Faq. Ночное освещение.

[Йожж 282]

1. Какой оптимальный фонарик на сегодня?

2. Что делать с фонариками на SSC P7 или Cree MC-E?

3. Какие фонарики НЕ стоит покупать?

4. Стоит ли покупать фонарики Fenix?

5. Какие выбрать элементы питания?

6. Сколько нужно света на покатушке?

7. Как рассчитывается время светимости в разных режимах потребления?

8. Что произойдет, если фонарик уронить?

9. Что произойдет, если не герметичный фонарик погрузить в воду?

10. Почему НЕ важен срок службы диода?

11. Какова оптимальная температура света?

12. Что такое драйвер, зачем он нужен фонарику и чем они отличаются друг от друга?

13. Как влияет форма рефлекторов и линз на световое пятно?

1.Какой оптимальный фонарик на сегодня(2009.11.11)?

В категории готовых решений с оптимальным соотношением цена/полезность на сегодня актуальны модели на диоде CREE XP-G R5 с эффективностью в 132 лм/вт:

http://kaidomain.com/SearchResult.aspx?Sea...1&SiteId=1 

http://www.dealextreme.com/search.dx/search.R5 

Описание как покупать

С этого момента все решения на диодах Cree Q5 и SSC P4 можно смело считать устаревшими (разница в эффективности ~30%), соответственно покупать их смысла нет.

Теоретически возможно апгрейдить существующие корпуса, если туда влезет готовый блок.

Или перепаять диоды, если под них подойдет существующая оптика.

ПРИМЕРНЫЕ эффективности существующих диодов, при оценке эффективности фонаря следует также учитывать потери в драйвере: 

5MM Generic LEDs (0.5-5 Lumens ea)

5MM Nichia LEDs (5-10 Lumens ea)

Any Generic \\\"High Power\\\" LED (10-70 Lumens, varies wildly)

Однокристалльные низкой мощности:

Luxeon I (40 Lumens @ 350ma)

Nichia IO Moon (45 Lumens @ 350ma)

Luxeon III (80 Lumens @ 1000ma)

Luxeon V (87-120 Lumens @ 700ma)

CREE P2 (67-73 Lumens @ 350ma)

CREE P3 (73-80 Lumens @ 350ma)

Luxeon Rebel 80 (80 Lumens @ 350ma)

CREE P4 (80-87 Lumens @ 350ma)

Luxeon K2 PWC4 (85 Lumens @ 350ma, 250lm at 1500ma)

SSC P4 T Bin (70-91 Lumens @ 350ma)

CREE Q2 (87-94 Lumens @ 350ma)

CREE Q3 (94-100 Lumens @ 350ma)

Luxeon Rebel (100 Lumens @ 350ma)

Edison Optics KLC8 (100 Lumens @ 350ma)

CREE Q4 (100-107 Lumens @ 350ma)

SSC P4 U Bin (91-118 Lumens @ 350ma)

CREE Q5 (107-114 Lumens @ 350ma)

Osram Golden Dragon Plus Ultra White (120 Lumens @ 350ma)

CREE R2 (114-122 Lumens @ 350 ma)

CREE R3 (122-130 Lumens @ 350 ma)

CREE R4 (130-139 Lumens @ 350 ma)

CREE R5 (139-148 Lumens @ 350 ma) - current generation cree xp-g leds.

CREE S2 (148-156 Lumens @ 350 ma) - next flux bin, some R5s might really be S2s  

Многокристалльные и однокристалльные высокой мощности:

CREE MC-E K Bin (370-430 Lumens @ ????ma)

CREE MC-E M Bin (430-490 Lumens @ ????ma)

Luminus PhlatLight SST-50 W65S bin WJ (500-600lm @ 1,75A 1250lm @ 5A)

Luminus PhlatLight SST-90 W65S bin WN (1000-1200lm @ 3,2A 2250lm @ 9A)

SSC P7 B Bin (570-700 Lumens @ 2800ma)

SSC P7 C Bin (700-800 Lumens @ 2800ma)

SSC P7 D Bin (800-900 Lumens @ 2800ma)

SSC P7 E Bin (900-1100 Lumens @ 2800ma) 

2.Что делать с фонариками на SSC P7 или Cree MC-E?

