Проблема выбора светодиода стоит остро в связи с их широким ассортиментом и безграничным диапазоном цен. Технология производства и параметры LED ламп ускоряются очень быстро. Трудно угнаться за новинками, еще трудней разобраться в том, какой диод лучше, какой новее и что следует покупать в том или ином случае.

Безусловно, выбирать источник света следует исходя из потребностей. Если вы фанатик новинок и любите померяться длиной и шириной луча в компании единомышленников, естественно, вам необходимы последние суперяркие новинки. Для охотников, рыболовов, дайверов и прочих любителей активного времяпрепровождения важны яркость, фокусировка или рассеянность луча, его цветовой оттенок.

Расшифровка бин-кодов светодиодов

При производстве светодиодов им присваиваются бин-коды. На первый взгляд эта абракадабра не говорит ни о чем. Лишь зная классификацию, становится совершенно понятно, какой диод находится перед вами. Бин светодиода включает данные о конструкции корпуса, подгруппе цвета, оттенок цвета, код яркости. Имеются дополнительные цифры, относящиеся к внутреннему производственному коду, для пользователя они не имеют ценности.

Например:
XPGWHT-L1-1C0-R5 - это диод с корпусом XPG, цвет - WHT (белый), подгруппа L1- белый, 1C0 - оттенок по таблице ANSI, R5 - код яркости (139-148 люмен при 350 мА).

Cree XLAMP XR-E

Часто встречающийся, но довольно устаревший светодиод. Представляет собой небольшой кристалл с защитной стеклянной линзой, установленный на подложке, которая выполняет функцию теплоотвода и служит основой для контактов.

Мощность светового потока зависит от кода яркости и находится в диапазоне от Q2 (от 87,4 до 93,9 люмен) до R2 (от 114 до 122 люмен) притоке 350 мА. Как правило, диод такого класса используется в недорогих фонариках. Максимальная температура светоизлучающего кристалла до 150 °С, при работе с максимальным током не более 1 А и напряжении не более 3,9 В.

Выпускаются в цветовых оттенках:
теплый белый - 2700-3600°К;
нейтральный белый - 3700-5000°К;
холодный белый -5000-10000°К.

Cree XLAMP XP

• XPE. Эта серия пользуется особой популярностью за счет сочетания надежности конструкции, повышенным характеристикам светоотдачи и приемлемой стоимости. Внешне кристалл имеет большие размеры, чем предыдущие серии, рефлектор неглубокий. Максимальная температура 150 °C, сила тока 1 А, напряжение 3,4 В. Cree XPE имеет более широкую температурную шкалу цветов, в шкалу введен оттенок «Outdoor white» с диапазоном 4000-5300°К. Это более естественный холодный белый цвет. Яркостные бины: N4, P2, P3, P4, Q2, Q3, Q4, Q5, R2, R3, это 144-280 Лм. Световая отдача 19-34 лм/Вт.
• XPC. Эта серия является модификацией XP-E с силой тока 0,5 А и напряжением 3,5 В. Цветовые оттенки и мощность светового потока находится в том же диапазоне, что и у прототипа. Световая отдача выше (35-59 лм/Вт), соответственно можно говорить о явном преимуществе по этому параметру. XPE и XPC используются в малогабаритных ручных фонариках.
• XPG. Светодиод нового поколения, отличающийся сверхяркостью и эффективностью. Имеет сравнительно большую площадь кристалла, может выдерживать до 1,5 А. Световая отдача оставляет далеко позади предшественников и находится в диапазоне от 90 до 139 лм/Вт. Максимальный световой поток 346-534 Лм. Цветовой оттенок делится на 4 группы. Классификация яркостных бинов: Q4, Q5, R2, R3, R4, R5, S2, S3 - определяется при токе в 700 мА. Диоды этого класса используются для мощных ручных, спортивных фонарей. Для дальнобойных, суперярких фонарей следует использовать новейшую систему XP-G2, обладающую большей светоотдачей при стандартных характеристиках.

Cree XM-L

Очень мощный светодиод (10 Вт), использующийся в профессиональных фонарях и стационарных источниках освещения. Кристалл имеет размеры в 2,5 раза превосходящие XPG, что обеспечивает широкий пучок света. Если использовать неглубокий рефлектор, то получается большое заливное пятно от фонаря. Световой поток при токе в 3 А может достигать 900 Лм. Максимальный световой поток, зависящий от бина яркости - 1008 лм. Классификация яркостных бинов определяется при токе в 700 мА, используются: S6, T2-T6, U2, U3 (аналог Cree J-A5).

Какой диод выбрать?

Если вам важны световые характеристики, то на марку светодиода можно и не смотреть, так как она определяет лишь конструктивные особенности. Нет необходимости покупать мощный диод Cree XM-L для фонарика-брелока, здесь достаточно и XPE. Для мощных и надежных источников света лучше подойдут XP-G, XP-G2, XM-L, XM-L2.

Цветовая группа - это дело вкуса. Оптимальным вариантов является нейтральный или естественный белый. Исключение составляют профессионалы, которые используют светодиоды в своей оптике и им важен спектральный оттенок.

Мощность фонаря зависит от источника питания, а вот яркость непосредственно от бинов. При токе 350 мА наиболее яркими будут Q5 и R2, при токе 700 мА - T6, S3 или U2, U3. Выбирая яркостные бины, учитывайте, что некоторые из них, например, U, могут работать только в холодном спектре, поэтому для фонарей с мягким, теплым светом лучше подобрать что-то их кодировки T.

Делаем фонарик на светодиодах своими руками

Светодиодный фонарик с 3-х вольтовым конвертором для светодиода 0.3-1.5V 0.3-1.5 V LED FlashLight

Обычно, для работы синего или белого светодиода требуется 3 - 3,5v, данная схема позволяет запитать синий или белый светодиод низким напряжением от одной пальчиковой батарейки. Normally, if you want to light up a blue or white LED you need to provide it with 3 - 3.5 V, like from a 3 V lithium coin cell.

Детали:
Светодиод
Ферритовое кольцо (диаметром ~10 мм)
Провод для намотки (20 см)
Резистор на 1кОм
N-P-N транзистор
Батарейка




Параметры используемого трансформатора:
Обмотка, идущая на светодиод, имеет ~45 витков, намотанных проводом 0.25мм.
Обмотка, идущая на базу транзистора, имеет ~30 витков провода 0.1мм.
Базовый резистор в этом случае имеет сопротивление около 2К.
Вместо R1 желательно поставить подстроечный резистор, и добиться тока через диод ~22мА, при свежей батарейке измерить его сопротивление, заменив потом его постоянным резистором полученного номинала.

