Introduzione
Le luci a LED sono diventate una necessità nell'illuminazione moderna grazie alla loro efficienza energetica e alla lunga durata. Tuttavia, quando si consulta una scheda tecnica dei LED, le cose sembrano improvvisamente complicate. Si vedono valori relativi a tensione, corrente, lumen, watt, colore, temperatura e altro ancora. Questi valori possono sembrare molto confusi se non si ha familiarità con i LED. Inoltre, ogni LED ha dei limiti specifici. Ha bisogno della giusta quantità di tensione, corrente, temperatura e colore. È qui che entrano in gioco le specifiche delle luci a LED. Se tutto questo ti confonde, non preoccuparti! Questa guida illustra le specifiche delle luci a LED. Imparerai le specifiche chiave delle luci a LED e come interpretarle. Allora, cominciamo.
Che cos’è una scheda tecnica dei LED e perché le specifiche dei LED sono importanti?
Una scheda tecnica di un LED è un documento che fornisce alcune informazioni fondamentali su un LED. Indica la tensione e la corrente necessarie al LED e la quantità di luce che produce. Fornisce inoltre informazioni sul colore, le dimensioni, i limiti di temperatura e altri dettagli. In questo modo, aiuta a capire se un LED è adatto al proprio progetto.
In parole semplici, una scheda tecnica è una guida completa che spiega come utilizzare correttamente il LED. Ricorda: non tutti i LED sono uguali. Alcuni richiedono più potenza, altri producono più luce e altri ancora sono progettati per resistere a temperature più elevate. Di solito è difficile intuire le differenze tra i vari LED. Pertanto, queste specifiche tecniche ti aiutano a comprendere le differenze prima di scegliere un LED.
Rendono più facile trovare il LED giusto per una lampada, un display, un circuito o un altro progetto. Allo stesso tempo, le specifiche tecniche ti impediscono di commettere errori costosi. Ad esempio, fornire una corrente eccessiva a un LED lo surriscalda e potrebbe danneggiarlo. Ma quando controlli la scheda tecnica, ne conosci le specifiche. Si sceglie innanzitutto il LED giusto, poi gli si fornisce la potenza corretta e si ottengono le prestazioni previste.
Specifiche chiave delle luci a LED che devi conoscere
Ora hai un’idea di base delle informazioni contenute nelle schede tecniche dei LED e dell’importanza delle specifiche. Giusto? Ricorda che ogni dato riportato nella scheda tecnica di un LED ha uno scopo preciso. All’inizio potrebbero sembrarti un po’ confusi, ma non c’è motivo di preoccuparsi. Di seguito illustrerò le specifiche chiave delle luci a LED e il loro significato.
1- Tensione diretta (Vf) e corrente diretta (If)
Un LED ha bisogno di elettricità per produrre luce. Giusto? Quindi ci sono due valori importanti, come la tensione diretta (Vf) e la corrente diretta (If), che ti diranno come funziona quell’elettricità. La tensione diretta è la tensione ai capi del LED quando è acceso. Si misura in volt (V).
Ad esempio, se un LED ha una tensione diretta di 3 V, presenterà una caduta di tensione di circa 3 V. Allo stesso modo, la corrente diretta (If) è la quantità di corrente che attraversa il LED. Si misura in milliampere (mA). Se la scheda tecnica indica If = 20 mA, significa che il LED funziona a 20 mA. Quindi, in sostanza, la tensione è la spinta e la corrente è il flusso di elettricità.
2- Corrente massima in avanti e potenza nominale
La corrente diretta massima è la corrente massima che un LED dovrebbe poter sopportare. Di solito è espressa in mA (milliampere) o A (ampere). Se una scheda tecnica indica che la corrente diretta massima è di 30 mA, non si deve permettere che il LED superi tale limite. In caso contrario, l’elevata corrente danneggerà il LED. Tuttavia, è importante ricordare che la corrente massima non corrisponde alla corrente di funzionamento ottimale. Si tratta di un limite, non di un valore target. Un LED potrebbe avere una corrente massima di 30 mA, ma essere progettato per funzionare normalmente a una corrente inferiore. Questo valore rappresenta il limite di corrente di funzionamento sicuro.
