Расстановка приоритетов

Первым делом следует обозначить назначение фонарика. Вряд ли возможно выделить универсальное устройство, одинаково эффективное в любых условиях. В конце концов, маленький карманный фонарик никогда не сравнится с мощным стационарным оборудованием, а самодельные приборы далеко не всегда превосходят уже готовые (даже китайского производства), и дело не только в том, как был подобран светодиод.

Мощные светодиоды, характеристики — LED Свет

Условно все светодиоды можно разделить на две большие группы:

Осветительные это те, которые могут обеспечить световой поток не меньше, чем у традиционных источников света. Некоторые модели даже их превосходят.
К ним можно отнести 4 популярных вида:

К индикаторным относится dip светодиоды. Рассмотрим сперва их.

Сокращение DIP расшифровывается как Direct In-line Package. Именно их в первую очередь начали массово выпускать в недалеком прошлом.

Трудно представить, но первые неказистые экземпляры для рядовых пользователей стоили от 200$ за штуку.

На сегодняшний день они уже не так распространены, но все же применяются:

• в панелях электронных приборов

По форме корпуса они могут быть круглыми, овальными или прямоугольными. Самые популярные типоразмеры с выпуклыми линзами – 3,5,8,10мм.

Напряжение питания 2,5-5В, при токе до 25мА.

Бывают разноцветными и многоцветными (RGB). Это когда в одном корпусе спрятано 3 перехода, а внизу есть 4 вывода.

В электрических схемах все светодиоды обозначаются как обычный диод с двумя стрелочками.

Несмотря на малые размеры и свою “древность”, отдельные модели из-за специфической формы корпуса, могут выдать в 1,5-2 раза больше яркости, чем некоторые SMD.

К тому же потребление энергии у DIP меньше чем SMD, да и стоят они дешевле. Однако SMD технология не стоит на месте и с каждым годом их параметры стремительно сближаются.

Вот таблицы с основными техническими характеристиками (сила света, рабочее напряжение, сила тока, угол свечения, цена) для индикаторных светодиодов DIP разных типоразмеров.

А также расшифровка маркировки их названий и обозначений (для просмотра нажмите на соответствующую вкладку):

Данный вид на сегодня является самым популярным. SMD расшифровывается с английского = Surface-Mount-Device.

В своей конструкции они имеют полупроводниковый чип или кристалл, установленный на подложку. Снизу расположены контакты для подключения.

Каждый такой светодиод закрывается в корпусе, который напрямую можно припаивать к любой поверхности. Поэтому то их и называют ”изделиями поверхностного монтажа”.

Несмотря на одинаковое название “СМД”, в продаже можно встретить модели обладающие абсолютно разными:

О популярности данного типа могут говорить следующие цифры. Общее количество производимых светодиодов SMD, только в одном корпусе 2835, за год составляет несколько миллиардов штук.

Почему они так популярны? Конечно из-за своих достоинств:

• продолжительный срок службы

• ну а самое главное – высокая светоотдача

Именно SMD вид используется в большинстве светодиодных лампочек и светильников.

Таблицы всех технических характеристик наиболее популярных марок светодиодов марки SMD 2835, 3528, 5050, 5730:

COB – Chip On Board. У этого вида большое количество маленьких кристаллов размещено на единой подложке и все это собрано в одном корпусе.

Схема соединения этих кристаллов – последовательно параллельная. Сверху они заливаются люминофором.

По-другому их называют светодиодными матрицами. Их достоинства:

• разнообразная форма сборки светодиодов

Все эти преимущества очень кстати подошли для изготовления ярких и компактных прожекторов. Также КОБы активно применяют там, где нужна акцентированная и декоративная подсветка.

Однако из-за близости расположения кристаллов друг к другу, происходит сильный нагрев корпуса, даже если вы и обеспечите нормальное охлаждение. Поэтому если вам нужна качественная фокусировка, придется использовать силиконовую оптику.
Она стойка не только к высоким температурам, но самое главное выдерживает без последствий огромное количество циклов нагрев-остывание.

