Нашата планета се върти… Простичък факт с много комплексни последици. Една, от които е редуването на ден с нощ. Което от своя страна, в зависимост от географското положение на съответното място и сезона формира различна продължителност на нощта спрямо светлата част от денонощието. Всички живи същества са повече или по-малко специализирани за активна дейност през светлата или тъмната част на денонощието, през другата са повече пасивни. Човекът получава повече от 80% от информацията за заобикалящият го свят, чрез очите си. Нашето зрение, е тясно специализирано за работа в сравнително добре осветена среда. Много лошо се справяме при ниски нива на осветеност и на практика сме почти безпомощни на тъмно. Пиша тези простички неща като напомняне, защото като че ли, последните поколения сме загубили представа за нашата безпомощност на тъмно и сме привикнали към изкуственото осветление, с което сме заобиколени навсякъде, като към нещо, което е неизменна и непроменима част от заобикалящият ни свят. А то не е, за съжаление. Макар и напоследък да има т.н. светлинно замърсяване, което довежда до това че голяма част от младите хора никога не са виждали звездното небе, покрито с хиляди звезди, не бива никога да забравяме, че всичко това е само на една крачка от пълния мрак… Достатъчно е да спре тока…

Оттук насетне ще пиша за хората, които са виждали звездното небе, знаят какво е нощ и са сигурни колко е важно за нас, да имаме източник на осветление, ако желаем да можем да сме активни, в каквото и да е действие през нощта, или през деня на място, където липсва достъп на дневна светлина.

Първите средства за осветление са били факли или просто горящи главни от огъня. Оттогава насетне има изминат много дълъг път до настоящите източници на светлина, на които е посветена тази статия.

Реално приложимите, преносими източници на светлина, най-общо могат да се разделят на четири големи групи:

На течни горива
На газообразни горива
С източник химическа реакция
С източник на електрически ток

Има и други начини и методи за осветяване, които са твърде далеч от целите на тази статия.

Макар и по-стари разработки, източниците на светлина, при които се използват течни горива, не бива да се пренебрегват. Те са най-нискотехнологични, което е предимство в случай на пълна липса, на каквато и да е инфраструктура и производство. Към тези източници, можем да добавим и свещите, производството, на които може да бъде организирано дори и в съвсем примитивни условия. Тук са фенерите, познати на по-възрастните от детството им с ветроупорно стъкло и понякога с отражател отзад и работещи на газ за осветление. Различните типове и видове кандила и прочие. Като най-съвършена и напредничава конструкция от този тип осветителни тела може да се посочи петромаксовата лампа. Там имаме и по-високо налягане, постигано обикновено с бутална помпа и т.н. „чорапче”, дюза и предпазно стъкло. Предимствата на този вид осветителни тела са сравнително лесното съхранение на течните горива, както и ниската технология, която е необходима за добива, пренасянето и рафинирането им. Недостатъците са бавното запалване, липсата на водоустойчивост, ( с някои изключения, които при всички положения потвърждават правилото) а също и невъзможността за лесно фокусиране и осветяване на далечни предмети. При пълна липса на инфраструктура, този със сигурност биха били особено полезни при домашни дейности и обичайни занимания на закрито. Но са твърде далеч от възможности да осигуряват осветление в бързо променяща се обстановка извън малки затворени помещения.

Подобен вид и със силно сходни възможности са лампите на сгъстен горлив газ, примерно пропан бутан. Предимство при тях е удобството и лесната експлоатация, недостатък е нуждата от сериозна промишлена инфраструктура за производството, сгъстяването и пакетирането/пълненето на сгъстен газ в съответните съдове. Освен това, осветителните тела с газ пропан бутан, са неприложими при изисквания за пренос в самолет или дори с автомобил, ако той ще бъде излаган на високи температури. Във всички друго, включително фокусировка и т.н. много приличат на източниците използващи течни горива.

Източниците на светлина генерирана от химическа реакция, са все още екзотичен вид. Макар и да получиха разпространение във вид на пръчки, които след чупене започват да светят за определен период от време. (обикновено десетина часа) те имам своите големи недостатъци, свързани основно с ниската им издръжливост на екстремни температури и най-вече нежеланото им унищожаване, при механични усилия, което може да изиграе много лоша услуга, в неподходящия момент. Тук в този вид спадат и различните светлинни гранати, ракети и прочие, чието приложение е тясно специализирано, кратко във времето и изискващо специална подготовка и условия.

Последният вид източници на светлина са тези използващи електрически ток. Те са и най-разпространените и познати на всички в момента. С изобретяването на електрическата крушка от Едисон, настъпва преломен момент в технологиите за осветяване. Точно и този вид източници ще разгледаме подробно.

Източници на светлина използващи електрически ток.

Дълго време, основна роля в изкуственото осветление играеха лампите с нажежаема жичка( http://bg.wikipedia.org/wiki/%D0%9B%…87%D0%BA%D0%B0 ). Преобразуването на електрически ток в светлина може да се осъществява и с волтова дъга, използвана при специални прожектори и киномашини. Но лампите с нажежаема жичка, нямаха алтернатива в много широк спектър източници, от такива с размери от глава на карфица до крушки с наистина впечатляваща големина. Принципът на работа на тези лампи е много прост. На две или повече основи, е закрепен навит проводник с определено съпротивление и висока температура на топене, в двата края на който се подава електрически ток. При това той се нагрява до определена температура и започва да излъчва и във видимата част от спектъра. Обикновено балонът, който е изпълнен от стъкло, се пълни с инертен газ, който запазва от „прегаряне” т.е. взаимодействие с кислорода от въздуха. Инертният газ, както и в някои модели, съчетанието с повишено налягане, позволяват работа при по-висока температура на работната нажежаема жичка, оттам и достигане до предварително зададени параметри, като спектър и сила на светлината.

