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Attrezzature

20130204-torceProseguiamo con la seconda ed ultima parte sulla guida alle torce elettriche by Budda. Per chi si fosse perso la prima parte

 

Il fascio luminoso
Il led emette omogeneamente luce, per cui se accendete un led avremo una luce chiara che si estende in ogni direzione ma che si esaurisce a breve distanza.

 

Per concentrare la luce e dirigerla il più possibile in una direzione, si usano delle parabole e delle ottiche. Generalmente si usano parabole, che in base alla loro finitura e dimensione possono determinare differenti caratteristiche sul fascio luminoso di uno stesso led. Facendo delle semplificazioni, più le dimensioni della parabola sono ampie e più il fascio risulta concentrato. L’effetto aumenta qualora la dimensione del led sia più piccola. Le parabole possono avere due finiture: liscia (smooth) che aumenta leggermente il tiro, o a buccia d’arancia (orange peel) che rimuove imperfezioni ma diminuisce il tiro. Per questo le torce da tiro hanno riflettori molto più grandi delle altri, e a volte usano led piccoli anche se meno efficienti e potenti perché hanno una superficie di emissione più piccola e sono più facili da concentrare agevolando il tiro.

 

Se la potenza del led da solo senza alcuna sovrastruttura si misura in lumen, con l'introduzione di meccanismi quali parabole e ottiche occorre introdurre un'altro parametro, è il lux. Il lux è la quantità di luce più forte che si trova nel fascio di una torcia, generalmente misurata a 1 metro dal led.  Ad esempio, una torcia con un fascio molto ampio potrebbe avere un picco di poche migliaia di lux (5-7000), ma se si concentrasse la stessa luce in una zona più piccola alora questi potrebbero aumentare fino a 20'000. I lux non c’entrano direttamente con la quantità di luce emessa. Estremizzando il concetto un laser avrà pochi lumen (infatti non illumina molto) ma moltissime migliaia di lux (perché concentra tutta la luce in un punto unico).

Per capire meglio gli effetti di parabole ed ottiche guardiamo un beamshot, cioè una foto del fascio luminoso emesso da una torcia.

Il fascio si divide in 2 parti: lo spot (punto centrale luminoso) e spill (parte che sta intorno allo spot). Per chi vuole torce da tiro, si cerca di concentrare più luce possibile nello spot e nel renderlo più piccolo possibile, a discapito della luminosità dello spill. Per le torce da prossimità vale il contrario, fino a torce prive di diffusore che generano un fascio privo di picchi luminosi, molto comodo e riposante nei lavori a brevissima distanza tipiche delle torce frontali.

 

Driver e potenza
I led possono funzionare a varie potenze, in base a quanta corrente gli viene fornita. Aumentando la potenza l'efficienza cala, e scaldano molto. Purtroppo i led mal sopportano le elevate temperature e possono bruciarsi se non gli viene fornita un’adeguata dissipazione termica.
La potenza della luce emessa si valuta in lumen. Attualmente siamo in grado di avere torce con singolo led con potenze di circa 1700 lumen (una lampada alogena da 100 W emette la stessa luce), valori che aumentano in particolari torce dove sono montati più led ad alta efficienza e potenza.

Il led viene alimentato da un piccolo circuito che regola la quantità di corrente fornita dalla batteria detto driver. Questo circuito permette di avere più livelli corrente e quindi di luce (10,20,30,40…100% della potenza) e di variare l'emissione della luce nel tempo creando un'effetto intermittente (strobo, sos, beacon…). Ovviamente ogni driver ha delle particolari caratteristiche e dei livelli. Vi sono anche alcuni driver programmabili dall’utente, in modo che possa decidere autonomamente quali e quanti livelli avere a disposizione sulla torcia. I livelli permettono di avere il controllo della potenza luminosa, consentendo di avere la quantità di luce necessaria, riducendo gli sprechi e aumentando la durata della batteria.

Inoltre i driver danno un effetto di “regolazione” sulla resa: in una torcia “vecchia”, la lampadina era a diretto contatto con la batteria. Man mano che la batteria si scaricava la luce emessa diminuiva a sua volta. I driver permettono, entro certi limiti, di tenere costante l’illuminazione finché la batteria non è scarica. Il driver però è una componente aggiuntiva e come tale aumenta la possibilità che qualcosa si rompa minando l'affidabilità della torcia. Tuttavia ci sono case che danno garanzie di 2, 10 anni o per a vita della torcia, a patto che alcune regole d'uso vengano rispettate.

 

Costruzione
Le torce sono costruite di 3 parti: tailcap, corpo e testa. Generalmente il corpo è semplicemente il porta batterie, la testa contiene led, parabola, driver e altra circuiteria.

Una delle differenze sta nel tipo di "interfaccia" ovvero in come si comanda la torcia. Una volta esistevano solo gli interruttori “slitta” sul lato delle vecchie torce. Ora esistono due gruppi di interfacce: clicky, (in foto) in cui c'è un pulsante che si trova quasi sempre sul tailcap, oppure twisty, che prevede che la testa della torcia sia ruotata rispetto all'asse. Non mancano i casi di "interfaccia mista". L'utente può pilotare la torcia cliccando o ruotando l'interfaccia per accenderla, eventualmente variare la potenza, e spegnerla

 


Alimentazione
Batterie e pile non sono la stessa cosa. Quello che le differenzia è la composizione chimica che vi sta all’interno e la possiblità di essere ricaricate o meno.