На абы какую поверхность COM матрицы ставить нельзя. Ее необходимо предварительно подготовить.

В противном случае, от перепадов температур, подложка деформируется, что еще больше повысит температуру светодиода и приведет к его повреждению.

Кстати, это основная причина выхода из строя светодиодных прожекторов. 

Приблизительно на один светодиодный ватт в режиме 100Лм/Вт нужно 20см2 площади радиатора.

По норме от 6 до 10Вт может пассивно принять воздух, в то время как теплопроводность алюминия 200-300 Вт/(м*К).

Есть у COB светодиодов и другие недостатки:

• светоотдача и срок службы меньше чем у SMD видов

Поэтому на сегодня, для решения именно энергоэффективных задач в освещении, КОБ модели не совсем подходят. Это будет экономически не целесообразным.

Таблицы технических характеристик COB светодиодов:

И матриц:

Филаментные модели представляют из себя стеклянную полоску с наклеенными поверх нее светодиодами. С двух концов полоски металлизируются.

Через них подается питание. Если здесь применить различные кристаллы, то можно добиться достаточно высокого CRI.

Люминофор наносится сверху. При этом вся конструкция помещена в стеклянную колбу, как в обычной лампочке.

Однако для всей этой конструкции, как и в любом ярком светодиоде требуется охлаждение.

По простому можно сказать, что филаментная лампочка – это КОБ светодиод, который поместили в газовую среду. Достоинства филаментных моделей:

• можно легко изготавливать привычные нам всем модели лампочек классического вида (груша, свеча, шарик). При этом начинка у них будет модернизированная.

• одинаковое светораспределение как и у ламп накаливания

Именно поэтому их применяют как альтернативная замена обычным лампочкам в светильниках и люстрах.

Однако свечение такой лампы все же сопровождается высоким нагревом. Вследствие чего, наблюдается постепенная деградация диодов, и как итог – их непродолжительный срок службы.

Таблица сравнения филаментных моделей и других видов ламп и источников света:

Если исходить из занимаемой площади, то эти светодиоды занимают первое место по величине светового потока.

Данный светодиод состоит из одного единственного кристалла, имеющего большую площадь (относительно моделей SMD).

Однако по большому счету, это тот же самый SMD вид. Он напаивается к подложке из алюминия, напоминающую по форме звезду.

Если у вас очень мощный источник света, а не множество кристаллов, то и фокусировка его упрощается. Поэтому из таких типов светодиодов PCB Star и начали массово делать яркие мощные прожекторы и не менее яркие ручные фонарики.

Таблицы всех технических характеристик светодиодов “звезда”:

Из всех представленных видов на сегодняшний день, SMD модели являются самыми универсальными. Из них делают множество световой продукции:

• Led светильники равномерной засветки

При этом производители добиваются вполне оптимальных решений по цене и светоотдаче.

Источник:

Этапы сборки фонарика на ярком светодиоде

Наиболее эффективными считаются самодельные фонарики на сверхъярких светодиодах. Они отличаются надежностью, удобством и невысокими требованиями к питанию. Чтобы самодельный фонарик работал долго, рекомендуем соблюдать этапы сборки.

Самодельный фонарик.

Чертеж и схема

Обычные схемы фонарей с лампами энергозатратны и неудобны. Они не способны обеспечить нужный световой поток и не обладают большим ресурсом. Избавиться от недостатков помогут схемы для диодных источников освещения.

При разработке схемы фонарика со сверхярким светодиодом учитывайте, что он запитывается двумя батарейками типа АА или аккумуляторами. Лучше всего подойдет светодиод DFL-OSPW5111Р с высокой яркостью света, белым оттенком и рабочим током 80 мА.

