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	<150	<85	<85	<85
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	Cree MT-G2	Сree MK-R	Luminus SST-50	Luminus SBT-90
Фото
U, В	5,7; 8,55; 34,2;	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	<85	<150	<85	<85
Световой поток , Лм	440	510	1250	2000…2500
Угол свечения, °	115	120	100	90
Индекс цветопередачи, Ra	<70	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.

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.

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 здесь.

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.

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.

Важно! Диоды большой мощности не советуется устанавливать в фонарик-брелок. Он быстро перегреется и выйдет из строя.

Какой светодиод самый яркий и мощный для фонарика

Пытаясь подобрать светодиод для фонарика с повышенными характеристиками яркости, стоит знать, что такие параметры не обеспечивают высокую дальнобойность. Однако прирост данных характеристик положительно отразится на показателе.

Рис.4 – конструкция самого яркого светодиода.

Главную роль всегда играет светодиод в связке с оптикой. Устройство с показателем 500 Люмен иногда светит дальше, чем фонарик с 5000 Лм. Если требуется самый яркий и одновременно дальнобойный фонарь, стоит акцентировать внимание на устройствах, которые собраны на основе светодиода XHP70, выдающего 6000 Люмен.

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.

Читайте также  Как можно расположить светильники на натяжном потолке

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.

Фонари Police

Они зарекомендовали себя на протяжении многих лет и с каждой новой моделью этих фонарей спрос не утихает. Новинкой на отечественном рынке стала модель с электрошокером.

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.

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.

Читайте также  Освещение в гараже своими руками

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.

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.