Собранная схема обязана работать сразу.
Возможны только 2 причины, по которым схема работать не будет.
1. перепутаны концы обмотки.
2. слишком мало витков базовой обмотки.
Генерация исчезает, при количестве витков <15.



Куски проводов сложить вместе и намотать на кольцо.
Соединить между собой два конца разных проводов.
Схему можно расположить внутри подходящего корпуса.
Внедрение такой схемы в фонарь, работающий от 3V существенно продлевает, продолжительность его работы от одного комплекта батареек.

Вариант исполнения фонаря от одной батарейки 1,5в.





Транзистор и сопротивление помещаются внутрь ферритового кольца



Белый светодиод работает от севшей батарейки ААА


Вариант модернизации «фонарик – ручка»


Возбуждение изображенного на схеме блокинг-генератора достигается трансформаторной связью на Т1. Импульсы напряжения, возникающие в правой (по схеме) обмотке складываются с напряжением источника питания и поступают на светодиод VD1. Конечно, можно было бы исключить конденсатор и резистор в цепи базы транзистора, но тогда возможен выход из строя VT1 и VD1 при использовании фирменных батарей с низким внутренним сопротивлением. Резистор задает режим работы транзистора, а конденсатор пропускает ВЧ составляющую.

В схеме использовался транзистор КТ315 (как самый дешевый, но можно и любой другой с граничной частотой от 200 МГц), сверхяркий светодиод. Для изготовления трансформатора потребуется кольцо из феррита (ориентировочный размер 10х6х3 и проницаемостью около 1000 HH). Диаметр проволоки около 0,2-0,3 мм. На кольцо наматываются две катушки по 20 витков в каждой.
Если нет кольца, то можно использовать аналогичный по объему и материалу цилиндр. Только придется мотать уже 60-100 витков для каждой из катушек.
Важный момент : мотать катушки нужно в разные стороны.

Фотографии фонарика:
выключатель находится в кнопке «авторучки», а серый металлический цилиндр проводит ток.










По типоразмеру батарейки делаем цилиндр.



Его можно изготовить из бумаги, или использовать отрезок любой жесткой трубки.
Проделываем отверстия по краям цилиндра, обматываем его залуженным проводом, пропускаем в отверстия концы проволоки. Фиксируем оба конца, но оставляем с одного из концов кусок проводника: чтобы можно было подсоединить преобразователь к спирали.
Кольцо из феррита не влезло бы в фонарь, поэтому использовался цилиндр из аналогичного материала.



Цилиндр из катушки индуктивности от старого телевизора.
Первая катушка - около 60 витков.
Потом вторая, мотается в обратную сторону опять 60 или около того. Витки скрепляются клеем.

Собираем преобразователь:




Все располагается внутри нашего корпуса: Распаиваем транзистор, конденсатор резистор, подпаиваем спираль на цилиндре, и катушку. Ток в обмотках катушки должен идти в разные стороны! То есть если вы мотали все обмотки в одну сторону, то поменяйте местами выводы одной из них, иначе генерация не возникнет.

Получилось следующее:


Все вставляем вовнутрь, а в качестве боковых заглушек и контактов используем гайки.
К одной из гаек подпаиваем выводы катушки, а к другой эмиттер VT1. Приклеиваем. маркируем выводы: там, где у нас будет вывод от катушек ставим « - », где вывод от транзистора с катушкой ставим «+» (чтобы было все как в батарейке).

Теперь следует изготовить «ламподиод».


Внимание: на цоколе должен быть минус светодиода.

Сборка:

Как понятно из рисунка, преобразователь представляет собой «заменитель» второй батарейки. Но в отличие от нее, он имеет три точки контакта: с плюсом батарейки, с плюсом светодиода, и общим корпусом (через спираль).

Его местоположение в батарейном отсеке является определенным: он должен контактировать с плюсом светодиода.


Современный фонарик c режимом эксплуатации светодиода питанием постоянным стабилизированным током.


Схема стабилизатора тока работает следующим образом:
При подаче питания на схему транзисторы Т1 и Т2 заперты, Т3 открыт, потому как на его затвор подано отпирающее напряжение через резистор R3 . Благодаря наличию в цепи светодиода катушки индуктивности L1 ток нарастает плавно. По мере возрастания тока в цепи светодиода возрастает падение напряжения на цепочке R5- R4, как только оно достигнет примерно 0,4V, откроется транзистор Т2, а вслед за ним и Т1, который в свою очередь закроет токовый ключ Т3. Нарастание тока прекращается, в катушке индуктивности возникает ток самоиндукции, который через диод D1 начинает протекать через светодиод и цепочку резисторов R5- R4. Как только ток уменьшиться ниже определенного порога, транзисторы Т1 и Т2 закроются, Т3 -- откроется, что приведет к новому циклу накопления энергии в катушке индуктивности. В нормальном режиме колебательный процесс происходит на частоте порядка десятков килогерц.

О деталях :
Вместо транзистора IRF510 можно применить IRF530, или любой n-канальный полевой ключевой транзистор на ток более 3А и напряжение более 30 В.
Диод D1 должен быть обязательно с барьером Шоттки на ток более 1А, если поставить обычный даже высокочастотный типа КД212, КПД снизится до 75-80%.
Катушка индуктивности самодельная, мотают ее проводом не тоньше 0,6 мм, лучше - жгутом из нескольких более тонких проводов. Около 20-30 витков провода на броневой сердечник Б16-Б18 обязательно с немагнитным зазором 0,1-0,2 мм или близкий из феррита 2000НМ. При возможности толщину немагнитного зазора подбирают экспериментально по максимальному КПД устройства. Неплохие результаты можно получить с ферритами от импортных катушек индуктивности, устанавливаемых в импульсных блоках питания, а также в энергосберегающих лампах. Такие сердечники имеют вид катушки для ниток, не требуют каркаса и немагнитного зазора. Очень хорошо работают катушки на тороидальных сердечниках из прессованного железного порошка, которые можно найти в компьютерных блоках питания (на них намотаны катушки индуктивности выходных фильтров). Немагнитный зазор в таких сердечниках равномерно распределен в объеме благодаря технологии производства.
Эту же схему стабилизатора можно использовать и совместно с другими аккумуляторами и батареями гальванических элементов напряжением 9 или 12 вольт без какого-либо изменения схемы или номиналов элементов. Чем выше будет напряжение питания, тем меньший ток будет потреблять фонарик от источника, его КПД будет оставаться неизменным. Рабочий ток стабилизации задают резисторы R4 и R5.
При необходимости ток может быть увеличен до 1А без применения теплооотводов на деталях, только подбором сопротивления задающих резисторов.
Зарядное устройство для аккумулятора можно оставить «родное» или собрать по любой из известных схем или вообще применить внешнее для уменьшения веса фонаря.



