Светодиодные прожекторы и фонари для подводного освещения

В настоящее время широкое распространение получили светодиодные прожекторы и фонари для подвод­ного освещения. Эти светотехнические изделия выгодно отличаются от своих ламповых аналогов малыми массо-габаритными параметрами, низким энерго­потреблением, значительным сроком службы и высокими эксплуатационными характеристиками.

Рис. 1. СД ПП «Дубна» D90/D54

Светодиодные подводные прожекторы (СД ПП) выполнены либо на основе мощных светодиодов, либо на их многоэлементных наборах. Цвет свечения может быть белым (холодным или теплым), а также одноцветным (чаще всего красным, синим, зеленым). Возможны также различные комбинации цветов. Прожекторы могут быть навесными, накладными, встраиваемыми или плавающими. Навесные прожекторы устанавливаются на кронштейнах с возможностью регулировки положения оси прожектора в вертикальной плоскости. Накладные прожекторы монтируются непосредственно на стенку бассейна (нередко с магнитным креплением) и часто не имеют возможности углового перемещения. Встраиваемые прожекторы встраиваются внутрь стенки бассейна. Плавающие прожекторы могут быть установлены на подводных подвижных носителях либо на погруженной в воду части надводных подвижных носителей. Степень защиты СД ПП — IPX8 или IP68. Следует отметить, что IP (Ingress Protection Rating) — система классификации степеней защиты оболочки электрооборудования от проникновения твердых предметов (например, пыли) и воды в соответствии с международным стандартом IEC 60529 (DIN 40050) и ГОСТ 14254-96. Первая цифра стандарта IP — это степень защиты от механических повреждений (проникновение и воздействие твердых предметов). Вторая цифра стандарта IP — это система защиты от проникновения внутрь корпуса влаги или воды: если это «6» — защита от водных струй под давлением и под любым углом, а цифра «8» — защита при длительном погружении (не менее 30 мин.) устройства в воду на глубину более 1 м. Таким образом, защита по степени IPX8 или IP68 означает полную пыле- и влаго­непроницаемость.

Рис. 2. СД ПП «Дубна» D130

Рис. 3. СД ПП AQUA

СД ПП применяются для подсвета бассейнов, фонтанов и других водоемов, для обеспечения подводных работ (поисковых, ремонтных и др.) различного типа. Прожекторы могут иметь автономное или сетевое питание.

Рис. 4. СД ПП RGB 20W

Рис. 5. СД ПП накладной на магните Super Klear-Night K70CD

В таблице 1 приведены основные параметры современных СД-прожекторов для подводного освещения, производимых различными фирмами, а на рис. 1–7 показан внешний вид типичных СД-прожекторов.

Рис. 6. СД ПП DIS150(RGB)

Рис. 7. СД ПП встраиваемый LED-NP300S

Примечания: СД — светодиод; Ф — световой поток; 2ω — угол рассеяния света; U — напряжение питания; P_э — энергопотребление; D — дальность подсвета; ГП — глубина погружения;
Т — время непрерывной работы; РР — режимы работы; К — красный; С – синий; Ж — желтый; З — зеленый; О — оранжевый; Б — белый.

СД-прожекторы уже давно пришли на смену некогда популярной модели с энергосберегающими лампами. Они устойчивы к значительным температурным колебаниям, могут работать без выключения продолжительное время. Их можно установить в любых труднодоступных местах, акцентировать строго определенные элементы под нужным углом или осветить объект полностью. Они имеют длительный срок службы (шесть-восемь лет), не нуждаясь в обслуживании в течение всего периода эксплуатации. Цена на СД-прожектор сторицей окупится за небольшой промежуток времени эксплуатации за счет высокой энергоэффективности. Значительная светоотдача, широкий диапазон рабочих температур, бесшумность, высокие эксплуатационные характеристики позволяют использовать СД-прожекторы практически для любых целей [8].