Tuttavia, la potenza nominale indica quanta potenza elettrica consuma o può sopportare in sicurezza il LED. Si misura in watt (W). È possibile calcolare la potenza elettrica utilizzando la formula: Potenza = Tensione × Corrente. Ad esempio, se un LED funziona a 3 V e 0,02 A, calcolando con questa formula si otterrà un valore di circa 0,06 W.
3- Flusso luminoso (lumen) e intensità luminosa
Se vuoi sapere quanta luce emette un LED, i lumen sono uno dei primi valori da controllare. Il flusso luminoso è la quantità totale di luce visibile prodotta dal LED. Si misura in lumen (lm). Quindi, se un LED ha una potenza nominale di 500 lumen, produrrà 500 lumen di luce visibile nelle condizioni indicate nella sua scheda tecnica.
Più lumen significano più luce, ovvero una maggiore luminosità. Esiste poi un altro valore chiamato intensità luminosa. Questo valore si riferisce alla luce emessa in una direzione specifica, non alla luce totale. Di solito è espresso in candela (cd) o millicandela (mcd). Se una luce a LED emette una luce intensa in una direzione, è l’intensità luminosa a descriverla.
4- Lunghezza d'onda dominante e di picco
Se si sta verificando il colore di un LED colorato, spesso nella scheda tecnica si trovano i valori relativi alla lunghezza d'onda. La lunghezza d'onda si misura in nanometri (nm) ed è ciò che descrive il colore della luce. Ad esempio, la luce rossa ha una lunghezza d'onda maggiore rispetto a quella blu. Pertanto, quando si vede un valore come 620 nm o 470 nm, si ha un'idea di dove si collochi la luce di quel LED all'interno dello spettro dei colori visibili.
La lunghezza d’onda di picco è quella alla quale il LED produce la massima intensità luminosa. Se si traccia un grafico dell’intensità luminosa del LED, la lunghezza d’onda di picco corrisponderà al punto più alto di tale grafico. Questo valore è utile quando si necessita di un colore specifico per la luce del LED. La lunghezza d’onda dominante è leggermente diversa. Descrive il colore che l’occhio umano percepisce maggiormente provenire dal LED quando la sua luce viene osservata nel suo insieme. Ciò significa che è possibile che un LED abbia una lunghezza d’onda di picco e una lunghezza d’onda dominante diverse tra loro.
5- Temperatura di colore (CCT) e indice di resa cromatica (CRI)
In generale, quando si osservano due luci a LED bianche, sembrano entrambe leggermente diverse. A volte, una appare calda e leggermente giallastra, mentre l’altra appare fredda e quasi bluastra. Giusto? È la temperatura di colore a determinare questa differenza. Si misura in Kelvin (K).
I valori più bassi, come 2700K o 3000K, producono solitamente una luce calda e soffusa. I valori più alti, come 5000K o 6500K, producono una luce più fredda, simile a quella della luce diurna. Il CRI indica quanto la luce riproduca in modo naturale i colori degli oggetti. Per verificarlo, nelle schede tecniche è riportata una scala da 0 a 100. Un CRI più elevato significa che i colori appaiono più naturali, e viceversa.
6- Angolo di visione e angolo del fascio
La luce emessa da un LED non si propaga sempre allo stesso modo. Alcuni LED diffondono la luce su un'ampia area. Altri, invece, diffondono la luce in una direzione più concentrata. L'angolo di visione indica l'ampiezza con cui la luce si diffonde dal LED. Di solito è espresso in gradi, ad esempio 60°, 120° o 180°, nella scheda tecnica.
Se un LED si accende, ad esempio un Lampione a LED, ha un angolo più ampio, diffonderà la luce su un'area più vasta. L'angolo del fascio indica la larghezza del fascio luminoso principale. Ad esempio, un fascio stretto concentra una luce più intensa su un'area ridotta, mentre un fascio ampio copre uno spazio più vasto. Pertanto, se state scegliendo luci per faretti, espositori o ambienti, dovete tenere conto dell'angolo del fascio.
