какие светодиоды лучше для фонарика
Поговорим про… фонарики?
Приветствую, %username%!
Это небольшой ликбез на тему сегодняшнего состояния отрасли портативного освещения.
Disclaimer
К показанным фонарям и остальному железу я отношения не имею. Их рекламой данный пост не является.
Поехали, начнем с современных светодиодов
Светодиоды
На сегодняшний день самой большой популярностью пользуются светодиоды фирмы Cree.
У них на сегодняшний день самое лучшее соотношение Лм/вт и при этом есть отличные нейтральные и теплые варианты, в том числе с высоким Cri. Правда, что касается именно «теплого лампового света» и высоких Cri, тут не так давно на рынке появились диоды от японской фирмы Nichia, которые, по отзывам видевших как они светят людей, выдают просто чудесный свет(нейтральный/теплый, Cri >90), пригодный даже для постоянного использования дома.
Конечно, пока что чем «теплее», тем ниже эффективность диода. Поэтому в основном в фонарях используются более холодные или нейтральные версии.
При этом даже холодный Cree в дешевом фонаре будет гораздо приятней на вид и гораздо, гораздо ярче чем ваша старая светодиодная лейка.
И так. Из всего многообразия в современных фонарях в 99% случаях стоят диоды Cree либо XP-G/XP-G2 
либо XM-L/XM-l2. 
Те, что с приставкой 2 построены на новой технологии SC³ и выдают в среднем на 10-20% больше света, чем те, что без нее.
В частности, один XP-G2 может выдавать
5 ваттах. Это эквивалент 50ваттной лампы накаливания
А один XM-L2 примерно тысячу при десяти. Это уже 75-80ваттная лампочка.
При этом размер XP-G2/Nichia всего 3.45×3.45 мм. а XM-L2 5×5мм. Честно, я когда первый раз увидел XP-G, жарящий на всю катушку, не поверил своим глазам.
Драйверы
Всю эту мощь надо как то питать. Этим занимаются специальные LED драйверы, которые бывают линейные, импульсные, программируемые и еще куча других слов. Другими словами — DC-DC преобразователи с управлением по МК.
Например, на картинке выше — штучный экземпляр ручной работы, импульсный драйвер диаметром всего 17 мм, обеспечивающий постоянную яркость во время работы и с КПД около 95-97%. Разработка и сборка, кстати, Российско-Украинская )
В большинстве китайских, да и российских фонарей стоят обычные линейники, которые плавно гасят диод в зависимости от остаточного напряжения на батарейке. В фонарях посерьёзней драйвер «высасывает» из аккумулятора столько мощности сколько возможно для обеспечения постоянной яркости. Особо хитрые потом еще переходят в пониженные режимы, чтобы выключение не было сюрпризом.
и многое, многое другое.
На этом кадре из фильма Oblivion на винтовке видна оптика модуля с тремя светодиодами, в народе «трипла». Разработка конкретно этого светомодуля, между прочим, дело рук московской конторы Lux-RC (+ их партнеров из Oveready(отвечают за корпуса фонарей)).
Фонарик в начале темы тоже спроектирован Lux-RC. Выдает 6000 люмен с 4х аккумуляторов, имеет активное охлаждение. 
Оптика
Тут всё и сложнее и проще. Типичный угол свечения для светодиодов — 120 градусов. К тому же, источник свечения — квадрат со стороной 3.45 или 5 мм.
Собрать их в узкий пучок можно, например линзой. Но, линзованные фонари негерметичны, не дают практически никакой засветки и в линзах теряется очень большая часть света. Флешаголики не одобряют )
Поэтому, если хочется качества и дальнобойности, то вам прямая дорога к фонарям с глубоким рефлектором, например тот же Thrunite catapult V3, с которым Тёма поедет в свою следующую экспедицию. 
Если надо что то для повседневных нужд, то это уже больше дело вкуса. Есть и мятые рефлекторы и TIR оптика, можно получить практически любой угол хотспота/засветки.
Питание
Все серьезные фонари питаются литиевыми аккумуляторами формата 18650 (18мм диаметр, 65 мм длина). Они на сегодняшний день являются самыми технологически передовыми из всех. А так же не слишком сильно оттягивают карман
Например, Panasonic NCR18650B имеет на борту 3400mAh, Sanyo ZTA около 3000. Так же, начали появляться (те же Sanyo, Samsung, LG) аккумуляторы с максимальным напряжением заряда 4.35V вместо 4.2. Им нужны, соответственно, другие зарядники.
