teknalux.it
luci,lights,luz,feux,illuminazioni tecniche,navali,boats,technical,lighting,system,lux

Informazioni sui Led

I LED (Light Emmiting Diodes), sono costruiti utilizzando semiconduttori in grado di convertire direttamente la corrente elettrica in luce. Sono grandi solamente pochi millimetri per cui offrono decisivi vantaggi costruttivi rappresentando in molte applicazioni una valida alternativa alle tradizionali sorgenti luminose. Dal 1970 ad oggi, anno in cui si sono avute le prime concrete applicazioni industriali, si sono compiuti decisivi progressi qualitativi in termini di gamma e di efficienza luminosa. Specialmente negli ultimi 5 anni circa sono stati introdotti LED a luce bianca e a luce blu.
 
Il LED è composto da strati diversi di materiali semiconduttori che opportunamente polarizzati emettono una luce monocromatica a differenza di una lampada ad incandescenza che emana uno spettro continuo di luce. Il colore della luce del LED dipende ovviamente dal materiale utilizzato, mentre l’efficienza viaggia di pari passo con l’evolversi delle tecnologie di produzione. Attualmente si raggiungono oltre 30 lm/W a seconda del colore, efficienza grosso modo simile a quella di una comune lampada al sodio bassa pressione a luce bianca. Naturalmente , visto che un singolo LED ha una potenza di pochi decimi di watt, o di uno o tre watt nei modelli più potenti, per ottenere la stessa intensità di luce di una lampada tradizionale occorrono svariati LED opportunamente collegati fra di loro e allo stato attuale dei prezzi, i costi dell’operazione non sempre sono giustificabili. Occorre dire però che in molte applicazioni l’uso del LED è già ampiamente giustificato e consente originali e convenienti soluzioni. La massima luminosità del LED si ottiene con una corretta alimentazione in corrente continua costante, che varia in funzione del colore del LED, per cui è d’obbligo utilizzare gli speciali alimentatori consigliati o proposti dal costruttore dell’apparecchio di illuminazione. Una alimentazione non corretta provoca quasi sempre la rottura del LED in breve tempo.
 
Grazie alle dimensioni ridotte i LED, singolarmente o a gruppi, consentono di progettare apparecchi compatti e di ridotta profondità. La luce, emessa in una ben determinata direzione riduce le perdite normalmente causate dal riflettore. In applicazioni in cui risulta oneroso, difficoltoso o pericoloso sostituire frequentemente la sorgente luminosa, la lunga vita del LED permette un indubbio e significativo risparmio sui costi di manutenzione. Il LED è particolarmente resistente ad urti o sollecitazioni meccaniche, consentendo l’utilizzo in condizioni ambientali particolarmente difficili come ad esempio in apparecchi da incasso per pavimentazioni stradali, di centri commerciali, aeroporti ecc. L’utilizzo di LED a luci colorate permette inoltre l’eliminazione di filtri che riducono drasticamente l’efficienza dell’apparecchio. Il consumo ridotto del LED, permette inoltre l’impiego di pannelli solari o di batterie per l’alimentazione. Laddove necessiti un illuminazione di oggetti sensibili al calore o ai raggi UV, la luce fredda del LED, priva di emissione di infrarossi ed ultravioletti, è l’ideale soluzione al problema. 
 
I moduli LED sono composti da singoli LED, integrati con altri componenti passivi o attivi di regolazione della corrente, di norma montati su appositi circuiti stampati rigidi o flessibili, con forme che seguono fedelmente lo spirito creativo del designer. La realizzazione dei moduli, richiede specifiche conoscenze relative ai componenti discreti, alla progettazione elettrica, termica ed ottica. Grazie alla disponibilità di LED bianchi, rossi, verdi, blu, arancioni e gialli, al loro spessore minimo, alla compattezza e flessibilità, si possono progettare strutture sottili per la realizzazione di segnaletica e illuminazione di orientamento con un facile inserimento nelle strutture architettoniche preesistenti. 
Per esperienza, durante il funzionamento si ha una costante e permanente riduzione del flusso luminoso chiamato degradazione della luce emessa, causato da una riduzione dell’efficienza della generazione di luce. Questa riduzione è dovuta principalmente ai materiali con i quali è costruito il LED ed è più alta durante le prime centinaia di ore di funzionamento, mentre in seguito il decadimento avviene in modo molto meno accellerato. Quasi tutti i tipi di Led (salvo quelli di cui al successivo punto 4) presentano un decadimento di almeno il 15% durante le prime 1000 o 2000 ore di funzionamento. È’ da notare però che l’occhio umano è insensibile ai piccoli cambiamenti nell’emissione di luce ed è necessaria una riduzione di circa il 30-40% affinchè sia percepito un cambiamento sostanziale.

