Notizie interessanti sui LED

• Che cosa sono i LED?

• A cosa servono i LED?

• Quali criteri di acquisto facilitano la scelta del LED giusto?

• Conclusioni

   

Che cosa sono i LED?

Un LED o un diodo luminoso è una lampadina moderna ed è considerato una garanzia per il futuro nel campo della tecnologia dell'illuminazione. Funziona come un semiconduttore e dispone di un'unica direzione di passaggio per la corrente. Con un diodo possono essere generati raggi infrarossi, raggi ultravioletti e luce. Il normale diodo luminoso funziona a 20 mA. I LED ad alte prestazioni richiedono una fonte di alimentazione più grande e devono garantire contemporaneamente una maggiore dissipazione del calore. Una temperatura d'esercizio troppo elevata provoca un peggioramento della luminosità e riduce notevolmente la durata. I diodi luminosi ad alte prestazioni vengono spesso utilizzati per il montaggio su dissipatori di calore.

Struttura

I fili di un diodo sono chiamati catodo e anodo. Il catodo fa parte del polo negativo del diodo ed è il più corto dei due fili. L'anodo è quindi positivo e il filo più lungo. Raramente si verifica che la struttura dei fili sia invertita. I LED cablati sono tra i primi diodi luminosi immessi sul mercato. Per lo più possiedono un chip a bassa potenza, per questo motivo spesso vengono utilizzati per la visualizzazione del segnale. Diversi diodi luminosi cablati collegati vengono utilizzati in spot a LED e altre lampade, in quanto i semiconduttori sempre migliori favoriscono le prestazioni dei chip. Il vantaggio dei LED cablati è che vi è una bassa dissipazione del calore e la saldatura è molto semplice. 

Un LED ha diverse forme di lente. Alcune varianti sono lenti piatte, lenti convesse, triangolari, ovali e lente a forma di campana. Ogni lente ha un angolo di radiazione e un'efficienza luminosa diversi. Inoltre, è possibile scegliere tra lenti chiare e colorate. Le lenti a LED standardizzate hanno un diametro di 5 mm.

Proprietà

I diodi luminosi emettono una luce quasi monocromatica. Per questo motivo, i LED sono particolarmente adatti come lampade di segnalazione rispetto alle lampadine tradizionali. La luce monocromatica descrive una luce visibile a un solo colore. Nel settore dell'elettronica si riferisce a una radiazione elettromagnetica su una lunghezza d'onda o frequenza specifica.

La luce è proporzionale alla temperatura di esercizio. Se la temperatura aumenta, aumenta l'intensità della luce. Per determinare una luminosità chiara, una fonte di corrente costante è la soluzione migliore. I LED standard possono operare senza problemi con una corrente di intensità compresa tra 2 mA e 20 mA. In molti casi è sufficiente una potenza di 10 mA per far illuminare il diodo. Un LED a bassa corrente ha la caratteristica di illuminare a partire da 2 mA. La luminosità non corrisponde alla stessa con un funzionamento di 20 mA. 

I LED ad alte prestazioni funzionano fino a 18 ampere. A causa del materiale semiconduttore e delle resistenze in serie è possibile osservare le cadute di tensione nei LED. La tensione di flusso UF dipende anche dal materiale. La denominazione IF indica il flusso di un LED. I valori di riferimento per la caduta di tensione sono:

• LED a infrarossi 1,2 - 1,8 V.

• LED rosso 1,6 - 2,2 V.

• LED giallo, verde: 1,9 - 2,5 V

• LED blu, bianco: 2,7 - 3,5 V

• LED UV: 3,1 - 4,5 V

I diodi luminosi sono dipendenti dalla polarità e pertanto dispongono di una tensione di blocco massima consentita di 5 volt. Una maggiore tensione di blocco può già causare il guasto del diodo luminoso.

Un altro aspetto importante è l'angolo di apertura di un LED. L'angolo di apertura determina la potenza radiante che fuoriesce dalla lente. A differenza di altre lampadine, a causa dell'angolo di apertura è possibile illuminare una sola faccia. I LED Straw-Hat denotano diodi luminosi con una lente per angoli di apertura più ampi.

La durata di un LED è determinata dal flusso luminoso. Durante il ciclo di vita l'intensità della luce diminuisce costantemente. In genere si può escludere un guasto improvviso. Temperature più elevate riducono la durata di un diodo.