От одного 18650 хороший фонарь может выдавать 1000 нейтральных стабилизированных люмен в течение часа.
Add:
Забыл сказать, что есть 18650 как с встроенной защитой от переразряда (маленькая платка на плюсовом контакте) так и без нее. Если в фонаре такая защита встроена, то нет необходимости переплачивать за protected версии. Ну и иногда защищенные 18650 не влезают в фонарь, так что лучше заранее этот момент прояснить. 
bonus
Аккумуляторы формата 18650 используются в повербанках, от которых можно питать телефон\планшет по USB. Например, вот такой на 4 аккумулятора 
Умеет выдавать 2A и в случае использования 4х панасоников на 3400 его общая емкость будет около 13500 mAh
Если вам роднее формат AA/AAA, то из Ni-MH аккумуляторов лучшими считаются Sanyo Eneloop. У них очень низкий саморазряд и приличная ёмкость. Не такая, конечно, как у литиевых, но для EDC/домашнего дежурного использования вполне подойдет.
С одного не литиевого AA лучшие фонари снимают порядка 280 люмен. Такой, например как SC52w от Zebralight 
Существуют и литиевые аккумуляторы формата AA(14500) но они распространены меньше и пойдут только в те фонари, где это отдельно оговорено.
Охлаждение
Самый, пожалуй, сложный момент. Далеко не все производители задумываются о качественном теплоотводе для фонарей.
(фонарь FL33 на картинке выше — приятное, но довольно дорогое и эксклюзивное исключение)
Сильный нагрев светодиода ведет к уменьшению светового потока и его постепенной деградации. Так же, это не самым приятным образом сказывается на электронной начинке. Это не сильно критично, если вы «жарите» диод не на полную и не очень долго. Но вообще не будет лишним почитать обзоры и отзывы на профильных форумах.
Модификации
Ну, то есть, под замену может пойти всё, кроме корпуса. Есть даже спец магазины, которые торгуют чисто корпусами\головами и т. п.
Так что, если дружите с паяльником, можете сами себе собрать фонарь под свои хотелки.
Советы
Если просто хочется понять и увидеть как светят современные фонарики, вам подойдет любой на XP-G(2)/XM-L(2) с DX и прочих китайских магазинов. Их марки обычно заканчиваются на «Fire», поэтому их так и называют — «разнофаеры» (только чур не путать с дорогущими американскими SureFire). Там же можно купить недорогие(но и качества от них не ждите) 18650. На первое время хватит, но чтоб не портить впечатление от пользования, на питании и зарядке лучше не экономить.
Если хочется чего то большего, то велкам на профильные форумы вроде фонаревки. Там тусуются как флешаголики, так и разработчики. Можно почитать обзоры, посмотреть бимшоты, поучаствовать в холиварах и сделать свой выбор. Ну или заказать себе кастомный фонарь, как это в итоге сделал я.
Выбираем лучшие светодиоды для фонарика
Фонарики различаются по размерам, используемому источнику света, мощности, конструкции.
Важнейшей характеристикой является используемый источник света.
Выбор диода для фонаря зависит от предназначения устройства и условий использования.
Мощные светодиодные фонари
К мощным фонарям относятся изделия различного вида – от маленьких карманных до больших поисковых. Такие приборы используются в сложных условиях, где лучше всего подойдет самый яркий поток света на протяжении длительного времени.
Основные разновидности мощных фонарей:
Какие требования предъявляются к мощным фонарикам:
Важно! Всем эти условия удовлетворяют мощные светодиодные фонари. По сравнению с ксеноновыми и галогеновыми лампами светодиоды практически не нагреваются, имеют высокий КПД и большую светоотдачу.
Типы фонариков по предназначению
К основным характеристикам светодиодов для фонариков относятся:
По назначению выделяются диодные фонари для военных, технического персонала и туристов.
