Definição e Histórico

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Matilde Gama Almeida
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2 Definição e Histórico LED (Light Emiting Diode) - Diodo Emissor de Luz. O LED é um componente eletrônico semicondutor, mesma tecnologia utilizada nos chips dos computadores, que tem a propriedade de transformar energia elétrica em luz. Nos LEDs, a transformação de energia elétrica em luz é feita na matéria, sendo, por isso, chamada de Luz em Estado Sólido (Solid State Lighting).

3 O pesquisador da GE, Nick Holonnyak Jr., desenvolveu em 1962 o primeiro LED que emitia luz visível (vermelho), baseado na tecnologia GaAsP (Gálio, Arsênio e Fósforo). Os LEDs se difundiram em 60 / 70 sendo utilizados na eletrônica como indicadores de ligado / desligado, calculadoras e relógios.

4 Somente em 1993, o trio de cientistas, Isamu Akasaki, Hiroshi Amano e Shuji Nakamura (foto) inventam o primeiro LED azul de alto brilho. Esta descoberta possibilitou a criação do LED branco e é considerado um marco na indústria de iluminação. Prêmio Nobel de Física 2014.

Em 1997/1998 surgem às primeiras luminárias

especializadas nos EUA e Europa (Light Fair e

5 Em 1997/1998 surgem às primeiras luminárias de uso arquitetural produzidas em larga escala. Os modelos foram apresentados em feiras especializadas nos EUA e Europa (Light Fair e Light & Building) e eram do tipo balizadores de piso e luzes de emergência. Led 5mm Led Superflux

um único emissor, com uma plataforma que foi o grande divisor

6 No ano2000, a empresa Lumileds lançou o LED LUXEON I, elevando o patamar da tecnologia aos nunca antes possíveis 25 lumens em um único emissor, com uma plataforma que foi o grande divisor de águas (eficiência térmica). Led Luxeon I Arquitetura Led Luxeon I

7 A Lumileds introduziu no mercado constantes inovações, sendo que em 2003 criou o LUXEON III, com emissão de até 80 lumens. No mesmo ano ofereceu ao mercado LEDs LUXEON I na cor branca com temperatura de cor de 3200K e IRC de 90. Outras empresas que já atuavam no segmento de semicondutores e optoeletrônicos lançam seus LEDs de potência como a Edison, Cree, Lâmina Ceramics, Everlight, entre outras.

8 Os LEDs estão na iluminação arquitetural desde 1998, mas somente a partir de 2003, com o branco quente é que tivemos um exemplo de que veio para ficar. Desde Thomas Edison (1879) até hoje, já se vão 135 anos e tivemos mais avanços em 15 anos com os LEDs do que toda a evolução da lâmpada. A cada ano que passa, mais eficientes são os LEDs e os estudos não param, por isso atualização é fundamental para quem não quer perder o bonde. Felizes daqueles que participam e vivenciam esta revolução histórica.

alguns elementos químicos têm esta propriedade.

9 Entendendo a luz nos LEDs Semicondutores são materiais que não são nem condutores nem isolantes e alguns elementos químicos têm esta propriedade. Quando combinados de forma adequada formam o diodo semicondutor.

10 A obtenção da luz através de LEDs ocorre quando os mesmos são diretamente polarizados, permitindo a passagem de uma corrente elétrica. Os elétrons se movem através da junção PN do semicondutor e se recombinam com as lacunas (cargas positivas). Essa recombinação exige que a energia recebida pelos elétrons seja liberada, o que ocorre na forma de calor e/ou fótons de luz.

12 Assista o vídeo, clicando na imagem abaixo.

13 Tratamento Térmico... o salto para a iluminação Arquitetura 5mm Ineficiente termicamente

14 Arquitetura Luxeon Eficiente termicamente

15 Para iluminação efetiva, nos interessa a luz branca, seja ela fria, neutra, morna ou quente.

16 Luz Branca nos LEDs A forma mais comum de obtenção de luz branca é a baseada em um LED azul e um fósforo amarelo complementar. Esta tecnologia é a utilizada pela maioria dos fabricantes e se tornou padrão em produtos de iluminação por razões de custo razoável confiabilidade.

17 Problemas com tons e cores -BIN Selection A camada de fósforo depositada em cima do LED azul pode variar e isso acarreta muitas curvas espectrais diferente e muitas temperaturas de cor diferentes. O processo de separação dos LEDs em lotes iguais chama-se BIN SELECTION.

18 Luminária composta de LEDs sem BIN SELECTION

que consiste em produzir uma placa de fósforo com composição e

19 Para minimizar o número de variações (46) devido a imprecisão no depósito da camada de fósforo, surgiu a tecnologia do fósforo remoto que consiste em produzir uma placa de fósforo com composição e espessuras controlada e aplicada sobre o LED azul, obtendo assim menos variações (12).