Для стабилизации напряжения и предотвращения мерцаний в схему встраивают готовую микросхему ADP1110, способную функционировать от батареек с напряжением 2-12 В.Она имеет три вывода напряжения: 12 В, 5,5 В, 3,3 В.

Схема самодельного сверхъяркого фонарика со стабилизатором напряжения.

От батареек или аккумуляторов ток поступает на конденсатор большой емкости и обкладки чипа ADP1110. В качестве источников питания можно использовать батарейки «таблетки».

Ограничение пульсаций обеспечивает катушка индуктивности и диод Шотки. Диод создает барьерный эффект на переходе от металла к проводнику. Прямое сопротивление в данном случае очень мало, что увеличивает быстродействие.

Подбор инструментов и материала

Инструменты для создания самодельного фонарика.

Чтобы самостоятельно сделать фонарь со светодиодными источниками, потребуются:

• Батарейки. Это могут быть плоские «таблетки», блоки типа АА или иные источники питания.
• «Карман» для установки батарей. При работе с «таблетками» лучше всего подойдет «карман», демонтированный со старой материнской платы компьютера.
• Яркие светодиоды. Количество и размер будут зависеть от конкретных требований.
• Линзы для светодиода, для рассеивание света или фокусировки в один луч.
• Корпус фонарика. Это может быть пластиковый контейнер, старый шприц или любой другой предмет, соответствующий технике безопасности.
• Переключатель, с помощью которого на диод будет подаваться напряжение включения.
• Стабилизатор напряжения. Это может быть готовый модуль из других электроприборов или комплект деталей для самостоятельной сборки.
• Клей. В качестве скрепляющего состава можно использовать жидкие гвозди, эпоксидную смолу или стандартный суперклей.
• Провода для соединения элементов конструкции в схему. Лучше подбирать медные кабели с лучшими показателями проводимости.
• Нож или ножницы для резки проводов.

Сборка самодельного фонарика предполагает работу с электрическими схемами, потребуется паяльник и припой.

Китайский паяльник с зарядкой от usb.

Сборка фонарика

Этапы сборки:

1. Из старой материнской платы компьютера необходимо извлечь карман батарейки, паяльником аккуратно отсоединяя все контакты от микросхемы. Слишком большое усилие может привести к повреждению контактов и сложностям при сборке конструкции. При выборе других источников питания карман для установки должен быть демонтирован с соответствующих приборов.

2. Кнопку включения припаять к плюсовому контакту кармана. Для соединения используются медные провода.
3. Ножка светодиода также припаивается ко второму контакту переключателя.
4. Вторая ножка светодиода соединяется с минусовым полюсом кармана.

Собранная электрическая цепь прибора.

В итоге получим электрическую цепь, которая будет замыкаться при нажатии на кнопку переключателя. Для проверки работоспособности схемы вставить батарейку в карман и нажать на выключатель. Светодиод должен загореться.

Чтобы цепь была достаточно прочной, рекомендуется места соединений залить горячим клеем. Теперь нужно собрать конструкцию, поместив все элементы в корпус и закрепив на положенных местах. Корпус может представлять собой оболочку старого фонарика или пластиковый контейнер. Собранный подобным образом светильник не занимает много места и отлично справляется со своими задачами.

Корпус самодельного фонарика.

Для равномерности свечения без пульсаций потребуется интегрировать в цепь стабилизатор напряжения. Лучше использовать готовые микросхемы, последовательно подключая к ним соответствующие провода от источника питания и диодов. Иногда для стабилизации достаточно установить дополнительный резистор или конденсатор.

Габариты

Определиться с размерами фонаря необходимо в 2-х случаях: чтобы иметь возможность носить его с собой (в кармане, сумке и т.д.), и чтобы правильно рассчитать корпус при собственноручном составлении схемы.

Габариты также нужно знать при подборе аксессуаров. Налобный фонарь носят на специальной ленте, а походный – на клипсе или в матерчатом чехле (на поясе).