Военные и специальные
К специальному оборудованию относятся поисковые фонари. Они отличаются габаритными размерами, высоким уровнем яркости и прочностью. По типам выделяют недалеко светящие и дальнобойные. Первые имеют широкий угол луча, у вторых пучок света узкий. Питание происходит за счет аккумулятора. Используются спасателями, военными, егерями.
В специальные и военные фонари устанавливаются мощные диоды типа Cree. Могут использоваться фонарики с десятками диодов.
Для технического персонала
Фонари для персонала должны быть удобными, компактными и отличаться долгим временем работы. Такие устройства должны иметь аккумулятор большой емкости. Вес прибора не должен усложнять передвижение работника. Оптимальным вариантом будет фонарь на лоб. Дальность его освещения до 30 метров. Фонарики оснащаются функцией выбора оптимального режима свечения. Используются туристами, охотниками, автомобилистами, строителями.
Для отдыха и туризма
Туристические фонари должны быть устойчивыми к механическому воздействию и условиям окружающей среды. Питание подобные устройства получают от батарейки или аккумулятора. В туризме могут использоваться как специальные и военные фонари, так и обычные карманные устройства.
Существуют кемпинговые фонарики – они внешне похожи на керосиновую лампу. Дают широконаправленный свет. Удобны при подготовке к ночлегу.
Существует вид фонарей, используемых под водой. Они используются при дайвинге. Главное требование – полная водонепроницаемость и высокая яркость свечения. Управляются крупным рычагом или кнопкой. Фонари питаются от аккумулятора. Подводный фонарик нежелательно использовать на воздухе при максимальном свечении, так как они рассчитаны на охлаждение в воде.
Критерии выбора
Перед тем как выбрать светодиод в фонарь, нужно учесть следующие факторы:
От этих параметров зависит качество работы фонаря.
Виды светодиодов
Фонари могут оснащаться совершенно разными диодами. В брелочных фонариках активно используются 5-миллимитровые сверхъяркие диоды.
В настоящее время практически во всех приборах используются диоды Cree разных серий. Рассмотрим, какие виды и типы светодиодов используются в фонариках:
Диоды с маркировкой 2 выдают яркость на 10-20% больше.
Какие диоды устанавливают в мощных фонариках
Как уже отмечалось, для мощных фонариков подходят светодиоды Cree серии XM-L и XM-L2. Также используются диоды серий MK-R, MT-G2 (для прожекторных моделей), XP-G2, XR-E. В фонарях большой мощности набирают популярность самые яркие диоды Luminus SST.
Диоды серий XM, XP, XR имеют угол свечения от 90 до 120 градусов. Они работают при температурах менее 85 градусов. Максимальный световой поток – 280 Лм, индекс цветопередачи от 70 до 90 Ra. Для питания требуется ток 700 мА (XM) или 350 (XP, XR). Мощность таких приборов не превышает 2 Вт.
Самые мощные светодиоды для прожекторов требуют большей силы тока – до 13000 мА. Их мощность достигает 40 Вт. Наибольший поток света достигает 2500 Лм.
Цветовая температура
Виды диодов для фонарей могут иметь разную цветовую температуру. Оптимальное значение подбирается индивидуально. Известные фирмы-производители выпускают одну модель с различными цветовыми решениями.
Цветовые характеристики светодиодов для фонариков:
В фонарях цветовая температура диодов не является основным параметром, но на нее стоит обратить внимание. Холодные цвета заставляют человека быть более сфокусированным, поэтому устанавливаются в специальном оборудовании. Теплые оттенки подходят для подсветки.
Аккумуляторы
Элементы питания различаются по принципу получения энергии. Наиболее популярными аккумуляторами являются:
В карманных фонариках может использоваться обычная пальчиковая батарейка. В профессиональное оборудование устанавливаются аккумуляторы.
Лучшими считаются литий-ионные аккумуляторы. Они дают большую емкость при малых размерах, высокую токоотдачу, в них отсутствует эффект памяти. Но такие аккумуляторы быстро разряжаются при отрицательных температурах.
В качественных светодиодных фонарях используются аккумуляторы типоразмера 18650. У них высокий срок службы, хорошая степень надежности и безопасности.
Поисковые фонари имеют два сменных аккумулятора 26650 и 18650. Выходное напряжение – 3,7 Вольт. Выпускаются многими изготовителями, есть модели с различной емкостью, временем заряда и разряда. Также подобные аккумуляторы используются в ноутбуках.
