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Led: Istruzioni per l'uso

01-03-2006

I LED (Light Emitting Diodes), sono costruiti utilizzando semiconduttori in grado di convertire direttamente la corrente elettrica in luce. Sono grandi solamente pochi millimetri per cui offrono sostanziali 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 lucemonocromatica a differenza di una lampada ad incandescenza che emana uno spettro continuo di luce. Il colore della luce del LED dipende ovviamente dalmateriale utilizzato, mentre l'efficienza viaggia di pari passo con l'evolversi delle tecnologie di produzione. Attualmente si raggiungono oltre 55 lm/Wa seconda del colore, efficienza grossomodo 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 dimanutenzione. 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 deimoduli 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 aimateriali 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 attualmente disponibili sulmercato sonomolti,ma si possono facilmente dividere in 4 principali categorie: 1)Led da 3 o da 5 mm, così come da molto tempo tempo ormai largamente conosciuti, con fascio di luce piuttosto stretto; 2)Led del tipo Piranha, di forma quadrata e con emissione di luce con un fascio abbastanza largo; 3)Led del tipo SMD per utilizzo in circuiti subminiaturizzati; 4)Led con gamma di potenza nettamente superiore alle precedenti tre categorie. 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 caratteristichemeccaniche elevate, sono disponibili inmolti 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 0,07-0,1watt. L'aspettativa di vitamedia su questo tipo di Led, dipendemolto 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 vitamedia 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 5Wsu ogni singolo Led. Ci soffermiamo sul Led da 1W che attualmente raggiunge un'efficienza luminosa di 60 lumen. I led Luxeon sono costruiti con una tecnica particolare che consente il più elevato flusso luminoso 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. Adifferenza degli altri tipi di Led, il Led Luxeon è costruito inmodo 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 warmè 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 nmper il verde, da 490 a 520 nmper il cyano, da 440 a 490 nm per il blu, da 620 a 645 nmper il rosso e da 585 a 597 nmper 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, che 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.

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