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XVI
LIGHTING 13 - MARZO 2017
Lighting
la sua forma più semplice, questo
può essere ottenuto con un sensore
luce-tensione (LTV,
Light to Voltage
)
come TSL250R di produzione ams.
In tal modo sarà possibile control-
lare la corrente del LED per assicu-
rare che il sensore LTV eroghi una
tensione di uscita fissa.
Requisiti di illuminamento
Una volta stabilita l’importanza di
mantenere l’intensità luminosa, è
necessario valutare quale sarà l’il-
luminamento necessario nelle fasi
iniziali. In prima istanza può essere
utile prendere in considerazione la sensibilità del DUT.
È meglio scegliere un LED caratterizzato da un’inten-
sità luminosa superiore a quella necessaria per il DUT.
Inoltre, bisogna accertarsi che il LED scelto presenti un
ingombro standard. La ragione è semplice: nel caso si
verificasse un problema in fase di debug (ad esempio,
quando è necessaria un’illuminazione più intensa), è
possibile sostituire facilmente il LED con un modello
più adatto.
Dopo aver stabilito quale sarà il LED da usare nelle fasi
iniziali, è necessario controllare l’angolo di visione ri-
portato nel datasheet. Anche se ogni datasheet ha le sue
peculiarità, in generale sarà presente un grafico come
quello riportato in figura 2.
Il grafico mostra l’intensità relativa in relazione all’an-
golo dal quale si guarda il LED: 0
o
indica la posizione
perpendicolare al LED. Nell’esempio illustrato, il LED
ha un angolo di visione di 120
°
. Questo è definito come
l’angolo in cui l’intensità della luce misurata è pari al
50% del suo valore massimo. In pratica, per il DUT viene
richiesto che l’intensità resti costante rispetto a un ango-
lo di visione il più ampio possibile. Partendo dal grafico
dell’angolo di visione, è possibile determinare l’angolo
massimo in cui l’intensità relativa è mantenuta al 100%.
Nel caso in oggetto l’angolo equivale a circa 10
°
.
Dopo aver stabilito l’angolo, è necessario prendere in
considerazione l’area che dev’essere illuminata. Oggi-
giorno è richiesto il collaudo di più di un DUT contem-
poraneamente, per cui l’area illuminata può raggiunge-
re dimensioni notevoli. Un’ulteriore complicazione si
verifica quando il dispositivo in esame ha più fotodiodi.
Gli encoder rappresenta un valido esempio. A meno che
il fotodiodo non vada in saturazione durante le prove,
sarà necessario ottenere un illuminamento omogeneo
su tutta l’area del fotodiodo.
Si ipotizzi, ad esempio, di dover illuminare un cerchio
avente un diametro di 2 cm usando il LED Kingbright
KPTR-3216SURCK citato in precedenza. Il LED fornisce
il 100% di intensità luminosa rela-
tiva fino a un angolo di 10
°
. Quin-
di è necessario stabilire la distanza
corretta tra il DUT e la sorgente
luminosa.
Una semplice equazione trigono-
metrica fornisce la risposta:
Distanza (d) = Raggio (r) / tan (an-
golo di interesse (Ø))
d = 1 cm / tan 10
o
= 5,67 cm
Questo valore rappresenta la di-
stanza corretta tra il LED e il DUT.
Poiché la sensibilità del DUT alla
luce è nota, lo sarà anche l’illuminamento necessario.
Il problema è che l’illuminamento fornito al DUT (mi-
surato in lux) è inversamente proporzionale al quadrato
della distanza dell’oggetto dalla sorgente luminosa. In
altre parole, più lontana è la sorgente luminosa, più l’il-
luminamento risulterà attenuato. Fortunatamente, con
un calcolo molto semplice, è possibile determinare l’il-
luminamento in base all’intensità luminosa indicata sul
datasheet:
lx = cd / d
2
Dove: lx = Illuminamento in Lux, cd = Intensità lumino-
sa in candele e d = distanza espressa in metri
Il datasheet di KPTR-3216SURCK riporta un valore di
intensità luminosa tipica pari a 80 mcd. Poiché la distan-
za necessaria per illuminare la zona è già stata calcolata,
l’illuminamento sarà dato da:
Illuminamento = 80 mcd / 0,0567
2
= 24,884 lx
Nel caso la distanza dal DUT fosse pari a solo 1 mm ot-
terremo invece:
Illuminamento = 80 mcd / 0,001
2
= 80k lx
Per dare un’idea della grandezza di questa differenza,
basta dire che 100k lx è la luce diretta del sole. In una
giornata nuvolosa potremmo arrivare a circa 20k lx. In
un ufficio avremo circa 500 lx, valore che si riduce a 50
lx in un corridoio poco illuminato.
Nell’esempio preso in considerazione, se 24,884 lx è giu-
dicato un valore insufficiente, è possibile scegliere tra
due opzioni. La prima è aumentare la corrente di pilo-
taggio, ma questa scelta comporterebbe una variazione
della temperatura di esercizio e potrebbe ridurre la du-
rata operativa del LED. La seconda opzione è cambiare
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