В категории \\\"максимальная яркость\\\" решения на SSC P7* или Cree MC-E все еще актуальны, хотя CREE XP-G R5 может быть эффективнее (по крайней мере если взять их несколько штук, т.к. производитель не рекомендует подавать на него больше 1А, что, впрочем, не будет являться помехой желающим подать больше - ничего ему особенного не сделается, главное охлаждать).

*P7 отличается bin-ами. Наиболее распространен P7-C bin. Сейчас начинает встречаться P7-D cудя по даташиту там бывает уже честных 800-900 лм. А у E-bin потенциально 900-1100...только его не продают.

3.Какие фонарики НЕ стоит покупать?

a) Не стоит покупать фонарики на устаревшей элементной базе. Они хуже светят, сильнее греются и больше расходуют элементы питания - оно вам надо?

Не стоит покупать фонарики за неадекватные деньги.

из этих двух пунктов следуют остальные:

c) Не стоит покупать фонарики на рынках(за исключением задних габаритов) и(как ни странно) велофары в веломагазинах. И там и там устаревшая элементная база(в лучшем случае 2005 год белый график). И цены совершенно не соответствующие реальности.

В случае с веломагазином Вы получаете хотя бы качественный корпус, однако корпус сам по себе ничего не освещает.

d) Не стоит покупать фонарики на большом количестве диодов. Их труднее сфокусировать. И в 99% случаев - это свидетельство совсем древней элементной базы (за исключением вариантов типа 3*MC-E, когда идет борьба за максимальную мощность).

e) Забудьте про галогенки и HID. Светодиоды эффективнее, дешевле и обладают массой других преимуществ.

f) Нет смысла покупать самоделки, за исключением эксклюзива, готовые решения уже есть и они лучше.

g) Нет смысла покупать фонарь, возможности которого Вы все равно не сможете использовать. Например монстра на 3-х Cree MC-E, потребляющего сумашедшую мощность, в покатушке Вам просто нечем будет прокормить, не говоря об ослеплении встречного своего. В сколько-нибудь длительных путешествиях важнейшую роль играет эффективность. 

 

4.Стоит ли покупать фонарики Fenix?

В данном случае Вы платите за корпус и бренд. Весьма вероятно лучшее качество сборки, однако тестирований данного факта не проводилось (велокрепления без люфта для Феникса - редкое исключение). Качество пайки при проведении вскрытий существенно НЕ отличалось от других китайских фонариков.

Элементная база тех же производителей, однако обновляют они ее медленнее китайских конкурентов, от чего наличие устаревших диодов обычное явление.

Следует обращать внимание на форму светового пятна. Из-за особенностей оптики у большинства моделей выделяется узкое пятно света в центре и неравномерная(!) боковая засветка, выглядит примерно так (слева Aurora-AK-P7-5-Max - освещение равномерное, справа Fenix-TK40-Max - боковые колонны, средние части потолка и пола очевидно не освещены):

и то и другое не способствует комфорту на дороге.

5.Какие выбрать элементы питания?

Ответ: Красные UltraFire.

С защитой: http://www.dealextreme.com/details.dx/sku.21474 $15.36

Без защиты: http://www.dealextreme.com/details.dx/sku.26249 $11.93

Они действительно того стоят и работают дольше (в режимах когда вся емкость расходуется не быстрее чем за час).

график заряда/разряда:

Наиболее актуальны аккумуляторы стандарта 18650 (маркировка обозначает, что габариты элемента 18мм*65,0мм)

Их минусом является то, что их нельзя будет купить в соседней деревне(вы часто будете это делать?), однако для ночных покатушек, ситуаций в которых можно взять с собой запас (один аккумулятор весит порядка 90г., обеспечивает 11 часов работы в режиме 1 Вт, выдавая световой поток в 132лм) и мест где возможна подзарядка - это идеальный вариант.

Важно помнить, что батарейки на холоде теряют часть своей емкости, Li-Ion подвержены этому процессу в наибольшей степени.

6.Сколько нужно света на покатушке?

Кто скажет, что много света не бывает - будет прав. Однако нужно помнить про ослепление встречных и ограничение по емкости(следующего из ограничения по массе) элементов питания.

Для комфортной езды с диодом последного поколения CREE XP-G R5 достаточно режима потребления порядка 2Вт, что даст световой поток ~250 лм. (это четверть 100 ваттной лампы накаливания!)

В совокупности с аккумулятором 18650 на 3000mAh в этом режиме фонарь проработает ~5.5 часов.

