loadingimg

Wczytuję dane...

Logowanie za pomocą kont zewnętrznych:

  • pl
  • en
  • de
0 szt. / 
0.00 PLN
  • Szukaj
Producenci
Wyświetl produkty wybranego producenta:
Waluty
Wyświetl ceny w sklepie w wybranej walucie:
Subskrypcja
Zapisz się do newslettera:
Kompendium wiedzy - latarki LED



Dioda LED i sterownik latarki

W ostatnim czasie obserwujemy ciągły rozwój technologii diód LED wysokiej jasności. Od 1999 roku, kiedy Philips Lumileds zaprezentował pierwszą diodę wysokiej jasności Luxeon poczynił się olbrzymi postęp i obecnie wiodącym producentem jest amerykańska firma Cree. W chwili obecnej dostępnych jest wiele modeli latarek z różnymi typami diód. W zorientowaniu się w tej dziedzinie pomoże tabelka tutaj.

Opis fizycznego mechanizmu działania diody LED można znaleźć tu: http://pl.wikipedia.org/wiki/Dioda_elektroluminescencyjna. Warto jednak pamiętać, że diody LED wysokiej mocy stosowane w latarkach mają bardziej złożoną konstrukcje niż kolorowe diody spotykanie w urządzeniach elektronicznych. Światło białe, a więc złożone z różnych długości fal, pochodzi w diodzie wysokiej mocy z luminoforu pobudzanego do świecenia światłem niebieskim (jedna długość fali) pochodzącym ze złącza półprzewodnikowego.

Teoretyczna maksymalna efektywność dla światła białego to 350 lm/W.

Ilość struktur ma duży wpływ na możliwość skupienia latarki LED zbudowanej w oparciu o taką diodę – a w rezultacie jej zasięgu. Diody zbudowane z wielu struktur mają większy rozmiar. Przykładowo:

XP-G: 1.4mm * 1.4mm = 1.96mm², 345lm @ 1A (R5) = 176lm/mm²
XP-E: 1mm * 1mm = 1mm², 228lm @ 1A (R2) = 228lm/mm²
XP-C: 0.7mm * 0.7mm = 0.49mm², 120lm (P4) @ 0.7A = 245lm/mm²

Oznacza to, że choć najnowsza dioda CREE XP-G ma lepszą efektywność niż XR-E to w dalszym ciągu latarki oparte o XR-E można lepiej skupić i osiągną dalszy zasięg. Generalnie im większa struktura świecąca didoy tym trudniej skupić światło i potrzebny jest większy układ optyczny. Dlatego małe latarki z diodami wysokiej mocy o wielu strukturach (jak XM-L) z reguły emitują rozproszone światło.

Często spotyka się takie określenie jak bin diody. Bin diody zostaje określony w czasie sortowania po produkcji – bada się wtedy diodę i zalicza do grup o określonej jasności i barwie. Lepsze egzemplarze dostają „wyższy” bin – słabsze niższy. Dla diód opartych na jednej strukturze różnice dla poszczególnych binów wnoszą maks. 7%, dla diód na wielu strukturach do 15%.

Przykładowo zmiany zakresów jasności dla poszczególnych binów diody CREE X-Lamp XP-G2 dla prądu wysterowania 1,5A:

R3 402 lm

R4 429 lm

R5 458 lm

W rzeczywistości przy wyborze latarki bin nie powinien mieć aż tak duzego znaczenia, gdyż różnice w efektywności sterownika i optyki są na pewno dużo większe pomiędzy dwoma modelami latarek niż różnice wynikające z binu diody.

Nowoczesne diody LED są elementami półprzewodnikowymi, które wymagają precyzyjnych warunków pracy – sterowanego zasilania, odprowadzania temperatury. Aby to zapewnić latarki LED wyposaża się w elektroniczne układy sterujące, które często oprócz podstawowego zadania jakim jest dostosowanie parametrów źródła zasilania do parametrów diody, realizują dodatkowe tryby pracy – jak niskie i średnie poziomy świecenia, miganie i nadawanie kodu SOS. Układy te pozwalają na utrzymywanie stałych warunków pracy diody kosztem większego obciążenia zasilania (tzw. pełna regulacja), tylko częściową regulację (związaną z przechodzeniem napięcia zasilania przez Vf diody) lub bezpośrednie przekazywanie napięcia („direct drive”). Spora część sterowników wykorzystuje modulację impulsową (PWM) do sterowania pracy latarki stąd wszelkie próby pomiarów ich parametrów wyjściowych zwykłym multimetrem („na diodzie”) będzie obarczona błędem – należy posłużyć się tu specjalistycznym sprzętem.

