Rozdělení čelovek podle zdrojů světla
Zdrojem světla je myšlena část čelovky, produkující zvětlo. Použitý zdroj světla je zásadním kritériem při rozhodování o koupi čelovky. Na na druhu zdroje světla závisí dosvit čelovky, její spotřeba, barva produkovaného světla, homogennost světelného kužele a směrovost nebo naopak rozptýlenost vyzařování.
Pro mnoho lidí je při pohybu v podzemí důležité plné a intenzivní osvětlení blízkého okolí pro pohodlný a bezpečný pohyb. Čelovka s širokým světelným kuželem pokrývá periferní vidění oka a pro sledování terénu do dvou metrů před námi není potřeba výrazných pohybů hlavy. Namísto toho stačí puze pohyb očí po osvětleném popředí, podobně jako se díváme na denním světle. Naopak nevýhodou plošného osvětlení je jeho malý dosah do dálky. Předměty vzdálené v podzemní chodbě desítky metrů nejsou viditelné tak dobře, jako se směrovým světlem od úzkého paprsku.
Velmi směrové zdroje světla nám však nebudou schopny pokrýt periferní prostor vidění. Taková čelovka nutí zejména při sledování blízkého okolí stále pohybovat hlavou do stran, aby se úzký kužel světla přesouval společně s pohyben hlavy. Výhodou je přehled o vzdálených předmětech.
Vliv šířky paprsku na osvětlenou plochu v podzemí. První snímek ukazuje pro názornost vyfotografovanou zcela prosvícenou chodbu. Na prostředním snímku je znázorněno, jak taková chodba vypadá při pohledu s čelovkou se širokým paprskem. Zde je vidět pod nohy a konec hcoby je nasvětlen méně. Třetí obrázek znázorňuje tutéž chodbu s bodovým světlem. Konec chodby je nasvícen, ale pro pohled pod nohy je třeba vždy sklonit hlavu.
Kompromisem jsou čelovky s kombinovaným reflektorem nebo s kombinovanými zdroji světla.
Kombinovaný reflektor umožňuje rozložit produkované světlo jednoho světelného zdroje do dvou paprsků. Reflektor pak rosptyluje část světla širokým paprskem do blízkého popředí a zbytek světla vyzáří úzkým paprskem do dálky. Příkladem takové čelovky je Zebralight H31.
Kombinované zdroje světla nabízí možnost přepínat mezi blízkým širokým a dálkovým úzkým paprskem, případně zapnout oba zdroje najednou. Blízké osvětlení obstarává několik klasických LED diod o průměru 5mm a dálkové světlo poskytuje výkonná dioda s usměrňovací optikou paprsku. Příkladem takové svítilny je Princeton Tec Apex.
Homogennost produkovaného světla je neméně důležitá. V době halogenových a kryptonových žárovek byla osvětlovaná plocha často tvořena soustřednými kruhy o různé intenzitě, mezi kterými byla tmavší místa. To bylo způsobeno zpravidla nekvalitní zrcadlovou parabolou v reflektoru svítilny. Klasické diody o průměru 5mm poskytují rovnoměrně rozptýlené homogenní světlo samy o sobě. U výkonných LED diod se dopňuje odrazný reflektor pro široký paprsek nebo násuvná usměrňovací čočka pro úzký paprsek. Na kvalitě této optiky a reflektoru závisí stejnorodost světla. Obvyklým řešením u reflektorů je jejich povrchová úprava nazývaná jako povrch pomerančové kůry. Tím je zajištěno rovnoměrné rozptýlení světla bez slepých míst.
Zdroje světla
Zdroje světla se dramaticky vyvíjely a technologie LED, o níž se v roce 2000 hovořilo jako o nedostatečné, neprespektivní a příliš drahé, se stala naprostu samozřejmostí v čelových svítilnách. Žárovkové zdroje světla se velmi rychle vytratily díky poklesu ceny nových svítilen s LED, ale i díky produkci rozšiřujících modulů LED do nejrozšířenější čelovky Petzl Duo.
