Un nuovo orizzonte di luce –Illuminazione a LED e applicazioni
Lo sviluppo dei diodi-emettitori di luce
Dall’avvento della lampadina a incandescenza nel 19° secolo, l’illuminazione ha trasformato gli stili di vita moderni. Nel 21° secolo, l’illuminazione verde ha guadagnato una crescente attenzione nel perseguimento dello sviluppo sostenibile per il pianeta. Man mano che le lampadine a incandescenza stanno diventando obsolete, i-diodi emettitori di luce (LED) sono diventati il successore più promettente del settore dell'illuminazione, creando nuove opportunità per le applicazioni nel settore dell'illuminazione.
I LED sono un tipo di illuminazione-allo stato solido che offre vantaggi quali dimensioni compatte, funzionamento senza mercurio-, lunga durata, elevata efficienza luminosa, resistenza agli urti e risposta rapida. La struttura centrale di un LED è costituita da un chip composto da semiconduttori di tipo p- e di tipo n-. Quando viene applicata una tensione diretta alla giunzione pn, viene generata energia per superare il gap di banda tra i materiali, provocando la ricombinazione della lacuna dell'elettrone-. Questo processo di ricombinazione può essere classificato come radiativo o non-radiativo. Durante questo processo di ricombinazione, l'energia viene rilasciata sotto forma di luce e calore, secondo il principio dell'emissione luminosa dei LED.
I colori più comuni sono sintetizzati da due o più colori primari. I tre colori primari della luce sono rosso (R), verde (G) e blu (B). Mescolando questi tre colori primari si creano la luce bianca e altri colori. I primi LED avevano applicazioni limitate a causa della loro bassa efficienza luminosa e della mancanza di LED blu.
Fu solo verso la metà-degli anni '90 che il dottor Shuji Nakamura, uno scienziato della Nichia Chemical Corporation in Giappone, sviluppò il primo LED blu ad alta luminosità coltivando nitruro di indio e gallio (InGaN) su un substrato di zaffiro. L'invenzione del LED blu ha consentito la produzione di LED bianchi attraverso la miscelazione dei colori, portando il Dr. Nakamura ad essere onorato come il "padre dei LED blu". L'avvento dei LED bianchi ha stimolato il rapido sviluppo del settore dei LED, rendendo i LED uno dei prodotti più competitivi nel settore dell'optoelettronica.
Nell'aprile 2012, Cree, un importante produttore americano, ha annunciato che il suo LED bianco ad alta-potenza aveva stabilito un nuovo record, raggiungendo un'efficienza luminosa di 254 lm/W con una corrente di azionamento di 350 mA. Questa efficienza luminosa supera quella di altre sorgenti luminose attuali, rendendo i LED una nuova generazione di sorgenti luminose con un grande potenziale per sostituire le sorgenti luminose tradizionali.
LED e visione umana
L'illuminazione si basa sulla percezione umana. Pertanto, per sviluppare applicazioni per le sorgenti luminose a LED, è necessario prima comprendere la struttura di base dell'occhio umano e la sua risposta alla luce. La retina umana è composta da numerose cellule fotorecettrici, classificate in base alla forma in bastoncelli e coni. Quando la luce entra nell'occhio, i bastoncelli e i coni trasmettono rispettivamente luminosità e colore al cervello per costruire un'immagine.
Coni e visione fotopica: i coni percepiscono principalmente il colore e hanno una sensibilità maggiore durante le ore diurne. Sono ulteriormente suddivisi in coni L, M e S. I coni L percepiscono principalmente il rosso, con una lunghezza d'onda di picco di circa 564-580 nm; I coni M rilevano principalmente il verde, con una lunghezza d'onda di picco di circa 534-545 nm; e i coni S percepiscono principalmente il blu, con una lunghezza d'onda di picco di circa 420-440 nm.
Poiché cellule diverse hanno sensibilità diverse a diverse intensità di luce, la Commissione internazionale per l'illuminazione (CIE) ha stabilito curve di funzione visiva standard. Se una persona nasce senza coni L, M o S, è considerata congenitamente daltonica. Si tratta di una malattia genetica-legata al sesso più comune nei maschi. Non possono vedere colori specifici e generalmente hanno una vista scarsa.
