Elemlámpa paraméterek

Lumen vs kandela

Visszatérő kérdés a lámpákkal kapcsolatban a fényáram és a fényerősség, azaz a lumen és a kandela értékek közötti kapcsolat jellege.
E paramétereket a wikipedia adott oldalai (lumen, kandela) részletezik, de egy egyszerű példával élve, a szteridián térszögek mellőzésével próbáljuk érzékeltetni a kapcsolatot:
Amennyiben a lámpát egy öntözőcsőnek tekintjük, esetünkben állítható szórófejjel, a fényáramot (lument) tekinthetjük a csövet elhagyó víz mennyiségének.
Amennyiben a lehető legnagyobb területet szeretnénk meglocsolni: ezt a szórófej nagyobb szórásra történő állításával tudjuk elérni, melynek eredményeként kisebb hatótávolságú, gyengébb, de jobban terítő vízsugarat kapunk (azaz egységnyi lumen mellett kisebb kandela értékkel - mint erősség - és hatótávolsággal rendelkezünk).
Amennyiben az a célunk, hogy a kert hátsó részén található almafa is vízhez jusson, pozíciónk elhagyása nélkül kénytelenek vagyunk fókuszálni a sugarat, hogy ugyanakkora vízmennyiséggel nagyobb hatótávolságú, erősebb vízsugár előállításával ezt meg tudjuk tenni (azaz egységnyi lumen mellett nagyobb kandela értéket és hatótávolságot érünk el).
A vízfelhasználás hatékonyságát befolyásoló szórófej kiképzéseket, kialakításokat (reflektor, optika, elektronika) nem részletezzük, jelen példa megértéséhez ez már nem szükséges, de természetesen fontos szerepet töltenek be.

Fénykibocsátás és intenzitás (lumen vs. kandela 2)

Bár a nagyobb teljesítmény úgy tűnik, mintha nagyobb intenzitásnak felelne meg, a több lumennel rendelkező fény nem feltétlenül "világosabb". A fénykibocsátást a lámpa által kibocsátott fény (OTF) teljes mennyisége határozza meg, mely összefügg a LED hatékonyságával és a használt elektronikával/energiával.
A sugár maximális intenzitása az emberi szem által érzékelt fényességet jelzi, összefüggésben van azzal, hogy a fénysugarat az optikai rendszer fókuszálja.
Tehát, ami fontosnak tekinthető: A fénykibocsátás nyersanyagnak tekinthető, de ez a fény diszpergálódik, ami meghatározza annak hasznosságot.
Egy hagyományos izzó lehet nagy teljesítményű, de alacsony intenzitású (szórt fényű), míg egy lézer alacsony kimeneti teljesítményű, de nagy intenzitású (fókuszált). Mindkettő használható rendeltetésének megfelelően, de egyik sem jó zseblámpának.
Emiatt a kandela / lumen (cd / lm) arány használható annak meghatározására, hogy egy lámpa - fókuszált vagy szórt fénysugárral rendelkezik-e. A fókuszált fénysugarak (nagy cd / lm arány) nagyszerűek a távolabbi tárgyak megvilágításához, de közeli tartományban a hotspot vakítóan világos. A szórt fényűek (kis cd / lm arány) nagyszerűek a közeli munkához, de a távoli tárgyak megvilágítása esetén nem fog sokat látni.
Referenciaként: a jól fókuszált, nagy hatótávolságú lámpák fénysugarai 100 cd/lm fölöttiek lehetnek, a taktikai lámpák tipikus értéke 20-100 cd/lm, míg a munkalámpáké kevesebb, mint 10 cd/lm.

Fénykibocsátás és hatótávolság

A fénykibocsátás és a hatótávolság között szintén bizonyos fokú zavartság tapasztalható.
Fontos megérteni, hogy a két fogalom két különálló tulajdonság. Egy lámpa rendelkezhet nagyon magas fénykimenettel (lumenben mérve), és mégis nagyon csekély hatótávolsággal (méterben mérve). Az ellenkezője szintén igaz lehet, egy lámpának lehet nagyon szerény kimenete lumenben és mégis rendkívül hatékony a távoli tárgyak megvilágításában.
A fénykimenet egyszerűen fogalmazva a fényforrás által generált fény - azaz mennyi foton, mennyi "fényáram", hagyja el másodpercenként. Ugyanakkor nem mond semmit arról, hogy a fénysugár mennyire van jól vagy rosszul összegyűjtve és irányítva. A hatótávolság az a legnagyobb távolság, amelyből egy optimálisan fókuszált lámpa hasznos mennyiségű fényt sugároz a kijelölt célra. Az ANSI szabványban meghatározott "hasznos fényszint" a hatótávolság meghatározása esetén 0.25 lux, amely kb. a telihold által biztosított fény mennyisége egy nyitott területen, tiszta éjszakán.
Tehát miközben egy zseblámpa fénykibocsátása - "lumen" - nem mond semmi sem arról, hogy milyen jó vagy rossz a lámpa egy hasznos fénysugár kialakításakor, addig a lámpa "hatótávolság" minősítése arról szól, hogy képessé teszi e a fényt egy hasznos fénysugárba fókuszálni és irányítani. A hatótávolság erősen függ a lámpa optikai minőségétől, míg a fénykimenetnek nincs köze a sugárképző optikához. Valójában ahhoz, hogy nagy fénykimeneti értéket kapjunk, a lámpának nincs is szüksége reflektorra vagy lencsére.