Компания «Световод» выпускает несколько серий светильников направленного света (прожекторов) для освещения и подсветки разнообразных объектов: влагозащищенные СД-прожекторы для подводного применения (IP68) «Линтерна», «Уфа» и «Дубна» [5]. Также СД-прожекторы выпускаются с различными цветами монохромного свечения — синий, зеленый и др. — и в полноцветном RGB-варианте под управлением по внутренним сценариям или от внешнего контроллера. Такие прожекторы применяются для оригинальной подсветки и создания шоу «Поющий фонтан». Влагозащищенные СД-прожекторы «Дубна» (рис. 1, 2) предназначены для подводного освещения фонтанов, бассейнов и других водоемов, а также могут использоваться в уличной декоративной подсветке [5]. Светильники «Дубна» выпускаются с различными СД монохромных цветов и в полноцветном RGB-варианте. Прожектор может работать по протоколу DMX-512 через контроллер серии «К». Монохромный СД-светильник «Дубна» D130 [5] в корпусе из нержавеющей стали отлично подходит для декоративной подсветки фонтанов, бассейнов, аквариумов и других подобных объектов. Он изготовлен с учетом требований по коррозионной стойкости и герметичности корпуса. Яркие и насыщенные цвета позволяют добиться превосходных визуальных эффектов при расположении светильника непосредственно на дне водоема, на подводных конструкциях или на боковых стенах. Светильники с узконаправленным излучением предназначены для подсветки струй воды или иных вертикально ориентированных объектов. А широко направленный тип излучения создает заливающую подсветку массы воды.

Подводные СД-светильники и прожекторы AQUA [10] (рис. 3) работают на основе СД разного цвета, собранных в матрицу, что обеспечивает хорошее цветосмешение и компактные размеры при высокой светоотдаче. Характеристики устройств:

• IP68;
• RGB-мультичипы;
• мощность 15/30/60 Вт;
• потеря яркости — менее 30% после 35 тыс. ч работы;
• отсутствует УФ-излучение;
• питание =12 В;
• угол свечения 60°;
• управление светом, допускающее создание белого цвета в системе RGB либо различных цветов и их комбинаций [9].

На рис. 4–7 показаны разнообразные СД ПП, в том числе накладные и встраиваемые [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7].

Рис. 8. Подсветка струи фонтана в водоеме с изменением цвета [9]

На рис. 8 показана подсветка струи фонтана в водоеме с изменением цвета [9]. Для этого используется подводный СД-прожектор-светильник СДП-24 со степенью защиты IP68 [7]. Использование направленных СДП-24 весьма эффективно для создания цветодинамической подсветки фонтанов. Они установлены по периметру фонтана для подсветки малых струй и непосредственно под струями центральной части фонтана. Поворотный кронштейн позволяет отрегулировать направление свечения. Использование DMX-контроллера для управления светильниками позволяет реализовать синхронное, но раздельное управление подсветкой центральной и периферийной части фонтана. Применяются СДП накладного и закладного типа. Дистанционное управление цветом, скоростью, алгоритмами и выбор цветов осуществляется с помощью специализированного RGB LED контроллера RF и радиопульта.

Рис. 9. Подсветка крупного фонтана с использованием мощных СД ПП

На рис. 9 показана подсветка крупного фонтана с использованием мощных СД RGB подводных светильников и СД-контроллеров управления [9]. На рис. 10 показана подсветка фонтана-водопада с использованием СД герметичных светильников на поворотном кронштейне [9].

Рис. 10. Подсветка фонтана-водопада с использованием СД ПП на поворотныхкронштейнах

На рис. 11 показана подсветка фонтана с использованием 10 СД ПП синего цвета свечения [9]. На рис. 12 представлена подсветка крупного фонтанного комплекса с использованием герметичных СД-светильников и СД-контроллеров для создания индивидуальной цветодинамики для каждого фонтана [9].

Рис. 11. СД подводный фонарьMagicshine MJ-810

СД-светильники RGB-типа мощностью порядка 20 Вт устанавливаются под струями фонтана и разворачиваются в направлении струй с помощью креплений [6]. Для достижения высокой яркости подсветки под каждой струей установлено по четыре подводных светильника.