Bastoncelli e visione scotopica: i bastoncelli ricevono solo la luce e non possono discernere il colore. Percepiscono immagini in bianco e nero e funzionano principalmente in condizioni di scarsa-illuminazione, come di notte. A intensità di luce estremamente basse, l'occhio umano si affida principalmente ai bastoncelli, da cui il termine "visione scotopica". In condizioni di scarsa illuminazione, l'occhio è estremamente sensibile alla luce e la sensibilità alla luce è ancora maggiore.
Parametri LED
Una specifica chiave per i prodotti LED è il flusso luminoso. Il flusso luminoso emesso da un LED è espresso in lumen (lm). Il rapporto tra il flusso luminoso di una sorgente luminosa e la potenza da essa consumata rappresenta la sua efficienza luminosa (lm/W). Un'efficienza luminosa più elevata indica una sorgente luminosa-più efficiente dal punto di vista energetico. Un altro parametro importante è la temperatura del colore, che influenza le caratteristiche cromatiche visualizzate dai prodotti di illuminazione a LED.
La temperatura di colore è definita come la temperatura alla quale un corpo nero, riscaldato al punto da emettere lo stesso colore della sorgente luminosa, è espressa in gradi Kelvin (K). Diverse temperature di colore producono esperienze visive diverse. Ad esempio, quando la temperatura colore è inferiore a 3.000K, il colore della luce tende al rossastro, creando una sensazione calda e intima; quando la temperatura del colore supera i 5.000 K, il colore tende al bluastro, creando un'impressione fresca e silenziosa. Le variazioni nella temperatura del colore di una sorgente luminosa possono influenzare l'atmosfera interna. Ad esempio, una lampadina a incandescenza ha una temperatura di colore di 2.700 K, che la rende ideale per l'illuminazione di interni. La temperatura del colore di una sorgente luminosa influisce anche sulle caratteristiche dell'oggetto illuminato. Pertanto, i prodotti di illuminazione sul mercato generalmente mostrano la temperatura del colore per soddisfare le diverse esigenze dei consumatori.
Oltre alla temperatura del colore, anche l’illuminamento è una specifica chiave. L'illuminamento è definito come il flusso luminoso distribuito per unità di superficie ad una data distanza, espresso in lux. La percezione umana mostra una sottile relazione con la temperatura del colore e l’illuminamento. Ad esempio, con una temperatura di colore bassa e un’illuminazione elevata, il corpo umano si sente soffocato; a bassa temperatura di colore e scarsa illuminazione, il corpo umano risulta caldo. Le applicazioni più comuni dell'illuminazione sono fari a LED, faretti e proiettori.
La luminanza (nota anche come luminosità) è definita come la quantità di luce emessa da una sorgente luminosa di superficie in una direzione specifica rispetto alla sua area proiettata. Luminance ha una vasta gamma di applicazioni, tra cui cartelloni pubblicitari a LED, pannelli di telefoni cellulari, semafori e fanali posteriori di automobili.
Caratteristiche dei LED e circuiti di pilotaggio
Essendo una nuova sorgente luminosa, i circuiti driver LED differiscono notevolmente dai reattori utilizzati nelle tradizionali lampade fluorescenti. La funzione principale dei circuiti driver LED è convertire la tensione CA in tensione CC e abbinare contemporaneamente la tensione e la corrente del LED. Pertanto, le lampade a LED sono generalmente costituite da due componenti: il circuito driver e la sorgente luminosa. Quando si parla di circuiti driver LED, è meglio comprendere prima le caratteristiche elettriche dei LED.
