se
s e l e z i o n e di e l e t t r o n i c a
MERCATO
La parola
ai produttori
di illuminazione
TECNOLOGIE
Suggerimenti
per i progettisti
illuminotecnici
APPLICAZIONI
I colori illuminano
la cultura
Il futuro
dell’illuminazione
è nei Led
MERCATO
TECNOLOGIE
PRODOTTI
Illuminazione
e legislazione
La sfida dell’affidabilità
dei Led
Un kit per progettare
in modo flessibile
INNOVATORI
PER VOCAZIONE
I PRIMI a lanciare una comunità virtuale per
progettisti elettronici
I PRIMI a metterti in contatto con gli esperti di
progettazione elettronica di tutto il mondo
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online interattiva direttamente da esperti del settore
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SOMMARIO
Smart Light
IN QUESTO NUMERO
5 Editoriale
6 Aziende
parola ai produttori
10 Ladi illuminazione
MERCATO
10
29
A colloquio con Patrizia Di Sano, presidente di Assil/Anie,
per conoscere il punto di vista dei produttori italiani del
settore illuminazione sulla diffusione dei Led e sugli altri
fattori che stanno trasformando questo mercato
12 L’avanzata dei Led
14 Illuminazione e legislazione
16 La scelta giusta
TECNOLOGIE
18 Suggerimenti per progettisti
20
22
24
26
illuminotecnici
La sfida dell’affidabilità dei Led
I Led nell'illuminazione pubblica
Più intelligenza per pilotare i Led
Proteggere dal surriscaldamento
PRODOTTI
30
Luminosità estrema e qualità della luce
Il giusto Led per ogni applicazione
31
Controller Led isolato con Pfc Attiva
Circuiti integrati Led driver LinkSwitch-PH
32
Creare sistemi di illuminazione completi
in pochi minuti
Un kit per progettare in modo flessibile sistemi a
Led complessi
33
Efficienza, confort e rispetto dell'ambiente
Illuminazione più facile con i moduli pronti all'uso
34
Novità
APPLICAZIONI
28 I colori illuminano la cultura
29
La via del risparmio
La città di East Cleveland e GE Lighting partner per il primo grande impianto di illuminazione stradale a Led nel
nord-est dell’Ohio.
DIRETTORE
RESPONSABILE Pierantonio Palerma
REDAZIONE Laura Reggiani [ Responsabile di Redazione ]
SEGRETARIA DI REDAZIONE Gabriella Crotti
COLLABORATORI Roberto Frazzoli, Massimiliano Luce,
Silvia Lucchi
PROGETTO GRAFICO
E IMPAGINAZIONE Mauro Ballocchi
DIRETTORE EDITORIALE
BUSINESS MEDIA Mattia Losi
PROPRIETARIO ED EDITORE: Il Sole 24 ORE S.p.A.
SEDE LEGALE: Via Monte Rosa, 91 - 20149 Milano
PRESIDENTE Giancarlo Cerutti
AMMINISTRATORE DELEGATO Donatella Treu
3
selezione di elettronica
2011
Medical
Technology Event
le tecnologie elettroniche al servizio della salute
un evento unico rivolto alla “Medical Design Community”
organizzato da Selezione di Elettronica
e sviluppato in collaborazione con Farnell Italia
Il convegno
Le aree dimostrative
Una serie di interventi a cura di università, associazioni,
istituti di ricerca, società di analisi di mercato e Oem internazionali attivi nel settore elettromedicale, che tratteranno tematiche di elevato valore scientifico e tecnologico: le tendenze tecnologiche in atto nel medicale; le
certificazioni e gli standard del settore; i dispositivi per
il medicale e la direttiva Rohs; il ruolo dei Mems nei dispositivi indossabili; la realtà virtuale e la robotica per la
chirurgia; le tecnologie di identificazione e tracciabilità a
supporto del paziente, ecc.
Il pubblico avrà la possibilità di accedere a sessioni dimostrative in cui sarà possibile “toccare con mano” gli
strumenti e le apparecchiature, effettuare prove pratiche sul campo e confrontarsi con gli specialisti sulle problematiche applicative dei sistemi medicali per uso domestico, delle soluzioni di medical imaging, della diagnostica, del monitoraggio e della terapia.
I workshop
Una serie di workshop tecnici, a cura delle aziende fornitrici di dispositivi microelettronici e di sistemi elettronici per applicazioni medicali, dedicati alla presentazione
delle ultime tecnologie disponibili nell’ambito dei semiconduttori, della connessione, dell’alimentazione, della
visualizzazione, delle interfacce, ecc.
L’esposizione
Un’esposizione a cura delle aziende partecipanti in cui i
visitatori potranno confrontare l’offerta disponibile e verificare gli avanzamenti tecnologici. Saranno presentati casi applicativi reali nati dalla collaborazione tra le
aziende fornitrici di microelettronica e i principali Oem
attivi nel settore elettromedicale.
Il concorso
Nel corso della giornata saranno presentati e premiati
i migliori progetti proposti da studenti o aziende che
avranno partecipato precedentemente a un concorso
di progettazione di applicazioni medicali organizzato e
promosso da element-14, la comunità on-line di Farnell
dedicata agli Electronic Design Engineer.
I partecipanti
L’evento si rivolge alla “Medical Design Community” e
in particolare ai progettisti e ai tecnici elettronici impegnati nello sviluppo di applicazioni medicali, ma anche ai
responsabili delle tecnologie informative e mediche, ai
tecnici sanitari, agli uffici acquisti, ai direttori sanitari e a
tutti gli operatori interessati agli sviluppi delle tecnologie
elettroniche all’interno del mondo medicale.
Milano, Giugno 2011
Centro Congressi
Palazzo delle Stelline
La partecipazione al convegno,
alla mostra, ai workshop
e alle sessioni dimostrative è gratuita.
Ai partecipanti è richiesta
la pre-registrazione on-line su
www.elettronicanews.it
PRIMA PAGINA
Smart Light
EDITORIALE
La luce intelligente
Laura Reggiani
on vi è dubbio alcuno che i Led siano la sorgente luminosa destinata a sostituire, in un futuro più o meno lontano, ogni altra tecnologia di illuminazione, nelle abitazioni come negli uffici, nei musei come nei parcheggi, nelle strade come negli stadi. Eppure nel mercato hi-tech ci sono molti esempi di tecnologie innovative, così come di prodotti funzionali e utili, che impiegano molto tempo a emergere. E questo sembra proprio essere il caso dei
Led rivolti ai sistemi di illuminazione. La tecnologia a Led, pur offrendo straordinari vantaggi,
(in termini di migliore qualità della luce, minori consumi di energia, maggiore rispetto dell’ambiente) rispetto alle tradizionali lampade a incandescenza, alogene o fluorescenti, sembra infatti essere ancora lontana da una completa accettazione e da un conseguente utilizzo massivo.
N
e promesse di maggiore efficienza e durata non sembrano ancora convincere del tutto i consumatori: forse perché le lampade a Led sono ancora relativamente più costose delle normali lampadine e la convenienza a lungo termine si scontra con il risparmio immediato. Lo stesso vale per i progettisti di sistemi illuminotecnici, non ancora completamente confidenti in questa nuova tecnologia. L’ingegnerizzazione di soluzioni di illuminazione a stato solido richiede infatti approcci innovativi; è necessario abbinare ai Led dei circuiti integrati, dei dissipatori e magari anche un controller con relativo software. Niente di impossibile da realizzare, ma comunque sicuramente diverso dalla facilità delle lampadine.
L
uel che è certo è che tutta questa elettronica che
sta facendo il suo ingresso insieme ai Led nel mondo dell’illuminotecnica, e che ha portato alla definizione del concetto di “luce intelligente”, apre a scenari prima d'ora impensabili. Non solo in termini di creatività, ad esempio
attraverso la possibilità di combinare diodi di diversi colori per generare sequenze dinamiche o
miscelare i colori, modellando così gli oggetti da illuminare e facendone risaltare i pregi, ma anche in termini di controllo, attraverso la possibilità di monitorare lo stato dell’illuminazione, individuare velocemente i guasti, regolare accensione e spegnimento, differenziare il flusso di illuminazione a seconda delle esigenze e, soprattutto, di potere dialogare con le smart grid che in
futuro prenderanno il posto della tradizionale rete di distribuzione, o addirittura sfruttare le nuove fonti rinnovabili di energia. Un contributo fondamentale al rispetto dell’ambiente, sia in termiŸ
ni di energia consumata che di costi di smaltimento.
Q
5
selezione di elettronica
2011
Smart Light
AZIENDE
NOTIZIE
Risparmiare energia nell’illuminazione
a crescente atten
attenzione
ione per la tematica energetica e per la rid
riduzione
ione di cons
consumi ed emissioni ha portato a un nuovo atteggiamento volto all’ottimizzazione dei
flussi energetici. In quest’ottica la Fondazione Politecnico di Milano ha sviluppato in collaborazione con Siemens e Osram una metodologia capace di guidare
le imprese nella scelta degli interventi più efficaci per abbattere i consumi
energetici, che ha portato poi all’ideazione del Green Gain, un strumento on-line che permette alle aziende
che inseriscono alcuni dati chiave necessari all’analisi di ricevere indicazioni sugli interventi più efficaci per abbattere i consumi energetici. Green Gain fornisce indicazioni su alcune tipologie
di comportamento responsabile. Si tratta di uno strumento per diffondere la cultura dell’efficienza energetica nel mondo dell’industria manifatturiera, indirizzando il
cliente sulle soluzioni di Siemens e Osram coerenti. Nel campo dell’illuminazione,
Osram ha confermato invece la sua vocazione nei progetti con le sorgenti luminose innovative, proponendo una serie di tool che consentono di calcolare il risparmio di energia. Due le soluzioni proposte per guidare il cliente nella progettazione;
entrambe le applicazioni Light-a-home e Light Consultant supportano i clienti nella scelta delle soluzioni di illuminazione alternative alle tradizionali. È possibile calcolare il risparmio di energia, denaro e Co2 e confrontare il risultato con le soluzioni esistenti, percependo immediatamente i vantaggi. Tutto questo semplicemente scegliendo l’area applicativa di riferimento.