Параметры светового потока

Зачастую, требуется именно самый яркий фонарь, но не всегда большое количество люменов полностью определяют этот показатель. Не менее важная роль отводится углу рассеивания освещения. С освещением небольшой области может справиться и простой брелок-фонарик со светодиодом или любой карманный вариант. Чем уже луч – тем дальше может светить прибор, например, налобный фонарик для походов.

Важно: Линза может в корне изменить характеристики устройства. Схема работы фокусируемых фонарей довольно проста: положение линзы регулирует ширину и наклон луча по мере своего приближения/отдаления от светодиода.
Подбор самого светодиода

Именно источник света определяет большинство показателей фонарика (насколько он яркий). На работу устройства влияет не только сам светодиод, но также величина его рабочего тока. Силу тока нужно учитывать, чтобы ненароком не спалить девайс, ведь ремонт фонаря не всегда к месту. Светодиод и их цепочки могут по-разному группироваться, чтобы увеличить дальность или площадь охвата (самый большой обычно располагается ближе к центру).

Работа в автономном режиме

Длительность работы – весьма относительная величина. Она обусловлена не только выбором аккумулятора, но и режимом фонарика, за который отвечает светодиод. Как для самодельных устройств, так и для готовых, можно вмонтировать таймер для экономии энергии. Автономный режим может исчисляться часами (карманный и налобный фонарики) и даже сутками (аварийные и поисковые), на этот промежуток влияют преимущественно основные характеристики.

Виды элементов питания

Аккумуляторы различаются в зависимости от принципа получения энергии, среди наиболее популярных типов можно выделить такие:

• литиевые (Li-Ion);
• никель-металлогидридные (NiMH);
• никель-кадмиевый  (NiCd);
• свинцово-кислотные;
• литий-полимерные (Li‑pol);
• никель-цинковые (NiZn).

Маленький фонарик (карманный или налобный) может работать и на обычных пальчиковых батарейках, в других случаях тип аккумулятора лучше подбирать исходя из общих требований, чтобы ремонт или замена батареи не стала нерешаемой задачей.

Сердце фонаря: светодиоды

Просматривая характеристики различных фонариков, вы наверняка не раз встречали сокращения вроде «SSC P7», «Cree XP-E», «XP-G R4» или «XM-L T6 3C». Все они обозначают тип примененного в данной конструкции светодиода – наиболее распространенного в настоящее время источника светового потока.

Не все производители указывают его в описаниях, и мало кто приводит полную информацию о диоде. С другой стороны, на современном рынке наблюдается сильная конкуренция, и тенденция к повышению информативности характеристик все-таки есть – производители стремятся завоевать доверие покупателя. Иногда, покупая определенную модель фонаря, можно даже выбрать диод из нескольких предлагаемых вариантов.

Почему же полезно разбираться в этих обозначениях? Хорошо, если вы покупаете фонарик в магазине и у вас есть возможность испробовать его в работе.

Но даже в этом случае вы не сможете получить полное представление о его возможностях: включив фонарь в помещении, вы не спрогнозируете, как он поведет себя в других условиях – в ночном лесу, в тумане или во время снегопада.

Читайте также  Трехцветный светодиод с четырьмя выводами

А если же вы собираетесь приобрести фонарик через интернет, то вам остается лишь полагаться на рекламные характеристики и пользовательские отзывы, которые тоже не всегда могут похвастать объективностью.

Итак, что же можно сделать, обладая информацией о типе примененного светодиода?

• Получить начальные представления о форме светового пятна. Да, эта характеристика зависит в первую очередь от оптической системы фонаря, но при одинаковом рефлекторе светодиод с меньшей излучающей поверхностью создаст более узкий и «дальнобойный» луч, а с большей – более широкий «заливной».

• Узнать цветовую температуру и оттенок светового потока. Эти характеристики очень сильно влияют на возможность эксплуатации фонаря в тех или иных условиях, а также на цветопередачу.