Светодиодный фонарь из калькулятора Б3-30

В основу преобразователя взята схема калькулятора Б3-30, в импульсном источнике питания которого используется трансформатор толщиной всего 5 мм, имеющий две обмотки. Использование импульсного трансформатора от старого калькулятора позволило создать экономичный светодиодный фонарь.

В результате получилась очень простая схема.


Преобразователь напряжения выполнен по схеме однотактного генератора с индуктивной обратной связью на транзисторе VT1 и трансформаторе Т1. Импульсное напряжение с обмотки 1-2 (по принципиальной схеме калькулятора Б3-30) выпрямляется диодом VD1 и подается на сверхъяркий светодиод HL1. Конденсатор С3 фильтр. За основу конструкции взят фонарь китайского производства рассчитанного на установку двух элементов питания типа АА. Преобразователь монтируется на печатной плате из односторонне фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм рис.2 размерами, заменяющими один элемент питания и вставляемой в фонарь вместо него. К торцу платы обозначенной знаком «+» припаивается контакт, изготовленный из двухсторонне фольгированного стеклотекстолита диаметром 15мм, обе стороны соединяются перемычкой и облуживаются припоем.
После установки на плату всех деталей торцевой контакт «+» и трансформатор Т1 заливаются термоклеем для увеличения прочности. Вариант компоновки фонаря показан на рис.3 и в конкретном случае зависит от типа используемого фонаря. В моем случае никакой доработки фонаря не потребовалось, отражатель имеет контактное кольцо, к которому подпаивается минусовой вывод печатной платы, а сама плата крепится к отражателю с помощью термоклея. Печатная плата в сборе с отражателем вставляется вместо одного элемента питания и зажимается крышкой.

В преобразователе напряжения использованы малогабаритные детали. Резисторы типа МЛТ-0,125, конденсаторы С1 и С3 импортные, высотой до 5 мм. Диод VD1 типа 1N5817 с барьером Шотки, при его отсутствии можно использовать любой выпрямительный диод, подходящий по параметрам, желательно германиевый ввиду более малого падения напряжения на нем. Правильно собранный преобразователь в налаживании не нуждается, если не перепутаны обмотки трансформатора, в противном случае поменяйте их местами. При отсутствии вышеуказанного трансформатора его можно изготовить самостоятельно. Намотка производится на ферритовое кольцо типоразмера К10*6*3 магнитной проницаемостью 1000-2000. Обе обмотки наматываются проводом ПЭВ2 диаметром от 0,31 до 0,44 мм. Первичная обмотка имеет 6 витков, вторичная 10 витков. После установки такого трансформатора на плату и проверки работоспособности его следует закрепить на ней с помощью термоклея.
Испытания фонаря с элементом питания типа АА представлены в таблице 1.
При испытании использовалась самая дешевая батарейка типа АА стоимостью всего 3 р. Начальное напряжение под нагрузкой составило 1,28 В. На выходе преобразователя напряжение, измеренное на сверхярком светодиоде 2,83 В. Марка светодиода неизвестна, диаметр 10 мм. Общий потребляемый ток 14 mА. Суммарное время работы фонаря составило 20 часов непрерывной работы.
При снижении напряжения на элементе питания ниже 1V яркость заметно падает.

Время, ч	V батареи, В	V преобр., В
0	1,28	2,83
2	1,22	2,83
4	1,21	2,83
6	1,20	2,83
8	1,18	2,83
10	1,18	2.83
12	1,16	2.82
14	1,12	2.81
16	1,11	2.81
18	1,11	2.81
20	1,10	2.80

Самодельный фонарик на светодиодах

Основа - фонарик «VARTA» с питанием от двух батареек типа АА:
Поскольку диоды имеют сильно нелинейную ВАХ необходимо оснастить фонарь схемой для работы на светодиоды, которая обеспечит постоянную яркость свечения по мере разряда батареи и сохранит работоспособность при возможно более низком напряжении питания.
Основа стабилизатора напряжения, это микромощный повышающий DC/DC конвертор MAX756.
По заявленным характеристикам он работает при снижении входного напряжения до 0.7В.

Схема включения - типовая:



Монтаж выполнен навесным способом.
Электролитические конденсаторы - танталовые ЧИП. Они имеют низкое последовательное сопротивление, что несколько улучшает КПД. Диод Шоттки - SM5818. Дроссели пришлось соединить два в параллель, т.к. не оказалось подходящего номинала. Конденсатор С2 - К10-17б. Светодиоды - сверхяркие белые L-53PWC «Kingbright».
Как видно на рисунке, вся схема легко уместилась в пустом пространстве светоизлучающего узла.

Выходное напряжение стабилизатора в данной схеме включения равно 3.3V. Поскольку падение напряжения на диодах в номинальном диапазоне токов (15-30мА) составляет около 3.1V, то лишние 200мV пришлось гасить на резисторе, включенном последовательно с выходом.
Кроме этого, небольшой последовательный резистор улучшает линейность нагрузки и стабильность схемы. Связано это с тем, что диод имеет отрицательный ТКС, и при разогреве его прямое падение напряжения уменьшается, что приводит к резкому росту тока через диод, при питании его от источника напряжения. Разравнивать токи через параллельно включенные диоды не пришлось - различия яркости на глаз не наблюдалось. Тем более, что диоды были одного типа и взяты из одной коробки.
Теперь о конструкции светоизлучателя. Как видно на фотографиях, светодиоды в схеме не запаяны намертво, а являются съемной частью конструкции.

Потрошится родная лампочка, и во фланце с 4-х сторон делаются 4 пропила (один там уже был). 4 светодиода располагаются симметрично по кругу. Плюсовые выводы (по схеме) припаиваются на цоколь возле пропилов, а минусовые вставляются изнутри в центральное отверстие цоколя, обрезаются и тоже пропаиваются. «Ламподиод», вставляется на место обычной лампочки накаливания.

Тестирование:
Стабилизация выходного напряжения (3.3V) продолжалась вплоть до снижения напряжения питания до ~1.2V. Ток нагрузки при этом составлял около 100мА (~ по 25мА на диод). Затем выходное напряжение начало плавно снижаться. Схема перешла в другой режим работы, при котором она уже не стабилизирует, а выдает на выход все, что может. В таком режиме она проработала до напряжения питания 0.5V! Выходное напряжение при этом упало до 2.7В, а ток со 100мА до 8мА.