L
Video
Internet
Un microsito dedicato
all’illuminazione Led
Avnet Abacus ha presentato un
microsito dedicato all’illuminazione
a Led. La nuova risorsa on-line offre
una vasta gamma di informazioni e
strumenti riguardanti tutti gli aspetti
dei sistemi di illuminazione: non solo
Led, ma anche interconnessioni,
controllo, gestione termica, potenza
e protezione. Il microsito fornisce
ai progettisti un valido aiuto nel
processo di selezione dei componenti
più adeguati per ogni specifica
applicazione di illuminazione a Led.
Internet
Istruzioni video sull’illuminazione allo stato solido
Recom ha reso disponibile sul proprio
sito web e su altri canali tra cui
YouTube, una serie di video dedicati
alle applicazioni pratiche dei prodotti
Recom. I video forniscono semplici
istruzioni sull’assemblaggio di soluzioni
di illuminazione a Led ad alta potenza,
mostrando come sia possibile costruire
facilmente e velocemente sorgenti
selezione di elettronica
2011
6
di luce allo stato solido utilizzando
componenti plug and play. È anche
disponibile il seminario di Steve Roberts
“Powering the lighting revolution”
che spiega come realizzare sistemi di
illuminazione sicuri e affidabili basati su
Lightline, la famiglia di driver di Recom.
Internet
AZIENDE
Smart Light
NOTIZIE
Più attenti all’ambiente
con la Carbon Footprint
Declaration
Risorse on-line per i progettisti di illuminazione
Future Lighting Solutions ha completamente rinnovato il proprio sito web.
Progettato per soddisfare le esigenze del settore dell’illuminazione, il sito
è stato sviluppato per essere la più completa risorsa on-line dedicata alle
soluzioni di illuminazione a Led. Il sito
offre contenuti aggiornati, tutorial video,
orientamenti normativi, casi di studio
e progetti di riferimento dettagliati,
nonché una suite completa di tool
per selezionare i prodotti, stimarne
la vita ed effettuare valutazioni reali
dell’illuminazione a Led.
Il riscaldamento globale ha un
grande impatto sull’ambiente:
per questo nel mondo ci si è
attivati per controllare e regolare
le emissioni di biossido di
carbonio. In modo particolare lo
ha fatto Everlight con la Carbon
Footprint Declaration relativa ai
prodotti a Led rilasciata da SGS.
Il compito di Everlight è stato di
calcolare quanto la tecnologia Led
incida sull’emissione del biossido
di carbonio in ogni sua fase: dalla
lavorazione delle materie prime al
test. La tecnologia Led è ovunque
riconosciuta come una fonte di
illuminazione amica dell’ambiente
ma, fino a poco tempo fa, non
esistevano regole generali che ne
regolavano l’impatto ambientale.
Oggi, grazie a Everlight e alla
Carbon Footprint Declaration,
possiamo finalmente disporre
di standard sicuri e affidabili
per una migliore protezione
dell’ambiente.
Arrow distribuisce in Europa le ottiche di Carclo Optics
Internet
Internet
Internet
In base a un nuovo accordo, Arrow Electronics distribuirà tutti i prodotti
illuminotecnici di Carclo Optics in tutta l’area Emea. Carclo Optics, con
sede a Slough in Gran Bretagna, rappresenta un’unità commerciale di
Carclo Technical Plastics e offre tra l’altro lenti, riflettori, materiale ottico e
moduli. Carclo sviluppa anche sistemi per l’illuminazione stradale. Grazie a
Carclo Optics, Arrow amplia la sua gamma di soluzioni illuminotecniche nel
settore dei Led ad alta potenza e nell’illuminazione allo stato solido. Grazie
alla consulenza tecnica offerta dagli specialisti del team illuminotecnico,
Arrow è in grado di offrire tutta la gamma di prodotti per lo sviluppo e la
produzione di applicazioni illuminotecniche a cominciare dai connettori a
spina passando per le soluzioni di gestione elettrica e termica fino ai Led.
In Rutronik una nuova divisione per il lighting
Per arrivare a comprendere l’intero mercato dell’illuminazione, Rutronik ha creato, presso la propria sede generale di
Ispringen, una nuova divisione per le soluzioni di illuminazione, in cui offre non solo componenti e supporto alle applicazioni,
ma anche completi concept relativi ai Led, comprendenti progettazione, dimensionamento delle installazioni e gamma di
luci, fino all’assistenza per la regolazione e i sopralluoghi. Le autorità locali e le istituzioni pubbliche, gli uffici di ingegneria e
pianificazione, così come le aziende, avranno la possibilità di contattare gli esperti di Rutronik. La nuova divisione completa il
marketing tecnico di prodotto dell’azienda per i componenti optoelettronici.
Internet
7
selezione di elettronica
2011
Smart Light
AZIENDE
NOTIZIE
Osram si aggiudica
l’Energy State
Certificate
In un sito le più innovative
tecnologie Led
arnell ha lanciato all’interno del proprio
web, riconosciuto come il più completo strumento di e-commerce nel mercato elettronico,
un innovativo microsito dedicato alle tecnologie
di illuminazione a Led. Il microsito fornisce ai
progettisti elettronici un’ampia e dettagliata panoramica sull’illuminazione Led, oltre alle ultime
tecnologie e consigli di progettazione per varie
applicazioni: dall’illuminazione stradale alla se’
i gamma di strumenti
t
ti
gnaletica. Il sito consente, inoltre, di accedere a un’ampia
dedicati alla progettazione attraverso element14, la community virtuale creata da Farnell destinata ai progettisti elettronici. Oltre a note applicative, datasheet, documenti informativi, strumenti di progettazione e video, il sito dedicato al
lighting consente anche agli ingegneri di acquistare le ultime tecnologie sull’illuminazione Led con consegna in 24 ore. Sarà possibile accedere ad un’ampia
gamma di prodotti dedicati al lighting quali: Led, articoli per gestione termica e
gestione dell’alimentazione, interconnessioni, componenti per l’ottica e soluzioni di illuminazione Led integrate/modulari.
F
Internet
Mi illumino di Oled
Con le sue due nuove famiglie di
Led Oslon SSL e Dragon, Osram
Opto Semiconductors è tra le
prime aziende ad aggiudicarsi
il certificato Energy Star. Per
ottenere il riconoscimento è
indispensabile la conformità ai
requisiti del test LM-80 (Lumen
Maintenance). Introdotto per la
prima volta dall’Illuminating
Engineering Society, l’LM-80
test offre a tutti coloro che
costruiscono apparecchiature
per illuminazione l’opportunità di
mettere a confronto le prestazioni
dei Led di diversi produttori
basandosi su risultati affidabili e
facilmente confrontabili. Scopo del
test è dimostrare il mantenimento
del valore della intensità luminosa
delle sorgenti allo stato solido
per un periodo di 6000 ore, a
tre differenti temperature per
assicurare un’uniformità di
comportamento nelle più svariate
condizioni operative.
Verbatim ha presentato al FuoriSalone di Milano i primi Oled, ovvero Led
organici, a colorazione regolabile disponibili in commercio. I pannelli Oled si
Internet
basano su un’esclusiva tecnologia sviluppata dalla casa madre di Verbatim,
Mitsubishi. La produzione dei pannelli Oled su ampia scala inizierà a partire
da luglio. La larga superficie degli Oled
di Verbatim, denominati Velve, produce una luce soft, libera da bagliori e con
colori profondamente saturi. Gli Oled, che non contengono materiali pericolosi per
l’ambiente, risultano efficienti, producendo 28 lumen per Watt a 1000 cd/m2 con
elevato indice di resa cromatica. La regolazione di colore e del bianco permettono
allo spazio di variare a seconda della funzione che si trova ad assumere. I
pannelli sono progettati per l’illuminazione d’ambiente, di mobili e anche per altre
applicazioni.
Internet
se
selezione di elettronica
8
2011
AZIENDE
Smart Light
NOTIZIE
Future Lighting Solutions supporta Oree
Oree, azienda israeliana specializzata in tecnologia planare basata su Led,
ha affidato a Future Lighting Solutions la distribuzione a livello mondiale
della sua gamma di prodotto. Tra le soluzioni più all’avanguardia di Oree
emerge LightCell, una fonte di illuminazione allo stato solido sottile, piatta
e uniforme, con una superficie illuminante di 50 x 50 mm, che risulta
ideale per applicazioni decorative e architettturali.
Internet
GE sostiene l’illuminazione dello stadio dell’Aquila
General Electric, con la divisione GE Lighting, sosterrà i lavori di rifacimento del
sistema di illuminazione dello stadio “Acquasanta” dell’Aquila, contribuendo allo sforzo
del Governo per la ricostruzione della città. “Prosegue in questo modo l’impegno di GE
per riportare alla normalità la vita delle popolazioni colpite dal terremoto dell’Aquila” ha
detto Giuseppe Recchi, presidente di GE Sud Europa. “Un impegno che in questo
caso si rivolge al mondo sportivo e soprattutto ai giovani e alle famiglie”.
Internet
Nichia si affida
alla distribuzione
Nichia, colosso giapponese
produttore di Led, noto sul mercato
per una strategia che la vedeva
commercializzare i suoi Led solo
attraverso la vendita diretta, ha
nominato Lumitronix suo primo
distributore, modificando dunque una
strategia storica. Lumitronix, società
con sede a Hechingen in Germania,
è così distributore ufficiale di Nichia
sul mercato tedesco. Tutti i clienti di
Nichia presenti in Germania, fatta
esclusione per quelli del settore
automotive e dell’aviazione, saranno
seguiti da Lumitronix, che ha
dichiarato di avere un parco clienti
attivi di circa 100.000 aziende.