• Оценить соответствие указанной производителем мощности светового потока законам физики. К сожалению, некоторые компании грешат излишним оптимизмом в описаниях: если строчки «XP-G» и «200 Лм» в характеристиках еще совместимы, то «XM-L» и «2000 Лм» – уже нет.

Эффективность

Технологический процесс производства светодиодов (как и любых других полупроводниковых компонентов) характеризуется некоторым разбросом параметров готовой продукции. Поэтому после изготовления диоды сортируются по нескольким критериям и поступают в продажу с дополнительными обозначениями после названия модели.

Одним из важнейших критериев сортировки является эффективность, или удельная яркость. Для ее определения измеряется световой поток, излучаемый светодиодом при некоторой фиксированной силе тока. По этому параметру диод относят к одной из яркостных групп или бинов (luminosity bin), каждая из которых имеет собственное обозначение.

Ниже мы приведем показатели эффективности для наиболее распространенных светодиодов, но не забывайте, что реальный световой поток, создаваемый фонариком, будет ниже из-за потерь в оптической системе. Эти потери могут составлять от 10-20% у качественных фонарей с металлическим отражателем и стеклом с просветляющим покрытием до 40-50% у моделей с линзами и бюджетных фонариков с пластиковой оптикой.

Цветовая температура и цветопередача

При различных источниках света объекты выглядят совершенно по-разному. Поэтому далеко не последнюю роль играет так называемая цветовая температура. Указывается она либо в кельвинах, либо описательно: теплый (2000-3500 К), нейтральный (3500-5000 К) или холодный (5000-7500 К) белый цвет.

Индекс цветопередачи (CRI, color rendering index) – параметр, характеризующий уровень соответствия естественного цвета предмета видимому (кажущемуся) цвету этого предмета при освещении его данным источником света. Источник с идеальной цветопередачей обладает индексом 100, у реальных источников это значение, разумеется, ниже.

Существует довольно четкая зависимость – чем ниже эффективность диода (его яркостный бин), тем, как правило, ниже его цветовая температура и тем выше его индекс цветопередачи. Поэтому нельзя выбрать «лучший вообще» диод – все они обладают своими достоинствами и недостатками.

Оптимальная область применения для «холодных» светодиодов – это мощные поисковые фонари, где нужна максимальная яркость. Цветопередача здесь практически не имеет значения (типичное значение CRI для холодно-белых диодов – 60-70); более того, свет такого фонаря обеспечивает и высокую контрастность изображения. С другой стороны, под дождем или в тумане свет такого фонарика сильно отражается от капелек воды и слепит своего владельца.

«Теплые» диоды обеспечивают отличную цветопередачу (CRI составляет 80-90 единиц) и создают естественную объемную картинку. Однако низкая эффективность излучения ограничивает и решаемые с помощью фонаря задачи – лучше всего они подходят для ближнего света (фонарик для дома, например).

Нейтральные диоды – это «золотая середина». Приличная цветопередача (70-80 единиц) и хорошая эффективность позволяет им успешно работать как в EDC-фонариках, так и в достаточно мощных туристических моделях.

Отдельно отметим светодиоды с улучшенной цветопередачей (High CRI) с индексом выше 90 – такие значения достигаются особой структурой фосфорной маски, наносимой на поверхность кристалла. Эти диоды обладают невысокой эффективностью и относятся чаще всего к тепло-белым (изредка – к нейтральным).

Оттенок

Бытует мнение, что тепло-белые диоды отличаются уклоном в красно-желтую область, холодно-белые – в сине-зеленую, а нейтральные обеспечивают действительно белый цвет без примесей. Это верно лишь в первом приближении. Реальные светодиоды обладают еще и различными оттенками (tint), по которым их также сортируют после изготовления.