Немного о КПД.
КПД схемы около 63% при свежих батарейках. Дело в том, что миниатюрные дроссели, использованные в схеме, имеют чрезвычайно высокое омическое сопротивление - около 1.5ом
Решение кольцо из µ-пермаллоя с проницаемостью порядка 50.
40 витков провода ПЭВ-0.25, в один слой - получилось около 80мкГ. Активное сопротивление около 0.2 Ом, а ток насыщения по расчетам - более 3А. Выходной и входной электролит меняем на 100мкФ, хотя без ущерба для КПД можно уменьшить и до 47мкФ.


Схема светодиодного фонаря на DC/DC конверторе фирмы Analog Device - ADP1110.



Стандартная типовая схема включения ADP1110.
Данная микросхема-конвертер, согласно спецификации фирмы-производителя, выпускается в 8 вариантах:

Модель	Выходное напряжение
ADP1110AN	Регулируемое
ADP1110AR	Регулируемое
ADP1110AN-3.3	3.3 V
ADP1110AR-3.3	3.3 V
ADP1110AN-5	5 V
ADP1110AR-5	5 V
ADP1110AN-12	12 V
ADP1110AR-12	12 V

Микросхемы с индексами «N» и «R» отличаются только типом корпуса: R компактнее.
Если вы купили чип с индексом -3.3, можете пропускать следующий абзац и переходить к пункту «Детали».
Если нет - представляю вашему вниманию еще одну схему:



В ней добавлены две детали, позволяющие получить на выходе требуемые 3,3 вольта для питания светодиодов.
Схему можно улучшить, приняв во внимание, что для работы светодиодам нужен источник тока, а не напряжения. Изменения в схеме, что бы она выдавала 60мА (по 20 на каждый диод), а напряжение диоды нам выставят автоматически, те самые 3.3-3.9V.




резистор R1 служит для измерения тока. Преобразователь так устроен, что когда напряжение на выводе FB (Feed Back) превысит 0.22V, он закончит повышать напряжение и ток, значит номинал сопротивления R1 легко рассчитать R1 = 0.22В/Iн, в нашем случаи 3.6Ом. Такая схема помогает стабилизировать ток, и автоматически выбрать необходимое напряжение. К сожалению, на этом сопротивлении будет падать напряжение, что приведет к снижению КПД, однако, практика показала, что оно меньше чем превышение, которое мы выбрали в первом случаи. Я измерял выходное напряжение, и оно составило 3.4 - 3.6В. Параметры диодов в таком включении также должны быть по возможности одинаковыми, иначе суммарный ток в 60мА, распределился между ними не поровну, и мы опять, получим разную светимость.

Детали
1. Дроссель подойдет любой от 20 до 100 микрогенри с маленьким (меньше 0.4 Ома) сопротивлением. На схеме указано 47 мкГн. Его можно сделать самому - намотать около 40 витков провода ПЭВ-0.25 на кольце из µ-пермаллоя с проницаемостью порядка 50, типоразмера 10х4х5.
2. Диод Шоттки. 1N5818, 1N5819, 1N4148 или аналогичные. Analog Device НЕ РЕКОМЕНДУЕТ использовать 1N4001
3. Конденсаторы. 47-100 микрофарад на 6-10 вольт. Рекомендуется использовать танталовые.
4. Резисторы. Мощностью 0,125 ватта сопротивлением 2 Ома, возможно 300 ком и 2,2 ком.
5. Светодиоды. L-53PWC - 4 штуки.



Преобразователь напряжения для питания светодиода DFL-OSPW5111Р белого свечения с яркостью 30 Кд при токе 80 мА и шириной диаграммы направленности излучения около 12°.


Ток, потребляемый от батареи напряжением 2,41V, - 143мА; при этом через светодиод протекает ток около 70 мА при напряжении на нем 4,17 В. Преобразователь работает на частоте 13 кГц, электрический КПД составляет около 0,85.
Трансформатор Т1 намотан на кольцевом магнитопроводе типоразмера К10x6x3 из феррита 2000НМ.

Первичную и вторичную обмотки трансформатора наматывают одновременно (т. е. в четыре провода).
Первичная обмотка содержит - 2x41 витка провода ПЭВ-2 0,19,
Вторичная обмотка содержит - 2x44 витка провода ПЭВ-2 0,16.
После намотки выводы обмоток соединяют в соответствии со схемой.

Транзисторы КТ529А структуры p-n-p можно заменить на КТ530А структуры n-p-n, в этом случае необходимо изменить полярность подключения батареи GB1 и светодиода HL1.
Детали размещают на рефлекторе, используя навесной монтаж. Обратите внимание на то, чтобы был исключён контакт деталей с жестяной пластиной фонаря, подводящей «минус» батареи GB1. Транзисторы скрепляют между собой хомутом из тонкой латуни, который обеспечивает необходимый отвод тепла, и затем приклеивают к рефлектору. Светодиод размещают взамен лампы накаливания так, чтобы он выступал на 0,5... 1 мм из гнезда для её установки. Это улучшает отвод тепла от светодиода и упрощает его монтаж.
При первом включении питание от батареи подают через резистор сопротивлением 18...24 Ом чтобы не вывести из строя транзисторы при неправильном подключении выводов трансформатора Т1. Если светодиод не светит, необходимо поменять местами крайние выводы первичной или вторичной обмотки трансформатора. Если и это не приводит к успеху, проверяют исправность всех элементов и правильность монтажа.


Преобразователь напряжения для питания светодиодного фонаря промышленного образца.




Преобразователь напряжения для питания светодиодного фонаря
Схема взята из руководства фирмы Zetex по применению микросхем ZXSC310.
ZXSC310 - микросхема драйвера светодиодов.
FMMT 617 или FMMT 618.
Диод Шоттки - практически любой марки.
Конденсаторы C1 = 2.2 мкФ и C2 = 10 мкФ для поверхностного монтажа, 2.2 мкФ величина, рекомендованная производителем, а С2 можно поставить примерно от 1 до 10 мкФ

Катушка индуктивности 68 микрогенри на 0.4 А

Индуктивность и резистор устанавливают с одной стороны платы (где нет печати), все остальные детали - с другой. Единственную хитрость представляет изготовление резистора на 150 миллиом. Его можно сделать из железной проволоки 0.1 мм, которую можно добыть, расплетая тросик. Проволочку следует отжечь на зажигалке, тщательно протереть мелкой шкуркой, облудить концы и кусочек длиной около 3 см припаять в отверстия на плате. Далее в процессе настройки надо, измеряя ток через диоды, двигать проволочку, одновременно разогревая паяльником место ее припаивания к плате.

Таким образом, получается нечто вроде реостата. Добившись тока в 20 мА, паяльник убирают, а ненужный кусок проволочки обрезают. У автора вышла длина примерно 1 см.