Internet
Smart Light
MERCATO
OPINIONI
La parola ai produttori
di illuminazione
A colloquio con Patrizia Di Sano, presidente di Assil/Anie, per conoscere
il punto di vista dei produttori italiani del settore illuminazione sulla diffusione
dei Led e sugli altri fattori che stanno trasformando questo mercato.
a cura di Roberto Frazzoli
a diffusione dei Led, insieme
ai nuovi requisiti di risparmio
energetico e alle norme che restringono l’uso di sostanze pericolose, porterà a un profondo cambiamento delle tecnologie di illuminazione, con effetti significativi sull’intera “filiera della luce”: studi di progettazione, produttori di componenti e apparecchi illuminanti, aziende installatrici. Per conoscere il punto di vista delle
aziende italiane attive nel campo dell’illuminazione abbiamo posto alcune domande a Patrizia Di Sano, presidente di Assil/Anie (Associazione Nazionale Produttori Illuminazione), socio di
Federazione Anie che riunisce circa ottanta aziende, espressione di tre diversi gruppi: apparecchi di illuminazione,
componenti elettrici per illuminazione,
sorgenti luminose.
L
È corretto dire che il settore dell’illuminazione sta vivendo una fase
di trasformazione? In quale ordine di importanza collocherebbe la
selezione di elettronica
2011
10
diffusione dei Led, i requisiti di risparmio energetico e la direttiva
Reach? Ci sono in atto altri fattori di cambiamento?
Senz’altro il settore dell’illuminazione
sta vivendo un’importante fase di trasformazione che dipende dall’avvento
delle nuove tecnologie e dalle direttive
comunitarie in tema di risparmio energetico. In questo contesto anche la diffusione dei Led contribuisce a incrementare gli investimenti delle aziende
del settore verso nuove soluzioni idonee all’utilizzo di tale sorgente luminosa. Va ricordato, comunque, che il tema
principale dell’innovazione tecnologica
del settore si basa sul risparmio energetico, che non può e non deve essere
risolto solo con la tecnologia Led. Oggi, infatti, esistono soluzioni basate sulle sorgenti tradizionali che consentono
un risparmio energetico di circa il 40%.
Inoltre occorre ricordare i nuovi requisiti legislativi comunitari, con particolare riferimento a quelli che prevedono l’utilizzo di materiali che rispettino
l’ambiente. Federazione Anie è parte di
Confindustria e dal 2006 è impegnata per la diffusione del tema dell’efficienza energetica tramite una task for-
MERCATO
Smart Light
OPINIONI
ce che ha realizzato il documento “Proposte di Confindustria per il Piano Nazionale di Efficienza energetica”.
Come stanno reagendo le aziende
a questa trasformazione? Si tratta di un’opportunità o ci sono tuttora problemi da risolvere? Se sì,
quali?
Le aziende che rappresento sono impegnate attivamente in questa trasformazione/innovazione che richiede investimenti non indifferenti sia in termini di risorse sia di tecnologie. Sicuramente, ciò che potrebbe aiutare l’industria sono leggi e incentivi per permettere che il risparmio energetico non rimanga solo un ideale ma sia effettivamente adottato dal settore pubblico e
da quello privato.
Come procede l’adozione dei Led?
Come vengono affrontate le criticità riguardanti la gestione termica e i driver elettronici?
L’adozione di Led non può avvenire senza un accurato studio e un’attenta analisi del prodotto che si vuole realizzare.
Infatti, per poter garantire un’adeguata vita dei Led occorre che le temperature all’interno dell’apparecchio siano controllate e mantenute ai più bassi
livelli possibili. Per fare ciò occorre progettare e realizzare dissipatori termici di
qualità, sia per dimensioni sia per materiali utilizzati. Purtroppo, oggi sul mercato vi è anche la diffusione di prodotti
che non tengono conto di questo, con il
rischio di rovinare il mercato e vanificare gli sforzi dei produttori seri.
Con riferimento all’Italia e alle
esportazioni, come sta andando il
Il gruppo sorgenti di Assil ha promosso un’iniziativa
per aiutare i consumatori nella scelta delle lampade
mercato dell’illuminazione? La recessione è stata compensata dal
rinnovamento del parco lampade?
Per le aziende italiane del settore il
2010 si è chiuso con un leggero segno positivo rispetto a un difficile 2009.
Il rinnovamento del parco installato sostanzialmente non c’è stato, soprattutto con riferimento al settore terziario e
all’illuminazione pubblica. Sempre rispetto al 2009, il segno positivo è dovuto al mercato Ue ed extra-Ue, purtroppo non a quello nazionale. Il settore
degli apparecchi di illuminazione è eterogeneo e ciascun segmento ha avuto trend diversi. La sfida che i produttori di apparecchi di illuminazione dovranno affrontare nei prossimi anni sarà
di coniugare la diffusione di nuove tecnologie, fra tutte i Led, che eliminano i
vincoli dettati dalla produzione a incandescenza, con un upgrading dell’offerta che tenga conto anche della componente design.
In generale, quali sono le tendenze in atto? Cosa dovrete fare nei
prossimi anni per soddisfare le richieste di installatori, utilizzatori
finali e istituzioni? Sarà necessario cambiare qualcosa nella filiera produttiva o nelle relazioni con
fornitori e clienti?
Per il futuro le aziende dovranno continuare a investire in tecnologie sempre più efficienti e dovranno, con gli altri attori del settore, promuovere il concetto di illuminazione intelligente: “la luce dove serve quando serve”. Infatti, un
apparecchio di illuminazione di qualità
non è sufficiente per realizzare un impianto di illuminazione efficace ed efficiente. Occorre che vi sia un buon progetto illuminotecnico, una corretta installazione e una manutenzione efficiente. Tutto questo contribuirà a un reale risparmio energetico e il settore potrà dare il proprio apporto agli obiettivi
di riduzione delle emissioni di gas serra,
tenendo conto che l’illuminazione rappresenta in Italia circa il 20% dei consumi totali, dei quali l’80% è da imputare all’industria, al terziario e all’illuminazione pubblica. Il nostro compito sarà
di far passare questi concetti a tutta la
filiera perché tutti diventino consapevoli che è meglio utilizzare un prodotto di
Ÿ
qualità che uno a basso costo.
11
selezione di elettronica
2011
Smart Light
MERCATO
PREVISIONI
L’avanzata dei Led
Previsioni di forte crescita per un mercato che a tutt’oggi ha dimensioni ridotte.
A lungo termine il trionfo dei Led nelle applicazioni di illuminazione viene dato
per scontato, ma almeno fino al 2016 saranno le lampade fluorescenti compatte
ad aggiudicarsi la fetta più grossa.
a cura di Roberto Frazzoli
T
I numeri dei Led oggi
Il primo aspetto da considerare è che il
fenomeno dell’illuminazione a Led si trova ancora in una fase embrionale, per
così dire. Secondo la società di ricerche
di mercato Strategies Unlimited, infatti, nel 2010 il tasso di penetrazione
delle sorgenti Led in questo mercato è
stato inferiore al 2%. Di conseguenza, le
applicazioni di illuminazione hanno rappresentato una piccola fetta - solo l’8%
selezione di elettronica
2011
12
- del giro d’affari complessivo dei Led
ad alta luminosità, che lo scorso anno
è cresciuto notevolmente ma per merito
delle applicazioni di retroilluminzione dei
display (nei personal computer e nei televisori). In termini assoluti, la stessa società di ricerche di mercato assegna al
mercato mondiale 2010 dei Led ad alta
luminosità utilizzati per l’illuminazione un
valore di 890 milioni di dollari. Secondo
un altro istituto, IMS Research, la fetta più grande di questa torta è andata
al produttore statunitense Cree, ma anche la giapponese Nichia ha conquistato una posizione di rilievo nel settore.
La crescita prevista
Partendo da valori assoluti tuttora limitati, la penetrazione dei Led nelle applicazioni di illuminazione è ovviamente destinata a uno sviluppo molto forte in termini percentuali. I pronostici formulati dalle varie società di ricerche di
mercato presentano però differenze significative. Strategies Unlimited prevede un tasso di crescita composto annuo
del 39% fino al 2015, a livello globale. Sempre secondo la stessa società, il
mercato mondiale degli apparecchi illuminanti basati su Led raggiungerà nel
2014 la quota di 8,3 miliardi di dollari.
8000.0
Fatturato (milioni $)
utto lascia pensare che l’avanzata dei Led nelle applicazioni
di illuminazione riuscirà a coniugare tassi di crescita molto
elevati con una lunga durata della fase di
espansione. Infatti, se da un lato appare
certo che - a lungo termine - questo tipo
di sorgente luminosa assumerà un ruolo dominante in virtù dei vantaggi offerti (in primo luogo la maggiore efficienza
energetica e la maggiore durata), d’altro
lato la totale conversione tecnologica di
un settore così vasto come quello dell’illuminazione richiederà certamente tempi lunghi. È questa, almeno, l’impressione che si ricava scorrendo i dati forniti
dalle società di ricerche di mercato.