Fénysugár intenzitás vs. érzékelt fényerő

A fényességet, ahogy azt a mindennapi életben gondoljuk, valójában nehéz számszerűen meghatározni. Miközben a 10 000 cd világosabb, mint az 5 000 cd, nem fog kétszer erősebbnek tűnni, mivel a fényesség érzékelése nem lineáris. Ennek észben tartása fontos lehet az összehasonlítás során. Durva becslésként irányadónak tekinthető, hogy egy fény akkor látszik kétszer olyan fényesnek a szemnek egy másikhoz képest, ha a fénysugár intenzitása annak négyszeresére.

Az ANSI/NEMA FL1 szabvány korlátai

Bár az FL1 szabvány nagy előrelépést jelent, nem mentes a problémáktól. Egy szabvány korlátozásának ismerete ugyanolyan fontos lehet, mint magának a szabványnak a megértése.

Fényáram

Az FL1 szabványban a lámpa bekapcsolásától számított 30. másodperctől kezdődően mérik a lámpa teljesítményét. Meglehetősen nagy a verseny a gyártók között és a magas lumenértékek lenyűgözőek tudnak lenni. Emiatt több, jellemzően kínai gyártó egy egyszerű megoldással (korábban, de akár még manapság is) úgy állította be a lámpa teljesítményét, hogy 3 percig valóban tudja a lámpa a meghirdetett teljesítményt, ezt követően azonban egy időzítő segítéségvel leszabályoz, s már csak X%-os teljesítményt biztosít.
Kevesen szeretnének egy olyan autót, amelyik tud ugyan 200 km/h-val haladni, de csak 3 percig - emiatt ezzel érdemes tisztában lenni és tájékozódni például a lámpa használati utasításából. Az általunk forgalmazott modellek jelentős része fejlett hőmérsék kezeléssel rendelkezik, megelőzendő a lámpa szerkezetének / elektronikájának, illetve az akkumulátor(ok) károsodását, ugyanakkor a lehető legnagyobb teljesítményt biztosítva.

Hatótávolság

A szabvány szerint mért 0.25 lux (holdfény) általában jelentősen eltér egy 1000 lumenes lámpától 2 méterre mérhető fénykibocsátástól, ezzel legyünk tisztában.

Üzemidő

Az FL1 egyik legnagyobb korlátja az üzemidő értékelése.
Felteszünk egy kérdést: egy 3,7V-os 18650 Li-Ion akku valójában mikor 3,7V?
Válasz: Szinte soha, feltöltött állapotban kb. 4,2V, ugyanakkor értelemszerűen folyamatosan merül - emiatt a ledes elemlámpák komplex elektronikát igényelnek. De nem minden lámpa működik ugyanúgy.

Tételezzük fel, hogy van három lámpánk:
- Az első folyamatosan csökkenti a fényerősséget és teljesítmény görbéje egy balról jobbra lejtő egyenesnek tekinthető, legyen az üzemideje 1,5 óra.
- A másik modell 3 perc után 50%-os százalékos teljesítményre vált és azt tartja 2 órán keresztül.
- A harmadik teljesítménye 30 perc után meredeken zuhanni kezd, majd a 40. percben kikapcsol.
Melyik a jó választás? Erre még nem ad választ a szabvány.

Ütésállóság

Bár a ledek megbízható eszközök, melyek nem tartalmaznak mozgó alkatrészeket, azok az elektronikus áramkörök, amelyek szabályozzák a LED áramellátását, nem feltétlenül tartósak. Az alkalmi esések készüléktől függően elvileg nem jelenthetnek problémát, de az ismételt behatások károsodást okozhatnak, mely hibás működéshez vagy meghibásodáshoz vezethet.
Emiatt javasoljuk, hogy kezeljük a LED lámpákat úgy, mint bármely más elektronikus eszközt és ha lehetséges, ne tegyük ki lámpánkat ütéseknek, eséseknek.