Фонарик на источнике тока


Рис. 3. Фонарик на источнике тока, с автоматическим выравниванием тока в светодиодах, так что светодиоды могут быть c любым разбросом параметров (светодиод VD2 задает ток, который повторяют транзисторы VT2, VT3, таким образом, токи в ветвях будут одинаковыми)
Транзисторы конечно тоже должны быть одинаковыми, но разброс их параметров не так критичен, поэтому можно взять либо дискретные транзисторы, либо если сможете найти, три интегральных транзистора в одном корпусе, у них параметры максимально одинаковые. Проиграйтесь с размещением светодиодов, нужно подобрать пару светодиод-транзистор так что бы выходное напряжение было минимально, это повысит КПД.
Введение транзисторов выровняло яркость, однако они имеют сопротивление и на них падает напряжение, что вынуждает преобразователь повышать уровень выходного до 4В, для снижения падения напряжения на транзисторах можно предложить схему на рис.4, это модифицированное токовое зеркало, вместо опорного напряжения Uбэ=0.7В в схеме на рис.3 можно воспользоваться встроенным в преобразователем источником 0.22В, и поддерживать его в коллекторе VT1 при помощи операционика, также встроенным в преобразователь.



Рис. 4. Фонарик на источнике тока, с автоматическим выравниванием тока в светодиодах, и с улучшенным КПД

Т.к. выход операционника имеет тип «открытый коллектор» его необходимо «подтянуть» к питанию, что делает резистор R2. Сопротивления R3, R4 выполняют функции делителя напряжения в точке V2 на 2, таким образом операционник поддержит в точке V2 напряжение 0.22*2 = 0.44В, что меньше чем в предыдущем случаи на 0.3В. Брать делитель еще меньше, чтобы понизить напряжение в точке V2, нельзя т.к. биполярный транзистор имеет сопротивление Rкэ и при работе на нем будет падать напряжение Uкэ, чтобы транзистор правильно работал V2-V1 должно быть больше Uкэ, для нашего случая 0.22В вполне достаточно. Однако биполярные транзисторы можно заменить полевыми, в которых сопротивление сток исток гораздо меньше, это даст возможность уменьшить делитель, так чтобы, сделать разность V2-V1 совсем незначительной.

Дроссель. Дроссель нужно брать с минимальным сопротивлением, особое внимание следует уделить максимальному допустимому току он должен быть порядка 400 -1000 мА.
Номинал не играет такой роли как максимальный ток, поэтому Analog Devices рекомендует, что-то между 33 и 180мкГн. В данном случаи, теоретически, если не обращать внимание на габариты, то чем больше индуктивность, тем лучше по всем показателем. Однако на практике это не совсем так, т.к. мы имеем не идеальную катушку, она имеет активное сопротивление и не линейна, кроме того, ключевой транзистор при низких напряжениях уже не выдаст 1.5А. Поэтому лучше попробовать несколько катушек разного типа, конструкции и разного номинала, что бы выбрать катушку, при которой самый высокий КПД, и самое маленькое минимальное входное напряжение, т.е. катушку, с которой фонарик будет светиться максимально долго.

Конденсаторы. C1 может быть любым. С2 лучше взять танталовым т.к. у него маленькое сопротивление это повышает КПД.

Диод Шотки. Любой на ток до 1А, желательно с минимальным сопротивлением и минимальным падением напряжения.

Транзисторы. Любые с током коллектора до 30 мА, коэф. усиления тока порядка 80 с частотой до 100Мгц, КТ318 подойдет.

Светодиоды. Можно белые NSPW500BS со свечением в 8000мКд от Power Light Systems .

Преобразователь напряжения ADP1110, или его замену ADP1073, для его использования схему на рис.3 нужно будет изменить, взять дроссель 760мкГ, а R1 = 0.212/60мА = 3.5Ом.


Фонарь на ADP3000-ADJ

Параметры:
Питание 2.8 - 10 В, КПД ок. 75%, два режима яркости - полный и половина.
Ток через диоды 27 мА, в режиме половинной яркости - 13 мА.
В схеме для получения высокого КПД желательно использовать чип-компоненты.
Правильно собранная схема в настройке не нуждается.
Недостатком схемы является высокое (1,25V) напряжение на входе FB (вывод 8).
В настоящее время выпускаются DC/DC конвертеры с напряжением FB около 0,3V, в частности, фирмы Maxim, на которых реально достичь КПД выше 85%.


Схема фонаря на Кр1446ПН1.




Резисторы R1 и R2 - датчик тока. Операционный усилитель U2B - усиливает напряжение, снимаемое с датчика тока. Коэффициент усиления = R4 / R3 + 1 и составляет примерно 19. Требуется такой коэффициент усиления, чтобы при токе через резисторы R1 и R2 60 мА напряжение на выходе открыло транзистор Q1. Изменяя эти резисторы, можно устанавливать другие значения тока стабилизации.
В принципе операционный усилитель можно и не ставить. Просто вместо R1 и R2 ставится один резистор 10 Ом, с него сигнал через резистор 1кОм подаётся на базу транзистора и всё. Но. Это приведёт к уменьшению КПД. На резисторе 10 Ом при токе 60 мА напрасно рассеивается 0.6 Вольта - 36 мВт. В случае применения операционного усилителя потери составят:
на резисторе 0.5 Ома при токе 60 мА = 1.8 мВт + потребление самого ОУ 0.02 мА пусть при 4-х Вольтах = 0.08 мВт
= 1.88 мВт - существенно меньше, чем 36 мВт.

О компонентах.

На месте КР1446УД2 может работать любой малопотребляющий ОУ с низким минимальным значением напряжения питания, лучше подошёл бы OP193FS, но он достаточно дорогой. Транзистор в корпусе SOT23. Полярный конденсатор поменьше - типа SS на 10 Вольт. Индуктивность CW68 100мкГн на ток 710 мА. Хотя ток отсечки у преобразователя 1 А, она работает нормально. С ней получился наилучший КПД. Светодиоды я подбирал по наиболее одинаковому падению напряжения при токе 20 мА. Собран фонарик в корпусе для двух батарей AA. Место под батареи я укоротил под размер батарей AAA, а в освободившемся пространстве навесным монтажом собрал эту схему. Хорошо подойдёт корпус для трёх батарей AA. Ставить нужно будет только две, а на месте третьей разместить схему.

КПД получившегося устройства.
Входные U I P Выходные U I P КПД
Вольт мА мВт Вольт мА мВт %
3.03 90 273 3.53 62 219 80
1.78 180 320 3.53 62 219 68
1.28 290 371 3.53 62 219 59

Замена лампочки фонарика “Жучёк” на модуль фирмы Luxeon Lumiled LXHL - NW 98.
Получаем ослепительно яркий фонарик, с очень легким жимом (по сравнению с лампочкой).


