domenica 20 gennaio 2013

Confronto tra lampade a led e lampade a filamento


Vi siete mai domandati perché le luci a led non scaldano come una lampada tradizionale a filamento?


L’argomento è ampio, sono presenti molti tipi  di ‘sorgenti luminose artificiali’ come ad esempio lampade alogene o  elettroniche che derivano dai neon,  ma iniziamo con le prime due.

LAMPADA A FILAMENTO

La lampada a filamento che ha rivoluzionato lo scorso secolo, è sicuramente sulla via del tramonto grazie all’introduzione di nuove tecnologie; inizialmente sviluppate per l’elettronica industriale/professionale, e di recente utilizzate dall’elettronica di consumo casalingo e automobilistico (o automotive).
Prima le auto con l’applicazione sui fari e abitacolo interno , poi l’uso nell’illuminazione tradizionale come lampade nella più generica delle definizioni.


Realizzata  da Thomas A. Edison alla fine dell’800 insieme a J.W. Swan, 
la lampada a filamento o a incandescenza, [Traduzione.funzionante sul principio dell’irraggiamento di fotoni  generato dal surriscaldamento di un elemento metallico] utilizza un filo di tungsteno (all’inizio era di carbonio) che attraversato da corrente elettrica diventa incandescente e ‘illumina’ l’area circostante. Con varie modifiche e migliorie tecnologiche siamo giunti ai giorni nostri dove questo tipo di lampada non regge più il confronto con i dispositivi a led, soprattutto se consideriamo il consumo di energia, rendimento, efficienza luminosa, tipo di alimentazione (a corrente alternata o continua) durata, il tipo e la quantità di materiale utilizzato, emissione IR e UV.


LAMPADE LED



L.E.D. è un acronimo inglese:
L/light;
E/emitting:
D/diode ovvero diodo ad emissione di luce.
Tecnologia sviluppata a meta del ‘900 da N. Holonyak, ed è un dispositivo optoelettronico, [T. sfrutta le proprietà ottiche di alcuni materiali semiconduttori per produrre fotoni ] che se attraversato dal passaggio di corrente emette luce nell’area circostante.
Il led, può essere utilizzato da solo o in serie e trova applicazioni di qualsiasi genere: (illuminazione tastiere) telefoni portatili, smartphone, notebook, tv (a tal proposito potete leggere il seguente post), auto.

In particolare il diodo ad alta emissione di luce è stato sviluppato da l’ing A.Barbieri nel 1995 presso l'università di Cardiff.


Di seguito sono raffigurati due tipi di led , la differenza tra i due si trova nella tecnica di saldatura:
Led
  • in questa tipologia di led è necessario forare il supporto/scheda sul quale va collegato













Led SMT
  • in questo non è necessario forare il supporto/scheda: infatti l’acronimo SMT indica S/surface M/mount T/technology ovvero tecnologia a montaggio superficiale . Quest’ultima tipologia la troviamo nelle strisce led che si possono acquistare a metro o tagliare nella misura desiderata per applicazioni, casalinghe e/o tempo libero, di vario genere.

Striscia Led











UN PO' DI NUMERI

Il rendimento di 40-60 fino a 180 lm/W rende vantaggiosi i led. Come termine di paragone, una lampada ad incandescenza da 60-100 W ha un rendimento di circa 15 lm/W, una alogena di pari potenza un rendimento di circa 20 lm/W ed una fluorescente lineare un rendimento fino a 100 lm/W.
[T. lm/W è il rapporto tra due unità di misura, che indica l’efficienza luminosa. Tale parametro è soggetto alla percezione di luminosità dell’occhio umano medio.
Una lampadina emette radiazione luminosa costituita da visibile,  infrarossa (effetto joule) e ultravioletta.
Le ultime due non sono visibili. Dunque maggiore è la radiazione visibile e maggiore è l’efficienza luminosa]

Cosa determina il colore emessa dei diodi Led?

Il colore è definito dalle caratteristiche fisiche del semiconduttore. Es. GaAsP (fosfuro arseniuro di gallio) determina  la colorazione rosso, rosso-arancione, arancione e giallo.


I PRO del LED

Secondo  me è importante sottolineare alcuni degli innumerevoli vantaggi dei LED in particolare nel settore lighting o illuminazione che sono
  • Durata fino a 50.000 ore (per 5 ore al giorno, sono 10000 giorni pari a circa 27 anni!!)
  • Luce pulita perché priva di componenti IR e UV (emesse invece da lampade tradizionali)
  • Assenza di sfarfallio (i neon per esempio)
  • Facilità di installazione del punto luce ed effetto spot (quasi puntiforme)
  •  Utilizzo in sicurezza perché alimentati a bassissima tensione (tra 3 e i 24 Vdc [t.Volt of direct current: tensione a corrente continua] le lampade tradizionali sono alimentate a Vac [t.Volt of Alternative current: tensione a corrente alternata]
  • Colori saturi
  • Assenza di mercurio o altro tipo di gas (utilizzato per lampade tradizionali, lampade alogene, neon ect.).

-     Ed infine i led ad alta luminosità, se supportati da un buona elettronica di controllo,  risultano affidabili anche nei confronti di  vibrazioni, accensioni/spegnimenti ripetuti  e a basse temperature(fino a -42°c)
Curiosità
Reversibile!
Se il diodo riceve radiazione luminosa a suoi capi si può rilevare una tensione Vdc(a corrente continua); da questo deriva il principio di funzionamento dei pannelli fotovoltaici.
Invisibile all’occhio umano
Se riprendete con una fotocamera di un telefonino la parte anteriore del telecomando potrete vedere il raggio infrarosso emesso dal led (invisibile all’occhio umano ) mentre premete un qualsiasi comando.
Così potete capire se il telecomando trasmette senza escludere però ulteriori malfunzionamenti del dispositivo per esempio:
se consideriamo il raggio infrarosso come un auto che trasporta il ns comando: ‘alza il volume’, con il test sopradescritto  possiamo verificare solo se l’auto cammina ma non il resto.

Se siete arrivati a leggere fin qui è già un buon inizio.
Grazie e al prossimo post.

Amico Bit M. 

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