La curva caratteristica tensione-corrente dei LED mostra un comportamento non lineare. Quando la tensione ai capi del LED supera la tensione dello stato acceso, la corrente dello stato acceso aumenta in modo significativo. Questa caratteristica rivela che quando un LED è acceso, anche piccole fluttuazioni di tensione possono causare un cambiamento drammatico nella corrente che lo attraversa. La curva caratteristica dell'emissione luminosa della corrente del LED- mostra che l'emissione luminosa del LED è approssimativamente linearmente proporzionale alla corrente. Sulla base di queste caratteristiche di carico, i tipici circuiti di pilotaggio LED utilizzano principalmente il controllo della corrente costante per garantire un funzionamento accurato del LED in condizioni operative adeguate.
Specifiche LED
L’industria globale dell’illuminazione a LED è in rapido sviluppo. Man mano che gli apparecchi di illuminazione a LED diventano sempre più popolari, gli standard globali vengono gradualmente finalizzati. Energy Star è uno standard e un programma internazionale per prodotti di consumo ad alta efficienza energetica-, che copre una vasta gamma di categorie, tra cui grandi elettrodomestici, apparecchiature per ufficio, illuminazione ed elettronica domestica. I test per i prodotti di illuminazione a LED includono test della temperatura ambiente, test di durata, integrazione di misurazioni sferiche e curve di distribuzione della luce. Inoltre, vengono regolati i parametri chiave dell’illuminazione LED, come la resa cromatica, il fattore di potenza, la temperatura del colore e l’efficacia luminosa. Data la diversa qualità dei prodotti LED sul mercato, i consumatori possono utilizzare i marchi di certificazione per garantire la qualità e la garanzia dei prodotti di illuminazione LED.
Applicazioni LED
La tecnologia LED ha fatto rapidi progressi e le sue applicazioni sono molteplici. Le applicazioni più comuni riguardano l'illuminazione residenziale, commerciale e industriale, comprese applique da parete, luci notturne, luci da lettura, faretti, strisce luminose, faretti e indicatori di emergenza.
L’illuminazione a LED può anche essere integrata con l’arte e l’architettura. Le creazioni a tema luminoso-sono un tema comune nel campo dell'arte tecnologica. Per gli artisti, le caratteristiche uniche delle sorgenti luminose LED fredde aprono nuove possibilità creative rispetto alle sorgenti luminose tradizionali.
Oltre alle applicazioni sopra menzionate, le luci di coltivazione a LED rappresentano un vantaggio per i produttori agricoli. Il loro spettro di luce artificiale ottimizzato crea un ambiente e condizioni ottimali per le piante. La luce rossa e blu tipicamente utilizzata nelle luci di coltivazione corrisponde strettamente alla curva di efficienza richiesta per la fotosintesi, rendendole la fonte di luce ottimale per la crescita delle piante. Se riusciamo a promuovere applicazioni più innovative dei LED e a rafforzare la fiducia dei consumatori nella qualità dei prodotti LED, crediamo che i LED prospereranno nel mercato dell’illuminazione!
In un mondo in cui l'energia diminuisce, l'illuminazione ad-alta efficienza è uno dei modi migliori per risparmiare energia. In una tipica struttura del consumo di elettricità, l’illuminazione può rappresentare fino al 19% del consumo totale di elettricità. L'elevata efficienza luminosa dei LED li rende un'alternativa promettente alle sorgenti luminose tradizionali, rendendoli un'opzione promettente per l'illuminazione-efficiente dal punto di vista energetico. Inoltre, le applicazioni LED possono espandersi da sorgenti puntiformi a linee e persino superfici, inaugurando applicazioni di illuminazione innovative e una rivoluzione nell’illuminazione. L’illuminazione non significa più semplicemente illuminare il nostro ambiente; può essere integrato con l’arte, la creatività, l’intrattenimento, l’assistenza sanitaria e la biotecnologia, offrendo nuove prospettive alla nostra vita visiva e quotidiana.
https://www.benweilight.com/lighting-tubo-lampadina/6000k-led-tubo-120cm.html
Shenzhen Benwei Illuminazione Technology Co.,Ltd
Telefono: +86 0755 27186329
Cellulare(+86)18673599565
Whatsapp:19113306783
E-mail:bwzm15@benweilighting.com
Skype:benweilight88
Rete:www.benweilight.com