Схема переделки и параметры модуля.

Преобразователи StepUP DC-DC конверторы ADP1110 фирма Analog devices.




Питание: 1 или 2 батарейки 1,5в работоспособность сохраняется до Uвход.=0,9в
Потребление:
*при разомкнутом переключателе S1 = 300mA
*при замкнутом переключателе S1 = 110mA


Светодиодный электронный фонарь
С питанием всего от одной пальчи­ковой батареи типоразмера АА или AAA на микросхеме (КР1446ПН1), которая является полным аналогом микросхемы МАХ756 (МАХ731) и имеет практиче­ски идентичные характеристики.


За основу взят фо­нарь, в котором в качестве источника питания используются две паль­чиковые батарейки (аккумуляторы) типоразмера АА.
Плата преобразователя помещается в фонарь вместо второго эле­мента питания. С одного торца платы припаян контакт из луженой же­сти для питания схемы, а с другого - светодиод. На выводы светодиода надет кружок из той же жести. Диаметр кружка должен быть чуть боль­ше диаметра цоколя отражателя (на 0,2-0,5 мм), в который вставля­ется патрон. Один из выводов диода (минусовой) припаян к кружку, второй (плюсовой) проходит насквозь и изолирован кусочком трубоч­ки из ПВХ или фторопласта. Назначение кружка - двойное. Он обе­спечивает конструкции необходимую жесткость и одновременно слу­жит для замыкания минусового контакта схемы. Из фонаря заранее удаляют лампу с патроном и помещают вместо нее схему со светодиодом. Выводы светодиода перед установкой на плату укорачивают та­ким образом, чтобы обеспечивалась плотная, без люфта, посадка «по месту». Обычно длина выводов (без учета пайки на плату) равна длине выступающей части полностью вкрученного цоколя лампы.
Схема соединения платы и аккумулятора приведена на рис. 9.2.
Далее фонарь собирают и проверяют его работоспособность. Если схема собрана правильно, то никаких настроек не требуется.

В конструкции применены, стандарт­ные установочные элементы: конденсаторы типа К50-35, дроссели ЕС-24 индуктивностью 18-22 мкГн, светодиоды яркостью 5-10 кд диаметром 5 или 10 мм. Разумеется, возможно, применение и других светодиодов с напряжением питания 2,4-5 В. Схема имеет достаточный запас по мощности и позволяет пи­тать даже светодиоды с яркостью до 25 кд!

О некоторых результатах испытаний данной конструкции.
Доработанный таким образом фонарь проработал со «свежей» ба­тарейкой без перерыва, во включенном состоянии, более 20 часов! Для сравнения - тот же фонарь в «стандартной» комплектации (то есть с лампой и двумя «свежими» батарейками из той же партии) рабо­тал всего 4 часа.
И еще один важный момент. Если применять в данной конструкции перезаряжаемые аккумуляторы, то легко следить за состоянием уров­ня их разрядки. Дело в том, что преобразователь на микросхеме КР1446ПН1 стабильно запускается при входном напряжении 0,8-0,9 В. И свечение светодиодов стабильно яркое, пока напряжение на аккуму­ляторе не достигло этого критического порога. Лампа гореть при таком напряжении, конечно, еще будет, но вряд ли можно говорить о ней как о реальном источнике света.

Рис. 9.2 Рис 9.3




Печатная плата устройства приведена на рис. 9.3, а расположение элементов - на рис. 9.4.


Включение и выключение фонаря одной кнопкой


Схема собрана на микросхеме D-триггера CD4013 и полевом транзисторе IRF630 в режиме "выкл." ток потребления схемы - практически 0. Для стабильной работы D-триггера на входе микросхемы подключен фильтр резистор и конденсатор их функция- устранение контактного дребезга. Не используемые выводы микросхемы лучше никуда не подключать. Микросхема работает от 2 до 12 вольт, в качестве силового ключа можно использовать любой мощный полевой транзистор, т.к. сопротивление сток-исток у полевого транзистора ничтожно мало и не нагружает выход микросхемы.

CD4013A в корпусе SO-14, аналог К561ТМ2, 564ТМ2

Простые схемы генератора.
Позволяют питать светодиод с напряжением загорания 2-3V от 1-1,5V. Короткие импульсы повышенного потенциала отпирают p-n переход. КПД конечно понижается, но это устройство позволяет "выжать" из автономного источника питания почти весь его ресурс.
Проволока 0,1 мм - 100-300 витков с отводом от середины, намотанные на тороидальное колечко.




Светодиодный фонарь с регулируемой яркостью и режимом "Маяк"

Питание микросхемы - генератора с регулируемой скважностью (К561ЛЕ5 или 564ЛЕ5) которая управляет электронным ключом, в предлагаемом устройстве осуществляется от повышающего преобразователя напряжения, что позволяет питать фонарь от одного гальванического элемента 1,5.
Преобразователь выполнен на транзисторах VT1, VT2 по схеме трансформаторного автогенератора с положительной обратной связью по току.
Схема генератора с регулируемой скважностью на упомянутой выше микросхеме К561ЛЕ5 немного изменена с целью улучшения линейности регулирования тока.
Минимальный потребляемый ток фонаря с шестью параллельно включенными суперяркими светодиодами L-53MWC фирмы Kingbnght белого свечения равен 2.3 мА Зависимость потребляемого тока от числа светодиодов - прямо пропорциональная.
Режим "Маяк", когда светодиоды с невысокой частотой ярко вспыхивают и затем гаснут, реализуется при установке регулятора яркости на максимум и повторном включении фонаря. Желаемую частоту световых вспышек регулируют подбором конденсатора СЗ.
Работоспособность фонаря сохраняется при понижении напряжения до 1.1v хотя при этом значительно уменьшается яркость
В качестве электронного ключа применен полевой транзистор с изолированным затвором КП501А (КР1014КТ1В). По цепи управления он хорошо согласуется с микросхемой К561ЛЕ5. Транзистор КП501А имеет следующие предельные параметры, напряжение сток-исток - 240 В; напряжение затвор-исток - 20 В. ток стока - 0.18 А; мощность - 0.5 Вт
Допустимо параллельное включение транзисторов желательно из одной партии. Возможная замена - КП504 с любым буквенным индексом. Для полевых транзисторов IRF540 напряжение питания микросхемы DD1. вырабатываемое преобразователем, должно быть повышено до 10 В
В фонаре с шестью параллельно включенными светодиодами L-53MWC потребляемый ток примерно равен 120 мА при подключении параллельно VT3 второго транзистора - 140 мА
Трансформатор Т1 намотан на ферритовом кольце 2000НМ К10- 6"4.5. Обмотки намотаны в два провода, причем конец первой обмотки соединяют с началом второй обмотки. Первичная обмотка содержит 2-10 витков, вторичная - 2*20 витков Диаметр провода - 0.37 мм. марка - ПЭВ-2. Дроссель намотан на таком же магнитопроводе без зазора тем же проводом в один слой, число витков - 38. Индуктивность дросселя 860 мкГн












Схема преобразователя для светодиода от 0,4 до 3V - работающая от одной батарейки AAA. Этот фонарь повышает входное напряжение до нужного простым конвертером DC-DC.