7- Temperatura di funzionamento e temperatura massima di giunzione (Tj)
Non tutte le luci a LED funzionano a qualsiasi temperatura. Quella indicata come "temperatura di funzionamento" indica quindi a quale temperatura è stata progettata la luce a LED. Ad esempio, una scheda tecnica specifica un intervallo di temperatura compreso tra -40 °C e +85 °C per una luce a LED. Si tratta di intervalli di temperatura sia bassa che alta. In questo caso, non si dovrebbe utilizzare la lampada a LED oltre tali limiti di temperatura.
Ma all’interno del LED esiste un’altra temperatura ancora più importante. Si tratta della temperatura di giunzione (Tj). Si riferisce alla temperatura presente a livello della giunzione semiconduttrice interna del LED. È proprio qui che viene generata la luce. Di solito è molto più elevata rispetto alla temperatura dell’aria circostante il LED. La scheda tecnica specifica solitamente una temperatura massima di giunzione che non deve essere superata.
8 - Resistenza termica e durata dei LED / L70
Il calore è uno degli aspetti più importanti da tenere in considerazione quando si utilizza un LED. La resistenza termica indica la facilità con cui il calore può disperdersi dal LED. Di solito è espressa in °C/W. Una resistenza termica più bassa significa che il calore si disperde più facilmente, e viceversa. Questo ci porta alla durata di vita dei LED. In una scheda tecnica potresti trovare un valore come 50.000 ore. Tuttavia, ciò non significa necessariamente che il LED smetterà improvvisamente di funzionare dopo 50.000 ore.
I produttori di LED utilizzano invece il parametro L70 per descrivere la durata utile della lampada. L70 è il tempo stimato necessario affinché la potenza luminosa del LED scenda a circa il 70% del suo livello originale. Provo a spiegarlo con un esempio. Supponiamo che un Proiettore a LED Inizia emettendo 1.000 lumen. Se il suo valore L70 è di 50.000 ore, significa che dopo 50.000 ore di utilizzo il LED inizierà a perdere luminosità. Emetterà circa il 70% della sua luminosità originale. Quindi, invece di 1.000 lumen, emetterà circa 700 lumen. Anche a quel punto, il LED non smette di funzionare; diventa semplicemente meno luminoso.
9- Tensione inversa e dissipazione massima di potenza
Un LED permette alla corrente di fluire principalmente in una sola direzione. Tuttavia, se lo si collega nel modo sbagliato, la tensione verrà applicata nella direzione opposta. Questa tensione è chiamata tensione inversa. Nella scheda tecnica è indicato il valore massimo della tensione inversa, che indica il livello massimo di tensione inversa che il LED è in grado di sopportare in sicurezza. Il superamento di questo limite danneggerà il LED.
La dissipazione massima di potenza è la quantità massima di energia elettrica che il LED può gestire in sicurezza. Si misura in watt (W). In sostanza, quando un LED assorbe energia elettrica, una parte di tale energia finisce per dissiparsi sotto forma di calore. Se viene assorbita troppa potenza e il calore non riesce a disperdersi, il LED si surriscalda. Ecco perché le specifiche relative alla potenza sono di fondamentale importanza.
10- Tipo di confezione e dimensioni dei LED
Infine, i LED sono dotati di un involucro fisico che li protegge e consente di collegarli a un circuito. Il tipo di involucro indica l’aspetto del LED e la modalità di installazione tipica. Esistono due modalità di installazione comuni che troverete nella scheda tecnica. La prima riguarda i LED a foro passante, mentre la seconda i LED SMD. I LED a foro passante sono dotati di piccole gambe metalliche che passano attraverso i fori presenti in un circuito stampato.
Tuttavia, i LED SMD vengono montati direttamente sulla superficie del circuito stampato. Questo è il modo più semplice per installarli. Le dimensioni dei LED si riferiscono alle dimensioni e alla forma effettive del LED stesso. Una scheda tecnica riporta la lunghezza, la larghezza, l’altezza, il diametro, la distanza tra i terminali o le dimensioni di montaggio. Tutti questi elementi sono molto importanti quando si cerca di inserire un LED in un circuito stampato.
Come leggere la scheda tecnica di un LED: guida passo dopo passo
Quando lo si apre per la prima volta, un datasheet dei LED può sembrare complicato. Ci sono molte tabelle, numeri, grafici e abbreviazioni che possono creare confusione. Ma il modo più semplice per comprenderlo è esaminare le informazioni una parte alla volta. Vediamo quindi, passo dopo passo, come leggere quel datasheet.