  • Le pile, o primarie (litio, alcaline) non sono ricaricabili.
  • Le batterie o secondarie, (Nimh, NiZn, LiFePO4, Li-ion, Piombo) invece possono essere ricaricate più volte.

La forma resta sempre la stessa, infatti possiamo trovare celle di dimensione AA con diverse composizioni chimiche: Nimh, NiZn, Li-ion, litio e così via. Ogni composizione chimica ha con se dei lati positivi e dei lati negativi: diversa capacità di resistere al freddo, possibilità di perdere la carica nel tempo, effetto memoria

I più diffusi e conosciuti nel mondo delle torce sono: Nimh (Nichel MetalIdrato), li-ion (Ioni di Litio), litio e alkaline.

  • Alcaline: le pile per eccellenza. Economiche, perdono a volte acido, rendono molto male ad alti assorbimenti e soffrono il freddo. Voltaggio iniziale di circa 1,5volt. NON ricaricabili.
  • Nimh: tradizionali ricaricabili da supermercato, buone prestazioni. Sono disponibili in versioni con più capacità (ma dotate di un’autoscarica maggiore) o minor capacità (possono perdere fino a un massimo del 10% annuo della carica). Hanno un voltaggio di 1,2-1,3 delle Nimh. Hanno effetto memoria.
  • Li-ion: ricaricabili più recenti. Alte prestazioni. Scarso effetto memoria. Hanno una tensione di voltaggio, a piena carica, di 4,2 volt (che sono lontanissimi dagli 1,5 volt delle alkaline). La batteria è praticamente scarica intorno ai 3 volt. Tuttavia se la batteria viene scaricata sotto i 3 volt ed è sprovvista di un circuito di protezione (che evita la sovrascarica), questa viene irremediabilmente danneggiata. Ecco perché acquistare batterie protette o torce che abbiano un sistema di segnalazione della batteria scarica (generalmente tramite riduzione dell’output o lampeggi o mancato funzionamento) intorno ai 3 volt. Vanno caricate con appositi caricatori che, per sicurezza devono avere determinati parametri che permettano alle celle di non essere stressate. Esistono in vari formati, da quello che avete nello smartphone, a quelle che avete nel portatile a quelle comune.
  • Litio: pile di ultima generazione, elevata capacità, bassa autoscarica (scadenza 10 anni dopo la produzione), resistenti al freddo. Hanno una tensione di 1,8 volt nel formato AA, AAA e di 3 volt nel formato CR123 e CR2.

 

La sicurezza nell'uso delle batterie
Le celle li-ion hanno una grande quantità di energia al loro interno che in alcune particolari condizioni si può dimostrare pericolosa, come dimostra questo articolo di wikipedia:

La chimica delle batterie Li-Ion non è sicura come le altre: una batteria Li-Ion può esplodere se surriscaldata o caricata eccessivamente. Un accumulatore agli ioni di litio richiede diversi sistemi di sicurezza obbligatori al suo interno, prima che si possa considerare sicuro per l'uso comune. Questi includono un interruttore termico (per prevenire il surriscaldamento in caso di sovraccarico) e una linguetta di sicurezza con valvola di sfiato (per controllare la pressione interna). Nonostante queste caratteristiche di sicurezza, le batterie Li-Ion sono soggette a frequenti richiami in fabbrica; inoltre, i sistemi di controllo occupano spazio utile all'interno delle pile, oltre ad aggiungere ulteriori possibilità di guasto. Di solito, in caso di problemi a questi sistemi, la batteria è resa inutilizzabile permanentemente e irreversibilmente.

 

Anche batterie di qualità possono diventare pericolose se usate in serie avendo stati di carica o età diverse. Per questo le li-ion e le litio vanno controllate spesso con un multimetro, in quanto il voltaggio è un indice della capacità residua. Quindi se due celle misurano 4,10 e 4,14 volt, potrò usarle con sicurezza; se misurano 4,1 e 3,8 no. Ugualmente il multimetro va usato per controllare che il caricabatterie faccia il suo lavoro e non sovraccarichi le celle, idem per il circuito di sovrascarica.

Sulle batterie e sui caricabatterie è importante scegliere la qualità anche se costa di più, per evutare danni alle apparechiature stesse ed agli utilizzatori.

Le batterie devono essere inserite correttamente nella torcia, generalmente col polo positivo verso la testa. Se la direzione di inserimento non è rispettata e la torcia non è dotata di inversione di polarità la torcia sarà irrimediabilmente danneggiata e non c’è garanzia della casa che tenga. E’ quindi importantissimo leggere e rispettare le istruzioni fornite dal produttore.

 

 

Note sul'autore: Budda

"Desidero ringraziare il forum italiano di appassionati di torce e illuminazione cpfitaliaforum.it, senza essermi iscritto a questo forum non avrei mai potuto leggere e scoprire il mondo delle torce." 

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