Illuminazione a LED

Da circa due anni insieme alla Pulsar, sviluppiamo progetti di lampade per interni ed esterni, la cui fonte luce è 100% Led. A seguito potete vedere alcuni dei prodotti risultato di questo lavoro, alcuni di essi sono stati premiati e selezionati in diversi concorsi di design e largamente seguiti dalla stampa di settore come potete vedere dalla rassegna stampa. Dopo le immagini un po di storia e di spiegazioni tecnologiche relative ai Led ed alle loro caratteristiche.
Catalogo Lampade Led Pulsar 2009

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I LED
Un Light-Emitting Diode (LED) è una sorgente di luce a semiconduttore. I LED sono utilizzati come indicatori luminosi in molti dispositivi, e sono sempre più utilizzate per l'illuminazione. Introdotto come componente elettronico nel 1962, i primi LED erano a bassa intensità di luce rossa, ma le versioni moderne sono disponibili in tutta la lunghezza d'onda visibile, ultravioletti e infrarossi, con una luminosità molto elevata.

Il LED si basa sul diodo a semiconduttore. Quando un diodo è polarizzato in avanti (acceso), gli elettroni sono in grado di ricombinarsi con fori all'interno del dispositivo, rilasciando energia sotto forma di fotoni. Questo effetto è chiamato elettroluminescenza e il colore della luce (corrispondente alla energia del fotone) è determinata dal gap di energia del semiconduttore. Un LED è solitamente di piccole dimensioni (meno di 1 mm2).

I LED presentano molti vantaggi rispetto alle fonti di luce ad incandescenza compreso il consumo di energia più basso, più vita, la robustezza migliorata, dimensioni ridotte, più veloce di commutazione, e una maggiore durata e di affidamento. Tuttavia, essi sono relativamente costosi e richiedono più precisa corrente e la gestione del calore rispetto ai tradizionali fonti di luce. Attuali prodotti a LED per l'illuminazione generale, sono più costosi da acquistare dalle fonti lampada fluorescente di produzione comparabili.
Essi sono usati anche in applicazioni diverse come sostituti per le tradizionali sorgenti luminose, nel settore automobilistico (in particolare per gli indicatori) e nella segnaletica stradale.
Dopo l'introduzione dei nuovi modelli al alto potenziale, i led hanno cominciato ad invadere anche altri settori, come le lampade da casa e ufficio e l'illuminazione stradale, specialmente con i lampioni fotovoltaici.

Un po di storia
Elettroluminescenza è stato scoperto nel 1907 dallo sperimentatore inglese HJ Round del Marconi Labs, utilizzando un cristallo di carburo di silicio e del russo Oleg Vladimirovich Losev che ha riferito in merito alla creazione di un LED nel 1927. La sua ricerca è stato distribuito in russo, tedesco e inglese su riviste scientifiche, ma non è stato fatto un uso pratico della scoperta per molti decenni. Rubin Braunstein della Radio Corporation of America ha riferito in merito radiazione infrarossa da arseniuro di gallio (GaAs) e le altre leghe di semiconduttori nel 1955 . Braunstein ha osservato radiazione infrarossa generata da strutture diodo semplice utilizzando Antimoniuro di gallio (GaSb), GaAs, fosfuro di indio (InP), e il silicio-germanio (SiGe), leghe a temperatura ambiente e a 77 kelvin.
Nel 1961, gli sperimentatori Robert Biard e Gary Pittman di lavoro alla Texas Instruments, hanno rilevato che GaAs emetteva radiazione infrarossa emessa quando la corrente elettrica era applicata e hanno ricevuto il brevetto per il LED infrarossi.

Il primo spettro visibile pratico-(rosso) LED è stato sviluppato nel 1962 da Nick Holonyak Jr., mentre lavorava alla General Electric Company . Holonyak è visto come il "padre del Light-Emitting Diode". M. George Craford , un ex studente laureato Holonyak, ha inventato il primo LED giallo e migliorato la luminosità del rosso e del LED rosso-arancio di un fattore dieci nel 1972.
Nel 1976, TP Pearsall ha creato il primo ad alta luminosità, ed i LED ad alta efficienza per le telecomunicazioni in fibra ottica con l'applicazione di nuovi materiali semiconduttori appositamente adattate alle lunghezze d'onda di trasmissione in fibra ottica.

Fino al 1968 i LED visibile e dell'infrarosso sono stati estremamente costoso, nell'ordine di 200 dollari per unità, e così avevano poco applicazioni pratiche. La Società Monsanto è stata la prima organizzazione a produrre in serie LED visibile, utilizzando fosfuro arseniuro di gallio nel 1968 per la produzione di LED rossi adatto per gli indicatori. Hewlett Packard (HP) ha introdotto i LED nel 1968, inizialmente con GaAsP forniti dalla Monsanto, la tecnologia hanno dimostrato di avere le potenzialità per i display alfanumerici ed è stato integrata dalla HP nelle prime calcolatrici elettroniche.

Durata e affidabilità
Dispositivi a stato solido, come i LED sono soggetti ad usura molto limitata se impiegati a basse correnti e alle basse temperature. Molti dei LED prodotte negli anni 1970 e 1980 sono ancora in servizio oggi. Vite tipici riportati sono da 25.000 a 100.000 ore, ma il calore e le impostazioni correnti possono ampliare o ridurre questo tempo in modo significativo.

Il sintomo più comune di danneggiamento dei LED è la riduzione della produzione di luce e di progressiva perdita di efficienza. Con lo sviluppo di LED ad alta potenza i dispositivi sono sottoposti a temperature più alte rispetto ai dispositivi tradizionali. Questo è causa di stress sul materiale e può causare precoce degrado dell'emissione di luce. Per classificare quantitativamente la vita di un led in un modo standardizzato è stato suggerito di utilizzare i termini L75 e L50, che è il tempo ci vorrà un dato LED per raggiungere il 75% e del 50% l'emissione di luce, rispettivamente, L50 è equivalente alla metà vita del LED.


LED ad alta potenza
Un LED ad alta potenza (HPLED) può essere attivato da correnti di centinaia di mA fino a più di un ampere, rispetto alle decine di mA per i LED normali. Dal momento che il surriscaldamento è distruttiva, il HPLEDs deve essere montato su un dissipatore di calore per consentire la dissipazione del calore. Se il calore da un HPLED non viene rimosso, il dispositivo si brucia in pochi secondi. Un singolo HPLED può spesso sostituire una lampadina ad incandescenza in una torcia elettrica, o essere usati in un array per formare una potente lampada LED.

8 commenti:

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