Объект при разном освещении: слева направо – солнечный свет, High-CRI-диод, три нейтрально-белых диода с разными оттенками

Американский национальный институт стандартов (ANSI) рекомендует производить эту сортировку по определенным областям на хроматической диаграмме. Производители светодиодов обычно следуют этим рекомендациям, хотя часто и разбивают эти области на более мелкие (для более точной цветовой классификации) или добавляют другие области, отсутствующие в стандарте.

Модели светодиодов

Вряд ли можно в одной статье описать все существующие в мире типы диодов. Но, к счастью, в подавляющем большинстве фонариков (по крайней мере, серийных брендовых) применяются излучатели всего нескольких фирм.

Показатель эффективности светодиодов, указанный в фирменной документации, измеряется при различных токах и рабочих температурах. Для того, чтобы вы могли напрямую сравнить различные диоды, мы приводим данные, пересчитанные к нескольким стандартным значениям силы тока (включая максимальную для диода) и температуре 25°С. Также указаны группы по цветовой температуре (T), возможные для того или иного яркостного бина: «W» для тепло-белых, «N» для нейтральных и «C» для холодно-белых диодов.

Cree

Светодиоды этой американской компании применяются процентах в 80 современных фонарей. Широкий ассортимент диодов, умеренная цена и достаточно высокое качество ожидаемо привели к их очень высокой популярности.

MC-E

Довольно старый, но еще встречающийся светодиод с четырьмя независимыми кристаллами на одной подложке. Максимальный ток через каждый кристалл – 700 мА, размеры корпуса – 7х7,5 мм. Этот диод применен, например, в фонаре Fenix TK40.

XR-E

Диод примечательного внешнего вида – с металлическим кольцом-отражателем вокруг линзы. Размеры корпуса – 7х9 мм, при этом сам кристалл – это квадрат со стороной менее 1 мм. Использовался во множестве фонариков Fenix , ZebraLight и других. Есть упрощенная версия этого диода – XR-C (меньший кристалл и максимальный ток всего 500 мА), но она широкого применения в фонарях не нашла.

XP-E

Уменьшенная версия XR-E – при таком же кристалле размеры корпуса составляют 3,45х3,45 мм. Электрические характеристики также почти не изменились, хотя появились экземпляры более высоких бинов (до R4). Очень популярный светодиод – почти у всех известных производителей есть в модельном ряду фонари с XP-E.

XP-C

Упрощенный вариант XP-E с меньшим кристаллом (но таким же корпусом) и максимальным током 500 мА. Недорогой, поэтому широко применяется в маломощных бюджетных фонарях, хотя и именитые производители (Streamlight, например) не пренебрегают этим диодом.

XP-G

Еще один исключительно популярный светодиод, встречающийся в продукции почти всех производителей фонарей. Размеры корпуса такие же, как и у всей серии XP – 3,45х3,45 мм. Зато кристалл заметно крупнее, чем у XP-E, что позволило повысить максимальный ток до 1500 мА и привело к увеличению угла луча.

XP-G2

Обновленный вариант XP-G, изготовленный, правда, по совсем другой технологии. При более низкой стоимости, чем у предшественника, обеспечивает в среднем на 15% больший световой поток и создает более узкий луч. Появился этот диод всего полгода назад, но он уже устанавливается в некоторые фонари компании Foursevens.

XM-L

Мощный (максимальный ток 3000 мА) светодиод с большим кристаллом. При этом обладает высокой эффективностью, поэтому он быстро получил широкую популярность – он применяется сейчас практически всеми производителями для создания мощных фонарей.

С цветовыми оттенками диодов Cree можно ознакомиться на хроматической диаграмме. Области, выделенные красным пунктиром – это рекомендуемые ANSI пределы сортировки. Как видите, каждая из них дополнительно разделена на четыре квадранта; кроме того, существуют оттенки и за пределами рекомендуемой области.

Luminus

Еще одна американская компания, производящая светодиоды высокой мощности. Световой поток может достигать 2700 люмен, что делает эти устройства прямыми конкурентами мощных HID-ламп.