Основен проблем при този тип източници на светлина е техният коефициент на полезно действие (КПД). По същество те са източници на топлина, със страничен ефект лъченето във видимия спектър. Тук разбира се, следва да се отчете фактът, че ние хората имаме много тесен спектър, който възприемаме през очите си т.н. „видим” ( http://bg.wikipedia.org/wiki/%D0%92%…82%D1%8A%D1%80 ). Тук, а и за по-нататък в публикацията, ще използвам като илюстрация за ефективност лумени на ват, т.е. колко лумена за един ват приложена мощност получаваме от един светлинен източник, във видимия спектър. За да бъде по-ясно, видим спектър това е светлина с дължина на вълната от ~780nm (червено) до ~390nm(виолетово) Няма да се впускам в подробни обяснения относно единицата лумен, за целите на тази статия е достатъчно да се знае, че единицата лумен определя количеството светлина, отделяна от точковиден източник, която достига интензитет в определена площ от една кандела. Тук ще трябва да добавим и какво е кандела. Всъщност още от името (свещ) може да се предположи, че това е единица, за която основна мярка е силата на светлина, която бива доставена от една свещ. Т.е. една свещ = една кандела. Разбира се, сега единицата е дефинирана много по-точно, но тук навлизаме в обяснението за физични величини, които са далеч от предмета на статията.

За практически цели и като илюстрация на единицата лумен, една типична лампа с нажежаема жичка с мощност 100 вата, осигурява средно 1100 лумена или ~11 лумена на ват.

Съвременните лампи с нажежаема жичка, в които са приложени редица нови технологии и открития понякога успяват да достигнат и стойности от порядъка на ~20 лумена на ват.

Тъй като ние се интересуваме тук от преносимите източници на светлина то можем да отбележим, че огромна част от тях, дълги години беше доминирана от фенерите с различна форма, размери и възможности с лампи с нажежаема жичка. Те също през годините са претърпели много усъвършенствания и са ставали все по-използваеми и практични. Типичен представител на ранните преносими фенери:

Фенерите с нажежаема жичка имат много предимства най-важните, от които са, простота, ниска технология позволяваща производството им навсякъде по света, лесна поддръжка, а също и нещо много важно, широк и равномерен светлинен спектър, който е с висока използваемост или другояче казано имат висок CRI индекс. Недостатъците на тези фенери са много съществени и те доведоха постепенното им изтласкване от пазара и ще доведат в много близко бъдеще до пълното им изчезване. Основен проблем е изключително ниската им ефективност, краткият живот на лампите с нажежаема жичка, а също и ниската устойчивост на удари, когато лампата работи.

Тук ще се наложи въвеждането на още малко теория, за да може да продължим нататък. Преди малко бе споменат индексът CRI (Color Rendering Index) или индекс определящ правилното цветовъзприятие. Човешкото око е един изключително съвършен орган съпоставен със задачите, които еволюцията му е поставила. От друга страна той е силно нелинеен и строго индивидуален за всеки човек. Индексът CRI е една величина от 1 до 100 (100 е най-съвършеното цветопредаване), която определя доколко определен източник (в проценти) осигурява правилно цветопредаване съпоставен с естествено осветление в слъчнев ден няколко часа след обяд. Предполагам ясно става, че CRI индексът не е нещо точно и ясно определено и проверяемо, както използваните физични константи и величини. Но дава добро определение на качествата на един източник на светлина за нуждите на човешкото око. Все пак, винаги следва да сме наясно, че два източника на светлина с различен спектър може да имат еднакъв CRI индекс и въпреки това при различни условия, а дори и при близки такива да дават различни резултати на практика. Затова и още малко с теорията. Ще трябва да въведем и понятието крива на Круитоф. ( http://en.wikipedia.org/wiki/Kruithof_curve ) Наречена е така по името на физика Круитоф и отразява връзката между силата на осветяване и цветната температура на източника на светлина. Цветната температура, е важна характеристика на източниците на светлина. Тя се мери в единици Келвин. Няма да се впускам в теоретични обяснения, но ще дам примери:

Високата цветна температура е от 5000 Келвина и нагоре, която за изразителност се нарича студена светлина. 1700 до ~3000 Келвина е т.н. „топла светлина” и между 3000 Келвина и 5000 Келвина е т.н. „неутрална светлина”. Като примери за илюстрация на различни светлинни източници може да се посочат:

Светлина от запалена клечка кибрит : 1600 Келвина
Светлина от свещ : 1900 Келвина
2500..3500 Келвина : светлина от типична лампа с нажежаема жичка.
~4000 Келвина : лунна светлина, някои ксенови лампи.
~5000 Келвина : дневна слънчева светлина по обяд приблизително.
~5500…6500 Келвина : дневна слънчева светлина при висока облачност.
~9300 Келвина някои компютърни монитори, светодиодни излъчватели.