Более мощные аккумуляторные фонари могут быть оснащены батареей типа D. Она имеет емкость 10000 мАч и напряжение 1,2 В.
Отражатель и оптическая система
От линзы и отражателя зависит размер и форма светового пятна. Существуют модели фонарей, в которых регулируется возможность перемещения линзы и, соответственно, фокусировка луча. Это удобно при выполнении различных задач – например, для перемещения в темноте требуется освещение широкого пространства, а при поиске нужен узкий пучок света, направленный в одну точку.
Как посчитать время работы фонарика от батареек или аккумуляторов
Время работы напрямую зависит от емкости аккумулятора. Для измерения точного времени, нужно знать силу тока, которую фонарь потребляет. В разных режимах это значение будет отличаться. Время свечения будет равняться емкости батареи, деленной на ток. Так, фонарь с емкостью 2200 мАч при слабом режиме работы в 0,2 А проработает 11 часов. В сильном режиме с током в 0,8 А фонарик будет функционировать чуть меньше трех часов.
Емкость батареи указывается в паспорте фонарика или на самом аккумуляторе. Потребляемый ток также указывается в паспорте или находится по маркировке светодиодной матрицы.
Как переделать обыкновенный фонарик в светодиодный
Мощные фонари стоят довольно дорого. Их цена варьируется от 20 до 500 долларов. Своими руками в домашних условиях можно переделать обычный фонарь с надежным корпусом в мощное устройство на диодах.
Для работы потребуются:
При использовании мощных светодиодов в фонаре потребуется монтажная плата с алюминиевой подложкой. Для фонарика лучше подобрать диод, рассчитанный на напряжение до 5 вольт, с компактными размерами. Для защиты батареи и подзарядки можно взять плату TP4056. Все составляющие помещаются в корпус устройства.
Если будет создаваться мощный фонарь, можно приобрести диод Luminus SST-90-WW Star. Он компактный, дает большой световой поток. Устанавливаться светодиод должен в массивный корпус с качественным радиатором и драйвером питания.
Важно! Диоды большой мощности не советуется устанавливать в фонарик-брелок. Он быстро перегреется и выйдет из строя.
Основные выводы
В современных фонарях активно используются диоды в качестве источника света. Они отличаются надежностью, долгим сроком службы, высоким КПД и большим световым потокам. Светодиодные фонари могут использоваться для различных целей – в военном деле, в охоте и туризме, в поисково-спасательных работах. К каждому из видов изделий предъявляются свои требования, соответствующие условиям эксплуатации. Фонарь выбирается по емкости аккумулятора, цветовой температуре, мощности, оптической системе и другим важным характеристикам.
В домашних условиях можно самостоятельно сделать фонарь на основе диодов. Для этого нужно в систему провести драйверы, охлаждение и сам диод.
Какие светодиоды применяются для фонариков
Чтобы понять, какой светодиод лучше для фонарика, нужно ознакомиться с разновидностями данного элемента. Если требуется освещение темных помещений или улицы, выбор можно остановить на ярком фонарике со светодиодами белого свечения. Этого будет достаточно, чтобы видеть дорогу перед собой примерно на 15-20 метров.
Когда речь идёт о портативном осветительном приборе, который должен справляться с более сложными задачами, нужно обратить внимание на показатели светового потока. Например, дорогой и мощный фонарь сможет осветить большое пространство за счет усиленного луча.
Виды фонариков со светодиодами
Выделяют несколько разновидностей фонариков, в которых используются светодиоды, а именно:
Говоря о светодиодах, в зависимости от разновидности фонаря в них устанавливают чипы типа SMD, LED или сверхъяркие пятимиллиметровые диоды для фонарей сигнального типа. Именно последними чипами раньше оснащались практически все светодиодные фонари.
Их главное преимущество – это низкая энергопотребляемость и компактность. Первые мощные фонарики оснащались несколькими сигнальными диодами, установленными на одну плоскость. У каждого из них был свой отражатель, который направлял световой поток в одну точку с остальными. Данная конструкция применяется до сих пор для поисковых приборов.
