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COLOR SENSOR luce bianca calda e una stringa di LED a luce bianca fredda, entrambe con una CCT fissa, montate una accanto all’altra dietro un diffusore che miscela le loro emissioni luminose prima che raggiungano il piano illuminato. A prima vista, il controllo del colore di un’architettura come quella appena descritta potrebbe sembrare semplice. Un microcontrollore (MCU) a 8 bit dal costo contenuto potreb- be regolare con facilità la corrente di pilotaggio su ciascuna stringa di LED rispetto a un clock in tempo reale, assegnan- do una percentuale maggiore della luce totale prodotta alla stringa a luce bianca fredda durante il giorno e una minore alla stringa a luce bianca calda, e viceversa nelle ore serali. Dato che i prezzi dei chip per LED sono notevolmente dimi- nuiti negli ultimi anni, un sistema del genere risulta econo- mico e semplice da costruire. Tuttavia, si tratta di una soluzione imprecisa, instabile e difficile da produrre uniformemente su larga scala. Le spe- cifiche di CCT dei LED possono essere molto variabili tra un lotto di produzione e l’altro, di conseguenza i produt- tori forniscono i LED in lotti scelti, altrimenti detti “bin”, caratterizzati da una determinata CCT. Il sistema di control- lo basato su MCU richiede la presenza di due stringhe di LED, ognuna con una CCT fissa e definita, per ottenere una determinata CCT sul piano illuminato. Se la progettazione presuppone che la stringa di LED a luce bianca fredda abbia una CCT di 4.000 K, l’uscita luminosa miscelata non avrà la CCT desiderata se la CCT reale di questa stringa è pari a 4.100 K a causa della mancata uniformità dei bin usati nel lotto di produzione dell’apparecchio. Questo significa che il produttore di apparecchi luminosi deve specificare con precisione quali sono i bin dei LED di un determinato lotto. Sfortunatamente, i produttori di LED richiedono una maggiorazione di prezzo notevole per un bin che rientri in una specifica rigorosa. Se un produttore dovrà limitare la selezione dei bin, sarà anche esposto a ri- schi lungo la sua catena di approvvigionamento. Per complicare ulteriormente le cose, l’uscita dei LED non è in alcun caso fissa: sia la CCT sia l’intensità dell’emissione lu- minosa di un LED cambiano in modo sensibile in funzione del tempo e della temperatura. Il semplice sistema basato su MCU descritto in precedenza non è in grado di gestire né le difformità tra i lotti di produ- zione né gli effetti dell’invec- chiamento. Se un produttore di sistemi illuminotecnici desidera immettere sul mercato un pro- dotto che offra la possibilità di regolare con precisione e accu- ratezza il colore della luce bianca per tutta la vita operativa del dispositivo di illuminazione, è necessario optare per una soluzione diversa. Una tecnica proposta dal produttore di sensori ams AG si basa su un sistema di feedback in tempo reale a circuito chiuso, che elabora le misurazioni della miscelazione cro- matica dei LED acquisite da un sensore di colore. Questo in genere è posizionato alle spalle del diffusore dell’apparec- chio o nella camera di miscelazione in materiale riflettente nel caso di un design indiretto o volumetrico (Fig. 1). L’ar- chitettura di questo sistema è semplice come quella della soluzione MCU a 8 bit descritta in precedenza, in virtù del fatto che tutte le funzioni di rilevamento e controllo sono integrate in un modulo unico, lo Smart Lighting Manager (SLM) AS7221. Dato che il modulo include un sensore di colore calibrato sul bianco nello spazio XYZ che fornisce mi- surazioni in tempo reale dell’emissione luminosa dell’appa- recchio, il suo funzionamento non subisce l’influenza della corrente, della temperatura o degli effetti dell’invecchia- mento del LED, o di qualsiasi altro fattore esterno che agi- sce sulla temperatura colore o sull’intensità dei LED. Inol- tre elimina praticamente l’effetto delle difformità tra un bin e un altro. Grazie agli ingombri ridotti del suo package chip LGA a 20 pin (4,5 mm x 4,7 mm x 2,5 mm), il modulo AS7221 può essere installato nelle posizioni e negli orien- tamenti più disparati sull’apparecchio. Il sensore di colore tristimolo integrato dell’AS7221 fornisce coordinate che ri- entrano nello spazio colore CIE 1931, corrispondente alla percezione del colore dell’occhio umano. Con due stringhe di LED, a luce calda e fredda, l’emissione di un apparecchio può essere messa a punto per tracciare, in modo abbastanza lineare, la curva o “locus” del corpo nero (vedi figura 2), che rappresenta il target ideale per la luce bianca nell’inter- vallo di CCT compreso tra il bianco caldo e il bianco freddo. La progettazione non è limitata al controllo di due stringhe di LED, quindi, se a titolo di esempio si volesse aggiungere Fig. 1 – Lo Smart Lighting Manager con sensore cromatico integrato montato dietro un diffusore VII LIGHTING 18 - NOVEMBRE-DICEMBRE 2018