Кривата на Круитоф отразява отношението между цветовъзприятието и силата/интензитета на светлината. Като пример, дневната светлина при висока облачност, която достига до 6500 Келвина се възприема от очите на повечето хора като съвършено бяла. Докато един изкуствен източник на светлина със същата цветна температура (да речем някои LED фенери) ще бъде възприеман от много хора като студен и клонящ към виолетово, при което повечето цветове ще бъдат неправилно възприемани. Точно това е разликата, която се получава от силата на осветеност при различните източници на светлина. Затова и когато оценяваме един източник, винаги трябва да вземаме предвид, неговият интензитет заедно с цветната му температура. Още малко с практическите примери, при нисък интензитет на светлината отново да речем от малко фенерче, с цветна температура ~3000 Келвина ще бъде възприемана от повечето хора като дневна бяла, при нивата, които осигурява този източник и респективно фенерчето ще бъде оценявано високо от гледна точка, правилност на цветовъзприемането…

Понеже темата на публикацията е за преносими източници на светлина, ми се ще час по-скоро да стигнем до конкретика, но без определени теоретични знания, не може да се намери правилното решение в много случаи. Дотук, стана ясно, че интензитетът и цветната температура са много важни при оценката на всеки източник на светлина. Има и още един параметър, който също е много важен и определящ за качеството на осветяване. Това е спектралната характеристика на светлинния източник. Тя е особено важна в наши дни, защото сега като основен светлинен източник започва да се налагат светодиодите. При тях, за разлика от лампите с нажежаема жичка, спектърът на излъчване е много по-неравномерен и далеч от повечето видове източници. Без да се впускам в теоретични подробности относно принципите на работа на светодиодите, прилагам една графика, от която се вижда ясно спектърът на излъчване на един типичен светодиод. 

В следващите графики, вие виждате типичният слънчев спектър следобед, както и спектърът на лампа с нажежаема жичка и диод съпоставени с него. Моля имайте предвид, че при това спектърът на диода, който е приложен е нетипичен и е възможно най-доброто постижение към момента в индустрията. Това е т.н. high CRI модел. Ако погледнете типичната крива на стандартен диод приложена по-горе ще забележите драстична разлика. Ясно е, че нашите очи са еволюционно най-добре адаптирани към дневния слънчев спектър и колкото по-различен е спектърът на един източник от това, с което сме свикнали, толкова по-лошо възприемаме това, което виждаме и съответно мозъкът по-трудно се справя с анализа на изображението.

Защо, след като лампата с нажежаема жичка се справя добре, ние толкова се интересуваме от диодите като източник на светлина. Преди всичко заради ефективността. Както и по-горе споменах, лампите с нажежаема жичка имат изключително ниска ефективност като светлинен източник. Тук е мястото да се спомене какъв процент от приложената енергия различните светлинни източници преобразуват в светлина:

Свещ: ~0.04%
Газова лампа: ~0.3
Типична лампа за осветление с нажежаема жичка 100W: ~2.0%
Специални лампи с нажежаема жичка: ~5.0%
Флуоресцентни лампи :~18%
Газоразрядни лампи: ~30%
Идеален източник (моно спектър – само зелено 555nm): 100%

Светодиод към момента: над ~35% и при това ефикасността на светодиодите нараства изключително бързо с развитие на технологията. В момента е достигната границата от над 200 лумена на ват, всяка година този параметър расте, като неговата максимална теоретична стойност може да достигне до ~600 лумена на ват. Развитието на параметрите на светодиодите сега е съпоставимо с това на процесорите в изчислителната техника като скорост и перспективи. Тук съм длъжен да добавя и забележката, че параметърът 600 лумена на ват е за монохроматична светлина, т.е. зелено, а не за бяла с приемлив спектър. За бял спектър се предполага теоретична граница от над 250 лумена на ват… Всичко това ясно показва, че светодиодите към момента нямат никаква алтернатива като източници на светлина, особено при преносимите и портативни устройства.

Изключвайки някои тясно специализирани приложения, няма и не може да има съвременен фенер, който да е с друго, освен светодиод като източник на светлина. Успоредно с увеличаването на ефикасността, пада и цената на светодиодите, което постепенно ще увеличава и делът им при другите видове източници на светлина, като автомобили, за стационарно вътрешно осветление и прочие. С темповете, с които в момента се развива тази индустрия, се предполага, почти пълно изчезване на алтернативите на светодиодите до десетина години.

Тук му е мястото да видим какви са предимствата и недостатъците на светодиодите и какво трябва да се има предвид, когато те са избраният от нас източник на светлина.

Предимства:

Висок КПД (коефициент на полезно действие)
Голям ресурс – дълъг живот
Устойчивост на вибрация и механични въздействия
Малък размер
Възможност за излъчване на тесен спектър
Ниска инертност, висока скорост на задействане, без проблем се реализира плавно управление на яркостта

Недостатъци

Прегряването им снижава ресурса драстично
Имат високи изисквания към източника на захранване
Много сложна замяна
За пълноценното използване, изискват допълнителна електроника

 

Понеже оттук насетне, основно ще се разглеждат фенерите със светодиоди, няколко думи за тези с нажежаема жичка и основните им недостатъци, от гледна точка практическо използване.