6000.0
4000.0
2000.0
0.0
2009
2010
2011
2012
2013
2014
2015
2016
fonte: IMS Research
Fig. 1 - Il mercato mondiale dei Led nelle applicazioni
di illuminazione nei prossimi cinque anni triplicherà
MERCATO
Smart Light
PREVISIONI
Le incognite
L’affidabilità delle previsioni di mercato sconta ovviamente tutte le incertezze
tipiche di un settore nuovo e fortemen-
35.0
350
Crescita
30.0
300
25.0
250
20.0
200
150
15.0
Fatturato
10.0
100
Crescita (%)
Fatturato (millioni $)
400
5.0
50
0.0
2006 2007
2008 2009 2010 2011 2012
2013 2014 2015
2016
Fig. 2 - Per il mercato europeo dei Led
si prevede un tasso annuo di crescita del 23,7%
2,000
1,886
100%
1,800
1,400
1,251
347
1,200
1,000
800
340
78
1158
600
400
75%
20
7
19
50%
66
61
25%
833
Alogene
200
50
17
381
1,600
Quota mercato
Fatturato (millioni $)
Segmentando i diversi ambiti applicativi, gli analisti di Strategies Unlimited assegnano all’illuminazione residenziale e
all’illuminazione esterna tassi di crescita composti annui rispettivamente del
44% e del 38%, fino al 2014. In termini di valore assoluto, inoltre, alla fine
di quest’anno il mercato mondiale degli apparecchi illuminanti a Led per applicazioni commerciali e industriali dovrebbe superare la soglia del miliardo
di dollari. Anche Ims Research sembra
credere in una crescita sostenuta: secondo questa fonte, infatti, il mercato
mondiale dei Led utilizzati nelle applicazioni di illuminazione triplicherà nei
prossimi cinque anni, raggiungendo nel
2016 la soglia dei sei miliardi di dollari
(Fig. 1). Appaiono invece più prudenti le stime formulate dalla società di ricerche di mercato Frost & Sullivan,
che - limitatamente al mercato europeo - prevede da oggi al 2016 un tasso
composto annuo del 23,7% (Fig. 2). Al
termine del periodo considerato, il relativo fatturato dovrebbe assestarsi su
347,6 milioni di dollari. Gli stessi analisti ritengono che nel 2016 i Led costituiranno solo il 19% del mercato europeo dell’illuminazione ad alta efficienza
energetica, contro il 61% delle lampade fluorescenti compatte e il 20% delle
lampade alogene (Fig. 3). Per quanto
riguarda specificamente il mercato italiano, secondo Frost & Sullivan il fatturato dei Led nelle applicazioni di illuminazione aumenterà del 25% nel biennio 2011-2012.
LED
CFL
2009
2016
0%
2009
2016
Fonte: Frost & Sullivan
Fig. 3 - Nel 2016 i Led costituiranno il 19% del
mercato europeo dell’illuminazione ad alta efficienza
te influenzato da fattori esterni, come le
norme per la messa al bando delle lampade a incandescenza, gli incentivi pubblici ecc. Tra le incognite da considerare, inoltre, sono compresi anche i rischi
di uno scollamento tra il livello della domanda e la capacità produttiva messa
in campo dai fabbricanti di Led, che potrebbe determinare una scarsa disponibilità di componenti nel breve termine e
un eccesso di offerta a lungo termine.
Questo aspetto ruota intorno alla disponibilità di reattori Mocvd (Metalorganic
chemical vapor deposition), gli apparati
necessari per fabbricare i Led. Secondo
la società di ricerche di mercato Strate-
gies Unlimited i rischi di una carenza di
Led a breve termine sono molto limitati, poiché i principali fornitori di reattori
Mocvd (Veeco e Aixtron) sembrano essere in grado di far fronte all’aumento della domanda. Meno improbabile l’eventualità di un eccesso di offerta
nei prossimi anni, anche in considerazione del fatto che - come segnala Ims
Research - il governo cinese sta sostenendo con incentivi pubblici l’installazione di reattori Mocvd. Non resta quindi che seguire con attenzione l’evoluzione di un mercato che, in Italia e nel
resto del mondo, si preannuncia estreŸ
mamente promettente.
13
selezione di elettronica
2011
Smart Light
MERCATO
NORMATIVE
Il uminazione e legislazione
Uno sguardo alle più recenti normative in materia di illuminazione
in vigore nell’Unione Europea e nell’European Economic Area.
a cura di Stefano Noseda, Farnell
prodotti di illuminazione che comprendono lampade, apparecchi di illuminazione e dispositivi di comando associati, sono stati inseriti nell’ambito di applicazione della direttiva Weee
(2002/96/EC) nel 2005. In quest’ottica
il produttore diventa il principale responsabile delle procedure di smaltimento e
riciclo dei prodotti alla fine del loro ciclo
di vita. In ogni stato in cui il prodotto viene distribuito, il produttore o il distributore, deve iscriversi a un programma di
conformità che garantisce l’applicazione della normativa vigente.
I
Restrizioni applicate
alle sostanze
La direttiva Rohs (2002/95/EC) ha
stabilito che, dal 1° luglio 2006, sono
sei le sostanze vietate nei prodotti di illuminazione. In alcuni casi si applicano
ulteriori restizioni e, quindi, l’elenco di
quest’ultime è particolarmente ampio. Vi
sono diverse esenzioni che fanno riferimento specifico alle lampade e, in particolar modo, quella riguardante la concentrazione di mercurio presente nel gas
utilizzato nelle apparecchiature di illuminazione. Nell’ultima revisione delle normative, infatti, i valori di concentrazione massima sono stati ridotti e questa
tendenza continuerà anche in eventuaselezione di elettronica
2011
14
li revisioni future. Le restrizioni sull’uso
del mercurio derivanti dalle normative di
eco-design sono state rese effettive grazie alla direttiva Rohs che, nella seconda
metà del 2011, subirà una nuova revisione che entrerà in vigore 18 mesi dopo la sua pubblicazione. Tutti i prodotti
che rientrano nell’ambito di applicazione
della direttiva saranno soggetti a un programma di valutazione (marcatura CE)
che ne accerterà la loro conformità.
In generale la normativa Reach
(1907/2006) si applica a tutti i prodotti di illuminazione, senza alcuna eccezione. Vi sono due aspetti fondamentali della normativa Reach:
t3FTUSJ[JPOF - È proibita la commercializzazione e l’uso di prodotti contenenti sostanze sottoposte a restrizione. Ad
esempio il cadmio è vietato nella maggior parte delle applicazioni da almeno
20 anni. Le restrizioni possono prevedere particolari limiti ed esenzioni o anche la proibizione di determinati prodotti e sostanze.
t"VUPSJ[[B[JPOFFTPTUBO[F
FTUSFNBNFOUFQSPCMFNBUJDIF
L’autorizzazione vieta la produzione o
l’immissione sul mercato delle sostanze
Svhc (Substance of very high concern).
Poiché questa proibizione è applicata direttamente alla sostanza, non influisce
sui prodotti di illuminazione importati e
realizzati al di fuori dell’UE. Quando viene immesso sul mercato un prodotto in
cui è presente una sostanza Svhc con
concentrazione maggiore dello 0,1%, è
necessario avvisare il cliente. Nell'ambito B2B il fornitore deve informare il rivenditore in merito al nome della sostanza
Svhc, fornendo tutte le informazioni e le
MERCATO
Smart Light
NORMATIVE
procedure necessarie per garantirne un
utilizzo sicuro; nel B2C il rivenditore deve
invece fornire al cliente queste informazioni entro 45 giorni dalla richiesta. Sulla base di recenti sondaggi in materia è
emerso che la maggior parte dei produttori difficilmente riesce a soddisfare questi requisiti. Di conseguenza, è possibile la messa in atto di nuove procedure
che favoriscano l’adempimento di questi requisiti.
Etichettatura
e direttiva Eco-design
La direttiva Eco-design (2009/125/
EC) crea un quadro legislativo per tutte
le misure di implementazione successive. Particolare attenzione viene dedicata alla riduzione del consumo energetico in fase di on e off-load. Tutti I prodotti regolamentati sono soggetti a valutazione riguardo la conformità (marcatura CE). L’illuminazione rientra nell’ambito di applicazione così come indicato
di seguito.
t *MMVNJOB[JPOF UFS[JBSJB - (uffici e
residenziale) da normativa (245/2009 e
rettifica 347/2010) in vigore dal 14 aprile 2009 che si applica a quanto indicato di seguito:
a) lampade fluorescenti senza ballast integrato, ballast e apparecchi di illuminazione per far funzionare le lampade;
b) lampade Hid (a scarica ad alta intensità), ballast e apparecchi di illuminazione
per far funzionare le lampade;
c) lampade per l’illuminazione d’uffici,
ballast e apparecchi di illuminazioneperfar funzionare le lampade;
d) lampade per l’illuminazione stradale
pubblica, ballast e apparecchi di illuminazione per far funzionare tali lampade.
I modelli fluorescenti includono lampade di tipo lineare e compatto. L’annesso
II elenca i tipi di lampade e apparecchi di
illuminazione esclusi da questa normativa quali: l’illuminazione direzionale, alcuni tipi di lampade Uv e a infrarossi, i
tipi di lampade utilizzati come retroilluminazione per Lcd, gli apparecchi usati
per l’illuminazione di emergenza e quelli che rientrano nelle direttive UE esistenti specificate. I requisiti inerenti alla direttiva Eco-design per i gruppi a) e b) precedenti sono indicati nell’annesso III, costituito da 12 pagine e 14 tabelle particolarmente complesse. Questo annesso
elenca i requisiti di efficienza luminosa
per il wattaggio nominale di ciascun tipo di lampada, il fattore di manutenzione del flusso luminoso delle lampade e
gli indici di sopravvivenza. Inoltre, esistono particolari requisiti anche per i ballast
e gli alloggiamenti. L’annesso III definisce anche quali informazioni devono essere fornite nel file di documentazione
tecnica, sul Web dell’azienda. È necessario segnalare i parametri indicati, oltre
a: percentuale di mercurio, temperatura
e resa cromatica e temperatura operativa ambientale ottimale.
t *MMVNJOB[JPOF OPO EJSF[JPOBMF L’ambito di questa misura (244/2009)
comprende lampade a luce bianca non
direzionale destinate ad utilizzo domestico, facenti parte anche di altri prodotti (ad esempio i forni). Non rientrano nell’ambito di applicazione le lampade fluorescenti senza ballast integrato e
le lampade Hid, le lampade alogene al
tungsteno ad alta intensità (> 10000 lumen), alcune lampade a basso voltaggio
(≤ 60 V) e le lampade in grado di funzionare ad alta temperatura ambientale (≥
300 ˚C). I requisiti sono simili a quelli già
stabiliti per l’illuminazione d’uffici:
&UJDIFUUBUVSB - A+++ sino a G.
