фонари могут быть оснащены батареей типа D. Она имеет емкость 10000 мАч и напряжение 1,2 В.

Отражатель и оптическая система

От линзы и отражателя зависит размер и форма светового пятна. Существуют модели фонарей, в которых регулируется возможность перемещения линзы и, соответственно, фокусировка луча. Это удобно при выполнении различных задач – например, для перемещения в темноте требуется освещение широкого пространства, а при поиске нужен узкий пучок света, направленный в одну точку.

Критерии выбора

Перед тем как выбрать светодиод в фонарь, нужно учесть следующие факторы:

  • назначение;
  • мощность ламп;
  • цветовая температура;
  • емкость аккумулятора;
  • оптическая система;
  • конструктивные особенности (устойчивость к механическому воздействию, защита от влаги и пыли, способ удержания в руках).

От этих параметров зависит качество работы фонаря.

Виды светодиодов

Фонари могут оснащаться совершенно разными диодами. В брелочных фонариках активно используются 5-миллимитровые сверхъяркие диоды.

В настоящее время практически во всех приборах используются диоды Cree разных серий. Рассмотрим, какие  виды и типы светодиодов используются в фонариках:

  • XP-E XP-E2 – предназначены для брелочных и мелких изделий;
  • XP-G, XP-G2 – используются в небольших фонарях;
  • XM-L и XM-L2 – подходят для использования в крупных мощных моделях.

Диоды с маркировкой 2 выдают яркость на 10-20% больше.

Какие диоды устанавливают в мощных фонариках

Как уже отмечалось, для мощных фонариков подходят светодиоды Cree серии XM-L и XM-L2. Также используются диоды серий MK-R, MT-G2 (для прожекторных моделей), XP-G2, XR-E. В фонарях большой мощности набирают популярность самые яркие диоды Luminus SST.

Диоды серий XM, XP, XR имеют угол свечения от 90 до 120 градусов. Они работают при температурах менее 85 градусов. Максимальный световой поток – 280 Лм, индекс цветопередачи от 70 до 90 Ra. Для питания требуется ток 700 мА (XM) или 350 (XP, XR). Мощность таких приборов не превышает 2 Вт.

Самые мощные светодиоды для прожекторов требуют большей силы тока – до 13000 мА. Их мощность достигает 40 Вт. Наибольший поток света достигает 2500 Лм.

Цветовая температура

Виды диодов для фонарей могут иметь разную цветовую температуру. Оптимальное значение подбирается индивидуально. Известные фирмы-производители выпускают одну модель с различными цветовыми решениями.

Цветовые характеристики светодиодов для фонариков:

  1. Warm White – теплые оттенки. Практически не искажают природные цвета, стоят дороже.
  2. Neutral White – нейтральные. Оптимальны в быту.
  3. Cool White – холодные. Используются в дешевых фонариках, искажают естественные цвета. Могут использоваться в поисковых фонарях, так как дают высокую яркость.

В фонарях цветовая температура диодов не является основным параметром, но на нее стоит обратить внимание. Холодные цвета заставляют человека быть более сфокусированным, поэтому устанавливаются в специальном оборудовании

Теплые оттенки подходят для подсветки.

Аккумуляторы

Элементы питания различаются по принципу получения энергии. Наиболее популярными аккумуляторами являются:

  • литий-ионный;
  • никель-металлогидридный;
  • никель-кадвиевый;
  • литий-полимерный.

В карманных фонариках может использоваться обычная пальчиковая батарейка. В профессиональное оборудование устанавливаются аккумуляторы.

Лучшими считаются литий-ионные аккумуляторы. Они дают большую емкость при малых размерах, высокую токоотдачу, в них отсутствует эффект памяти. Но такие аккумуляторы быстро разряжаются при отрицательных температурах.

В качественных светодиодных фонарях используются аккумуляторы типоразмера 18650. У них высокий срок службы, хорошая степень надежности и безопасности.

Поисковые фонари имеют два сменных аккумулятора 26650 и 18650. Выходное напряжение – 3,7 Вольт. Выпускаются многими изготовителями, есть модели с различной емкостью, временем заряда и разряда. Также подобные аккумуляторы используются в ноутбуках.

Более мощные аккумуляторные фонари могут быть оснащены батареей типа D. Она имеет емкость 10000 мАч и напряжение 1,2 В.

Отражатель и оптическая система

От линзы и отражателя зависит размер и форма светового пятна. Существуют модели фонарей, в которых регулируется возможность перемещения линзы и, соответственно, фокусировка луча. Это удобно при выполнении различных задач – например, для перемещения в темноте требуется освещение широкого пространства, а при поиске нужен узкий пучок света, направленный в одну точку.