SST-50

Крупный диод с небольшим (5 мм²) кристаллом и максимальным током 5000 мА. Габариты корпуса – 7,3х9 мм. Размеры кристалла не позволяют организовать надлежащий теплоотвод при пассивном охлаждении, поэтому реальный рабочий ток в фонарях обычно ниже. Этот диод применяется в продуктах компаний Olight, ThruNite, MagicShine и некоторых других.

SST-90

Светодиод с корпусом 10х11 мм и кристаллом площадью 9 мм². Максимальный ток – 9000 мА, что делает SST-90 самым мощным однокристальным диодом в мире. На его основе создан, например, знаменитый фонарь Olight SR90.

SBT-90

Диод состоит из такого же кристалла, как и в SST-90, но в отличие от последнего здесь установлена плоская линза вместо сферической. Эффективность у него ниже, но этот диод создает более узкий световой луч, поэтому «дальнобойность» у фонарей на его основе даже выше. SBT-90 выпускается только в «холодном» варианте.

Читайте также  Светодиоды принципы работы виды характеристики области применения

Как и Cree, Luminus использует уточненную и расширенную систему сортировки диодов по оттенкам.

Philips Lumileds

Это компания, входящая в концерн Philips, стала одной из первых освоивших выпуск мощных светодиодов для фонарей (серия Luxeon).

Luxeon Rebel

Размер корпуса этого светодиода – 3х4,5 мм, максимальный ток – 700 мА. Часто применяется в фонариках компании Maglite, также встречался в ранних моделях фирмы Fenix.

Luxeon C

Компактный (корпус 1,6х2 мм) вариант предыдущей модели, рассчитанный на меньший ток (500 мА). Линза плоская, в отличие от сферической у Rebel. Этот светодиод применяется в фонариках Maglite Solitaire LED и Mini LED 2AAA.

Оттенки диодов Luxeon обозначаются так же, как у Cree. Единственное отличие состоит в том, что области 5-8, рекомендуемые ANSI, разбиваются не на 16 участков, а на 4 квадранта, как и все остальные (они также маркируются буквами от A до D).

Режимы работы

Чем проще прибор – тем меньше режимов у него в арсенале. Самый простой яркий брелок-фонарик со светодиодом, карманный и налобный фонари, как правило, имеют не больше одного. Чем сложнее система – тем больше вероятность отказа одной из составляющих, т.е. тем чаще им требуется ремонт.

Классификация режимов:

• яркостные (минимальный-средний-максимальный);
• сигнальные (стробные);
• программируемые (настраиваются пользователем вручную).

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!

Источник

Подверженность влиянию внешних факторов

Сама схема и светодиод должны быть защищены от ударов, тряски, попадания пыли и грязи. Для более серьезных устройств лучше обеспечить влагостойкость. Это бывает достаточно сложно не только при самостоятельной сборке, но и после приобретения готовых моделей. Водостойкость лучше проверять заранее, особенно на фонариках китайского производства, чтобы иметь возможность вовремя осуществить ремонт.

Расположение креплений

Фонарик должен быть удобными в эксплуатации. Для этого нужно заранее продумать, как будет составлена схема — расположение кнопок, ответственных за то, как работает светодиод, вспомогательные линзы и рассеиватели. Важно иметь возможность отрегулировать крепление (налобный или вело-фонарь), плотность зажима и др.

Характеристики светодиодов для фонариков. Ремонт и увеличение мощности

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.

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:

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.

Обратите внимание

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.

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.

Читайте также:  Лампа для загара в домашних условиях: как выбрать (принцип действия)

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.

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.

Важно

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!

Оцените, пожалуйста, статью. Мы старались:) (11

Источник: https://SvetodiodInfo.ru/texnicheskie-momenty/xarakteristiki-svetodiodov-dlya-fonarikov.html