Tiêu chuẩn đèn pin ASNI/NEMA FL1 – Được nhắc đến trên bao bì, tài liệu, mẫu quảng cáo của hầu hết các đèn pin hiện nay. Những thông số này có ý nghĩa gì đối với bạn và bạn có thể giải thích thông tin này như thế nào? Hiện các bài test đèn pin của kênh Hiếu – Tập Làm Kỹ Sư đều dựa vào các thông số này để đánh giá chất lượng, tính năng của đèn pin. Với nhưng trang bị đo lường, phương pháp đo đạc trong khả năng cho phép để phản ảnh gần đúng chứ chưa thế chính xác 100%.
Mục lục
Tiêu chuẩn cho đèn pin
Tiêu chuẩn ANSI/NEMA FL1 là tiêu chuẩn duy nhất hiện tại dành riêng cho nhóm đèn pin, dụng cụ chiếu sáng cầm tay. Chính vì thế hầu hết đèn pin hiện nay đều dùng Tiêu chuẩn FL1 đế so sánh các loại đèn với nhau. Từ đó đánh giá khách quan nhất sự khác nhau của các loại đèn pin, cũng như có thể phân loại chúng dễ dàng hơn.
Tiêu chuẩn ANSI/NEMA FL1 hay ANSI/PLATO FL1
Lịch sử Tiêu chuẩn ANSI/NEMA FL1
- Tiêu chuẩn được tố chức NEMA áp dụng cho đèn pin ban đầu là ANSI/NEMA FL 1-2009
- Sau đó được chuyển giao lại cho tổ chức PLATO (The Portable Lights Trade Organization – Tổ chức thương mại đèn cầm tay) duy trì , thay đổi tên thành ANSI/PLATO FL1.
- Tiêu chuẩn mới nhất là ANSI/PLATO FL 1- 2019.
Tuy nhiên thì nhiều thương hiệu vẫn áp dụng tiêu chuẩn trước đây là ANSI/NEMA FL 1-2009. Nên trong các công bố về thông số họ vẫn ghi NEMA thay vì PLATO.
Thường được viết tắt là Tiêu chuẩn ANSI FL1, Tiêu chuẩn ANSI/NEMA FL 1-2009 là một bộ hướng dẫn về hiệu suất của đèn pin. Trước khi giới thiệu các tiêu chuẩn này, bạn có thể đã thấy nhiều cụm từ trên bao bì đèn pin, chẳng hạn như:
- “3W LED” là một thuật ngữ phổ biến được sử dụng khi đèn LED hiệu suất cao, chẳng hạn như Luxeon, lần đầu tiên được giới thiệu. Đèn LED có hiệu suất khác nhau và hiếm khi hoạt động ở công suất định mức, vì vậy điều này thực sự không có ý nghĩa gì.
- “1 triệu ngọn nến” (hoặc bất kỳ bội số nào khác của một triệu), thường thấy trên đèn lồng và đèn sân khấu. Một triệu cái gì cũng ấn tượng, nhưng một triệu ngọn nến sáng như thế nào? “ngọn nến” – candela (cd) đơn vị đo ánh sáng.
- “Đèn LED siêu sáng” thực sự chỉ là một cách nói hoa mỹ để nói rằng đèn LED sáng, nhưng ngay cả khi bạn là một kỹ sư, nó vẫn không có nhiều ý nghĩa.
Với Tiêu chuẩn FL1, các cụm từ tiếp thị mơ hồ đã không còn nữa và có thể so sánh trực tiếp giữa các đèn pin từ các nhà sản xuất khác nhau. Việc tuân thủ Tiêu chuẩn FL1 là tự nguyện, mặc dù phần lớn các nhà sản xuất đã áp dụng tiêu chuẩn này. Đây là cách xếp hạng được xác định:
Công suất ánh sáng [Lumen]
Công suất ánh sáng là phép đo quang thông sử dụng một quả cầu tích phân. Đơn vị của quang thông là lumen, là phép đo năng lượng. Phương pháp này cần có thiết bị đo quang thông chuyên dụng, thường là quả cầu đo sáng.