Идеальный вариант размещения фонариков - 1 на руле и 1 на шлеме. (половины 100 ваттной лампочки Вам вполне хватит для более чем комфортной езды)

7. Как рассчитывается время светимости в разных режимах потребления?

SSC P4 ~= Cree Q5 (кристаллы одинаковые, люминофор разный)

На 1 Вт. отдают ~100 лм.

На 3 Вт. отдают ~225 лм. (эффективность очевидно падает с ростом мощности)

SSC P7 = SSC P4*4 (все то же самое, только 4 штуки в одном флаконе)

Получаем:

На 4 Вт. отдают ~=100*4=400 лм.

На 12 Вт. отдают ~=225*4=900 лм.

Далее нам нужен запас батарейки, он считается так.

Среднее напряжение (3.7В для Li-Ion) умножается на среднюю емкость указанную на упаковке. (допустим 2600 mAh):

3.7*2.6=9.62 Вт*ч (от этой величины можно отнять потери на драйверах, допустим 15% останется 8.18)

Все остальное уходит в диод и превращается в свет, согласно указанной зависимости.

Получаем:

На 1 Вт. время работы ~=8.18/1=8.18 ч. (100 лм)

На 4 Вт. время работы ~=8.18/4=2.09 ч. (400 лм)

На 12 Вт.время работы ~=8.18/12=0.68 ч.(900 лм)

Точные расчеты зависят от того, какую конкретно мощность потребляет фонарь в указанном режиме (простор для фантазии, у каждого свои характеристики).

Также драйверы, стабилизирующие ток, с падением напряжения отнимают меньше мощности. Соответственно плавно падает светимость и растет время работы.

Также надо учитывать, что батарейки в различных режимах использования по разному отдают мощность - см. график к вопросу №5 выше.

8. Что произойдет, если фонарик уронить?

Вероятнее всего разобьется стекло. Также есть шансы оторвать какой-либо контакт - но их крайне мало. Итого фонарик с высокой вероятность сможет выполнять свои функции.

9. Что произойдет, если не герметичный фонарик погрузить в воду?

Как правило - ничего. Будет работать и под водой и дальше, только со временем контакты окислятся и повредятся, если не высушить. 

10. Почему НЕ важен срок службы диода?

Потому что он морально устареет намного раньше, чем испортится и Вы купите себе новый - более эффективный фонарь с более эффективным диодом.

11. Какова оптимальная температура света?

Источники освещения можно разделить на категории по средней температуре испускаемого света:

теплый свет 2600K-3700K (Она же наиболее приятная для восприятия глазом.) 

нейтральный свет 3700К-5000К

холодный свет 5000K-10000К. 

Существуют диоды с любой указанной температурой. Однако более эффективными являются более \\\"холодные\\\", соответственно производители при выпуске ориентируются на них и выбора у потребителей в данном вопросе почти нет. Впрочем не все так плачевно - внизу бимшот CREE XP-G R5 (~6500К), вполне терпимый свет(следует учитывать настройки баланса белого у фотоаппарата, для сравнения он ближе к синему чем Cree Q5): 

12. Что такое драйвер, зачем он нужен фонарику и чем они отличаются друг от друга?

  Драйвер - специальная схема, управляющая питанием, промежуточный слой между батарейкой и диодом. Драйвер превращает ток и напряжение, которые дают элементы питания в ток и напряжение, которые хочет получить диод, чтобы светиться в желаемом Вами режиме.

  Можно включать диоды напрямую, однако тогда потеряется возможность управлять светимостью, есть риск сжечь диод и этот способ не сработает если напряжения батареи не достаточно.

  Можно управлять светимостью с помощью сопротивления, однако сопротивление имеет худший КПД и бесполезно в случае необходимости повысить напряжение.

КПД драйверов различен и зависит от напряжения элементов питания(чем сильнее напряжение элементов питания отличается от напряжения требуемого диодом - тем хуже КПД). Для существующих на сегодняшний день фонариков можно считать его ~=90%. Замеренный энтузиастами график зависимости КПД драйвера от входного напряжения:

Также драйверы могут брать на себя функции защиты от установки батареи неправильной полярностью, индикации разряда и защиты от переразряда.  

С точки зрения пользователя, драйверы можно разделить на 2 группы:

  a)Драйверы с которыми безопасно использовать аккумуляторы без защиты от переразряда (если фонарь выключать, когда свет тускнеет).***

Напряжение на выходе таких драйверов, и соответственно диоде, меняется вместе с напряжением элементов питания. Свет фонарика на таком драйвере вначале ярче обычного, а к концу заряда плавно тускнеет.