&GmDBDJB NJOJNB - Fatta eccezione
delle lampade a basso consumo/luminosità e alcune lampade incandescenti
con particolari cappucci o resistenza alle vibrazioni. La prima fase di questi requisiti è entrata in vigore il 1° settembre 2009, con progressivo rafforzamento annuale dopo tale data.
'VO[JPOBMJUËEFMMBMBNQBEB - I limiti sono stati stabiliti dal 1° settembre
2009 per la durata nominale della lampada, la capacità di preservare la luminosità originale, la durata dell’interruttore, la velocità di accensione, l’indice di
guasto prematuro, la resa cromatica, il
fattore di potenza ecc. Questi limiti subiranno un ulteriore consolidamento 4 anni dopo l’entrata in vigore.
*OGPSNB[JPOJQFSJDMJFOUJ - Molte delle informazioni devono essere rese disponibili per gli utenti finali al momento
dell’acquisto. Maggiore attenzione viene posta sul fornire all’acquirente informazioni adeguate che gli consentano di
comprendere le prestazioni relative alle
lampade in base a parametri di funzionalità quali la luminosità percepita.
t *MMVNJOB[JPOF EJSF[JPOBMF - Riguarda l’illuminazione per uso generico non rientrante nell’ambito di applicazione di questa misura. Una normativa non ancora in vigore, che verrà presa in considerazione a breve. I requisiti
saranno: etichettatura, efficacia minima,
funzionalità della lampada, informazioni
per il cliente, etichettatura sul consumo
di energia. Anche gli effetti saranno analoghi, e porteranno a escludere dal merŸ
cato i prodotti meno efficienti.
15
selezione di elettronica
2011
Smart Light
MERCATO
QUALITÀ
La scelta giusta
I vantaggi dei Led in termini di risparmio energetico, efficienza luminosa, resa del colore
e lunga durata ne stanno trainando l’utilizzo nelle applicazioni di illuminazione.
a cura di Laura Reggiani
isparmio energetico, efficienza
luminosa, basse esigenze di manutenzione, durata, resistenza a
basse temperature, umidità e vibrazioni, un elevato livello di resa del colore e la possibilità di ottenere effetti dinamici tramite la variazione del colore: ecco solo alcuni dei motivi per cui gli apparecchi di illuminazione a Led rappresentano già oggi una buona scelta e, con molto probabilità, la rappresenteranno sempre più in futuro. In pochi anni, infatti, anche le criticità che caratterizzavano i primi
apparecchi di illuminazione a Led, quali la
quantità di luce emessa e i costi elevati, sono andati riducendosi. Solo nel 2000
le lampade a Led non andavano oltre i 20
lumen; oggi superano i 120 lumen. Lo
stesso vale per i prezzi, ancora alti, ma in
progressiva riduzione. Ciò a fronte di numerosi vantaggi in termini di impatto ambientale. Le lampade a Led, infatti, non
contengono sostanze inquinanti e non
emanano raggi UV e IR. Inoltre, consumano un terzo dell’energia di una lampada a
incandescenza, pur possedendo una forte
efficienza luminosa (un apparecchio Led
da 3 W illumina quanto una lampadina da
50 W). Hanno una lunga durata (60.000
ore a fronte delle 8.000 ore di una lampada a fluorescenza) e vantano un’alta resistenza a urti e vibrazioni.
R
selezione di elettronica
2011
16
Applicazioni di illuminazione
I Led in questi anni si sono diffusi in tutte le applicazioni di illuminazione che
necessitano di elevata affidabilità, du-
rata, elevata efficienza e bassi consumi.
Tra gli utilizzi principali quelli nell’illuminazione stradale, urbana, domestica,
commerciale, architetturale, dello spettacolo, ecc. La tipologia di illuminazione
offerta dai Led è infatti in grado di valorizzare piazze e monumenti, grazie alla
possibilità di cambiare colore per modellare gli oggetti da illuminare, farne
risaltare i pregi e non abbagliare.
La garanzia del marchio IMQ
Nonostante la tecnologia a Led stia co-
Il glossario dei Led
t *OEJDF EJ SFTB DSPNBUJDB
Cri (Color Rendering Index) - La
resa cromatica di una sorgente
luminosa indica la capacità della sorgente di rendere i veri colori di un oggetto. Per rendere
al meglio tutti i colori, una sorgente luminosa deve avere uno
spettro di emissione il più completo possibile. I prodotti hanno
oggi un indice di resa del colore di 90+, che va oltre a quello
delle migliori fluorescenti, con
un rendering colorimetrico eccellente.
t(SBEP*1 - È il dato che indica
la resistenza alle polveri e all’umidità; in caso di apparecchi Led da
esterno l’IP consigliato deve essere superiore a 44.
t&GmDJFO[BMVNJOPTB - Espressa in lumen/watt è il rapporto tra
il flusso luminoso (lumen) e la potenza in ingresso. In pratica è la
capacità di convertire l’energia
fornita in luce. Attualmente i Led
sono molto energetico-efficienti
e hanno una media di efficienza
luminosa di 80 lumen per watt rispetto ai 16 lm/W delle alogene o
MERCATO
Smart Light
QUALITÀ
noscendo uno sviluppo rapido e positivo, ancora presenta qualche punto debole. Ad esempio, l’emissione di
radiazioni ottiche e, in particolare, i rischi da luce blu (la radiazione compresa tra i 380 e i 520 nm) che possono
danneggiare la retina. Per questo motivo è fondamentale acquistare prodotti di qualità, come quelli certificati con
il marchio IMQ e ENEC 03, che danno la certezza di essere stati costruiti
in conformità con le norme europee in
termini di sicurezza elettrica e di radiazioni ottiche e di essere stati verificati,
prima dell’immissione sul mercato, da
un ente terzo. La norma che definisce
le modalità di verifica dei rischi derivanti dall’esposizione alle radiazioni ottiche è la IEC 62471 del 2006. Per verificare che le emissioni di una sorgente luminosa non superino i limiti consentiti, IMQ ha realizzato un laboratorio di prova specifico per la valutazione
dei rischi causati dalla radiazione ottica (UV, visibile e IR).
Ÿ
ai 50 lm/W delle fluorescenti.
t -VNJOPTJUË - Espressa in lux,
esprime la misura dell’illuminamento di una superficie, la quantità di luce percepita. Nei progetti di illuminazione di spazi abitativi esprime l’illuminamento, ovvero
l’energia per metro quadrato che è
considerata necessaria all’applicazione. Partendo da questa specifica, si determina il tipo e il numero complessivo di lampade più
rispondenti ai diversi bisogni.
t"OHPMPMVDF- L’angolo di emissione che si riferisce a come è dif-
I vantaggi dell’illuminazione a Led
t3JTQFUUPQFSMBNCJFOUF - Le lampade a Led contengono polvere di silicio, non contengono sostanze dannose per l’ambiente
come il piombo, l’azoto o il mercurio o altri gas nocivi per la salute. Non comportano inquinamento luminoso: il Led brilla ma non
satura l’ambiente, ed è privo di emissioni di raggi UV e IR, dannose per gli occhi.
t3JTQBSNJPFOFSHFUJDP- Le lampade a Led consumano un terzo dell’energia richiesta da una lampada a incandescenza.
t &GmDJFO[B MVNJOPTB - Altissima. Attualmente, un faretto a 3
Led da 3 W è paragonabile a quello di una lampadina da 50 W.
t%VSBUBOFMUFNQP - 60.000 ore di media a fronte di 8.000 ore di
una lampada fluorescente.
t3PCVTUF[[B - Resistenza agli urti e alle vibrazioni; non avendo
un delicato filamento da rompere, i Led sono estremamente resistenti alle vibrazioni trasmesse dal motore e agli urti.
t"DDFOTJPOF - A freddo (fino a -40 °C) e insensibilità all'umidità.
t4JDVSF[[B Non irradiano calore (IR) e ultravioletti (UV) e possono essere alimentati a bassissima tensione.
t%JNFOTJPOJNJOJNF - La compattezza dei Led permette di realizzare corpi lampada contenuti che non impattano l’estetica architetturale.
t $SPNBUJDJUË La disponibilità di Led di diversi colori, quali il
rosso, verde, blu, ambra oltre al bianco, consente di combinare i
diodi per generare sequenze dinamiche o per miscelare i colori in
maniera continua o selettiva.
·
fusa l’emissione luminosa. La scelta dell’angolo di emissione influisce sul risultato dell’intensità luminosa finale. Maggiore è l’angolo
di emissione e meglio si distribuisce la luce emessa, ma per contro
peggiora l’intensità luminosa.
t5FNQFSBUVSBDPMPSF (CCT) - È
il termine usato per quantificare la
tonalità della luce generata da una
sorgente luminosa e si misura in
gradi kelvin, K. Temperatura bassa, corrisponde a un colore giallo-arancio. Scendendo si passa al
rosso, salendo la luce si fa prima bianca, quindi azzurra, violetta e ultravioletta Se il colore dominante della luce tende al
rosso si dice che la luce emessa
ha una tonalità calda. Se il colore dominante tende al blu si dice che la luce emessa ha una tonalità fredda. Dal momento che
la luce crea l’ambiente in cui viviamo, la temperatura di colore
della luce provoca delle reazioni
psicofisiche di cui è fondamentale tenere conto.