Cường độ chùm sáng cực đại [Candela – 1 ngọn nến]
Cường độ chùm sáng cực đại là phép đo cường độ sáng ở giữa chùm sáng của đèn pin. Đơn vị cường độ sáng, candela, là phép đo năng lượng.
Một chùm sáng sẽ có độ sáng mạnh ở tâm và giảm dần ra xung quanh, phường pháp này sẽ lấy điểm lớn nhất giữa chùm sáng nhằm xác định thực tế đèn pin chiếu ra luồng sáng có đặc tính gom điểm hay tỏa đều ra xung quanh.
Khoảng cách chùm sáng [Mét]
Khoảng cách chùm sáng được định nghĩa là khoảng cách từ đèn pin nơi có độ rọi tương đương với trăng tròn vào một đêm trời trong.
Phương pháp sẽ di chuyển đèn pin ra xa máy đo Độ rọi (đơn vị: lux) đến khi chỉ còn 0.25 lux thì dừng và tính là khoảng cách đó.
Tuy nhiên mỗi loại đèn pin sẽ có thấu kính, chùm sáng khác nhau nên phép đo này chú yếu giúp người sử dụng phân loại chức năng của đèn pin chiếu xa hay gần.
Thời gian hoạt động [Giờ]
Thời gian hoạt động được định nghĩa là lượng thời gian, được làm tròn thành15 phút gần nhất, cho đến khi công suất sáng giảm xuống dưới 10%.
Khả năng chống nước [Xếp hạng IPX]
Khả năng chống nước được nêu bằng cách sử dụng hệ thống xếp hạng IP và ba xếp hạng được sử dụng.
– IPX4 – chống nước, hay nước bắn từ mọi hướng
– IPX7 – chống nước hoặc ngâm tạm thời ở độ sâu 1 mét trong 30 phút
– IPX8 – chìm hoặc ngâm liên tục ở một số độ sâu được chỉ định trong 4 giờ
Khả năng chống va đập [Mét]
Khả năng chống va đập được kiểm tra bằng cách thả rơi xuống bề mặt bê tông ở độ cao quy định với tất cả các phụ kiện dự định, bao gồm cả pin, được lắp đặt.
Phương pháp kiểm tra sẽ thả đèn pin từ độ cao 1 mét xuống 6 lần, mỗi lần sẽ là một mặt của đèn pin, tương ứng 6 lần, giống như các mặt lập phương.
Diễn giải cụ thể Tiêu chuẩn ASNI FL1
Bây giờ sẽ diễn dịch, giải thích cụ thể các thông số đã nêu, hãy xem ý nghĩa của các xếp hạng một cách rõ ràng.
Công suất sáng so với Cường độ sáng cực đại
Mặc dù công suất phát sáng cao hơn có vẻ tương ứng với cường độ sáng cao hơn, nhưng ánh sáng có nhiều lumen hơn không nhất thiết phải “sáng hơn”. Đây là lý do tại sao:
- Lượng ánh sáng phát ra được xác định bởi tổng lượng ánh sáng Phát ra Phía trước (Out-the-Front – OTF) của đèn pin và có liên quan đến hiệu quả của đèn LED cũng như lượng điện năng sử dụng.
- Cường độ chùm tia cực đại biểu thị độ sáng mà mắt người cảm nhận được và có liên quan đến cách hệ thống quang học hội tụ chùm tia (thường là chóa phản xạ, thấu kính hoặc ống kính quang học).
Vì vậy, cái nào quan trọng hơn? Ánh sáng phát ra có thể được coi là “nguyên liệu thô”, nhưng chính cách ánh sáng đó được phân tán mới quyết định tính hữu dụng. Ví dụ, đèn huỳnh quang có công suất cao nhưng cường độ thấp (chùm tia phân tán hoặc tỏa đều, gom thành luồng sáng), trong khi đó tia laser có công suất thấp nhưng cường độ cao (chùm tia tập trung, hoặc điểm, gom thành luồng sáng).