Макар и като основен недостатък да се счита, ниския коефициент на полезно действие, другите недостатъци са късият живот на лампите и най-вече липсата на алтернативност при източниците на захранване. Какво имам предвид? Вгледайте се в описанието да речем на много разпространените фенери MagLite с лампа с нажежаема жичка. Винаги и категорично пише, че те могат да се експлоатират само и единствено с алкални батерии. Макар, че тази статия е насочена към източниците на светлина, то държа да отбележа, че те са тясно свързани с източниците на ток. Точно алкалните батерии са един от най-непрактичните такива. Конкретно за преносими фенери, алкалните батерии, освен, че са капризни, работещи в много малък температурен диапазон, но и много опасни, защото лесно «протичат» и така унищожават устройството, в което са поставени. Всъщност въобще и под никаква форма не препоръчвам използването на алкални батерии, освен в случаи на опасност, когато нямаме никаква друга опция.
Фенерите, на които може да се разчита в аварийна обстановка, навсякъде и при всички условия, задължително следва да поддържат целият спектър от източници на ток със съответните физически размери, като се започне от цинкови батерии и се стигне до литиевойонни зареждаеми и литиеви за еднократна употреба. Тук отново се връщаме и към основната тема, какво гледаме, как да избираме и какво означават различните обозначения на отделните модели фенери.

Първият и основен въпрос при избора на един фенер, е за какво ще служи, какви ще са изискванията към него. За съжаление, както и при почти всичко, което ни заобикаля, напълно универсално решение, която да работи еднакво добре за всичко няма.
Нека почнем с това каква светлина и колко фокусирана ни е необходима. При всички положения, работата на близко, в лагера, при работа по автомобила също и въобще, когато се касае за близко разстояние, е много удобна с източник, който дава равномерно, широко поле примерно над 60 градуса осветеност и най-вече с липсата на артефакти (дефекти) в него. Те са особено дразнещи, когато да речем фенерът се използва за четене и всяко движение с него довежда до движение и на светлинни петна, които се регистрират и от периферното зрение, дори да не са в центъра на погледа. Тук трябва да отбележим и двете принципно различни решения, фенер или челник. Челникът е нещо, което вече е познато на мнозина, удобно и практично, освобождаващо двете ръце и е един незаменим помощник. Там, където ви трябват и двете ръце, при това и осветление, челникът няма конкуренция. Горният въпрос, относно полето за осветяване и неговата равномерност, важи и то с пълна сила и за челниците. Ако имаме т.н. «хот спот» или на български, централно петно с по-голяма яркост, това ще е много удобно при ходене, тичане и въобще работа и разходка сред големи пространства, където ви трябва да можете да имате както периферно зрение, така и далечен поглед. За четене и работа на близко, пък това е неудобно. Ще вметна, че и сега има на пазара решения, позволяващи префокусиране на източника на светлина и промяна за осветяваното поле. За съжаление, това винаги е компромис и не може да се сравни с решенията конкретно по дадено изискване. Освен това, почти всички системи позволяващи преформатиране на осветяваното поле, не са водоустойчиви, поради характера на реализацията на решението с движещи се части в него. Като идеално решение, практиката сочи, наличието на челник с широко, равномерно осветяемо поле + ръчен фенер, за далечно осветяване. При ръчните фенери, отново стигаме до избор между концентриран тесен лъч, по-широко поле или светло петно в средата с периферен кръг с равномерно осветяване. Както започнах, водещ критерии за избора са вашите цели. Следващото решение, е въпросът за това какви режими на работа са необходими за постигането на целите, които имаме, както и начините за избора им. Различните степени за сила на осветеност, са много полезни при практическото използване, на които и да е осветително тяло. При фенерите за полева работа са незаменими. И макар, че първата реакция на всеки е да се поинтересува от максималната яркост, която осигурява един фенер, то не по-малко важен параметър е и минималната яркост. Съвременните фенери позволяват постигани стойности от порядъка на 2 лумена, а понякога до 0.02 лумена. Тези режими, са много приложими при ходене в пълна тъмнина, за ориентация или за дежурно осветление. Когато ходите в пълна тъмнина, силната светлина от фенера ви позволява да виждате в осветения кръг, но понеже очите се адаптират към нея, извън осветеното петно не виждате нищо. Това пречи много на ориентацията и при това колкото и да е икономичен фенерът, скоро ще останете без светлина, освен ако раницата ви не е пълна с батерии… Слабата светлина от друга страна позволява да виждате достатъчно колкото да ходите, при това запазвайки периферното зрение и възможността за ориентация и чувствителността към слаби светлини и отблясъци. Тези режими неслучайно се наричат обикновено «mood mode» «лунен режим», до голяма степен осветеното поле е, както ако бъде осветено от луната… Също така, заслужава да се отбележи и приложимостта на ниските режими, от ловци, при използване на уреди за нощно виждане и т.н. Тези режими се характеризират при правилно изпълнение на фенера с изключително малка консумация, която може да осигури при първокласните реализации, десетки дни само с една батерия АА например, на ниво на осветяване, достатъчно за четене на текст. Тук обаче, трябва да се открие скоба и да се обърне внимание върху реализацията на тези режими. По-горе бе споменато, че LED (светодиодите) позволяват лесно постигане на ниска осветеност. Това е така, но има и своите странични ефекти. Ако просто регулираме токът през един диод и плавно го намалим, естествено ще получим и съответната промяна в силата на светлината от него. Но също така ще се промени и спектърът на излъчваната светлина и при такива ниски токове, вероятно ще е не много приложим. Тук начинът за реализация при фенерите от висок клас е обикновено с използването на широчинно импулсна модулация или простичко казано с пускането на импулси с ток подходящ ток, през подходящ интервал от време. Ту трябва да се внимава с конкретната реализация, защото ниската честота на управление се регистрира от окото като неприятно трептене, а също с появата на стробоскопични ефекти върху движещи се обекти. От друга страна при по-високи режими на осветяване, управлението на тока през светодиода превъзхожда импулсното като ефективност. Затова и важен параметър на всеки фенер е, ефективността на неговия преобразовател (DC-DC convertor) при различните режими. Има фенери, при които за постигане на максимална производителност и икономичност се използват и смесени методи за управление.