I LED appartenenti alle prime due categorie, racchiusi in contenitore da 3 o da 5 mm, o in versione quadrata, sono attualmente quelli più economici; presentano caratteristiche meccaniche elevate, sono disponibili in molti colori, e raggiungono efficienze luminose che vanno da 1 a 5 lumen per watt, a seconda del colore. La loro potenza rimane limitata a circa 0,07/0,1 watt. L’aspettativa di vita media su questo tipo di Led, dipende molto dal colore; mentre sul colorato la luminosità si mantiene abbastanza costante nel tempo, per il colore bianco la luminosità decade già dopo le prime 2000 ore di funzionamento e continua progressivamente a diminuire riducendosi al 20% di quella iniziale, intorno alle 20.000 ore di funzionamento. In linea di massima quasi tutti i costruttori ritengono di stabilire una vita media di circa 10.000 ore per il bianco e di 30.000 ore per i colorati, intendendo per vita media il punto in cui il LED fornisce ancora almeno il 40% della luminosità iniziale. 
I Led della terza categoria, prevalentemente utilizzati in circuiti in miniatura, sono disponibili in una vasta gamma di prestazioni avendo un’efficienza che varia da un minimo di 1 lumen per watt ad un massimo di 6 lumen per watt e con potenze unitarie da 0,05 W a 0,3 W . In questa categoria si possono trovare Led con un’aspettativa di vita che va da 30 a 40.000 ore anche per il colore bianco.
Nella quarta categoria si trovano dei Led ai quali dedicheremo un maggior approfondimento in quanto rappresentano un po’quello che potrà essere il prossimo futuro del settore, applicato all’illuminazione. Questo tipo di Led e nello specifico quelli prodotti da Luxeon hanno una potenza tipica di 1 W, ma si stanno sperimentando anche potenze di 3 e di 5 W su ogni singolo Led. Ci soffermiamo sul Led da 1 W che attualmente raggiunge un’efficienza luminosa di 30 lumen nei colori verde e ciano e di 25 lumen sul bianco. (rispettivamente quindi 30 e 25 lumen per watt)
I led Luxeon sono costruiti con una tecnica particolare che consente il più elevato flusso luminboso tra quelli disponibili sul mercato e la tecnologia di incapsulamento in silicone anziché in epossidica garantisce una più lunga stabilità nel tempo. Per questi motivi la vita media dei Led Luxeon, con un utilizzo corretto, è stimata ad oltre 50.000 ore intendendosi che a 50.000 ore il Led è ancora in grado di garantire circa il 70% della luminosità iniziale indipendentemente dal colore.
A differenza degli altri tipi di Led, il Led Luxeon è costruito in modo che il calore prodotto venga dissipato all’esterno del Led stesso, creando così i presupposti per un decadimento minore dell’efficienza; è quindi normale che un apparecchio, correttamente progettato con i Led Luxeon, abbia un certo riscaldamento, sfatando il mito del Led freddo. La luce del Led Luxeon è sicuramente e comunque una luce fredda in quanto il calore viene correttamente smaltito attraverso la struttura dell’apparecchio di illuminazione. 
Il tasso di difettosità (come per ogni componente elettronico) inteso come percentuale di rottura dei Led per unità di tempo di funzionamento, può essere diviso in tre parti fra le quali quella iniziale comunemente detta periodo di mortalità infantile, rappresenta quella con maggior probabilità di rotture. La seconda parte rappresenta il periodo usuale di funzionamento durante il quale la percentuale di rotture si mantiene molto bassa e praticamente costante. La terza parte rappresenta la fine della vita utile del Led, durante la quale aumentano le probabilità che cessi il funzionamento del dispositivo.
In conclusione, secondo i test condotti da Luxeon si può ipotizzare una percentuale di rotture di circa 1 Led ogni 10.000 pezzi entro le prime 10.000 ore di funzionamento e di 5 Led ogni 10.000 pezzi nelle successive 40.000 ore. Successivamente questa percentuale si dovrebbe mantenere costante, non escludendo quindi che oltre il 99% dei Led raggiunga il traguardo delle 100.000 ore di funzionamento. Non è realisticamente pensabile di introdurre concetti di durate ancora superiori, anche se ipotizzati da Luxeon, in quanto sopraggiungono sicuramente prima i limiti di età di altri componenti costituenti l’apparecchio di illuminazione nel suo complesso, dovuti all’usura, agli agenti atmosferici e a decine di altre cause difficilmente determinabili se si considera che 100.000 ore di funzionamento notturno rappresentano un totale di circa 20 anni.
Per quanto riguarda le tolleranze sulla cromaticità o sulla temperatura colore, occorre considerare che queste dipendono da molteplici fattori per cui pur operando una selezione sul Led, i vari costruttori garantiscono i relativi valori all’interno di un range determinato da un equo compromesso qualità/prezzo.
Per quanto riguarda i Led Luxeon, la temperatura colore dei led bianchi in tonalità warm è compresa fra 2850 e 3800 °K, in tonalità cool è compresa fra 4500 e 8000 °K. I valori stabiliti di lunghezza d’onda per i Led colorati sono i seguenti: da 520 a 550 nm per il Verde, da 490 a 520 nm per il Cyano, da 440 a 490 nm per il Blu, da 620 a 645 nm per il rosso e da 585 a 597 nm per l’ambra.
La Tector, quando necessario e se economicamente conveniente, può operare una ulteriore selezione sia in temperatura colore che in lunghezza d’onda, al fine di uniformare la tonalità di luce di più dispositivi funzionanti in un’unica installazione. Non sono quindi coperti da garanzia di sostituzione un dispositivo o più dispositivi che presentino uno scostamento di cromaticità rispetto ai valori minimi e massimi dichiarati da Luxeon, salvo in caso il range di tolleranza non sia stato espressamente concordato in sede di ordine.
Ad integrazione delle normali condizioni di garanzia previste per legge o riportate sui nostri documenti di vendita, si precisa che alla luce di quanto sopra riportato, nonostante le pregevoli caratteristiche dei Led, non si può escludere al 100% la possibilità di guasti durante il funzionamento dovuti al Led e non per cause esterne. Per tale motivo, pur dichiarando il prodotto a Led, esente da manutenzione, si può occasionalmente presentare la necessità di una riparazione con la sostituzione del Led fallito. In tal caso la garanzia opera unicamente, salvo gli accertamenti del caso, entro due anni dalla vendita del prodotto, mettendo a disposizione del cliente un prodotto nuovo equivalente o provvedendone alla riparazione, con l’esclusione di qualsiasi ulteriore richiesta di risarcimento per spese di sostituzione, installazione, trasporto ecc.