·
17
selezione di elettronica
2011
TECNOLOGIE
Smart Light
LED
Suggerimenti per progettisti
illuminotecnici
Le piccole sorgenti luminose hanno recuperato parecchio terreno in fatto
di prestazioni, efficienza e resa cromatica, e si propongono ora anche
per soluzioni illuminotecniche nel campo dell’illuminazione generale.
di Janick Ihringer – Osram OS
Led sono costituiti da diversi strati di
materiale semiconduttore; uno con
eccesso di elettroni (strato n), uno con
eccesso di lacune (strato p). Il confine fra gli strati di materiali semiconduttori di tipo p ed n è chiamato giunzione
p-n. Applicando una tensione, attraverso il semiconduttore scorre una corren-
te elettrica e gli elettroni migrano da n a
p. In corrispondenza della giunzione p-n
gli elettroni in eccesso cadono nelle lacune cedendo una parte di energia sotto
forma di luce. Il colore della luce emessa - cioè la sua lunghezza d’onda - dipende dal semiconduttore utilizzato. In
questo modo si possono generare diret-
I
0,440
warm white
0,420
8R
8Q
8N
0,400
neutral white
8J
7K
cy
8I
cool white
0,360
8E
8D
0,340
8C
7D
7C
6C
0,320
7E
6D
6E
5E
5D
5C
7J
8H
8G
7I
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7G
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6G
5H
6F
5G
6I
8O
6P
6N
6O
6M
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7O
7M
7L
5P
5N
6R
5Q
5R
5S
5U
6X
6V 6W
7X
Blackbody
line
Piccoli, efficienti e parchi
2500K
5L
3500K
5K
5T
7V 7W
5X
5V 5W
8X
8V 8W
5O
5M
6K
6U
6T
6S
7U
7T
7S
7R
7Q
7P
7N
8L
8K
0,380
8P
8M
8U
8T
8S
3000K
5J
5I
4000K
5000K
5F
5500K
6000K
6500K
0,300
0,290
0,310
0,330
0,350
0,370
0,390
cx
0,410
0,430
0,450
0,470
Spettro del colore bianco: i Led sono disponibili
in varie tonalità di luce bianca calda
selezione di elettronica
2011
18
tamente quasi tutti i colori. Solo la luce
bianca non può essere prodotta direttamente: la si ottiene da una combinazione di luce blu e di una sostanza fluorescente applicata sul chip blu o annegata nella resina epossidica. A seconda della sostanza fluorescente si possono ottenere tonalità di bianco molto differenti tra loro. Lo spettro spazia dalla
luce bianca fredda alla luce bianca calda (molto simile a quella delle lampade a incandescenza). Un’altra possibilità consiste nel generare luce bianca da
Led di colore verde e ambra.
0,490
Essendo decisamente più piccoli delle
sorgenti luminose convenzionali, i Led
offrono grande libertà nel design, e si
distinguono per una lunga durata e un
consumo contenuto di energia. Giunti alla fine della loro vita utile, i Led non
si bruciano come succede con le lampade convenzionali. I diodi a emissione luminosa raggiungono la fine della loro vita utile quando il flusso lumino-
TECNOLOGIE
Smart Light
LED
so è sceso al 70% del suo valore iniziale. E ciò succede solo dopo oltre 50.000
ore, in funzione delle condizioni operative. Quindi i Led hanno una durata molto più lunga rispetto ad altre sorgenti luminose: 3-7 volte più lunga delle lampade fluorescenti e 20-50 volte più lunga delle lampade a incandescenza. Ciò
che influisce maggiormente sulla durata
è la temperatura operativa, che non va
trascurata in sede di dimensionamento
termico degli apparecchi di illuminazione. Un funzionamento economico e duraturo dei Led è garantito se si rispettano determinati valori limite di temperatura; quelli superiori sono compresi tra
i 125 e 150 °C. Essendo sorgenti luminose puntiformi, i Led emettono una luce direzionale e spesso non richiedono
ulteriori ottimizzazioni per inviare la luce esattamente dove serve. Se ciò nonostante è richiesto uno specifico orientamento della luce, esso è realizzabile in
modo semplice e con poche perdite, dal
momento che le sorgenti luminose puntiformi si prestano bene a essere abbinate a ottiche esterne. Queste proprietà
rendono i Led adatti a un vasto impiego
nel campo dell’illuminazione generale.
Per raggiungere l’efficienza luminosa e
la durata ottimali, i Led devono funzionare in condizioni operative favorevoli e con
amperaggi e voltaggi esattamente definiti per mezzo di un apposito ballast elettronico. Ciò non solo assicura il funzionamento in un range operativo definito, ma
consente anche il dimmeraggio in continuo. Il metodo più semplice ed efficiente
è la modulazione di larghezza degli impulsi. Dato che i Led sopportano tempi di
commutazione molto brevi senza ritardi,
è possibile regolare il livello di dimmeraggio attraverso i tempi di accensione
e spegnimento senza che sia percettibile uno sfarfallio. Il range operativo rimane invariato in termini di flusso di corrente, per cui il dimmeraggio non determina
variazioni cromatiche.
Elevata qualità della luce
Per valutare la qualità della luce emessa
bisogna tenere in considerazione anche
la temperatura di colore e l’indice di resa cromatica. Entrambi i parametri sono
influenzati dal tipo e dalla quantità di fosforo usato per generare la luce bianca
mediante conversione. I Led a luce bianca coprono un range di temperature di
colore da 2700 a 6500 K. Questi valori
corrispondono a uno spettro che spazia
dalla luce bianca fredda alla luce bianca
calda, passando per quella neutra. Un alto indice di resa cromatica da solo non è
sufficiente, e bisogna anche considerare
la resa cromatica dei singoli colori campione standard, ad esempio il parametro
R9 per il rosso. All’occorrenza si può anche influenzare l’aspetto degli oggetti illuminati dalla luce dei Led. A tale scopo
si aggiungono tonalità rosse, verdi o blu,
o attraverso il fosforo convertitore o aggiungendo dei Led colorati. I Led sono
molto più efficienti delle tradizionali sorgenti luminose. I Led a luce bianca, ad
esempio, hanno un’efficienza luminosa
compresa tra i 50 e i 100 lm/W, a fronte di un assorbimento di potenza da 0,1
a 15 W. Quella delle lampade a incandescenza si aggira invece intorno ai 10 lm/
W, quella delle alogene intorno ai 20 lm/
W, e quella delle fluorescenti è tra i 70 e
i 90 lm/W. Meritano particolare attenzione i requisiti di gestione termica dei diodi a emissione luminosa. Mentre le sorgenti luminose convenzionali convertono una parte dell’energia consumata in
luce non visibile emessa sotto forma di
calore come parte del loro spettro, i Led
sono considerati sorgenti luminose fredde il cui spettro non comprende né luce
infrarossa né luce ultravioletta. Il calore
è prodotto nel materiale semiconduttore, in corrispondenza della giunzione pn, e non fa parte dello spettro emesso. Il
calore deve essere dissipato in modo efficiente e ciò richiede un’intelligente gestione termica. Per questo sono richiesti
corpi e sistemi illuminanti studiati appositamente per i Led, in grado di contenere le perdite di potenza dell’intero sistema e sfruttare i vantaggi di questa innoŸ
vativa sorgente luminosa.
19
selezione di elettronica
2011
Smart Light
TECNOLOGIE
LED
La sfida dell’affidabilità dei Led
La durata dei dispositivi di illuminazione a Led è condizionata da fattori
come il mantenimento del flusso luminoso e i tassi di guasti,
ma anche dalla stabilità delle prestazioni ottiche
e dall'affidabilità del driver dei Led.
di Francois Mirand - FLS
produttori di Led di potenza tendono a
evidenziare i numerosi vantaggi dei loro prodotti rispetto alle tradizionali fonti di luce: uno di questi è la loro, presunta, vita particolarmente lunga. In applicazioni dove i guasti rappresentano
un aspetto critico o dove la manutenzione e la riparazione risultano difficili e costose, i lunghi cicli di vita operativa e di manutenzione estesa divengono
interessanti, anche a fronte di costi di
I
acquisto relativamente elevati. Produttori di sistemi di illuminazione e lighting
designer, sono stati rassicurati dalle affermazioni di produttori di Led che dichiaravano per i loro dispositivi una vita
operativa tipica di 50.000 ore. In realtà,
le affermazioni di una lunga vita operativa dei Led, come per ogni componente, sono applicabili soltanto in determinate condizioni. Per di più, non è raro
che i Led possano guastarsi.
FLS propone strumenti utili per progettare sistemi di
illuminazione in modo rapido, semplice ed efficiente
selezione di elettronica
2011
20
L’evoluzione
dell'affidabilità dei Led
Nei primi tempi, la durata più gettonata per i Led di potenza era di 100.000
ore, ma nessuno può realmente spiegare cosa si celasse dietro questo numero. Philips Lumileds è stato il primo a indicare una valutazione di mantenimento del flusso luminoso per il
suo Luxeon I, valutato per 50.000 ore
(L70) in presenza di determinati valori
di corrente e di temperatura di giunzione (350 mA, 90 °C). Questo standard
precisa che, a determinate condizioni, la luce mediamente emessa dal Led
non deve scendere sotto il 70% del valore iniziale dopo 50.000 ore di funzionamento. Nel 2003 Lumileds ha pubblicato il primo documento in cui metteva in evidenza i fattori chiave che influenzano le prestazioni a lungo termine
dei Led, come la temperatura di giunzione e la corrente di pilotaggio.