Perché è necessaria una resistenza in serie?

Evitare di collegare un diodo luminoso a una tensione diretta, in quanto è sensibile a un flusso troppo elevato. Il materiale semiconduttore rende indispensabile una resistenza preliminare. La resistenza naturale di un semiconduttore diminuisce con l'alimentazione di corrente a zero. Senza una resistenza in serie, il LED registrerebbe sempre più corrente e diventerebbe più caldo come risultato. Inoltre, un aumento della temperatura aumenta la proprietà del semiconduttore di dirigere ancora più corrente in caso di calore. Si attiva un circuito che, dopo un tempo di illuminazione ridotto, porta alla distruzione finale del LED.

La resistenza in serie indebolisce la corrente di passaggio e consente quindi un funzionamento senza problemi. In rare occasioni è possibile rinunciare a una resistenza in serie. Le fonti di tensione con resistenze interne ad alta resistenza fungono da resistore pilota per il diodo luminoso. Ogni resistore pilota che limita la corrente a un valore massimo di 20 mA è adatto per l'uso con un diodo luminoso.

A cosa servono i LED?

Nei primi anni di sviluppo, i diodi luminosi sono stati spesso utilizzati nei controlli a infrarossi e nelle fotocellule. Sin dal lancio, sono sempre più utilizzati in illuminazione ambientale, illuminazione stradale, torce, fari a LED, lampade flash su smartphone e fotocamere o in strisce a LED. Le strisce a LED vengono utilizzate per un'illuminazione indiretta e non visibile. I LED ad alte prestazioni sono sempre più utilizzati nei semafori e nelle luci dei veicoli. 

Quali criteri di acquisto facilitano la scelta del LED giusto?

Forma della lente 

La forma della lente è responsabile dell'angolo di uscita della luce. A seconda del tipo di illuminazione necessario, è possibile scegliere lenti ovali, triangolari e convesse. Sono disponibili anche lenti piatte.

Intensità della luce

L'intensità della luce è indicata in "mcd". La denominazione funge da indicatore fisico della luminosità del LED. Più semplice: "Mcd" è l'unità che determina quanto l'occhio umano assorbe la luce. 1000 mcd corrispondono circa alla luminosità di una candela. Il valore di riferimento è

• candela = 150 watt = 15 lumen
• diodo luminoso 1W = 1W = 90 lumen

Angolo di riflessione 

Il diametro del cono luminoso è influenzato dall'angolo di emissione. Maggiore è l'angolo di emissione, maggiore è il diametro del cono luminoso. Gli angoli di emissione di 120° sono adatti per ambienti abitativi. Per corridoi o percorsi simili è sufficiente un angolo di emissione di 90°. La scelta dell'angolo di emissione corretto dipende dal luogo di utilizzo e dall'applicazione.

La temperatura del colore 

La temperatura di colore per i prodotti luminosi è indicata in Kelvin. Per una corretta selezione della sorgente luminosa necessaria sono indispensabili informazioni sulla temperatura del colore. I colori della luce secondo DIN 5035 sono:

• bianco caldo:in Kelvin: Sotto 3300 K
• bianco neutro:in Kelvin: 3300 – 5000 K
• bianco luce diurna (bianco freddo):in Kelvin: 5000 K.

Conclusioni

I LED cablati sono particolarmente adatti per l'uso come segnalatore acustico o per l'illuminazione di singole aree, ad esempio nell'abitacolo dei veicoli. L'angolo di emissione in combinazione con la forma della lente determina la portata della luce di base di un LED. Spesso per i locali vengono utilizzati angoli di emissione di 90° o 120°. I piccoli angoli di emissione sono adatti per le luci di segnalazione, ma non devono essere inferiori a 45°. La resistenza in serie aumenta la durata e controlla l'alimentazione di corrente. Come limite superiore, la resistenza non deve superare più di 20 mA di corrente.

Che cosa sono i LED?

I LED ci incontrano ovunque: Sia che si tratti di semafori, televisori o illuminazione in ambienti privati e aziendali. Grazie alla sua lunga durata, alle sue dimensioni ridotte, alle forme e agli spettri di colore, i LED si sono affermati in breve tempo rispetto alle lampadine, alle lampade alogene e a risparmio energetico. Dietro ogni LED c'è un intero pezzo di tecnologia che vi spiegheremo brevemente nella nostra guida.