Cả hai đều hữu ích cho mục đích dự định của chúng, nhưng không phải là đèn pin tốt. Do đó, tỷ lệ candela trên mỗi lumen (cd/lm) có thể được sử dụng để xác định xem đèn pin có chùm tia dạng điểm (spot) hay dạng chùm tỏa (beam).
- Các chùm điểm (spot) (tỷ lệ cd/lm lớn) rất phù hợp để chiếu sáng các vật thể ở xa, nhưng ở cự ly gần, điểm phát sáng có thể sáng chói mắt.
- Chùm tỏa (beam) (tỷ lệ cd/lm nhỏ) rất tốt cho công việc gần, nhưng đối với các vật thể ở xa, sẽ không có nhiều ánh sáng.
- Có thế hiểu đơn giản, đèn chiếu xa trên 100 cd/lm, đèn pin chiến thuật, đa dụng thường trong khoảng 20-100 cd/lm và đèn làm việc, đội đầu sửa chữa dưới 10 cd/lm.
Cường độ chùm sáng cực đại so với Độ sáng cảm nhận
Độ sáng, như chúng ta nghĩ về nó theo thuật ngữ hàng ngày, thực ra là một phép đo khó nắm bắt bằng số. Mặc dù 10.000cd sẽ sáng hơn 5.000cd, nhưng nó sẽ không sáng gấp đôi. Lý do là vì nhận thức của chúng ta về độ sáng là phi tuyến tính, nghĩa là “cường độ gấp đôi” sẽ không xuất hiện “sáng gấp đôi”.
Lưu ý đến mối quan hệ phi tuyến tính này là rất quan trọng để so sánh Cường độ chùm tia cực đại và ước tính sơ bộ là để mắt nhìn thấy ánh sáng có độ sáng gấp đôi thì cần cường độ gấp bốn lần.
Giải thích thêm về có chế điều tiết ánh sáng của mắt, khi ánh sáng mạnh thì đồng tử sẽ co lại theo phản xạ tự nhiên. Nên đèn chiếu ánh sáng mạnh các vật thế trước mắt sẽ làm mắt co đồng tử lại. Thế nên mặc dù ánh sáng có gấp đôi nhưng mắt sẽ điều tiết lại.
Nói thêm rằng các bạn hay nâng cấp đèn xe máy hay ô tô siêu sáng cực kỳ nguy hiểm. Vì khi bạn chiếu ánh sáng mạnh về phía trước, mắt đang điều tiết co đồng tử, khi có tình huống gia thông bạn giảm đèn về từ pha về cos thì gần như mắt bạn không thế thấy các vật thế ngoài tầm sáng, kế cả đèn đường, các vật có ánh sáng yếu di chuyển trên đường.
Những xe di chuyển ngược chiều hay gần bạn cũng bị luồng sáng mạnh gián tiếp làm mù tạm thời ch dù không bị chiếu trực tiếp đèn vào mặt. Dẫn đến sự điều tiết mặt không thay đồi kịp, bì nhòe tạm thời với các ánh sáng yếu trong tầm mắt. Rất nguy hiểm. Nên không phải cứ đèn càng sáng càng tốt.
Khoảng cách chiếu xa
Khoảng cách chiếu xa được tính từ cường độ chùm tia cực đại, vì vậy thực tế không có thông tin mới nào ở đây. Ngoài ra, trăng tròn vào một đêm trời trong không thực sự là một lượng ánh sáng hữu ích, vì vậy đừng quá đặt nặng thông số kỹ thuật này.
Nếu theo cách đo của tiêu chuẩn FL1 thì tính khoảng cách bằng việc tính bằng khoảng cách khi nào ánh sáng sáng chiếu còn 0.25 lux. Thực sự tầm nhìn của con người ở chiều cao 1.6m thì ở khoảng cách 800m bắt đầu không còn nhìn rõ vật thể. Trừ khi di chuyển trên các phương tiện có chiều cao như xe tải, tàu thuyền lớn.
