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XVIII Lighting LIGHTING 23 - GIUGNO-LUGLIO 2020 La robustezza fisica, la lunga durata, l’efficienza, la ca- pacità di commutazione rapida e le dimensioni ridotte sono all’origine della diffusione del diodo a emissione luminosa (LED). I LED emettono più lumen per watt ri- spetto alle lampadine a incandescenza e la loro efficien- za non risente della loro dimensione o forma. Tuttavia, nonostante la loro diffusione e il supporto tecnologico, il controllo preciso della luminanza LED rappresenta tuttora una sfida. Le ragioni di ciò sono molteplici e hanno a che fare con le caratteristiche fisiche della lunghezza d’onda di cia- scun LED; è comunque possibile ottenere un controllo preciso della luminanza scegliendo componenti e un ap- proccio progettuale adeguati. Questo articolo, dopo una breve trattazione dei proble- mi legati al raggiungimento di una luminanza omogenea dei LED, mostrerà come un convertitore digitale/analo- gico (DAC) a 14 bit con uscita di corrente programmabi- le, un amplificatore operazionale e un microcontrollore analogico di precisione possano essere impiegati con- giuntamente per il controllo preciso della luminanza dei LED. A titolo di esempio verranno usati componenti di Analog Devices . Stringhe di LED e/o applicazioni a LED Un LED semiconduttore è una sorgente luminosa che emette luce in presenza di un flusso di corrente dall’ano- do al catodo. Gli elettroni del semiconduttore si ricom- binano con le lacune degli elettroni e rilasciano energia sotto forma di fotoni. L’energia necessaria agli elettroni per attraversare la banda proibita del semiconduttore determina il colore della luce LED. Il comportamento elettrico del LED è simile a quello di un diodo in serie. Proprio come per i diodi in serie, è importante non sovrapilotare il dispositivo nella sua mo- dalità di polarizzazione diretta. Un diodo sovrapilotato si surriscalda e, nel peggiore dei casi, diventa un circui- to aperto. Quando il LED ha una polarizzazione diretta, una corrente scorre attraverso il dispositivo, creando luce e una caduta di tensione dall’anodo al catodo (Fig. 1). Come visibile nella figura 1, la tensione diretta di un LED varia in base al colore (R = rosso; O = arancione; G = verde; Y = giallo; B = blu; W = bianco). Normalmente, per misurare e determinare il valore di tensione diretta il LED viene eccitato con una sorgente di 20° mA. Il pi- lotaggio dei LED tramite una sorgente di tensione è al- lettante, ma è molto difficile controllare con precisione Come ottenere un controllo preciso della luminanza dei LED L’uso congiunto di alcuni componenti quali un DAC con uscita di corrente programmabile e un TIA, unitamente a un approccio progettuale adeguato, consentono di ottenere un controllo accurato della luminanza dei LED Fig. 1 – Illustrazione delle diverse tensioni dirette per i vari colori dei LED a fronte dell’utilizzo di una corrente diretta di 20 mA (Fonte: Digi-Key Electronics) Rich Miron Applications Engineer Digi-Key Electronics