Diodi LED - terza parte

di Aldo Visentin

Oggi parleremo del LED vs. Resto del mondo, ossia (per i meno avvezzi alle forme contratte di tipo anglosassone) i punti di forza della tecnologia a LED rispetto alle lampade tradizionali. Ovviamente vedremo anche vantaggi e svantaggi per quanto “ci” riguarda nell’ambito delle applicazione per l’intrattenimento.
Come si conviene, riprendiamo la questione dalle puntate precedenti. Nel numero scorso (per i più smemorati) abbiamo dato un’occhiata alle questioni riguardanti il colore dei LED. Essendo, per lo più (non sempre), sorgenti che emettono uno spettro (più o meno) buono per sintesi additiva del colore, la cosa fa “gioco” nei nostri proiettori per quanto concerne, appunto, la generazione degli effetti colore.
Ma non è tutto oro quello che luccica, e anche se il LED tende a luccicare parecchio e sempre di più, le “controindicazioni” non mancano.
La ricerca e sviluppo delle tecnologie LED è in forte espansione in quanto sorgenti che presentano molteplici vantaggi rispetto i “vecchi bulbi”. Presumibilmente un giorno i LED saranno le sorgenti luminose impiegate in larga scala, nonostante i loro limiti a tutt’oggi materia di studio.

Ma diamo inizio al match partendo da quelli che sono i punti di forza delle sorgenti a LED, tenendo conto che tali “sentenze” devono essere sempre considerate tendenziali e non assolute.

Risparmio energetico: qualcuno va dicendo che a parità di potenza assorbita, il LED produce un flusso luminoso di circa cinque volte superiore a quello delle lampade ad incandescenza e alogene. Ora che sorgenti a LED siano notevolmente più efficienti rispetto alle “vecchie” lampade è fuori discussione. Metterei un attimo in dubbio la questione “cinque volte”, perché la cosa può variare a seconda di svariati fattori; certo è che a parità di condizioni per emettere lo stesso flusso spendiamo molto meno.

Scarso calore sviluppato: l’efficienza sopra menzionata risulta essere più elevata, rispetto le tradizionali lampade a incandescenza, per il fatto che solo una piccola parte dell’energia assorbita dai LED è dissipata sotto forma di calore, tuttavia è opportuno sfatare certe credenze popolari che indicano i LED come sorgenti “fredde”. Attenzione: anche i LED necessitano di essere raffreddati, specialmente quelli ad alta potenza che servono a noi. I Power LED, ossia quelli che noi utilizziamo nei proiettori intelligenti, hanno bisogno di un sistema di raffreddamento (ne esistono di diversi tipi). Il lavoro prolungato a temperature troppo elevate inficia notevolmente la vita media dei LED.

Bassa potenza richiesta: al contrario delle lampade tradizionali, i LED hanno bisogno di correnti molto più ridotte rispetto alle normali lampade. Questo, ovviamente, porta notevoli vantaggi sui dispendi di energia necessari a parità di emissioni luminose richieste.

Funzionamento in sicurezza: rispetto alle lampade normali, che lavorano a tensione di rete, i comuni LED sono più sicuri, perché alimentati a bassa o a bassissima tensione. Anche in questo caso è bene fare distinzione in quanto quest’aspetto non è applicabile a tutti i tipi di LED.

Lunghissima durata di vita: con le loro 50.000 ore di vita per blu e bianco e 10.000 ore per i monocromatici, i LED superano abbondantemente le 750 ore delle lampade a incandescenza e le 7500 – 10.000 ore delle lampade fluorescenti, per cui risultano particolarmente adatti all’utilizzo in situazioni in cui è oneroso sostituire la sorgente luminosa.

Risparmio sui costi di manutenzione: avendo elevata durata di vita, la manutenzione risulta diluita nel tempo. Per quanto ci riguarda significa “dimenticarsi” la sostituzione delle lampade.

Resistenza agli urti e alle sollecitazioni: visto che va molto di moda, non potevamo non menzionare la particolare “resilienza” dei diodi LED che sono meccanicamente più robusti rispetto alle tradizionali lampade. Niente più problemi legati alla particolare delicatezza delle lampade specialmente quando calde.
Le sorgenti a LED risultano perciò più addette e resistenti in quelle applicazioni dove necessitano una notevole resistenza meccanica e la durata nel tempo, quali le installazioni outdoor di tipo decorativo nell’architettura.

Dimensioni e peso ridotti: permettono di progettare apparecchi compatti e di ridotta profondità, e rappresentano quindi un’ottima soluzione per dispositivi di piccole dimensioni;
non a caso negli ultimi anni sono apparsi nel mercato proiettori estremamente compatti, veloci, leggeri ed efficienti attraverso l’utilizzo di pochi LED molto efficienti.
Se un paragone può essere d’esempio, basta pensare che una lampada a LED completa di circuito di controllo, a parità di potenza, è poco più pesante di una lampadina a filamento.

Insensibilità ad umidità e vibrazioni: i diodi sono sensibili all’umidità e alla polvere, ma la capsula di rivestimento li protegge (vedremo nel prossimo numero i dettagli a proposito), rendendo possibile l’utilizzo anche in condizioni avverse.

Accensione a freddo: al contrario delle lampade a scarica, i LED hanno tempo di accensione pari a zero fino a temperature che possono arrivare a ‑40°C, per cui il flusso emesso è immediatamente pari al flusso di regime. Niente più problemi di lampade che per essere accese devono essere “scaricate” e, qualora non siano hot re-strike, dover aspettare (molto imbarazzante quando succede durante uno show) in caso di spegnimento più o meno accidentale.

Emissione spettrale molto ristretta e colori saturi: abbiamo visto che lo spettro d’emissione delle sorgenti LED presenta dei vantaggi e degli svantaggi. Uno dei vantaggi è che l’emissione monocromatica propria dei diodi consente di produrre colori molto saturi che difficilmente con le lampade a scarica si riescono ad ottenere (in particolar modo mi riferisco al rosso o al verde). Inoltre la miscelazione di diversi tipi di LED monocromatici può rappresentare un vantaggio nella produzione desiderata dell’intero spettro della sorgente composta, o nella realizzazione di sorgenti dalle emissioni specifiche rispetto alle temperature di colore (bianco a temperatura variabile).

Flessibilità di applicazione: i LED sono molto più piccoli delle lampade tradizionali e per questo consentono disposizioni spaziali molto flessibili. Ciò apre (e aprirà) a notevoli applicazioni in cui gli apparecchi oltre ad emettere luce possono offrire effettistiche di tipo “grafico” e di forma.
Si provi inoltre a pensare alla mille versioni di apparecchi LEDwall (più o meno risoluti o trasparenti o flessibili) che si sono potuti realizzare attraverso la versatilità dei LED.

Assenza di componente ultravioletta: dato che non ho ancora appurato completamente (ad essere sincero), pare essere l’assenza totale di emissione UV (raggi ultravioletti). Ciò fa sì che i LED non alterino i colori degli oggetti illuminati (mica poco!). Per tale motivo il LED oggi è la sorgente ideale per l’illuminazione di oggetti particolari come alimenti o opere d’arte.

A questo punto mi pare di non ricordare altri motivi per cui “sposare” la causa LED. Nel prossimo numero vedremo come sono costituiti i vari tipi di LED da un punto di vista meccanico e la relativa applicazione.
Nel frattempo auguro a tutti una buona estate.