Рис. 12. Подсветка крупного фонтанного комплекса с использованием СД ПП

В таблице 2 приведены основные параметры современных СД-фонарей для подводного освещения, производимых различными фирмами, а на рис. 13–19 показан внешний вид типичных подвод­ных фонарей.

Рис. 13. СД подводный фонарьMagicshine MJ-810

Примечания: СД — светодиод; Ф — световой поток; U — напряжение питания; D — дальность подсвета; ГП — глубина погружения; К — красный; ФЛ — фиолетовый; УФ — ультрафиолетовый; Т — время непрерывной работы; РР — режимы работы; СЗ — степень защиты.

СД подводные фонари чаще всего выполнены на основе одного или двух-трех СД белого цвета свечения. Степень их защиты — IPX-8. В большинстве случаев фонари, изготовленные по стандарту IP8х, сохраняют герметичность при погружении в морскую воду на глубину до 10 м. Срок службы всех указанных выше изделий от 10⁴ до (5–7)×10⁴ ч, диапазон рабочих температур –20…+40 °С или +1…+40 °С.

Они используются для дайвинга, подводной охоты, подводных поисковых работ, осмотра затонувших кораблей и др. При выборе оптимальной модели нужно учитывать следующие рекомендации [14]:

• Все фонари для подводной охоты делятся на аккумуляторные светодиодные и светодиодные. Удобство первых заключается в относительно низкой стоимости и возможности заряжать аккумулятор; вторые рассчитаны на ситуации, когда смена или зарядка аккумулятора невозможна.
• Размеры — параметр, на который обращают внимание большинство дайверов, так как при длительном заплыве руки могут устать от большого веса.
• Возможность расширения функционала снаряжения. При необходимости фонарь для подводной охоты должен комплектоваться адаптерами, межпальцевым держателем, чехлом с креплением к баллону и другими аксессуарами.
• Для работы на максимально допустимой глубине фонарь должен быть водонепроницаемым, выдерживать соответствующее гидростатическое давление и иметь защиту корпуса от агрессивного воздействия морской воды.

Рис. 14. СД профессиональный подводный фонарь PE900

Рис. 15. СД подводный фонарь фирмы Archon, модель DIVE 340

Рис. 16. Налобный СДподводный фонарь NE500

Рис. 17. СД подводный фонарь «Беркут Х2 700 лм»

Рис. 18. Крепление SARGAN для СД подводного фонаря к пневматическому ружью

Рис. 19. СД подводный фонарь LED 700SLININE: а) внешний вид; б) источник питания (аккумуляторная батарея)

В качестве примера рассмотрим типичный подводный СД-фонарь — модель Magicshine MJ-810 (рис. 13) (табл. 2) [15, 16]. Эта модель разработана специально для погружений или подводной охоты в мутной воде. Magicshine MJ-810 выполнен на базе светодиода Cree XM-L 4300К (900–1000 лм). В качестве элементов питания используются два литиевых Li-ion аккумулятора типа 18650 (возможна дополнительная комплектация литиевых Li-ion аккумуляторов типа 18650 с большей емкостью). Переключение режимов осуществляется с помощью магнитного кольца, которое фиксирует каждый из четырех режимов. Особенности устройства:

• материал рефлектора — алюминий T6, поверхность текстурированная;
• материал линзы — закаленное стекло, стойкое к царапинам;
• покрытие корпуса анодированное, стойкое к царапинам;
• кнопка магнитная;
• степень водонепроницаемости — IPХ-68;
• максимальная глубина погружения до 60 м;
• максимальная дальность луча до 300 м (в зависимости от прозрачности воды).

Подводный фонарь Magicshine MJ-810 имеет теплый свет, прорезиненный шнурок для ношения на запястье, зарядное устройство от сети ~220 В, два запасных уплотнительных силиконовых кольца.

Таким образом, существует широкая номенклатура светодиодных подводных прожекторов и фонарей, перекрывающих значительное количество различных направлений их применения.