К этой группе относятся линейные и импульсные понижающие (Buck) стабилизаторы тока.

  Драйверы с которыми опасно(!) использовать аккумуляторы без защиты от переразряда.

Умеют повышать напряжение, получаемое от элементов питания, так чтобы на диоде оно оставалось постоянным, в результате высасывают из элементов все, что те могут отдать, без существенного падения яркости т.е. быстро и не заметно. 

К этой группе относятся импульсные повышающие (Boost) и импульсные понижающе-повышающие (Buck-Boost) стабилизаторы тока.

***В фонарях, у которых общее напряжение глубокого разряда батарей больше, чем падение напряжения на диоде(~3.2В), опасно использовать аккумуляторы без защиты вне зависимости от типа драйвера! (например при последовательном включении 2 и более Li-Ion аккумуляторов, 4-х и более Ni-Mh и т.д.) 

Итого:

  Если фонарик питается от 1-го Li-Ion аккумулятора и НЕ принимает обычную батарейку 1.5В того же формата (диапазон напряжений 3.7V~4.2V), он, вероятнее всего, относится к группе a) и в нем можно использовать аккумуляторы без защиты от переразряда. 

  Если фонарик питается от 1-го 18650 Li-Ion аккумулятора и как альтернативу принимает 2*CR123A (диапазон напряжений 3.7V~8.4V), он, вероятнее всего, относится к группе a)и в нем можно использовать один аккумулятор 18650 без защиты от переразряда, однако комбинация 2*CR123A может быть доведена до глубокого разряда!

Если Вы уже купили фонарик - посмотрите как изменяется его яркость со временем, группа a) будет плавно изменять яркость по мере разряда батарей. 

 

13. Как влияет форма рефлекторов и линз на световое пятно? 

Чем рефлектор глубже, тем уже пучок света. Однако не все так просто, диод источник света не точечный - он имеет некий светящийся объем, излучение которого надо собрать в пучок. Отражатель - параболоид вращения, собирающий лучи идущие из фокуса. Чем уже и соответственно меньше отражатель, тем меньше похож на материальную точку источник свечения - диод. Соответственно лучи идущие из него уже нельзя будет считать исходящими из фокуса параболы, соответственно ни в какой пучок они не превратятся. Поэтому у рефлектора большего диаметра пучок света качественнее. 

С линзами почти та же история, что c рефлекторами - чем больше оптическая сила, тем уже пучок света, но из-за формы линза фокусирует только то, что ушло из диода вперед - боковое излучение просто не доходит до линзы. В коллиматорах линзы по сути выпукло-вогнутые(с положительным мениском) и комбинируются с рефлектором, в итоге собирают боковой свет, однако результат имхо все равно хуже рефлектора. Плюс после преломления на стекле свет идет куда ему вздумается (слепит ощутимо сильнее рефлектора, особенно если линза выпуклая со стороны наблюдателя). 

Для предотвращения ослепления встречных, можно применять нечто вроде козырька, отражающего лучи идущие вверх и влево. Однако в продаже такого не встречал. Козырьки хорошо работают с рефлекторами и плохо работают с линзами из-за преломлений на внешней поверхности стекла лучей, исходящих не из фокуса.  

Белый_Сокол 09.11.2009 20:09

сперто тут, с картинками засада

Изменено 17 февраля, 2011 пользователем Йожж

[diz8el 396]

если не трудно, почисти в ссылках лишние квоты и троеслэшия, а то копирастить много приходится

[Йожж 282]

А?

[mbg 23]

А?

перевожу - поправь ссылки, а то корявские

По теме - мну вот светодиодный свет ваще не нравится. Ну никак. Поэтомя ежжу с галогенами.

[San 1]

А я как раз таки езжу в соответствии со статьей, на двух диодах Cree R2 и батарее 18650 и 3хААА, литиевой хватает в 2 раза дольше, и свет ярче, видимо из-за более низкого внутреннего сопротивления. Ближний-дальний у меня. На скорости 30 полный контроль за ситуацией. По снегу так еще лучше чем днем - в свете "фар" каждая кочка-ямка-бордюр особенно контрастны. Правда пешеходы жалуются что слепит.

[xappu 0]

брал себе для редких ночных поездок.... какойто фонарик(без роду и племени) около 300р...светит около 12 часов (на 5 пальчиковых аккум.)