Колкото до дълговечността на един светодиоден фенер или челник, то тя изцяло се определя не от написаното в рекламите, а от температурните условия и коректното управление на диода. Нека не забравяме, че средният живот на един светодиод, посочван от производителите ~100 000 часа, е изпълним само в идеални за светодиода условия. При реално натоварване, със сигурност, той не може да надвиши 30 000 часа, което само по себе си е напълно достатъчно. Но, това важи само за добре проектирани и изпълнени фенери и челници. Точно тук, е и основната разлика между фенерите, на които можете да разчитате и тези, които има понякога изключително кратък живот. Животът на един светодиод, който работи в т.н. “директ драйв” т.е. без ограничител към батерията се измерва в десетки часове. Реално такъв фенер е съвършено безсмислен, защото светодиода се сменя трудно и струва много по-скъпо от една лампа с нажежаема жичка, която при това ще ви даде много по-уверена и дълга работа. Не са особено подходящи и решенията, при които за регулиране на тока през диода, се използва съпротивление. Това е разпиляване на ресурс и превръщането на енергията на батерията в ненужна топлина. При това тези схемни решения, изискват работа само с определен вид батерии и в никакъв случай не позволяват използване на широк спектър източници.

Тук ще направя малка скоба, относно видовете батерии. Има голяма разлика между да речем, една алкална батерия АА, литиева за еднократна употреба АА, NiMh АА и литиевойонна със същия размер АА, която при това е 3.6 волта. Напрежението на другите, макар и указано като 1.5 върху батерия също не е еднакво. Типичните зареждаеми NiMh батерии само веднага след зареждане достигат близки до тази стойност напрежения, всъщност най-дълго време, при ток в рамките на техните възможности, те поддържат ~1.2 волта. Като техен антипод, може да се посочат литиевите, които могат в началото да достигнат до 1.7 волта. Алкалните пък, от 1.5 волта имат рязко спадаща надолу характеристика на напрежението спрямо времето. Всичко това напълно обезсмисля какъвто и да е фенер или челник, който няма т.н. правотоков преобразувател (DC-DC convertor). Това е първото и задължително условие за надеждна и качествена работа.

Другите важни елементи, на един фенер това са материалът на тялото, повечето производители гордо декларират авиационен алуминий, като използван материал, нещо, което на практика нищо не означава. Но един некачествен материал довежда до бързото износване и похабяване на устройството. Следващият важен елемент, това е анодизирането на повърхностите на фенера или челника. Това ги предпазва от корозия и от лесно надраскване. Има много покрития с различно качество, които съответно и осигуряват различен живот. Резбите също са важен елемент. При нискокачествените устройства, те се изтриват бързо при това работейки много лошо и некомфортно за притежателя. Друг важен елемент, това е рефлекторът и неговото покритие. При избора си, следва да имате предвид, че много често има фенери с избор между гладък и текстуриран рефлектор. Първият ще ви осигури, максимално далечно осветяване, но то ще е за сметка на артефакти (дефекти) в осветеното поле. Различните светодиоди са повече или по-малко склонни към проекцията на такива дефекти, видими обикновено като по-тъмни пръстени.

След рефлектора, иде предпазното стъкло. То се нарича стъкло, но е такова само в качествените и обикновено скъпи фенери и челници. При това, качествените реализации, задължително използват т.н. оптично просветлени стъкла, точно като на оптичните прибори. Това ви осигурява до 7% повече светлина.

При мощните светодиодни фенери и челници, е много важна и общата реализация на корпуса и неговите възможности за качествено и ефективно топло отвеждане.

Дотук разгледахме общите технически принципи и изисквания към проектирането на един фенер. Сигурен съм, че повечето от производителите са съвсем наясно с теорията, но за съжаление, появи ли се търговията, започват и компромисите, понякога големи, друг път по-малки… Тъй като идеята бе, да напиша общ материал, който да е в помощ при избирането на един фенер, ще се опитам да обобщя типичните технически проблеми, както и начините за практическа реализация. Също така, трябва да сте наясно, че фенерите, както и повечето инструменти, не могат да са абсолютно универсални. Всеки модел ще има предимства и съответно недостатъци в зависимост от средата и условия за експлоатация. Познаването на техническите детайли, ще ви позволи да изберете точно този фенер, който максимално добре ще удовлетвори вашите изисквания.

И така, в практически аспект, е важно първо да определите целта. Съвсем примерно, ще направя едно практично разпределение по групи, което да илюстрира разликите:

1. Малко фенерче за ежедневно носене и универсална употреба.
2. Ръчен фенер за използване от полиция, военни, специални служби и прочие, т.н. тактически фенер.
3. Фенер за търсене и издирвателни операции.
4. Фенер за къмпинг, рибарски занимания, почивка сред природата.
4. Челник
5. Специализирани фенери с тясно приложение

Бъдете сигурни, че макар понякога фенер от едната група да може да замести друг, това няма да е пълноценна замяна и всяко по-интензивно използване ще ви доведе до решението да се сдобиете с правилното решение.

И така, група едно: “Малко фенерче за ежедневно носене и универсална употреба”
Ясно е, че първото условие към това фенерче, е неговият размер. Съгласете се, че колкото и си харесвате един фенер, ако той е с размера и теглото на палка шпеков салам, ще го поносите ден, два и после ще си го оставите в къщи. Освен малките размери, е много важно и фенерчето, да е механично здраво, така че ежедневното носене да не го износва и амортизира лесно. Което значи, задължително механични защитни гривни, препоръчително от стомана. Стъкло, която е защитено от изпъкнала гривна около него, със сравнително малък размер. Възможност за закачане по дрехите, щипка, място за закачане на връзка. Задължително е за такова фенерче, да има възможност за сигурна забрана за включване. Колкото и хитроумно да е измислен един бутон, то бъдете сигурни, при ежедневно носене, ще го натиснете, без да искате задължително. Ако и не забележите, малкият проблем ще бъде това че оставате без батерии, респективно и без фенер, когато ви потрябва. По-големият проблем, е шансът фенерчето да прегрее, включително и ако в него има литиево йонна батерия да се стигне фо по-голям инцидент. Да не говорим за съкращаване животът на светодиода. Всичко това заради случайно задействане и това, че фенерчето не се охлажда, защото си стои на “сигурно място” в джоба или чантата ви. Избирайки фенерче за ежедневно носене, внимавайте и за батериите, с които работи. Такова фенерче се използва сравнително често, при това доста често ви е единственият източник на светлина под ръка, при това далеч от дома и въобще място, където имате избор на батерии. Затова се спирайте на модели използващи масови батерии, които можете да закупите навсякъде. Аз смятам, че перфектният избор е фенерче с една батерия АА, възможно най-малки размери, метален клипс, стоманена предпазна гривна и възможност за поддръжка на поне два режима, един на пълна мощност и втори икономичен, позволяващ дълга работа при нисък интензитет. Добра допълнителна “екстра” ще е, възможността фенерчето да може да бъде използвано като се постави върху твърда повърхност с рефлектора нагоре, т.н. режим “свещ”. Практично е, насочвате го към тавана и постигате сравнително равномерно осветяване на помещението, без да ангажирате ръцете си, както и да светите в очите на останалите.
Също така, поинтересувайте се за формата на светлинния лъч. Стремете се да изберете максимално универсално решение, с централно ярко петно (за да можете да осветите обект сравнително далеч) и добре оформен кръг с по-нисък интензитет около централното петно, който ви позволява да имате общ поглед, както и възможност за бърз избор на обект за осветяване. Носете си винаги резервна батерия, съветвам ви поне тя да бъде литиева. Поинтересувайте се, когато избирате фенерчето, дали бутона за включване е от типа “включи изключи” или е т.н. “тактически бутон, който позволява тихо и мигновено включване, без да е нужно прещракване. За ежедневно носене, тактическият бутон е неудобен, предпоставка е за често случайно задействане, при това често се случва фенерите с такъв бутон, да имат някаква постоянна консумация, която неусетно ще ви “изяде батериите”… Отлична комбинация е бутон “щрак – щтрак”, с нулева консумация при това да е “скрит” в корпуса. За фенерчето за ежедневно ползване, разбира се, е важно и възможността за ползване на всички типове батерии, качественият диод с висок CRI индекс, възможността да осигурим като минимум към днешния ден поне 150 – 200 лумена с една батерия АА. Много практично е, ако имате на разположение и режим, позволяващ ви с една батерия АА, поне няколко денонощия непрекъснато светене с нисък интензитет. Задължителни са качественото покритие, здраво и издръжливо, както и добре направени резби + качествени силиконови пръстени. Въобще не дискутираме изискването за 100 издръжливост на потапяне във вода, няма фенерче за ежедневно ползване, което да не бива потапяно и заливано с всякакви възможни течности… И не забравяйте, че фенерът за ежедневно носене, е източникът на светлина, който винаги трябва да е с вас, бъдете сигурни, че ще ви потрябва задължително точно когато го забравите…

Следващият фенер, който ще разгледаме, е т.н. “тактически” фенер. Веднага искам да ви предупредя, че обикновено се злоупотребява с наименованието “тактически”. На всякакви фенери, обикновено без повод и причина се лепва наименованието “тактически” само защото това звучи много “военно” и редовият потребител може да реши, че този фенер е “по-така”… Всъщност, ако оставим настрана търговските прийоми и се абстрахираме от огромните надписи, които гръмогласно обявяват за “тактически” какви ли не недоделки, трябва да се опитам да изясним, на какви точно условия би следвало да отговаря един фенер, за да може наистина да претендира да бъде тактически.

Още самото наименование, подсказва, че става въпрос за фенер, чието основно предназначение ще бъде използването по време на военни действия от съответните хора или при сходни с тези условия. Характерна черта за този тип фенери, са повишената здравина и издръжливост на механични удари. Устойчивата конструкция и задължителните изисквания за резистентност към обичайните горива, масла, течности за почистване и прочие използвани в армията и при полеви условия. Тактическите фенери, като правило имат просто управление, което не позволява грешки при използването му в условия на стрес. Тези фенери, нямат десетки програмируеми режими, достъпът, до които се извършва чрез поредици от натискане на бутони и прочие. Обикновено е достатъчен един режим на пълна мощност и максимум още един режим за икономично използване на батериите и толкоз. Друг важен елемент от конструкцията на тактическите фенери, това е батерийният отсек и конкретно контактуването на батерията/ите с контактните повърхности. Предполага се, че тактическият фенер, по всяко време може да се озове закрепен на оръжие, което автоматично поставя много високи изисквания към контактната група. Да не забравяме, че батериите имат тегло и всеки откат може да доведе до моментното прекъсване на светлината или до още по-лошо, влизане в сервизен режим да речем ако фенерът е прекалено “интелигентен”… Приетият стандарт за използвани батерии от тактическите фенери е задължително литиеви. Само тези батерии може да осигурят необходимият широк температурен диапазон на работа, да са достатъчно леки, да издържат механически претоварванията причинени от отката на оръжието. Това е причината и в такива фенери да се препоръчва избягването на литиево йонни батерии, презареждаеми, защото техният блок за управление (малката печатна платка с няколко чипа) да не издържа механично и често да се чупи. Обикновено, точно когато не трябва. Това естествено подсказва, че другият модул, към който има високи изисквания, това е управляващата платка, на фенера т.н. “драйвер”. Тя също следва да е изпълнена по най-висок стандарт за механична устойчивост и да е способна да издържи претоварванията и нагряването причинено от хиляди изстрели на оръжието, към което фенерът може да е прикрепен.

Още един много важен елемент е задължителен за тактическите фенери и това е бутонът за задействане, който трябва да има режим позволяващ светването без, щракане. Нали не си представяте как при бойни действия, някой ще святка фенерчето и това ще е съпроводено със съответното озвучаване… Между впрочем, същите проблеми имат и ловците, затова и използваните от тях фенери задължително са с такъв бутон.

Предвид на изискванията откъм механична конструкция и здравина, съвсем възможно е, светодиодите и решенията използвани при такива фенери да не бъдат последна дума на техниката, те са по-консервативен клон, при тях много се държи на изпитаните решения. Затова и очаквайте при разни други условия, тактическият фенер да бъде по демоде от еквивалента му за ежедневно носене например.

Фенер за търсене и издирвателни операции.

Тази категория фенери, се характеризират най-вече с повишената си светло сила. Ясно е, че за да изпълняват основната си задача, е необходимо да осигурят силен светлинен поток и то с форма на светлинното петно и фокусировка така, че да позволяват уверено осветяване на зони, недостъпни за типичните малки ръчни фенери. Тук говорим за разстояния от порядък на 300 – 400 метра. При това да не забравяме, че нивото на осветеност, което фенерът трябва да осигури на това разстояние, трябва да е достатъчно за отличаване на предмети и хора там. Тук е важно отново да се подчертае, че високият CRI индекс, е особено важен в случая, защото при малки разлики в осветеността, търсеният обект, човек или нещо друго може да остане незабелязан ако не се отличава ясно. Рядкост са случаите, когато при издирвателни операции търсеният човек или обект е с контрастни цветове и ясно различим на фона, на който се намира. Затова и всяко предимство при търсенето, което може да бъде осигурено от фенера е повече от важно.

Естествено повишените изисквания към светло отдаването задължително вървят ръка за ръка и с по-големият размер, консумация и специфичен дизайн. А също и с повишени изисквания към енергоизточника. Този тип фенери са големи и не могат да се пренасят в джоб или да бъдат незабележими в раницата. Изискват достатъчно място, обикновено използват и по-големи батерии от рода на 18 650Li-Ion, които са в състояние да осигурят необходимата мощност. Освен големия рефлектор, задължително имат и ясно изразени радиатори. Частна разновидност на тези фенери, са и моделите, които имат допълнителни лещи помагащи за формиране на възможно по-тесен лъч. Но реалното приложение на такива средства не е особено голямо, защото осветяваната площ е много малка, при това на особено големи разстояние, проблем е невъоръженото човешко око в основна степен, дори и да има осигурено достатъчно осветяване.

Специализираните фенери за издирвателни операции са незаменим инструмент и задължително оборудване към групите, които извършват подобни дейност. Разбира се, в определени частни случаи тези фенери имат и приложение в много други области, да речем, когато пещерняци искат да видят размера на голяма пещера, геолози, планинари и т.н.

И така стигнахме и до челниците. Нещо сравнително ново, в осветителните тела, много удобно и практично. За много дейности, когато ви трябват двете ръце, за четене или в лагера, когато си поправяте автомобилът или пък сте на риболов, челникът няма конкуренция като удобство и функционалност. Свободни са и двете ви ръце, при това свети винаги натам, накъдето гледате. Аз лично, във всяко време имам по ръка фенер и челник. Установил съм за себе си, че двете осветителни тела идеално се допълват. Челникът е за сравнително близка работа, фенерът, когато искате да осветите нещо далеч от вас.

Ако теглото не е решаващо за един фенер или поне не е най-важният му параметър, същото не може да се каже за челника. Всяка по-голяма тежест, изисква усилия и при това закрепването и, пречи на шапки, шалчета и прочие. Тежкият челник, уморява и след известно време почва да пречи осезателно. Затова и всеки съвременен челник, първо се характеризира с малко тегло, малък габарит без от това да страда неговата светлинна мощност. Затова и при челниците най-новите технологии са определящи за крайния резултат. Има разбира се, опити аз решаване на проблема с теглото, като батериите (най-тежката част) се преместят отзад на главата в противовес на челника или пък направо на кръста в отделна кутия. Но за съжаление и двата метода имат своите недостатъци и не са кардинално решение. Кутията на тила, е приемлива като решение, но пък силно ви ограничава в избора на шапка, или изисква свалянето и слагането на челника всеки пък като решите да си свалите или сложите шапката. Ако пък се спрем на батерии в кутия на кръста, то тогава, дискомфорта идва от жицата между челника и кутията, нейното заплитане, объркване и отново зависимост от сваляне и слагане на връхни дрехи. Общо взето, методът е приложим за професионални челници, като тези за миньори и пещерняци, които веднъж облечени не изискват постоянна промяна на облеклото… За къмпинг не става, много е неудобно, да не говорим, за възможността за си го приберете в джоба и винаги да ви е под ръка…

Перфектният челник, работи с масовите батерии, на които сте се спрели и за фенера, желателно и за останалите ви екипировки и при това не заема повече място от малко фенерче, тежи под 50-на грама и осигурява качествено без артефакти осветително поле. Повече от желателно е, да разполага с няколко режима. Бързата и удобна промяна на ъгъла на светене е много удобна. Ако ще го използвате в малки пространства, за да работите с ръцете си, или да поправяте нещо, много по-удобно ще ви е, ако осветяваното поле е широко и без ясно изразена по-светла част.

Всички принципи за регулация и охлаждане на диода, тук са в сила, при това реализацията е определено по-трудна поради лимитите за тегло и размер.

Купувайки си челник е важно да определите дали ви трябва широко осветено поле или тесен и концентриран лъч за по-далечно осветяване. Алпинистите имат нужда обикновено от второто, докато опитът от пещерняци сочи са по-подходящ първият избор.

Завършвам теоретичният преглед с последната част – специализирани фенери. В тази от една страна много малка част от фенерите и същевременно много разнообразна, се включват всякакви средства, чието основно предназначение е осветяване в много специализирани условия и изисквания.

Тук са фенерите, чиито спектър на светене, е с монохроматична светлина, светещи само в тесен спектър, в ултравиолетовия спектър или в инфрачервения. За специални цели в армията, за нуждите на ловци също така се произвеждат фенери и челници, които светят в червено, зелено или синьо. Макар и за обикновените фенери, може да намерите светофилтър, с който да постигнете сходен ефект, майте предвид, че ефективността на един зелен светодиод да речем е в пъти по-добра, отколкото на такъв с бяла светлина, при който се отрязва спектър чрез светофилтър.
Фенерите излъчващи в ултравиолетовия спектър се използват при търсене на течове, проверка на съоръжения и много други подобни неща, при които чрез осветяването се “проявяват” конкретни търсени изображения.

Фенерите, които излъчват в инфрачервения спектър са силно разпространени в специализираните армейски и полицейски структури в съчетание с прибори за наблюдение в инфрачервения спектър.

Към тясно специализираните фенери, могат да се причислят и тези, които светят във видимия диапазон, но са предназначени за монтаж върху конкретна апаратура или оръжие и удовлетворяват изискванията към механични и топлинни натоварвания.

 

И накрая няколко думи и за специализираното постоянно осветление за фотографски цели. Под специализирано разбирам конкретно предназначено за фотография. А в раницата с обективите винаги се намира един фенер и челник с добре подбрани диоди, които в много случаи са ми помагали да направя снимки в много лоши условия, включително навън и за архитектурни обекти, без да имам подръка специализирани фотографски осветителни системи.

Напоследък успоредно с развитие на технологиите светодиодните осветления започват сериозно да навлизат в запазените преди територии за друг тип осветления. Основните предимства като малка консумация и висок коефициент на полезно действие са особено примамливи, когато стане въпрос за фотография. От една страна заради разширяване на възможностите за полеви приложения, а от друга съвместимост с много от оптичните разсейватели и приставки използвани преди за импулсно осветление. Доскоро различните приспособления за контролиране на светлината не бе възможно да се използват с източници с лампи с нажежаема жичка поради голямото нагряване и възможността много бързо да бъдат повредени. Осветителните системи от висок клас за фото и видео рядко използват директно лампи с нажежаема жичка, повечето са с т.н. метал халогенни лампи. Предимствата са сравнително лесното постигане на високи параметри като CRI индекс, но от друга страна са сложни като управление изискват т.н. баласт и управляваща електроника и не на последното място отделят много топлина.

Постигането на високи параметри като CRI индекс, включително и възможността сравнително лесно да се управлява както спектралната характеристика, така и безпроблемно регулиране на силата на светене, все повече налага светодиодните панели и прожектори като работещо решение за фото и видео приложения.

Тук трябва да се отбележи, че стандартният индекс за разпознаваемост на цветовете CRI не е достатъчен за правилна оценка на качеството на такъв източник за професионални фото и виде цели. Прилагат се допълнително и следните индекси: TLCI(Qa), R9: и т.н. Тяхното значение допълнително ще бъде обяснено по-нататък в статията.