Типы светодиодов в фонариках
С каждым годом на рынке появляется все больше фонарей с улучшенными светодиодами. Наиболее популярными и качественными считаются чипы от фирмы Cree inc., такие как XR-E, XP-E, XP-G, XM-L. Кроме этого, спросом пользуются последние модели светодиодов XP-E2, XP-G2, XM-L2, их можно встретить в фонариках среднего и маленького размера.
Светодиоды от фирмы Cree, которые часто применяются в фонариках, делятся на несколько групп по цветовой температуре, а именно:
Говоря о светодиодах MT-G2 и MK-R от фирмы Luminus, их устанавливают в большие поисковые фонари, работающие на 2-х аккумуляторах.
Также светодиоды делят по яркости. Данный параметр определяется с помощью специального кода. Выбирая светодиоды, стоит учитывать их габариты, а также участок светоизолирующих кристаллов. Если он невелик, это говорит о том, что фонарик светит далеко, когда луч сконцентрирован в одной точке. Для получения широкого рассеянного света понадобится большой отражатель, что скажется на габаритах и массе изделия.
Какой светодиод самый яркий и мощный для фонарика
Пытаясь подобрать светодиод для фонарика с повышенными характеристиками яркости, стоит знать, что такие параметры не обеспечивают высокую дальнобойность. Однако прирост данных характеристик положительно отразится на показателе.
Главную роль всегда играет светодиод в связке с оптикой. Устройство с показателем 500 Люмен иногда светит дальше, чем фонарик с 5000 Лм. Если требуется самый яркий и одновременно дальнобойный фонарь, стоит акцентировать внимание на устройствах, которые собраны на основе светодиода XHP70, выдающего 6000 Люмен.
Выбор светодиодов для фонарика
Выбирая диод для фонаря, следует учитывать следующее:
Для сборки мощного фонарика рекомендуется устанавливать светодиоды от фирмы Cree из линейки XM-L и XM-L2. В прожекторные модели лучше покупать чипы из серии MKR и MT-G2. Для самого яркого фонаря приобретают диоды Luminus SST.
Также необходимо учесть угол свечения. Светодиоды серии XR, XM и XP имеют угол от 90 до 120°, а световой поток составит 280 Лм. Мощность прибора в данном случае не превысит 2 Вт. Поскольку самое мощное изделие требует силы тока до 13000 мА, его показатель может достигать 40 Вт. В фонарь иногда устанавливается несколько разновидностей аккумуляторов, а именно:
Если это карманный фонарик, подойдут обычные пальчиковые батарейки. В профессиональные модели устанавливают аккумулятор. Самым лучшим вариантом считаются литий-ионные, обладающие большей мощностью при компактных размерах, а также отличающиеся высокой теплоотдачей. Единственный их минус – быстрая разрядка при низких температурах.
Замена светодиодов в фонарике
Когда удалось разобраться с выбором светодиода, можно приступать к процессу его замены. Фонарики в большинстве случаев отличаются только количеством диодов и разновидностью корпуса, поэтому замена производится по одинаковому принципу. Для работы следует подготовить следующее:
Нужно учесть, что в процессе могут понадобиться дополнительные материалы и инструменты. Для начала необходимо разобрать фонарь. На первом этапе извлекаются источники питания (батарейки или аккумуляторы). Если это карманный или поисковый фонарь, скорее всего, аккумуляторный отсек находится сзади за крышечкой.
Далее можно приступать к снятию защитного стекла. Для этого нужно открутить крышку передней части. Стекло иногда снимается отдельно или прикрепляется к самой крышке. Затем удаляется отражатель. Его необходимо просто извлечь или открутить.
Следующий этап – снятие диодов. Иногда они совмещены с отражателем. В таком случае отсоединить их достаточно просто, так как плата подсоединяется маленькими винтами к рефлектору. Если это более дорогой фонарик, его придется разбирать с помощью шестигранного ключа. Контакты отпаиваются с помощью паяльника, а светодиод аккуратно снимается пинцетом.
Советуем посмотреть видео: Замена светодиодов в фонаре.
Перед покупкой светодиода для замены стоит учесть, что подложка должна соответствовать конфигурации и габаритам извлекаемого элемента. В противном случае мастеру придется делать прорези для проводов. Не стоит забывать и о предназначении фонарика. Так, для рассеянного света или повышения характеристик дальнобойности подходят разные модели диодов.