Выходное напряжение составляет приблизительно 7 вт (зависит от напряжения установленного диода LEDs).

Building the LED Head Lamp





Что касается трансформатора в конвертере DC-DC. Вы должны его сделать самостоятельно. Изображение показывает, как собрать трансформатор.



Ещё вариант преобразователей для светодиодов _http://belza.cz/ledlight/ledm.htm








Фонарь на свинцово-кислотном герметичном аккумуляторе с зарядным устройством .

Свинцово кислотные герметичные аккумуляторные батареи самые дешевые в настоящее время. Электролит в них находится в виде геля, поэтому аккумуляторы допускают работу в любом пространственном положении и не производят никаких вредных испарений. Им свойственна большая долговечность, если не допускать глубокого разряда. Теоретически они не боятся перезаряда, однако злоупотреблять этим не следует. Подзарядку аккумуляторных батарей можно производить в любое время, не дожидаясь их полной разрядки.
Свинцово-кислотные герметичные аккумуляторные батареи подходят для применения в переносных фонарях, используемых в домашнем хозяйстве, на дачных участках, на производстве.


Рис.1. Схема электрического фонаря

Электрическая принципиальная схема фонаря с зарядным устройством для 6-вольтового аккумулятора, позволяющая простым способом не допустить глубокий разряд аккумулятора и, таким образом, увеличить его срок службы, показана на рисунке. Он содержит заводской или самодельный трансформаторный блок питания и зарядно-коммутационное устройство, смонтированное в корпусе фонаря.
В авторском варианте в качестве трансформаторного блока применен стандартный блок, предназначенный для питания модемов. Выходное переменное напряжение блока 12 или 15 В, ток нагрузки – 1 А. Встречаются такие блоки и с встроенными выпрямителями. Они также подходят для этой цели.
Переменное напряжение с трансформаторного блока поступает на зарядно-коммутационное устройство, содержащее вилку для подключения зарядного устройства X2, диодный мостик VD1, стабилизатор тока (DA1, R1, HL1), аккумулятор GB, тумблер S1, кнопку экстренного включения S2, лампу накаливания HL2. Каждый раз при включении тумблера S1 напряжение аккумулятора поступает на реле К1, его контакты К1.1 замыкаются, подавая ток в базу транзистора VТ1. Транзистор включается, пропуская ток через лампу HL2. Выключают фонарь переключением тумблера S1 в первоначальное положение, в котором аккумулятор отключен от обмотки реле К1.
Допустимое напряжение разряда аккумулятора выбрано на уровне 4,5 В. Оно определяется напряжением включения реле К1. Изменять допустимое значение напряжения разряда можно с помощью резистора R2. С увеличением номинала резистора допустимое напряжение разряда увеличивается, и наоборот. Если напряжение аккумулятора ниже 4,5 В, то реле не включится, следовательно, не будет подано напряжение на базу транзистора VТ1, включающего лампу HL2. Это значит, что аккумулятор нуждается в зарядке. При напряжении 4,5 В освещенность, создаваемая фонарем, неплохая. В случае экстренной необходимости можно включить фонарь при пониженном напряжении кнопкой S2, при условии предварительного включения тумблера S1.
На вход зарядно-коммутационного устройства можно подавать и постоянное напряжение, не обращая внимание на полярность стыкуемых устройств.
Для перевода фонаря в режим заряда необходимо состыковать розетку Х1 трансформаторного блока с вилкой Х2, расположенной на корпусе фонаря, а затем включить вилку (на рисунке не показана) трансформаторного блока в сеть 220 В.
В приведенном варианте применен аккумулятор емкостью 4,2 Ач. Следовательно, его можно заряжать током 0,42 А. Заряд аккумулятора производится постоянным током. Стабилизатор тока содержит всего три детали: интегральный стабилизатор напряжения DA1 типа КР142ЕН5А либо импортный 7805, светодиод HL1 и резистор R1. Светодиод, кроме работы в стабилизаторе тока, выполняет также функцию индикатора режима заряда аккумулятора.
Настройка электрической схемы фонаря сводится к регулировке тока заряда аккумулятора. Зарядный ток (в амперах) обычно выбирают в десять раз меньше численного значения емкости аккумулятора (в ампер-часах).
Для настройки лучше всего собрать схему стабилизатора тока отдельно. Вместо аккумуляторной нагрузки к точке соединения катода светодиода и резистора R1 подключить амперметр на ток 2…5 А. Подбором резистора R1 установить по амперметру вычисленный ток заряда.
Реле К1 – герконовое РЭС64, паспорт РС4.569.724. Лампа HL2 потребляет ток примерно 1А.
Транзистор КТ829 можно применить с любым буквенным индексом. Эти транзисторы являются составными и имеют высокий коэффициент усиления по току – 750. Это следует учитывать в случае замены.
В авторском варианте микросхема DA1 установлена на стандартном ребристом радиаторе размерами 40х50х30 мм. Резистор R1 состоит из двух последовательно соединенных проволочных резисторов мощностью 12 Вт.

Схемы:



РЕМОНТ СВЕТОДИОДНОГО ФОНАРИКА

Номиналы деталей (С, D, R)
C = 1 мкФ. R1 = 470 кОм. R2 = 22 кОм.
1Д, 2Д - КД105А (допустимое напряжение 400V предельный ток 300 mA.)
Обеспечивает:
зарядный ток = 65 - 70mA.
напряжение = 3,6V.











LED-Treiber PR4401 SOT23

Здесь можно посмотреть к чему привёли результаты эксперимента.

Предложенная Вашему вниманию схема, была использована для питания светодиодного фонарика, подзарядки мобильного телефона от двух металлгидритных аккумуляторов, при создании микроконтроллерного устройства, радиомикрофона. В каждом случае работа схемы была безупречной. Список, где можно использовать MAX1674 можно ещё долго продолжать.