Ngoài ra cũng như sự khác nhau giữa các loại đèn gom xa hay chiếu tỏa. Nên thông số này chỉ tham khảo để phân loại tính năng sử dụng chứ không so sánh các loại đèn với nhau.
Hạn chế của Tiêu chuẩn FL1
Mặc dù Tiêu chuẩn FL1 là một bước tiến lớn, nhưng không có tiêu chuẩn nào không có vấn đề và có một số hạn chế đối với Tiêu chuẩn FL1. Việc biết các giới hạn của một tiêu chuẩn cũng quan trọng như biết ý nghĩa của tiêu chuẩn đó và hạn chế lớn nhất của Tiêu chuẩn FL1 là xếp hạng thời gian chạy.
Thời gian hoạt động
Đây là một câu hỏi mẹo: khi nào pin 1,5V thực sự là 1,5 vôn? Lý tưởng nhất là luôn luôn, nhưng điện áp của pin kiềm giảm khi nó phóng điện, vì vậy nó hầu như không bao giờ là 1,5 vôn. Đây là lý do tại sao đèn pin LED yêu cầu thiết bị điện tử phức tạp, nhưng không phải tất cả đèn pin đều hoạt động theo cùng một cách. Để nắm bắt hành vi này, thời gian chạy phải được trình bày dưới dạng biểu đồ, điều này không bắt buộc theo Tiêu chuẩn FL1. Lấy dữ liệu mẫu này từ các bài kiểm tra thời gian chạy của chúng tôi:
Biểu đồ thời gian hoạt động này cho chúng ta biết các thông tin sau:
- Đèn pin 2 có thời gian hoạt động ngắn nhất nhưng ổn định và nằm trong khoảng 10% độ sáng ban đầu.
- Đèn pin 1 có thời gian hoạt động lâu hơn một chút so với Đèn pin 2 nhưng độ sáng (hầu hết dưới 50%) liên tục giảm.
- Đèn pin 3 có thời gian chạy dài được duy trì ở độ sáng 50%.
Dựa trên biểu đồ thời gian hoạt động, chúng ta có thể nói rằng đèn pin 2 là lựa chọn tốt hơn đèn pin 1 và đèn pin 3 là lựa chọn tốt cho thời gian chạy kéo dài (trên thực tế, đèn pin 1 và 2 thực sự là cùng một đèn pin sử dụng các loại pin khác nhau, nhưng đó là chủ đề cho một bài viết khác).
Những quan sát này sẽ không thể thực hiện được chỉ với xếp hạng thời gian hoạt động, đó là lý do tại sao tiến hành thử nghiệm tuân thủ ANSI FL1 độc lập của riêng chúng tôi và bao gồm các biểu đồ thời gian hoạt động trong các đánh giá của chúng tôi để bổ sung cho Thời gian hoạt động Tiêu chuẩn FL1. Để biết thêm thông tin về các bài kiểm tra thời gian hoạt động của chúng tôi, vui lòng nhấp vào đây.
Khả năng chống va đập
Mặc dù đèn LED là thiết bị thể rắn đáng tin cậy không có bộ phận chuyển động, nhưng mạch điện tử điều chỉnh nguồn điện cho đèn LED có xu hướng không bền bằng. Thỉnh thoảng rơi rớt không phải là vấn đề, nhưng thường xuyên lặp đi lặp lại có thể gây ra hư hỏng dẫn đến hoạt động thất thường hoặc hỏng hóc. Lời khuyên của chúng tôi là hãy coi đèn pin LED giống như bất kỳ thiết bị điện tử nào khác và tránh làm rơi hoặc các hư hỏng khác nếu có thể.
Tài liệu tham khảo:
- Thảm khảo, dịch từ LED-Resource – https://www.led-resource.com/ansi-fl1-standard/
- Trang chính thức của PLATO – https://www.plato-usa.org/about/standard