Układ optyczny Latarki LED

Od układu optycznego latarki zależeć będzie w dużej mierze spełnienie oczekiwań użytkownika. Układ optyczny nadaje kształt strumieniowi świetlnemu i jest dedykowany konkretnemu typowi diody LED.

W chwili obecnej najczęściej spotkać można układy optyczne oparte na asferycznych zwierciadłach: gładkim lub teksturowanym (inaczej zwierciadło OP – „Orange Peel”). Porównanie dwóch latarek wyposażonych w tę samą diodę podobnie wysterowaną ale w różne zwierciadła da przewagę w strumieniu głównym dla gładkiego zwierciadła. Obecnie preferowane są jednak latarki o teksturowanym zwierciadle, szczególnie w zastosowaniach taktycznych. Przy gładkim zwierciadle strumień jest tak skupiony, że pozornie ma się wrażenie oświetlenia przestrzeni przed sobą. Oczy są oślepione i źrenice zwężone od odbijanego przez powietrze, obiekty i strumień wtórny (boczny) światła. Można podejść od frontu świecącego na klika metrów będąc nie widocznym a unikając głównego strumienia światła latarki. Latarka z teksturowanym zwierciadłem ma silniejszy strumień wtórny, boki są doświetlone silniej i dalej. Odbywa się to kosztem głównego strumienia, latarka ma mniejszy zasięg ale światło jest efektywniej wykorzystywane na bliższych dystansach.

Alternatywnym do zwierciadła sposobem zbudowania układu optycznego w oparciu o soczewkę lub kombinację soczewki i zwierciadła sferycznego. Optykę tego typu nazywa się kolimatorem, istnieje wiele producentów (Fraen, LEDiL) tego typu optyki do diód LED wysokiej mocy a więc pośrednio i latarek W skrócie optyka kolimatorowa pozwala na uzyskanie szerokiej wiązki centralnej z minimalnym promieniem wtórnym. Optyka oparta na soczewkach z reguły zapewnia wyższą sprawność układu optycznego w porównaniu do zwierciadeł – nawet powyżej 75%.

http://pl.wikipedia.org/wiki/Kolimacja

http://pl.wikipedia.org/wiki/Kolimator

Zasilanie Latarek

Rodzaj zasilania będzie miał wpływ na to jak długo będzie latarka działać, jak duży zapas energii będziemy w stanie zgromadzić a także na ciężar i rozmiar latarki. W LatarkiSklep.pl staramy się dobierać modele z optymalnym rodzajem zasilania, dopasowanym również do mocy diody stąd dwie główne opcje:

  • latarki na baterie AA – oferują dużą uniwersalność i dostępność,

  • latarki na baterie i akumulatory litowe: CR123, 18650, 16340 (RCR123) - jedynie ten rodzaj zasilanie umożliwia pełne wykorzystanie możliwości nowoczesnych diód LED.

Akumulator 18650 jest obecnie podstawowym ogniwem używanym do zasilania latarek LED dużej mocy. Ogniwo to ma odpowiednią pojemność i wydajność prądową a w dodatku napięcie zbliżone do tego jakie potrzebuje dioda LED w latarce. Własności akumulatorów 18650 wynikają z zastosowanej technologii Li-ion oraz od wielu innych czynników: temperatury pracy, prądu rozładowania, prądu ładowania, sposobu używania (intensywny , rzadki). Orientacyjna żywotność to 1000 cykli, realnie kilkaset, efekt pamięci minimalny.

Baterie większych rozmiarów: C (R14), D (R20) zwiększają istotnie ciężar i rozmiar latarki nie wnosząc nic więcej niż baterie AA, które w dwóch sztukach dają odpowiedni zapas energii dla latarki LED na wielogodzinne świecenie. Latarki zasilane kilkoma bateriami AAA – trzy baterie tego rozmiaru mają pojemność jednej baterii AA – nie mają żadnego innego wytłumaczenia niż ominięcie potrzeby układu sterującego dla diody.

Więcej o ładowaniu akumulatorów  litowo-jonowych - http://batteryuniversity.com/learn/article/charging_lithium_ion_batteries

Zestawienie pojemności typowych baterii stosowanych w latarkach LED

Włącznik w latarce LED

Jest dość niedoceniany element latarki, w pewnych zastosowaniach sposób jego działania ma istotne znaczenie.

Zasadniczo trudno znaleźć latarkę LED z wyłącznikiem umiejscowionym gdzie indziej niż w tylnej części obudowy. Dla latarki taktycznej jest to wręcz obowiązkowe.