Il mantenimento
del flusso luminoso
Nel 2007 Lumileds ha proposto un nuo
vo data set grafico per aiutare i proget-
TECNOLOGIE
Smart Light
LED
tisti di sistemi di illuminazione a prevedere il mantenimento del flusso luminoso del Led di potenza in diversi ambienti operativi. Il concetto, noto come "Bxx,
Lyy graphs" è spiegato in un white paper
e Future Lighting Solutions ha reso
disponibile on-line il suo Led Reliability Tool‚ che produce il grafico Bxx L70
per tutti i tipi di Led e le condizioni operative; inoltre offre anche una distribuzione
di probabilità selezionata dall'utente.
Il Led Reliability Tool non ha ancora equivalenti da parte di altri fornitori di Led.
Tuttavia, il mantenimento del flusso luminoso è ormai riconosciuto come una
comune proprietà dei Led di potenza, e
nel 2008 l'Illuminating Engineering Society ha stabilito uno standard che va
sotto il nome di "LM-80-08, Approved
Method: Measuring Lumen Maintenance of Led Light Sources" e rappresenta
un tentativo di stabilire metodi uniformi
di test del mantenimento del flusso luminoso per le sorgenti a Led che permettano di effettuare un confronto di performance. Il programma Energy Star utilizza l'LM-80-08 come riferimento per la
sua certificazione di apparecchi di illuminazione.
L'LM-80-08 non fornisce però una guida per l'estrapolazione del mantenimento del flusso luminoso al di là della durata effettiva delle misurazioni. Un metodo di estrapolazione, il TM21, è in fase di sviluppo da parte di un comitato di
settore. Separatamente, la guida Energy
Star per i produttori fissa le soglie minime di mantenimento del flusso luminoso
a 6.000 ore. Il concetto di mantenimento del flusso luminoso, poi, si è radicato
al punto che, oggi si ritiene che l'affidabilità dei Led sia definita da questo parametro.
Una visione
a livello di sistema
Questo non è del tutto vero. In primo luogo, i Led hanno diverse modalità di guasto: nelle popolazioni di Led si possono
osservare infatti guasti irreversibili e deviazioni del colore nel tempo. In secondo
luogo, il Led è solo uno tra i molti compo-
che sta usando nelle specifiche condizioni di funzionamento e utilizzare tecniche
per valutare l'impatto di tale guasto sulle performance del sistema. Se il dispositivo utilizza un singolo Led come sorgente luminosa l'analisi è semplice: un guasto irreparabile del Led significa un guasto totale dell'intero sistema. D'altra parte, in un array di più Led, il guasto di un
Led non comporta altro che una riduzione dell'output di una porzione prevedibile. I progettisti di illuminazione devono adottare tecniche che mascherino o
compensino i guasti irreversibili al probabile tasso specificato dal produttore dei
Led. Come già detto, poi, i dati di mantenimento del flusso luminoso dei Led sono
necessari, ma non sufficienti per la valu-
Il Led Reliability Tool offre indicazioni
sul mantenimento del flusso luminoso
nenti in un dispositivo Ssl, e ciascuna di
queste componenti ha la capacità di causare malfunzionamenti o guasti. Poiché i
Led funzionano in modo diverso dalle tradizionali fonti di luce a incandescenza, è
un mito comune nel settore dell'illuminazione che i Led non soffrano di guasti irreparabili. In realtà, su questo versante,
i Led sono come gli altri semiconduttori:
anche se con tassi bassi si possono guastare irreparabilmente. Comprendere e
quantificare il comportamento di un singolo Led, e calcolare come questo possa
influenzare un sistema con più Led, sono aspetti fondamentali se le aziende di
illuminazione vogliono impostare in modo
corretto il loro livello di garanzia del sistema e valutare il costo di potenziali guasti
nel periodo di garanzia. Un progettista di
sistemi Ssl deve essere in grado di calcolare il tasso di guasti irreparabili del Led
tazione del ciclo di vita del sistema Ssl.
Per decenni, le società di semiconduttori hanno pubblicato i loro risultati di prove
di affidabilità, estrapolando i tassi di guasto; in generale, l'industria dei Led non
ha ancora raggiunto quel livello di maturità. Lumileds è, comunque, in anticipo rispetto al resto dell'industria Led nella sua
capacità di fornire dati precisi e significativi sulle prestazioni a lungo termine dei
suoi prodotti. Contrariamente a quanto si
crede comunemente, i grafici B/L di affidabilità di Lumileds tengono conto di
tutti i guasti dei Led; però non consentono all'utente di discriminare fra il tasso di guasti irreparabili e il tasso di guasto di mantenimento della luminosità. Un
nuovo modello di Lumileds per specificare il comportamento a lungo termine dei
Led Luxeon, supporterà l'analisi compleŸ
ta della durata.
21
selezione di elettronica
2011
Smart Light
TECNOLOGIE
PILOTAGGIO
I Led nell’il uminazione pubblica
A supporto delle applicazioni di illuminazioni esterne che richiedono un gran numero
di Led e che devono garantire un’elevata affidabilità, National Semiconductor
propone soluzioni efficienti, semplici ed economiche.
di Christopher Richardson - National Semiconductor
illuminazione pubblica delle strade deve ottemperare a parecchi
standard, in particolare quelli che regolano l’uscita luminosa minima e massima e la configurazione del fascio. Le norme variano da Paese a Paese, ma tutte richiedono un flusso luminoso più elevato e quindi una potenza maggiore rispetto a quella richiesta in altri progetti. Un sistema di illuminazione pubblica può richiedere un’uscita luminosa minima superiore a 10.000
lumen. I Led che operano con correnti dirette comprese tra 20 e 40 mA garantiscono migliori prestazioni in termini di lumen per Watt ma evidenziano due
svantaggi. In primo luogo sono necessari migliaia di piccoli Led per produrre la
luminosità richiesta, dando così origine
a un problema di affidabilità. In secondo luogo la presenza di un gran numero di Led di piccole dimensioni è ideale
per diffondere la luce in modo uniforme
su una vasta superficie ma i requisiti in
termini di controllo del fascio dei sistemi per illuminazione pubblica richiedono
lenti che risultano più efficienti quando
operano con una sorgente puntiforme. Al
momento sono disponibili Led su singo-
Utilizzo di una singola
stringa in serie
L’
selezione di elettronica
2011
22
lo die in grado di garantire potenze fino
a 10 W che risultano più adatti dal punto
di vista dell’ottica. La rimozione del calore condotto da un’area di piccole dimensioni non è un problema semplice.
Il calore generato rende più difficile conseguire le prestazioni richieste in termini di lumen/Watt. Gli attuali sistemi di illuminazione pubblica a Led utilizzano un
numero compreso tra 50 e 200 Led con
una corrente di pilotaggio di 350 mA che
rappresenta un compromesso ottimale
tra efficienza luminosa e numero totale
di Led richiesti. Come pilotare numerosi
Led da 1 W in modo efficiente, semplice
ed economico è una domanda a cui la
tecnologia di retroilluminazione è in grado di fornire una risposta.
L’uscita luminosa di un Led è proporzionale alla corrente diretta. Per ottenere
l’uscita luminosa desiderata da un certo
numero di Led la soluzione più semplice è porre in serie i dispositivi. Uno dei
maggiori problemi legati all’uso di tale
configurazione è che un circuito aperto provocato da Led che si guasta può
portare all’oscuramento dell’intera lampada. I Led oggi sono generalmente robusti e dispongono di tiristori o diodi Zener in antiparallelo che convertono i potenziali malfunzionamenti in corto circuiti. Nel caso il Led non disponga di protezioni integrate, sono disponibili circuiti di aggancio basati su Scr (Silicon
Controlled Rectifier) che possono essere posti in configurazione anti-parallela
su ciascun Led. Ora che i guasti dovuti ai circuiti aperti possono assimilati a
corto circuiti, il problema che un singolo dispositivo possa pregiudicare il funzionamento dell’intera lampada cessa di
esistere. A questo punto è utile domandarsi quanti Led possono guastarsi prima che sia necessario il ricorso alla manutenzione. Nella Fig. 1 viene riportato
TECNOLOGIE
Smart Light
PILOTAGGIO
un sistema a singola stringa ad elevata
affidabilità che utilizza il driver per Led
di tipo buck LM3409/09HV di National Semiconductor. Il parametro più
importante per una soluzione su singola
stringa è la tensione di pilotaggio totale V0. I miglioramenti apportati alla tecnologia del nitruro di gallio indio hanno permesso di ottenere tensioni dirette per i Led da 1 W molto prossime a 3
V, anche se in una distribuzione di bin
un valore di VF pari a 3,3 V per dispositivo appare una stima ragionevole. Ponendo 50 Led in serie la corrente totale di pilotaggio sarà pari a V0 = n*VF =
165 V. Il valore massimo accettabile per
V0 è determinato dagli standard
di sicurezza emanati da IEC, UL e
VDE. Per esempio, per ottemperare alle specifiche relative alla bassissima tensione di sicurezza il sistema deve avere un’uscita isolata tramite trasformatore e la massima tensione continua sul secondario deve essere inferiore a 120V.
La certificazione Selv (Safety Extra
Low Voltage) è molto utile per qualsiasi sistema di illuminazione ed è
per questo motivo che i progettisti
di circuiti per il pilotaggio di Led spesso
scartano la soluzione basata su una singola stringa a causa dell’elevato valore
di V0, nonostante questa configurazione garantisca una corrente di pilotaggio
uguale attraverso ciascun Led.