Самый простой способ получить более-менее стабильный ток через светодиод - включить его в цепь нестабилизированного питания через резистор. Надо учитывать, что питающее напряжение должно быть как минимум в два раза больше рабочего напряжения светодиода. Ток через светодиод рассчитывается по формуле:
I led = (Uмакс.пит - U раб. диода) : R1

Эта схема чрезвычайно проста и во многих случаях является оправданной, но применять ее следует там, где нет нужды экономить электричество, и нет высоких требований к надежности.
Более стабильные схемы, - на основе линейных стабилизаторов:


В качестве стабилизаторов лучше выбирать регулируемые, или на фиксированное напряжение, но оно должно быть как можно ближе к напряжению на светодиоде или цепочке последовательно соединенных светодиодов.
Очень хорошо подходят стабилизаторы типа LM 317.
ный немецкий текст: iel war es, mit nur einer NiCd-Zelle (AAA, 250mAh) eine der neuen ultrahellen LEDs mit 5600mCd zu betreiben. Diese LEDs benötigen 3,6V/20mA. Ich habe Ihre Schaltung zunächst unverändert übernommen, als Induktivität hatte ich allerdings nur eine mit 1,4mH zur Hand. Die Schaltung lief auf Anhieb! Allerdings ließ die Leuchtstärke doch noch zu wünschen übrig. Mehr zufällig stellte ich fest, dass die LED extrem heller wurde, wenn ich ein Spannungsmessgerät parallel zur LED schaltete!??? Tatsächlich waren es nur die Messschnüre, bzw. deren Kapazität, die den Effekt bewirkten. Mit einem Oszilloskop konnte ich dann feststellen, dass in dem Moment die Frequenz stark anstieg. Hm, also habe ich den 100nF-Kondensator gegen einen 4,7nF Typ ausgetauscht und schon war die Helligkeit wie gewünscht. Anschließend habe ich dann nur noch durch Ausprobieren die beste Spule aus meiner Sammlung gesucht... Das beste Ergebnis hatte ich mit einem alten Sperrkreis für den 19KHz Pilotton (UKW), aus dem ich die Kreiskapazität entfernt habe. Und hier ist sie nun, die Mini-Taschenlampe:

Источники:
http://pro-radio.ru/
http://radiokot.ru/

Отправим материал вам на e-mail

Основные характеристики светодиодов SMD 5730

Современные изделия с геометрическими параметрами 5,7×3 мм. Благодаря своим стабильным характеристикам светодиоды SMD 5730 относятся к категории сверхъярких изделий. Для их изготовления используются новые материалы, благодаря чему они имеют повышенную мощность и высокоэффективный световой поток. SMD 5730 допускают эксплуатацию работать в условиях повышенной влажности. Они не боятся вибрации и температурных колебаний. Отличаются продолжительным сроком службы. Имеют угол рассеивания 120 градусов. После 3000 часов работы степень не превышает 1%.

Производители предлагают приборы двух видов: с мощностью 0,5 и 1 Вт. Первые маркируются SMD 5730-0,5, вторые – SMD 5730-1. Прибор может функционировать на импульсном токе. Для SMD 5730-0,5 номинальный ток равен 0,15 А, а при переходе на импульсный режим работы может достигать 0,18 А. Способен сформировать световой поток до 45 Лм.

Для SMD 5730-1 номинальный ток равен 0,35А, импульсный может достигать 0,8А при эффективности светоотдачи 110 Лм. Благодаря использованию в процессе производства термостойкого полимер, корпус прибора не боится воздействия достаточно высоких температур (до 250°С).

Cree: актуальные характеристики

Продукция американского производителя представлена в широком ассортименте. Серия Xlamp включает однокристальные и многокристальные изделия. Для первых характерно распределение излучения по краям прибора. Такое инновационное решение позволило наладить выпуск светильников с большим углом свечения при минимальном количестве кристаллов.

Серия XQ-E High Intensity является новейшей разработкой компании. Изделия обладают углом свечения 100-145 градусов. При сравнительно небольших геометрических параметрах 1,6 на 1,6 мм такие светодиоды имеют мощность 3 В при световом потоке 330 Лм. Характеристики светодиодов Cree на базе одного кристалла позволяют обеспечить качественную цветопередачу CRE 70-90.

Многокристальные LED-приборы имеют новейший тип питания 6-72 В. Их принято делить три группы в зависимости от мощности. Изделия до 4 Вт имеют 6 кристаллов и выпускаются в корпусах типа MX и ML. Характеристики светодиода XHP35 соответствуют мощность 13 Вт. Имеют угол рассеивания 120 градусов. Могут быть теплого или холодного белого цвета.

Проверка светодиода с помощью мультиметра

Иногда возникает необходимость в проверке работоспособности светодиода. Сделать это можно с помощью мультиметра. Тестирование выполняется в следующей последовательности:

Фото	Описание работ
	Готовим необходимое оборудование. Подойдет обычная китайская модель мультиметра.
	Выставляем режим сопротивления, соответствующие 200 Ом.
	Прикасаемся контактами к проверяемому элементу. Если светодиод является рабочим, то он начнет светиться.

Внимание! Если контакты перепутать местами, характерного свечения наблюдаться не будет.

Маркировка светодиодов по цвету

Чтобы приобрести светодиод нужного цвета, предлагаем ознакомиться с условным обозначением цветности, входящей в состав маркировки. У CREE оно располагается после обозначения серии светодиодов, и может быть:

• WHT , если свечение белого цвета;
• HEW , если высокоэффективного (high efficiency) белого;
• BWT для белого второго поколения;
• BLU , если свечение синего света;
• GRN для зеленого;
• ROY для королевского (яркого) синего;
• RED у красного.

Другие производители часто используют другое условное обозначение. Так KING BRIGHT позволяет подобрать модель с излучением не только определенного цвета, но и оттенка. Присутствующее в маркировке обозначение будет соответствовать:

• Красному (I, SR);
• Оранжевому (N, SE);
• Желтому (Y);
• Синему (PB);
• Зеленому (G, SG);
• Белому (PW, MW).

Совет! Ознакомиться с условными обозначениями конкретного производителя, чтобы сделать правильный выбор.

Расшифровка кода маркировки светодиодной ленты

Для изготовления светодиодной ленты используется диэлектрик, имеющий толщину 0,2 мм. На него наносятся токопроводящие дорожки, имеющие контактные площадки под чипы, предназначенные для монтажа SMD-компонентов. Лента включает отдельные модули, имеющие длину 2,5-10 см и рассчитанные на напряжение 12 либо 24 вольта. В состав модуля может входить 3-22 светодиода и несколько резисторов. Длина готовых изделий в среднем составляет 5 метров при ширине 8-40 см.

На бобину либо упаковку наносятся маркировку, в которой содержится вся актуальная информация о светодиодной ленте. Расшифровка маркировки можно увидеть на следующем рисунке:

Статья

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:
- Olight ST25 ;
- Olight R20 и R40 - 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.

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