Fase 1: Identificare il modello del LED
Il primo passo in assoluto è individuare il modello esatto del LED o il codice articolo. Un produttore può realizzare molti LED che sembrano quasi identici ma presentano caratteristiche elettriche o prestazioni luminose diverse. Annotate o copiate il numero di modello prima di passare alle altre specifiche. Questo passaggio vi eviterà di leggere informazioni errate. Se state sostituendo un LED, confrontate il suo numero di modello con la scheda tecnica. Questo vi aiuterà ad assicurarvi di stare considerando il prodotto corretto.
Fase 2: Verificare i valori nominali elettrici
Una volta individuato il modello, esamina le specifiche elettriche. Inizia dalla tensione diretta (Vf) e dalla corrente diretta (If). Questi due parametri ti indicheranno le condizioni elettriche di base necessarie al funzionamento del LED. Successivamente, verifica la corrente massima, la tensione inversa e la potenza nominale. Non considerare i valori massimi come valori di funzionamento normali. Si tratta di limiti che non devono essere superati.
Fase 3: Verifica dell'emissione luminosa del LED
Dopo aver verificato i dati elettrici, passa alle specifiche che indicano la quantità di luce prodotta dal LED. A tal fine, cerca il flusso luminoso espresso in lumen (lm) o l'intensità luminosa in candela (cd) o millicandela (mcd). Presta inoltre attenzione alle condizioni di prova. In che modo? In sostanza, una lampada a LED produce un determinato numero di lumen quando viene testata a una corrente e a una temperatura specifiche. Se confronti due LED, assicurati di confrontare i loro valori in condizioni simili. Altrimenti, il confronto non fornirà risultati attendibili.
Fase 4: Controllare il colore e la temperatura
Una volta determinata la potenza luminosa dei LED, è il momento di esaminare il colore e la temperatura di colore. Questi due fattori non solo determinano l’aspetto della luce emessa dai LED, ma anche le loro prestazioni. Inizia dalle informazioni sul colore riportate nella scheda tecnica. Per i LED colorati, è necessario individuare valori quali la lunghezza d’onda dominante o di picco.
Per i LED bianchi, controlla il CCT (temperatura di colore) e il CRI (indice di resa cromatica). Il CCT indica se la luce appare calda e giallastra o fredda e bluastra. Il CRI indica quanto naturalmente la luce riproduca i colori degli oggetti. Dopodiché, controlla i valori relativi alla temperatura. Verificate l'intervallo di temperatura di funzionamento e la temperatura massima di giunzione. Questi valori indicano la quantità di calore che il LED è in grado di sopportare in sicurezza.
Fase 5: Verificare le dimensioni e tutte le altre misure
Dopo aver esaminato i dettagli relativi al colore e alla temperatura, il passo finale consiste nel verificare le dimensioni del LED. Questa sezione della scheda tecnica indica le dimensioni del LED e lo spazio che occupa. Troverete le misure relative a lunghezza, larghezza, altezza, diametro e distanza tra i terminali. Inoltre, esamina i disegni del contenitore. Questi disegni ti aiutano a capire la forma reale del LED e mostrano dove si trovano i suoi pin, i contatti o i punti di montaggio.
Conclusione
Una lampada a LED è uno dei modi più efficaci ed efficienti dal punto di vista energetico per illuminare molti spazi. Tuttavia, non tutte le lampade a LED sono uguali; presentano infatti specifiche tecniche distinte. È qui che entra in gioco la scheda tecnica: essa elenca tali specifiche. All’inizio, leggere una scheda tecnica potrebbe sembrare complicato a causa di tutti quei numeri diversi. Ecco perché, in questa guida, illustro tutte le specifiche presenti nella scheda tecnica e come interpretarle. Il punto è che non dovresti scegliere un LED basandoti esclusivamente su questi numeri. Un LED luminoso potrebbe non avere il colore giusto. Un LED potente potrebbe generare calore eccessivo. Un LED dall’aspetto perfetto potrebbe non adattarsi al vostro circuito. Pertanto, la scelta migliore è quella che soddisfa i vostri requisiti elettrici, di illuminazione, termici e dimensionali.