Klasická žárovka - zdrojem světla je rozžhavené wolframové vlákno ve vakuu. Barva světla je žlutá s nádechem do oranžové. Žárovka coby zdroj světla je v podstatě na ústupu již od roku 2002 a to zejména kvůli nástupu LED diod do takřka všech typů svítilen. Žárovka se vzynačuje svojí relativně malou životností, náchylností na otřesy a s tím související nutností nosit náhradní kus s sebou. U klasických svítilen DUO nebyla výměna žárovky ničím neobvyklým, proto výrobce do speleologické svítilny zabudoval držák na dva kusy žárovek. Typický odběr u klasických žárovek se může pohybovat od několika stovek mA až po jeden ampér. Žárovka je jeden z nejméně účinných zdrojů světla. To znamená, že poměr odebrané energie vůči množství vyzářeného světla je jeden z nejhorších. Z odebrané energie přemění na světlo pouze 10%, zbytek je vyzářen v podobě tepla.
Kryptonová žárovka - vyznačuje se vyšší účinností oproti klasické žárovce a jasnějším světlem od žluté blíže k bílé. Rozměrově se miniaturní kryptonová žárovka blíží LED kulaté diodě o průměru 5 mm. Větší kryptonové žárovky bývají s bajonetovým závitem a baňkou do špičky. Nevýhodou kryptonových žárovek je jejich relativně vysoká cena (50-100 Kč) a vyšší riziko jejich spálení oproti LED diodám. Kryptonové žárovky jsou podobně jako halogenové náchylné na spálení při umaštění baňky od rukou při manipulaci s nimi.
Halogenová žárovka - Vyznačuje se relativně vysokou svítivostí, bělejším světlem v porovnání s kryptonovou žárovkou a mnohem delším dosvitem. Halogenová žárovka je typickým zdrojem osvětlení "do dálky". Dnes už se v čelvokách zpravidla nevyskytuje samostatně pro její velký odběr (řádově desetiny ampéru až jeden i více ampérů). vzhledem k velkému odběru by nebyla schopna poskytnout osvětlení pro delší pobyt ve tmě a proto bývá halogenová žárovka kombinována coby dálkové světlo spolu s LED o nízkém příkonu nebo s kryptonovou žárovkou na osvětlení popředí.
Acetylenový plamen - acetylen je plyn, který vzniká jako jedne z produktů při reakci karbidu vápníku s vodou. Hoření tohoto plynu produkuje velmi teplé a intenzivní světlo (barevná teplota kolem 2200°K) , ktré je velice příznivě vnímáno lidským okem. Elektrická světla jsou v porovnání s karbidovou lampou snažší na obsluhu. Přesto bývají karbidové svítilny občas mezi jeksyňáři k vidění.
Světlosvítivé diody LED (light emitting diodes) - výhodou je vysoká životnost v řádech desetitisíců až sta tisíc hodin. Ne každému však vyhovuje bílé či namodralé světlo, které první modely LED diod produkovaly. Působí totiž chladně a ne tak "optimisticky" oproti např. světlu karbidové lampy. V současnosti se však vyrábějí vysocesvítivé LED v nejrůznějších barevných teplotách bílé v rozsahu 3400 - 6 500°K.
Podrobnější rozdělení LED diod:
- 5 mm LED s velmi nízkým příkonem - méně než 1 W (typicky v řádech desítek až stovek miliwatt [mW], tzn. odběru proudu v desítkách miliampér [mA] při jmenovitém napětí diod, které je různé podle typu od ca. 2,4 do 7 V.) Nejčastější napětí klasických diod je 3,6 - 4,2 V. Diody o průměru 5 mm mají typický odběr 20-30 mA. Setkat se lze však i s variantami navrženými na proud 150mA. Hlavní výhodou klasických 5mm LED je jejich velmi malý odběr při produkovaném množství světla dostačujícím u 5 ks diod pro bezpečnou chůzi. Svítilny s např. 5 ks těchto diod se vyznačují velmi dlouho svítivostí.
- LED se středně vysokým příkonem okolo 1W : dioda poskytuje dostatečný světelný výkon při únosném odběru. Svítí intenzitou srovnatenou s 10-20 klasických LED. Produkované teplo není natolik zásadní aby se mu musela podřídit konstrukce svítilny zakomponováním chladitče.
- LED s vysokým výkonem - více jak 1W a více tyto diody poskytují enormní množství světla, ovšem za cenu odpovídajícího odběru proudu. S tím souvisí problém jejich napájení. NiMh baterie o kapacitě 2500 mAh by dokázaly napájet diodu 5W přibližně 2 hodiny. Výkonné LED se v čelovkách používají v kombinaci s regulátorem proudu nebo s pulsním zdrojem proudu a díky tomu je možné měnit intenzitu jejich světla v různých režimech. Lze tak přepínat na jedné diodě mezi různými intenzitami.