 
The LEDs (Light Emitting Diodes) are built up by using some semiconductors capable to directly convert electric current into light. They are sized only a few millimetres; therefore, they offer some important structural advantages as, in many applications, they are a sound alternative to the traditional light sources. Since 1970, when the LEDs were first implemented to industrial applications, some decisive quality developments took place as far as the range and the lighting efficiency are concerned. In particular, during the latest 5 years, white-light and blue-light LEDs have been developed. The LED consists of different layers of semiconducting materials, which, properly polarised, emit a monochrome light, unlike the incandescent lamps, which produce a continuous spectrum of light. The colour of the LED’s light depends on the material used, while its efficiency is bound to the evolution of the production technologies. At present, over 30 lm/W are reached, depending on the colour, while the efficiency is similar to the one of a standard sodium lamp, low-pressure, white-light. Of course, as one LED has only 0.1 W power, the candlepower of a 70-W lamp could be reached through the use of hundreds of LEDs and, considering the present price levels, the costs of such applications should be inapplicable. To note, however, that at present, tens of applications already justify the use of the LEDS, which permit to get unique and lowexpensive solutions. The highest brilliancy of the LEDs is obtained through the use of a correct D.C. power supply, ranging from 2 to 4 Volts depending on the LED colour, which involves the need for using special power supplies, recommended or suggested by the manufacturer of the lighting device. Too low a power supply causes decay in the light flow, while too high a power supply determines a gradual and irreversible shortening of the useful life. The LEDS, individually or in gang, permit, owing to their reduced dimensions, to design compact apparatuses, having small depth. The light, emitted to a certain direction, reduces the losses that are usually caused by the reflector. For applications where the change in the light source results to be expensive, difficult or dangerous, the long-life LED insures assured and significant cost-savings as to the maintenance costs, which are almost nil. The LED is exceptionally shock-proof and resistant to mechanical stresses, so it is suitable for use in particularly heavy-duty environments as e.g. the flush-mounted apparatuses for floor paving, trading centres, airports, etc. Furthermore, the use of colour-light LEDs renders useless the use of filters, which drastically reduce the efficiency of the lighting devices. The low power consumption of the LEDs permits also the use of solar panels or batteries. Where the
requirement is for lighting of heat- or UV-ray sensitive objects, the cold light of a LED, free from emission of infrared or UV rays, is the optimum solution to the problem.
The LED modules consist of individual LEDs, integrated to other current control components, either passive or active, usually mounted on proper rigid or flexible printed circuit boards, having shapes that follow the creative mind of the designer. The construction of such modules assumes specific knowledge of discrete components, electric, thermal and optical design. Owing to the availability of white, red, blue, green, orange, and yellow LEDs, as well as to their smallest thickness and exceptional compactness and flexibility, some thin structures may be designed for fitting to warning signs or orienting lighting lamps, easy to be entered to existing architectural frameworks.