L.E.D.L.E.D.Luce per il futuro Luce per il futuro

Cos’è un LED?

LIGHT-EMITTING DIODE

Acronimo di…

Cos’è un diodo?

Semiconduttore (materiale che ha una conducibilitàintermedia tra i conduttori e gli isolanti) che permette il flusso di corrente elettrica in una sola direzione.

Giunzione P-N:

Il diodo a giunzione è un diodo a semiconduttore molto diffuso nell'ambito dell'elettronica a stato solido. Esso è stato il primo dispositivo a semiconduttore reso disponibile commercialmente, negli anni 1940.Esso viene attualmente realizzato utilizzando prevalentemente cristalli di Siliciodrogati ad un'estremità (chiamata zona p) con atomi di Boro ed all'altra (chiamata zona n) con atomi di Fosforo. Tra la zona p e la zona n vi è una relativamente piccola zona di transizione dove il tipo del drogaggio del semiconduttore varia bruscamente, per cui questa area del cristallo viene usualmente definita giunzione p-n.

Frequenze del visibile

GaAsP = rosso, rosso-arancione, arancione, giallo (1,1-1,2 V)GaAlP = verde (2-22 V)InGaN = blu-verde, blu (4 V)

Drogature - colori - tensioni

Inventore del Led: Nick Holonyak nel 1962

Funzionamenti tipici Led tradizionali

Corrente Ampere (I)= 0,5 - 40 mA

Tensione Volt (V) = 1,1 - 4 V continua senza sbalziSI Edison…NO Tesla (quella di casa)

Potenza assorbita (Watt) da un tipico led rosso1,6 V x 0,01 A = 0.016 W

TRADIZIONALI APPLICAZIONI

Led ad alta potenza

Elaborati da Alberto Barbieri all’università di Cardiff (GB) nel 1995

L’EVOLUZIONE:

Principali prodotti presenti sul mercato

CREE MC-E COB Chip On Board

COBSLIM Module

CREE STAR

EDISON

Attacco GU10

Attacco E27

Flex strip

Strip rigide

Indium Gallium Nitride (InGaN)

Aluminum Indium Gallium Phosphide (AlInGaP)

SVILUPPI TECNOLOGICI

SVILUPPI UTERIORI DELLA TECNOLOGIA

OLEDORGANIC LIGHT- EMITTING DIODE

SMARTLIGHTINGTrasmissione wireless attraverso la luce

Questo permetterà di sostituire le frequenze radio usate oggi nei computer, nei cellulari e in altri dispositivi portatili, consentendo la connessione ad Internet e l’invio/ricezione dei dati.

Un dispositivo wireless a LED può inviare e ricevere dati attraverso l’etere ad una velocitàtra 1 e 10 Mbps e ognuno dei LED fungerà da access point per la rete.

Efficienza= potenza resa /potenza assorbita x 100

Resa cromatica= indica la fedeltà con la quale vengono visualizzati i colori0<Ra<100

Tonalità o temperatura di colore

Efficienza <10 %

Efficienza >45 %

2017•Eliminazione delle lampade ad alogenuri metallici (MH)a bassa efficienza (solo E27/E40/PGZ12)

2010 •Divieto di immissione lampade fluorescenti T8 alofosforomediante requisiti di efficinza minima

2012

•Divieto di immissione delle lampade fluorescenti T12•Divieto di immissione delle lampade al sodio ad alta pressione (HPS):

HPS standard (solo con attacco E27/ E40/ PGZ12)•Divieto di immissione delle lampade ad alogenuri metallici (MH):lampade MH meno efficienti (solo con attacco E27/E40/PGZ12)

2014 •Revisione del Regolamento da parte della Commissione Europea

2015

•Divieto di immissione delle lampade al mercurio ad altapressione (HPM)•Divieto di immissione delle lampade al sodio ad alta pressione plug-inper la sostituzione diretta di lampade HPM (le lampade plug-in devonocorrispondere a livello delle Super/Plus HPS; quasi tutte le lampadeplug-in per la sostituzione diretta delle HPM saranno bandite)

2017 •Divieto di immissione delle lampade ad alogenuri metallici conbasse prestazioni (MH) (solocon attacco E27/E40/PGZ12)

Direttiva EuP – illuminazione di uffici, ambienti industriali e stradaleLe linee guida che definiscono i requisiti minimi per l’illuminazione fanno riferimento all’efficienza energetica delle lampade durante l’intero ciclo di vita. Per quanto riguarda l’illuminazione stradale, commerciale e industriale, la regolamentazione stabilita dalla direttiva prevede un divieto graduale di produzione ed importazione delle lampade poco efficienti, a partire da settembre 2010.Scadenze – Programma di eliminazione graduale per l’illuminazione di uffici, ambienti industriali e stradale•

Informazioni aggiornate a dicembre 2008; i dati riportati potrebbero essere diversi dalla versione finale della Direttiva EuP

RAEERifiuti da apparecchiature elettriche ed elettroniche

Lampade a risparmio energetico3-5 mg Mercurio

Giunti al termine del ciclo di vita diventano rifiuti classificati con la sigla RAEE. Tali rifiuti non possono essere gettati nei normali cassonetti e smaltiti in discarica, ma necessitano di una raccolta separata al fine di recuperare i materiali riciclabili (metalli, plastiche, vetro, ecc.) e di smaltire in modo sicuro le componenti inquinanti.