20 O RGB também é um processo de obtenção de luz branca, porém menos eficiente e pode trazer outros problemas com múltiplas sombras coloridas decompostas.

21 Que tal uma pausa para o cafezinho???

22 As "coisas" em torno do LED Drivers de Alimentação O driver é uma fonte de alimentação eletrônica em corrente contínua regulada e estabilizada. Um bom driver deve atender as seguintes especificações: - Converter a corrente alternada em corrente contínua; - Transformar a tensão da rede (127/220Vca) em um nível adequado a operação; - Filtrar os "ruídos", reduzindo a ondulação na tensão retificada; - Ter isolamento entre o circuito de saída em corrente contínua, da entrada de rede elétrica em corrente alternada;

tensão de entrada (90 a 240Vca); - No caso de alimentação de múltiplos LEDs, prover a

23 - Ser dotada de circuitos de proteção contra eventuais curtos-circuitos na saída; - Ter a tensão de saída regulada e estabilizada, independentemente da variação da tensão de entrada (90 a 240Vca); - No caso de alimentação de múltiplos LEDs, prover a variação proporcional da tensão, entretanto mantendo a corrente do circuito série constante.

24 Dissipadores de Calor Dizem por ai que LEDs não emitem calor e o que vimos até aqui é que a luz emitida pelo LED não irradia calor, mas seu chip sim e este calor precisa ser retirado eficientemente do LED, pois a temperatura neste caso, é o vilão e encurta sua vida útil. Quanto maior a potência do LED, mais calor ele gera e consequentemente mais calor a ser dissipado. Até as fitas de LEDs, embora vendidas como resolvidas tecnicamente, geram calor e que se não for dissipado, encurta a vida útil da mesma.

dissipador já faz parte do pacote e foi (ou deveria ser)

25 Esta preocupação está mais na área do fabricante do que nós consumidores, pois quando adquirimos uma luminária, o dissipador já faz parte do pacote e foi (ou deveria ser) projetado para garantir a temperatura de trabalho ideal para o LED.

26 Ótica As lentes, também chamadas de colimadores, alteram o facho original do LED, concentrando ou difundindo, mais ou menos a luz. Para cada tipo de LED, há uma ótica específica.

27 Em uma luminária com a mesma estrutura (LEDs, Drive e Dissipador), apenas intercambiando lentes, obtemos diversos fachos diferentes. Abaixo um exemplo do efeito de controle de facho.

28 O conjunto ótico precisa ter qualidade para evitar manchas ou anéis e manter a uniformidade da luz projetada.

29 Podem ocorrer efeitos indesejáveis dependendo do arranjo de LEDs e Lentes (simples ou múltiplas)

Quando compramos uma lâmpada LEDs, estamos

31 Quando compramos uma lâmpada LEDs, estamos comprando uma solução pronta com as questões de alimentação, dissipação e ótica resolvidas tecnicamente e esperamos que baste apenas ligar à rede elétrica. 1 Soquete GU10 2 Driver Bivolt 3 Capacitor 4 Transformador 5 Dissipador 6 LEDs 7 - Ótica

32 Vantagens da Tecnologia horas de vida útil - Alta eficiência - Baixo consumo de energia - Ausência de radiações IR e UV - Bom índice de reprodução de cor - Disponibilidade de temperaturas de cor variadas - Cores saturadas - Dimerização - Custos de manutenção reduzidos - Controle de cores

33 - Diversidade de ângulos de abertura de facho - Pequenas dimensões - Aspectos ecológicos - Robustez - Design - Baixa tensão de operação - Acionamento instantâneo - Custo benefício em equilibrado - Convergência Digital

34 Ficaadica... Os componentes em separado são de fundamental importância para quem vai fabricar uma luminária e detalhes técnicos de compatibilidade entre Driver, Dissipadores, Ótica e LEDs precisam ser verificados com os fabricantes de cada item. Hoje encontramos soluções prontas com driver integrado (Plug and Light), mas pode haver ocasiões em que você vai adquirir a luminária de um fabricante e o driver de outro. Certifique-se que são compatíveis e ambos fornecedores lhe oferecem o suporte técnico devido.

35 O LED é um componente eletrônico. O driver é composto por dezenas de componentes eletrônicos. O que pode falhar primeiro? Teste, não só o acendimento, mas também a qualidade da projeção da luz nas lâmpadas de LED. Se vai utilizar lâmpadas LED ou luminárias LED no mesmo ambiente, garanta que sejam do mesmo lote. Se forem de lotes diferentes, separe-as e instale em ambientes diferentes para não gerar comparação imediata de tons de branco. Tome muito cuidado quando comprar LEDs para complemento de projeto, pois podem vir com cores e tons diferentes do que o já instalado.

36 Atéapróximaaula...

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