DELLED - Sistemi di illuminazione a led
DELLED - Sistemi di illuminazione a led
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Polarizzazione e assorbimento ...
Polarizzazione di un LED Solitamente il terminale più lungo di un led (diametro package 3 mm, 5 mm...
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Efficienza ed affidabilità de...
I LED sono particolarmente interessanti per le loro caratteristiche di elevata efficienza luminosa...
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LED: colore della luce emessa
A seconda del drogante utilizzato, i LED producono i seguenti colori: AlGaAs - rosso ed infrarosso...
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LED: caratteristiche tecniche
Reversibilità Anche se è cosa poco nota, i LED sono "macchine reversibili": infatti, se la loro...
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LED: Impiego nell'illuminazion...
I LED sono sempre più utilizzati in ambito illuminotecnico in sostituzione di alcune sorgenti di...
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Uso del LED
I LED in questi anni si sono diffusi in tutte le applicazioni in cui serve: elevata affidabilità...
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La storia del LED
Il primo LED è stato sviluppato nel 1962 da Nick Holonyak Jr. I primi LED erano disponibili solo...
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Nick Holonyak è l'inventore d...
Nick Holonyak Jr. (Zeigler Illinois, 3 novembre 1928) è un inventore statunitense. Può essere...
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Il LED: cos'è?
LED è l'acronimo di Light Emitting Diode (diodo ad emissione luminosa). Il primo LED è stato...
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Forza commerciale del LED
La forza commerciale di questi dispositivi si basa sulla loro potenzialità di ottenere elevata...

Polarizzazione e assorbimento del LED

La polarizzazione e l'assorbimento del ledPolarizzazione di un LED


Solitamente il terminale più lungo di un led (diametro package 3 mm, 5 mm o superiori) è l'anodo (+) e quello più corto è il catodo (-). Per polarizzare correttamente un LED possiamo usufruire inoltre di una caratteristica particolare del package: se si guarda infatti il led dall'alto, si può notare come la parte laterale del package non sia regolare ma squadrata da un lato: questa "squadratura" identifica il catodo (-). Nel caso dei led 3 mm, si rende necessario l'uso di un tester in quanto tale "segno" (se presente) non è quasi visibile. Se si utilizza un tester, dopo aver selezionato la scala di resistenza con fattore 1 (X1), se si pone il puntale positivo sull'anodo e il puntale negativo sul catodo, il tester segnerà un valore di resistenza dell'ordine di qualche centinaio di ohm, nel caso il tester fosse un modello analogico con pila di alimentazione a 3 volt, se il led è efficiente, essendo polarizzato direttamente, il piccolo flusso di corrente che lo attraversa lo farà accendere, invertendo i puntali, invece, il tester non dovrà segnare alcuna continuità.

Assorbimento del LED


Per quanto riguarda gli assorbimenti, questi variano molto in funzione della tipologia, sono minori nei LED normali usati come indicatori rispetto a quelli ad alta luminosità (led flash e di potenza), secondo la seguente tabella:

Tipologia LED
LED basso consumo  
LED normali
LED flash
LED di potenza
Assorbimento (mA)
3 - 10
10 - 15
20 - 40
100 - 20000

Efficienza ed affidabilità del LED

L'efficienza e l'affidabilità del led per illuminare la nostra casaI LED sono particolarmente interessanti per le loro caratteristiche di elevata efficienza luminosa A.U./A e di affidabilità.
I primi LED ad alta efficienza sono stati investigati dall'ingegnere Alberto Barbieri presso i laboratori dell'università di Cardiff (GB) nel 1995, rilevando ottime caratteristiche per dispositivi in AlGaInP/GaAs con contatto trasparente di Indio e Stagno (ITO).
L'evoluzione dei materiali è stata quindi la chiave per ottenere delle sorgenti luminose del futuro che hanno tutte le caratteristiche per sostituire quasi tutte quelle ad oggi utilizzate.
Nei telefoni cellulari sono presenti nel formato più piccolo in commercio, per l'illuminazione dei tasti, su alcuni modelli di autovetture e ciclomotori di nuova produzione, sono presenti in sostituzione delle lampade a filamento, per le luci di "posizione" e "stop", sul mercato sono già presenti dispositivi sostitutivi diretti del faretti alogeni, aventi identico standard dimensionale, per l'illuminazione stradale sono disponibili lampioni analoghi ai tradizionali; la quantità di luce al fabbisogno per ogni applicazione, viene realizzata con il posizionamento nel dispositivo di matrici di die in numero vario, per esempio uno dei dispositivi luminosi più potenti (100 watt) è realizzato disponendo 100 die da 1 watt in una matrice quadrata 10 X 10.
L'incremento di efficienza è in continuo aumento, è del maggio 2009 l'annuncio del produttore Cree, il raggiungimento in luce bianca di 161 lumen per watt, 173 lumen da un die di 1 mm quadro alimentato con 350 milliampere.

LED: caratteristiche tecniche

Le caratteristiche tecniche del led, scopriamo come riconoscere le qualità del led.Reversibilità

Anche se è cosa poco nota, i LED sono "macchine reversibili": infatti, se la loro giunzione viene esposta direttamente ad una forte fonte luminosa o ai raggi solari, ai terminali appare una tensione, dipendente dall'intensità della radiazione e dal colore del led in esame (massima per il blu).
Questa caratteristica viene abitualmente sfruttata nella realizzazione di sensori, per sistemi di puntamento (inseguitori solari) di piccoli impianti fotovoltaici o a concentratore e per molti altri scopi.

