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LIGHTING 13 - MARZO 2017
LIGHT SOURCE
In questo articolo saranno descritti alcuni tra i parametri
più importanti presenti nei datasheet dei diodi a emis-
sione luminosa (LED) che costituiscono la base di molte
sorgenti luminose utilizzate nei test: la comprensione di
tali parametri è indispensabile per avviare la progettazio-
ne della sorgente luminosa
È opportuno menzionare che esistono software commer-
ciali ideati per facilitare la progettazione delle sorgenti
luminose. Questi software non sono però alla portata di
tutti. Ad ogni modo, è possibile progettare una sorgente
luminosa senza usare i software in questione, rendendo
la sorgente luminosa facilmente modificabile.
Durata operativa
In generale, i LED non si “fulminano” all’improvviso
dopo un certo numero di ore di utilizzo (come nel caso
delle lampade a incandescenza). Questo fatto potrebbe
diffondere la concezione errata che un LED sia desti-
nato a durare per sempre. In realtà, l’emissione di un
LED (come ogni fonte di illuminazione) si ridurrà nel
tempo. Nello spettro della luce visibile, la luce emessa
dalla fonte è definita come flusso luminoso ed è espressa
in lumen (lm). Il mantenimento dei lumen è il termine
utilizzato per descrivere il flusso luminoso residuo in un
determinato momento. Diversi costruttori di LED han-
no adottato lo standard L70 di IES (Illuminating Engi-
neering Society) per esprimere la durata operativa. Lo
standard L70 permette di calcolare la vita operativa in
base al numero di ore trascorse prima che il flusso lumi-
noso si riduca al 70% del suo livello originale. Il livello
L70 è stato scelto in virtù del fatto che l’occhio umano
non può rilevare la differenza nell’emissione di una sor-
gente luminosa finché questa non si riduce del 30%.
Un’altra concezione errata è che l’emissione di un LED si
riduca in maniera lineare nel corso del tempo. In realtà,
durante le prime centinaia di ore della vita operativa di
un LED, l’intensità luminosa può aumentare o diminuire.
Anche se queste fluttuazioni potrebbero non essere per-
cepibili dall’occhio umano, un sensore di luce potrebbe
essere in grado di rilevarle e reagire di conseguenza. Per-
tanto, è importante che l’intensità luminosa resti costante
durante il test. Va notato che la vita operativa non è sem-
pre menzionata sui datasheet. Nel caso fosse riportata, lo
standard utilizzato non è obbligatoriamente L70, ragion
per cui questo aspetto va controllato con attenzione.
Temperatura
L’intensità luminosa è correlata anche alla temperatura
di esercizio. Le variazioni di temperatura possono facil-
mente raddoppiare o dimezzare l’intensità luminosa re-
lativa. Il grafico di figura 1 riporta i dati relativi a un LED
rosso KPTR-3216SURCK di produzione Kingbright.
La variazione di temperatura influenza anche la lun-
ghezza d’onda dominante di picco del LED. Questo
può causare un problema nel dispositivo in prova (DUT
– Device Under Test). Il fotodiodo oggetto del test sarà
caratterizzato da una determinata risposta spettrale. Le
variazioni della lunghezza d’onda di picco potrebbero
causare un incremento o una diminuzione dei risultati
attesi in funzione della risposta spettrale in questione.
Oltre a dover considerare la temperatura dell’ambien-
te di prova, non bisogna ignorare il calore generato dal
LED stesso. L’efficienza radiante (il rapporto tra la po-
tenza radiante emessa e la potenza assorbita) è compresa
nell’intervallo tra 5 e 40% per i LED, vale a dire che il
95% della potenza è dissipata in forma di calore. Può
risultare utile minimizzare il più possibile la corrente di
pilotaggio del LED, così come lasciare il LED acceso solo
per un breve periodo, ma inevitabilmente sarà necessa-
ria una certa corrente per illuminare sufficientemente il
DUT. Di conseguenza, potrebbe essere necessario l’uso
di un dissipatore di calore o l’implementazione di altre
tecniche di gestione termica.
Mantenimento dell’intensità luminosa
Durante il test del dispositivo, l’intensità luminosa deve
essere mantenuta attraverso la retroazione ottica. Nel-
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è possibile stabilire la distanza ideale tra DUT e sor-