Z reguły latarkę włączamy poprzez mocniejsze dociśnięcie przycisku aż do kliknięcia. Słabsze przyciśnięcie powoduje z reguły zmianę trybu.

„Forward clicky” - rzadko spotykany sposób działania włącznika – możliwość chwilowego świecenia bez kliknięcia – już lekkie przyciśnięcie powoduje świecenie – puszczenie zaprzestanie. Oznacza to możliwość szybszego reagowania na sytuację i wstrzymania oświetlania. Może to mieć znaczenie dla służb i sił specjalnych.

„Reverse clicky” - latarka wymaga kliknięcia do włączenia, potem lekkie dociśnięcie powoduje zgaszenie latarki – odwrotnie niż w „forward clicky” stąd „reverse” w nazwie.

Obudowa latarek taktycznych LED

Rozmiar obudowy jest całkowicie zdeterminowany rodzajem zasilania i układu optyki użytej w latarce. Nowoczesne latarki taktyczne mają niewielkie rozmiary ale muszą umożliwiać pewny chwyt. W latarkach EDC (codziennego noszenia) rozmiar musi być jak najmniejszy, podobnie w latarkach turystycznych i survivalowych.

Aluminium jest obecnie podstawowym materiałem z jakiego wykonuje się obudowy latarek. Wysoka wytrzymałość, łatwość obróbki, dobra przewodność termiczna, niska waga czyni ten materiał idealnym. Dodatkowo dochodzi do tego możliwość pokrywania aluminium bardzo twardymi powłokami tlenków co dodatkowo zwiększa użyteczność tego materiału. Inne materiały z jakich wykonuje się obudowy to stal nierdzewna i specjalne rodzaje tworzyw sztucznych Nitrolon. Ze względu na duże wymagania obecnych diód względem możliwość odprowadzania ciepła (przy zbyt wysokiej temperaturze spada jasność i żywotność diody) tworzywa sztuczne są rzadko stosowane.

Zdolność odprowadzania ciepła jest istotną cechą obudowy. Czasem słyszy się uwagę, że „latarka mocno się nagrzewa”. Należy uznać to za dobry objaw i skutek tego, że ciepło odprowadzane jest skutecznie z emitera (diody) na obudowę. Niestety należy liczyć się z tym, że dla bardzo małych i bardzo jasno świecących latarek (tych na RCR123) obudowa szybko nagrzeje się do stopnia uniemożliwiającego trzymanie jej gołą dłonią – już po 5-10 minutach. A szczęście mamy niższe tryby ale jeżeli zależy nam na długotrwałym świeceniu z pełną mocą należy wybierać model z większymi i masywnymi obudowami.

Moletowanie – wykonane mechanicznie drobne nacięcia pozwalające na pewniejszy chwyt. Alternatywnie obudowa latarka moż być piaskowana, co również zapewnia szorstkość powierzchni.

Latarki pokrywane są nie farbą ale uzyskiwaną chemicznie powłoką tlenku – nazywa się to anodyzacją, powłoką lub anodowaniem. Najbardziej powszechne jest anodowanie typu II -na 33% wyrasta ponad element, a 67% wrasta w niego. Może być barwiona na różne kolory najczęściej na czarny. Anodowanie typu I to powłoka tlenkowa w 50% wyrasta ponad element i 50% wrasta w niego, rzadziej spotykana. Anodowanie typu III jest najbardziej zaawansowanym sposobem wykańczania obudów latarke LED - w 50% i w 50% wystaje ponad oryginalną powierzchnię elementu. Powierzchnia części anodowanych uzyskuje twardość ok 65 w skali Rockwell'a – tyle co hartowana stal węglowa. Nazywana jest anodowaniem twardym – HA III (HARD Anodized). Najczęściej spotykany kolor tej anodyzacji to oliwkowa zieleń. Twarda powłoka tlenku jest doskonałym izolatorem. Więcej o anodowaniu.

 

Więcej informacji na naszym

blogu: http://latarkisklep.wordpress.com/

Polecamy szczególnie artykuły:

Całkowita jasność latarki w normie ANSI NEMA FL1

Zasięg latarki wg normy ANSI FL1

fanpage:

Śledź nas na:

Follow latarkisklep on Twitter

Kupuj u ekspertów – kupuj w LatarkiSklep.pl.

Wszystkie prawa autorskie tekstu zastrzeżone. Publikacja całości lub fragmentów bez zgody autora będzie wykrywana i ścigana z pomocą prokuratury.


Sklep LatarkiSklep.pl - opinie klientów

 

Take the pledge!