Emissione luminosa

Il led può avere un'emissione:
  • Continua, il led emette costantemente luce
  • Intermittente, il led emette luce a intervalli di tempo regolari, cosa ottenibile con circuiti astabili o con led intermittenti

Spettro luminoso

Lo spettro luminoso dei led, varia molto a seconda del led stesso, se il led viene usato per motivi d'illuminazione, si ha generalmente una buona copertura del suo spettro, che può essere sfruttato anche del 100%, mentre se usato in altre applicazioni si possono avere tranquillamente led che emettono luce non visibile.

LED: colore della luce emessa

colore del led, tutti i colori che il led può assumere ed emettere, la luce del led può cambiareA seconda del drogante utilizzato, i LED producono i seguenti colori:
  • AlGaAs - rosso ed infrarosso
  • GaAlP - verde
  • GaAsP - rosso, rosso-arancione, arancione, e giallo
  • GaN - verde e blu
  • GaP - rosso, giallo e verde
  • ZnSe - blu
  • InGaN - blu-verde, blu
  • InGaAlP - rosso-arancione, arancione, giallo e verde
  • SiC come substrato - blu
  • Diamante (C) - ultravioletto
  • Silicio (Si) come substrato - blu (in sviluppo)
  • Zaffiro (Al2O3) come substrato - blu

La tensione applicata alla giunzione dei LED dipende dall'atomo drogante, il quale determina il colore della luce emessa, come riportato nella seguente tabella:

Tipologia LED Tensione di giunzione Vf (volt)
Colore infrarosso
Colore rosso
Colore giallo
Colore verde
Colore arancio
Flash blu/bianco
Colore Blu
Colore Ultravioletto  
1,3
1,8
1,9
2,0
2,0
3,0
3,5 V
4 ÷ 4,5 V

Per la luce bianca, spaziando nella temperatura di colore 3000-10000 K, sono disponibili dispositivi con emissione di tonalità fredda, normale e calda.

LED: Impiego nell'illuminazione

Dove possiamo impiegare l'illuminazione a led, il led come fonte di illuminazione per ogni luogoI LED sono sempre più utilizzati in ambito illuminotecnico in sostituzione di alcune sorgenti di luce tradizionali. Il loro utilizzo nell'illuminazione domestica, quindi in sostituzione di lampade ad incandescenza, alogene o fluorescenti compatte (comunemente chiamate a risparmio energetico), è oggi possibile con notevoli risultati raggiunti grazie alle tecniche innovative sviluppate nel campo. Attraverso i nuovi studi, infatti, l'efficienza luminosa quantità di luce/consumo (lm/W) è stato calcolato di un minimo di 3 a 1. Fondamentalmente, il limite dei LED per questo tipo di applicazione è la quantità di luce emessa (flusso luminoso espresso in lumen), che nei modelli di ultima generazione per uso professionale si attesta intorno ai 120 lm, ma che nei modelli più economici raggiunge solo i 20 lumen. Una lampada ad incandescenza da 60 W emette un flusso luminoso di circa 550 lumen; in merito a questa tipologia di lampada, una normativa della Comunità Europea prevede nell'arco di 7 anni, a partire dal 1-9-2009, il divieto di vendita in tutti i paesi della Comunità, graduandone annualmente il divieto in base alla potenza in watt.

Il loro utilizzo diventa invece molto più interessante in ambito professionale, dove l'efficienza luminosa pari a 40-60 lm/W li rende una sorgente appetibile. Come termine di paragone basti pensare che una lampada ad incandescenza ha un'efficienza luminosa di circa 20 lm/W, mentre una lampada ad alogeni di 25 lm/W ed una fluorescente lineare fino a 104 lm/W. Altro loro limite nell'illuminazione funzionale è che le loro caratteristiche di emissione e durata sono fortemente condizionate dalle caratteristiche di alimentazione e dissipazione. Diventa dunque difficile individuare rapporti diretti tra le varie grandezze, tra le quali entra in gioco anche un ulteriore parametro, ovvero l'angolo di emissione del fascio di luce, che può variare in un intervallo compreso tra circa 4 gradi e oltre 120.

Led ad alta luminosità in tecnologia SMTDal punto di vista applicativo i LED sono ad oggi molto utilizzati quando l'impianto di illuminazione deve avere le seguenti caratteristiche:
  • miniaturizzazione
  • colori saturi
  • effetti dinamici (variazione di colore RGB)
  • lunga durata e robustezza
  • valorizzazione di forme e volumi
Concludendo, i vantaggi dei LED dal punto di vista illuminotecnico sono:
  • durata di funzionamento (i LED ad alta emissione arrivano a circa 50.000 ore)
  • assenza di costi di manutenzione
  • elevato rendimento (se paragonato a lampade ad incandescenza e alogene)
  • luce pulita perché priva di componenti IR e UV
  • facilità di realizzazione di ottiche efficienti in plastica
  • flessibilità di installazione del punto luce
  • colori saturi
  • possibilità di un forte effetto spot (sorgente quasi puntiforme)
  • funzionamento in sicurezza perché a bassissima tensione (normalmente tra i 3 e i 24 Vdc)
  • accensione a freddo (fino a -40 °C) senza problemi
  • insensibilità a umidità e vibrazioni
  • assenza di mercurio
  • durata non influenzata dal numero di accensioni/spegnimenti
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