Как переделать обыкновенный фонарик в светодиодный

Мощные фонари стоят довольно дорого. Их цена варьируется от 20 до 500 долларов. Своими руками в домашних условиях можно переделать обычный фонарь с надежным корпусом в мощное устройство на диодах.

Для работы потребуются:

  • надежный корпус от предыдущего фонарика;
  • светодиоды – выбираются в зависимости от нужных характеристик;
  • драйверы для диодов;
  • батарея;
  • зарядное устройство для аккумулятора;
  • кнопка включения-выключения;
  • радиатор.

При использовании мощных светодиодов в фонаре потребуется монтажная плата с алюминиевой подложкой. Для фонарика лучше подобрать диод, рассчитанный на напряжение до 5 вольт, с компактными размерами. Для защиты батареи и подзарядки можно взять плату TP4056. Все составляющие помещаются в корпус устройства.

Если будет создаваться мощный фонарь, можно приобрести диод Luminus SST-90-WW Star. Он компактный, дает большой световой поток. Устанавливаться светодиод должен в массивный корпус с качественным радиатором и драйвером питания.

Мощные светодиодные фонари

К мощным фонарям относятся изделия различного вида – от маленьких карманных до больших поисковых. Такие приборы используются в сложных условиях, где лучше всего подойдет самый яркий поток света на протяжении длительного времени.

Основные разновидности мощных фонарей:

  1. Прожекторы. Такие приборы могут освещать объекты на большом удалении свыше 500 м, луч света широкий. Эффективны на ближней и средней дистанции. Обычно их используют для активного отдыха или охоты.
  2. Дальнобойные фонари. Луч узконаправленный, дальность действия достигает 1,5 км. Свет концентрируется в одной точке, создавая яркое пятно. Применяются в поисковых работах, в шахтах.

Какие требования предъявляются к мощным фонарикам:

  • удароустойчивость;
  • влагостойкость;
  • эффективный отвод тепла;
  • большая емкость аккумулятора;
  • возможность регулирования угла рассеяния;
  • надежность конструкции.

Схема номер 1

В качестве источника питания выбрал конечно литиевый аккумулятор SAMSUNG 18650 2600ma/h.

Для контроллера разряда аккумулятора применил специализированный контроллер, который стоит в АКБ мобильных телефонов — микросхему DW01-P с ключом на полевом транзисторе.

Задача стояла всё это хозяйство утолкать без переделки корпуса фонаря, так как свободного места оказалось очень мало, а точнее вообще не оказалось, кроме как внутри резьбовой гайки, крепящей родную диодную матрицу в корпусе. Всё это дело поместил на двух печатных платах: на первой сам контроллер разряда АКБ, на второй драйвер светоизлучающего диода. Светодиод припаян к алюминиевой подложке и прижимается к корпусу фонаря все той же резьбовой гайкой. В виду того, что гайка имеет непосредственный тепловой контакт с подложкой светодиода и корпусом фонаря, который также из алюминия, мы получили превосходный радиатор.

Платы между собой спаяны шпильками, для жесткости, на плате контроллера разряда имеется контактная пружина под минус аккумулятора.

Выключатель питания, как и всё остальное, остался не тронутым. Для зарядки аккумулятора его необходимо извлечь из корпуса фонаря. Плата драйвера светодиода на одностороннем текстолите, плата контроллера разряда двусторонняя. На второй стороне контактная пружина, соединение обоих сторон через пропаянную сквозную шпильку. Вот что в результате вышло:

Но на этом дело не закончилось, позже решил разобрать временно свой фонарик. Причина — кривая работа контроллера разряда аккумулятора. Оказался дохлым элемент DW01-P, собственно это и следовало ожидать, так как взят он был из раздутого аккума. Всёже очень хотелось организовать контроль разряда и заряда, и отключение нагрузки при переходе ниже допустимого уровня.

Очередной донор был выковырян из аккумулятора — какого-то SIEMENS, купленного по спекулятивной цене аж 5 гривен, и имел вид примерно такой же как на фото. Пришлось конечно проверить режимы на минимальных и максимальных предельных напряжениях. Он показал свою устойчивую и четкую работу защиты при КЗ. Так как мой аккумулятор не имеет своего контроллера, пришлось его прицепить поверх его корпуса, благо он очень мал и имеет малую толщину. Это дало возможность выкинуть первую плату контроллера в мусорное ведро и немного освободить места под аккумулятором, что дало скрутить части фонарика до упора — теперь все стало как влитое. Доделка платы драйвера не особенная, только в дополнении площадки под пружину для аккумулятора и всё. Если изначально приобрести аккумулятор со встроенным контроллером, то задача переделки сводится вообще к минимуму. 

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Максим Иванов
Наш эксперт
Написано статей
129
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации