Зачем может понадобиться налобный фонарь на 2000 люмен?

Другие ответы касались вопроса «почему», но давайте поговорим о том, «что реально» в отношении люменов.

Прежде чем мы приступим к расчету фактической мощности этого света (которая определенно далеко не 2000 люмен), нам нужно понять, что такое люмены. Люмены — это единица СИ для светового потока, который представляет собой общее количество света в видимом спектре, излучаемого источником во всех направлениях. Люмены не зависят от расстояния до источника света, потому что их нужно измерять во всех направлениях. Связанная единица, люкс, измеряет свет в точке и зависит от расстояния. 1 люкс = 1 лм/м ². Если бы вы измерили освещенность в люксах в каждой точке воображаемой сферы вокруг источника света, сложили их и умножили на площадь поверхности этой сферы, вы бы получили общий выходной сигнал устройства в люменах. Независимо от диаметра сферы, вы получите одинаковое количество люменов. По мере увеличения диаметра люкс, измеренный в каждой точке, уменьшается, но площадь поверхности и количество точек, которые необходимо измерить, увеличиваются.

Оказывается, именно так вы измеряете люмены в реальной жизни — с помощью научного прибора, называемого интегрирующей сферой . Интегрирующая сфера использует сильно рассеивающее покрытие для равномерного рассеивания света внутри сферы. Весь свет, поступающий через порт для образца, отражается так много раз, что яркость практически одинакова в любой точке на поверхности сферы. Фотодетектор, обычно радиометр, измеряет интенсивность света, поступающего на выходное отверстие, по всем видимым длинам волн, а затем суммирует интенсивности для определения общего светового потока. Ниже фото интегрирующей сферы, которую я использовал для тестирования велосипедных фонарей:

Стандарт ANSI FL1 определяет процедуры измерения и критерии отчетности для измерения выходного сигнала (люмен), расстояния до луча (рассчитанного из люксов), срока службы батареи и других характеристик фонарей, налобных фонарей, велосипедных фонарей и другого индивидуального осветительного оборудования. Это обеспечивает воспроизводимый, проверяемый и надежный способ для производителей освещения сообщать о технических характеристиках устройств. Большинство авторитетных производителей персонального освещения следуют этому стандарту, но случайные производители универсальных светильников, например те, которые продают светильники, упомянутые в вопросе, этого не делают. Эти продавцы дженериков, как правило, сильно преувеличивают и даже откровенно лгут о спецификациях, заявляя о безумно высоких значениях светового потока без каких-либо подтверждающих данных.

Итак, теперь давайте докажем, почему этот свет не дает 2000 люмен.

Похоже, в этом фонаре используются две батареи 18650. Panasonic NCR18650 PDF ^{является} одним из наиболее распространенных литиевых аккумуляторных элементов 18650 и используется во многих переупакованных батареях, продаваемых компаниями, производящими фонари, и во многих устройствах со встроенными батареями. Его номинальная емкость составляет 2700 мАч, а номинальное напряжение — 3,6 В. Для двух аккумуляторов это дает 9,7 Ватт-часов .

Давайте посмотрим на излучатель Cree XM-L T6 , светодиод, указанный для упомянутого вами продукта. Лист данных Cree в ^{формате PDF} содержит данные о световом потоке (люменах) для потребляемого тока до 2000 мА. Максимальный прямой ток для этого светодиода составляет 3000 мА. При 3000 мА прямое смещение составляет 3,35 В, поэтому свет будет потреблять всего около 10 Вт. С упомянутыми выше батареями свет будет работать чуть менее 1 часа, если не учитывать мощность, потребляемую управляющей электроникой, и любые потери эффективности.

Сколько света излучает светодиод при токе 3000 мА? Я построил график зависимости светового потока от потребляемого тока для света и применил к данным линейную функцию:

При токе 3000 мА, максимальном для данного излучателя, экстраполированный световой поток составляет 1000 люмен. Для достижения 2000 люмен светодиоду потребуется более 6000 мА, что более чем в два раза превышает максимальное значение для этого излучателя. Имейте в виду, что приведенные здесь значения светового потока являются расчетными оценками, основанными на характеристиках излучателя. Они не учитывают потери из-за конструкции рефлектора и материала линзы. Светодиоды также теряют мощность, когда нагреваются, а большинство дешевых ламп плохо контролируют температуру.

У меня есть сайт тестирования и обзора велосипедных фонарей под названием The Bike Light Database , и я тестировал подобные универсальные фары, подобные этой. Я измерил почти идентичный свет с излучателем Cree XM-L T6, и фактическая мощность составила 600 люмен, половину заявленных 1200 люмен и менее трети заявленных 2000 этого налобного фонаря.

Итак, чтобы ответить на ваш вопрос довольно многословно, почему налобный фонарь на 2000 люмен? Ну, это просто не налобный фонарь на 2000 люмен.

Люмены используются для сравнения общего количества света, излучаемого излучателем света. Однако люмены — это еще не все. Фактически, люмены расскажут вам только одну часть картины, потому что, когда дело доходит до создания отличной диаграммы направленности, они не дают вам достаточно информации, чтобы сказать вам, как используется светоотдача.

Люмены для освещения — то же, что литры для жидкости, они измеряют количество света в луче. Представьте, если бы у вас было 2 л краски (2000 мл), этого достаточно, чтобы покрасить стену приличного размера, но то, как вы наносите эту краску на стену, имеет большое значение. Вы можете просто бросить его на стену и сделать уродливый всплеск, или вы можете использовать некоторые инструменты, чтобы меньшее количество краски шло намного дальше и лучше наносило ее на стену. Суть в том, что, когда дело доходит до маркетинга, большие числа означают больше продаж, поэтому некоторые компании увеличивают количество продаж, но экономят на качествах, которые делают хорошую диаграмму направленности. Короче говоря, вы можете купить налобный фонарь с меньшим количеством люменов, который дает гораздо лучший свет.

Отвечая на ваш вопрос, могу сказать, что мощные налобные фонари предназначены для скоростных занятий , таких как катание на лыжах или горном велосипеде в темноте. Petzl продает еще один налобный фонарь на 760 лм, который специально предназначен для катания на лыжах и велосипеде и может освещать до 170 м.

Еще одна причина, по которой вы можете приобрести более мощный налобный фонарь, заключается в том, что вы похожи на меня и любите повсюду носить с собой GoPro и снимать свои действия. Камерам нужно много света, чтобы снимать в темноте. Одна из причин, по которой я купил большой и дорогой налобный фонарь для спелеологии — Petzl Ultra Vario, — это то, что я мог снимать походы в пещеры, наподобие этого, в который я взял компанию скаутов-авантюристов прошлым летом: Gargantua, Cave Spelunking (YouTube) .

Прежде всего, я сомневаюсь, что вы получите качественный продукт менее чем за 20 баксов, что означает, что он будет стоить 2000 лм. Есть опасения, что он не будет таким ярким, как заявлено (прочитайте рекламу: «Яркость на выходе может достигать максимум 1800-2000 люмен»). Время автономной работы будет очень низким, предмет не очень прочный или все три точки действительны. В частности, надежность - это особенность, которую я лично не хотел бы упускать в альпинистском снаряжении, особенно в предметах первой необходимости. Если дело доходит до чрезвычайной ситуации, вы должны доверять своему снаряжению и не хотите думать о надежности.

Тем не менее, если вы просто хотите знать, где вам нужны яркие фары: это обычно происходит, если вы собираетесь двигаться быстро . Так что, честно говоря, вам не понадобится такая интенсивность света для походов/альпинизма, вы сможете безопасно передвигаться с меньшим количеством света. Но если вы, например, собираетесь в трейлран , ски-тур или кататься на горном велосипеде по труднопроходимой местности ночью , такие мощные налобные фонари очень пригодятся. Чем быстрее вы двигаетесь, тем больше должна быть дальность действия вашей лампы, чтобы у вас было достаточно времени для реакции. На рынке есть налобные фонари, которые ярче автомобильных прожекторов, поэтому подумайте о подобных мероприятиях.

Другой областью применения будет спелеология , где вам нужно осветить большие комнаты чистой тьмой. Также такие лампы могут искать охотники и рыболовы .

Как Уиллс упомянул в своем ответе, это очень полезно для занятий спортом в ночное время (маунтинбайк, катание на лыжах, спортивное ориентирование и т. д.). Но это не только позволяет вам более безопасно передвигаться ночью; это также дает вам конкурентное преимущество.

Вам будет выгодно иметь больше света, доступного вам по сравнению с вашими противниками. В то время как катание на горных велосипедах и лыжах обычно идет по фиксированной трассе, вы, как правило, ¹ полностью свободны в выборе своего собственного пути, когда занимаетесь ориентированием ночью. Поскольку маршрут может быть проложен в лесу, полностью лишенном следов или тропинок, вы можете легко быть вынуждены ориентироваться, используя менее четкие особенности местности. Следовательно, наличие налобного фонаря, который лучше, чем у ваших конкурентов, может позволить вам увидеть детали, которые они не увидят. Это, в свою очередь, может позволить вам выбрать более короткий, но более интенсивный маршрут, потому что вы уверены, что сможете увидеть даже мельчайшие камни (помогающие вам ориентироваться), что сэкономит ваше время на маршруте.

И поскольку спортсмены всегда стремятся получить конкурентное преимущество, современные налобные фонари, используемые в ночном спортивном ориентировании, имеют уже не 2000 люмен, а 3000-4000 люмен. Конечно, вам также нужно сочетать это с приличным углом луча, чтобы иметь возможность видеть как можно больше, не слишком сильно двигая головой.

Сноска:

1. Принимая во внимание частную собственность, зоны ограниченного доступа и т. д.