TIPO DI LAMPADA INDICE DI EFFICIENZA(*)

DURATA MEDIA(ORE)

RESA CROMATICA(INDICE)

TONALITA’(K)

AD INCANDESCENZA 1 1000 100 2000/3000AD ALOGENICON ATTACCO A VITE 1.8 2000 100 3000A DOPPIO ATTACCO 1.8 2000 100 3000A BASSISSIMA TENSIONE (**)

1.8 2000 100 3000

FLUORESCENTI COMPATTEELETTRONICHE INTEGRATE

6 10000 85 2700/5000

CONVENZIONALI 5 10000 85 2700/5000FLUORESCENTI TUBOLARI

A LUCE STANDARD 7 10000 65 Secondo i tipiA LUCE “EXTRA” 8 10000 85/95 2700/6500AD ALTA FRAQUENZA 10 12000 85 3000/4000A SODIO AD ALTA PRESSIONE

A LUCE STANDARD 8.5 12000/25000 20 2100A LUCE “CONFORT” 6 12000/25000 70 2200A LUCE BIANCA 2.5 12000/25000 50 2900A IODURI METALLICI 6/9 6000/10000 65/90 3000/5600A VAPORI DI MERCURIO

3-5 9000 50/60 3500/4200

A LED (REBEL) 3.4 50000/60000 >90 4100(*) 1 = 12Lumen/W(**)richiede un trasformatore

presa elettrica - alimentatore in tensione costante - regolatore di corrente - led.

Sequenza per accensione dei Led

220 V (alternata) 12-24V(continua) regolatore delflusso luminoso

CATTERISTICHE ELETTRICHE

EFFICIENZA CIRCUITO = Potenza resa / potenza assorbita

Circuito del prototipo

Efficienza = 61%Perdita in calore del 39 %

Progetto:Circuito switching

Efficienza = 95-99%

P=V x I Watt=Volt x Ampere

potenza= tensione x corrente

P (rebel) = 3,99 V x 0,7 A = 2,8 WP totale = 2,8 x 5 = 14 Watt

UTILIZZAZIONE DEI LED: QUALI SCELTE PROGETTUALI???

US-DOE (U.S. Department of Energy) sta appoggiando una campagna per l’inserimento di un’etichetta

di qualità per i prodotti a LED che, un po’ come succede per il cibo, dia informazioni sulla qualità

del del materiale che stiamo per acquistare.

La Lighting Facts Label darà dunque indicazione sulla qualità del prodotto finale, e contiene al suo

interno informazioni relative a:

Emissione luminosaEmissione luminosa: espressa in Lumen

Assorbimento energeticoAssorbimento energetico: : espresso in Watt misurato a monte degli ausiliari utilizzati.

Efficienza del prodottoEfficienza del prodotto: espresso dal rapporto tra Lumen emessi e Watt assorbiti, misurati in

accordo con quanto definito dal IESNA standard, LM-79-2008 “Approved Method for the Electrical and

Photometric Testing of Solid-State Lighting Devices”. Considerando parametri importanti quali l’emissione e

dissipazione del calore, l’ottica utilizzata, il sistema elettrico adottato. Elementi che vanno ad incidere in modo

diretto sulla performance dei LED.

QualitQualitàà della lucedella luce: espressa come indice di Resa Cromatica (Ra), misurata come da prassi per le

sorgenti tradizionali.

Colore della luceColore della luce: esprime la temperatura correlata di colore (Kelvin) definita secondo ANSI C78-

377-2008 “Specification for the Chromaticity of Solid-State Lighting Products”.

problematiche

DISSIPAZIONE DEL CALORE

CONDUZIONE CONVEZIONE

Saldatura led su PCB (printed circuit board)

problematiche

ANGOLO DI ILLUMINAZIONE LED

problematiche

ANGOLO DI ILLUMINAZIONE LED

VERIFICA DELLE CARATTERISTICHE PRESTAZIONALI CARATTERISTICHE TECNICHE LED REBEL

LXML-PWN1-0090

Luce lambertiana

Colore (white)

Variazione del coloreC= cool , N= neutral , W= warm

Livello di flusso luminoso (0,350 A)

Corrente test prodotto:1= 350mA

P

w

1

N

0090

Soggetti produttori di Led

Rivenditori su internet

In Italia

HT , RS

Bizetashop (Sasso Marconi)Ledtech-de (Germania)