Configurazione
serie-parallelo
Se si vuole disporre di un sistema isolato con una tensione di valore ridotta
sul secondario la sola scelta è ricorrere a più di una stringa di Led. In questo
caso potrebbe risultare utile ricorrere a
un generatore di corrente di elevato valore o aggiungere resistori di potenza in
serie. In entrambi i casi si tratta di soluzioni non accettabili per sistemi di illuminazione pubblica in quanto non in
grado di garantire correnti di pilotaggio
uguali tra una stringa e l’altra. Una connessione incrociata, spesso addotta come esempio di soluzione atta a bilanciare le correnti o impedire l’oscuramento di un’intera stringa nel caso si verifichi un circuito aperto, in effetti aggancia semplicemente la tensione di ogni
riga di Led. La connessione incrociata
non può però garantire l’uniformità delle correnti o impedire ulteriori sbilancia-
menti nel caso si verificassero fenomeni di circuito aperto o corto circuito. Correnti non bilanciate provocano un riscaldamento che a sua volta riduce l’efficienza luminosa dei Led che assorbono troppa corrente e si degradano. Un
sistema di illuminazione pubblico a Led
deve emettere un certo numero di lumen con una determinata configurazione del fascio ed essere in grado di
operare senza problemi per svariati anni. L’unico modo per garantire questo è
avere un generatore di corrente controllato per ciascuna stringa.
Regolatori buck multipli
Il regolatore buck è adatto per l’uso come generatore di corrente ed è un dispositivo semplice, economico ed efficiente. La soluzione tradizionale adottata per pilotare Led ad alta potenza
con più stringhe prevede un regolatore buck per ogni stringa. Poiché il regolatore buck può solo ridurre la tensione di uscita, risulta semplice garantire
la tensione continua massima richiesta
sul secondario mantenendo la tensione
di ingresso del regolatore buck a un valore inferiore rispetto a quello della soglia desiderata. La tensione di ingresso più diffusa è pari a 48 Vdc. Questo
valore fornisce anche un margine
di sicurezza tra la minima tensione di ingresso e la massima tensione di uscita per una stringa di
12 Led InGaN in serie. I vantaggi legati alla presenza di un regolatore buck per ciascuna stringa sono la garanzia di avere correnti uguali da stringa a stringa,
elemento critico nel caso di sistemi che devono garantire una lunga durata. È possibile eseguire la
variazione di luminosità relativamente a ogni singolo regolatore buck
mediante la modulazione Pwm o attraverso una regolazione lineare della corrente del Led. Alcuni driver per Led di
tipo buck forniscono rapporti relativi ai
guasti e tutti i regolatori buck possono
essere progettati per fornire un elevato rendimento per un intervallo esteso
di tensioni di ingresso. In caso di malfunzionamento ciascun regolatore buck
può inviare un rapporto al microcontrollore del sistema, mentre il funzionamento di uno o più regolatori può essere sospeso lasciando gli altri abilitati. Ÿ
23
selezione di elettronica
2011
Smart Light
TECNOLOGIE
PILOTAGGIO
Più intelligenza
per pilotare i Led
L’illuminazione a Led necessita di soluzioni che consentano di aggiungere
intelligenza e alta integrazione alla maggior parte delle applicazioni.
di Alex Zaretsky - Renesas
egli impianti di illuminazione la
tecnologia
di pilotaggio dei
Led deve essere
anche intelligente al fine di ottenere una maggiore
longevità dei sistemi, di
migliorare la fruibilità da parte degli utenti e rispondere alle
normative europee per l’illuminazione
allo stato solido. Per realizzare le funzionalità richieste, come protocolli di
comunicazione per reti di sistemi di illuminazione, l’integrazione di sensori intelligenti per un dimming automatico ad alta risoluzione, insieme ad alte frequenze di commutazione e bassi consumi, Renesas propone soluzioni con microcontrollori che permettono anche programmabilità e flessibilità a livello di sistema. Il pilotaggio
a corrente costante è una parte critica
del progetto di un driver per Led, poiché se realizzato impropriamente può
zioni dedicate con bassi consumi, con
un ampio spettro di opzioni di connettività e periferiche analogiche integrate che consentano di
aggiungere intelligenza
e alta integrazione alla
maggior parte delle applicazioni a Led.
N
selezione di elettronica
2011
24
Microcontrollori
per pilotaggio
a basso costo
intaccare in modo significativo la vita
e il colore dei Led. Sistemi che non riescono a fornire un livello di corrente sufficiente non produrranno il massimo di luminosità; allo stesso modo,
pilotare i Led con correnti troppo elevate porterebbe a una riduzione della loro durata in servizio. Per utilizzare i Led in modo efficiente la sorgente di potenza deve essere in grado di
fornire una corrente costante. Renesas è impegnata nel supportare solu-
La famiglia di Mcu a 8 bit 78K0/Ix2 di
Renesas è composta da 14 dispositivi con una architettura interna unica e
a basso costo. Questi microcontrollori, specifici per l’applicazione, possono pilotare un numero di canali di Led
ad alta potenza consentendo il mixing
dei colori e sequenze di illuminazione,
così come controllare contemporaneamente la correzione del fattore di potenza mentre si elabora la comunicazione Dali o Dmx512 e si esegue la
lettura di sensori. In aggiunta al supporto di un ampio intervallo di tensioni di ingresso fornendo una garanzia
TECNOLOGIE
Smart Light
PILOTAGGIO
di operatività con temperature fino a
105 °C, questa flessibile soluzione a singolo chip consente di eliminare un buon numero di componenti esterni, facendo quindi risparmiare costi di sistema ma riducendo anche il carico della Cpu solo usando l’intelligente architettura hardware e il set di periferiche integrate. L’uso degli Assp 78K0/Ix2
Lighting nel pilotare direttamente i
Led ad alta luminosità offre una soluzione di pilotaggio di Led a basso costo. Per dimostrare questo approccio
a basso costo, così come quello della comunicazione Dali e Dmx512, Renesas ha rilasciato il kit dimostrativo,
il 78K0/Ix2-Led e un kit dimostrativo “master lighting communication”.
Il kit 78K0/lx2-Led comprende una
scheda base realizzata con il 78K0/
Ix2 e il generatore di codice Applilet
EZ. Questo strumento software Gui è
utilizzabile per implementare, graficamente, tutte le configurazioni della scheda, generare automaticamente un codice precompilato e programmare il dispositivo target usando un
cavo Usb. La scheda supporta tre tipi
di interfacce di controllo per lighting,
Dali, Dmx512 e il dimming analogico
insieme a diverse altre funzionalità.
mente il mercato della illuminazione a
Led, Renesas ha introdotto anche una
soluzione unica e altamente integrata
per pilotare in modo efficiente Led high-power. La famiglia μPD78F802x
è la prima linea di microcontrollori con
integrati 4 canali di pilotaggio Led.
Questa Mcu con capacità di pilotaggio in corrente fornisce un’elevata integrazione con 4 canali interni ad al-
Microcontrollori
con 47 canali di pilotaggio
Renesas sta oggi lavorando seriamente per indirizzare il giusto prodotto al
mercato del lighting portando tecnologie innovative e producendo dispositivi dedicati. Per supportare ulterior-
Scarica la guida alle soluzioni
di pilotaggio intelligenti proposte da Renesas
ta corrente, ognuno equipaggiato
con il circuito di rilevazione della corrente, capaci di fornire fino a 1,5 A e quindi in grado
di pilotare la maggioranza
dei Led ad alta potenza.
Oltre a ciò ogni canale è in grado di operare, utilizzando un oscillatore interno, con frequenze di commutazione
fino a 1 MHz consentendo di utilizzare induttori esterni di piccole dimensioni facendo quindi risparmiare
spazio sul Pcb e costi di sistema. Per
adattare dinamicamente l’output luminoso e per risparmiare energia o
fornire una luce di atmosfera, i 4 canali di Adc del microcontrollore, così
come le unità di comunicazione dedicate o le altre interfacce seriali, possono essere impiegate per collegare
sensori di luce ambientale e fornire
un dimming automatico indipendente
per ogni canale. Il dispositivo può fornire un forte valore aggiunto alle applicazioni del lighting che necessitano di un elevato livello di mix dei colori e sequenze di flashing. Sono supportate sia la configurazione buck
che quella boost insieme a un sensore di temperatura e a diversi circuiti di protezione, il tutto in un package
unico che offre una soluzione ottimale, per costi e spazi, per molti sistemi di illuminazione a Led. Per supportare il rilascio di questa famiglia, Renesas ha reso disponibile il kit demo
Shine It!, sviluppato avendo in mente l’utilizzatore finale e contiene tutto quanto può servire per configurare rapidamente, in pochi minuti, il siŸ
stema a Led.
25
selezione di elettronica
2011
Smart Light
TECNOLOGIE
PROTEZIONE
Proteggere
dal surriscaldamento
Per proteggere i dispositivi di illuminazione a Led dal surriscaldamento
è sufficiente l’utilizzo di un termistore Ptc.
di Kazuto Miyagawa - Murata
onostante le eccellenti caratteristiche in termini di elevata efficienza e bassi consumi,
i dispositivi a Led ad alta luminosità possono diventare estremamente
caldi. Esiste un metodo semplice di protezione che prevede l’utilizzo di un Posistor, ovvero un termistore Ptc (Positive Temperature Coefficient) ceramico
prodotto da Murata, che consente di
migliorare la sicurezza dei dispositivi di
illuminazione a Led a costi contenuti.
N
Una dimostrazione pratica
Nella Fig. 1 viene riportata una scheda dimostrativa a Led equipaggiata con
cinque Led a montaggio superficiale. Un
elemento riscaldante ceramico compatto è installato immediatamente sotto i Led sul lato inferiore della scheda.
Gli Lcd presenti sulla scheda servono a
visualizzare la temperatura della scheda in prossimità di ogni Led. L’immagine in basso a destra si riferisce al surriscaldamento forzato dei Led provocato dall’elemento riscaldante posto sotto la scheda. L’immagine evidenzia che
la temperatura dei Led vicini aumenta a
selezione di elettronica
2011
26
oltre 80 °C e la luminosità dei Led surriscaldati diminuisce considerevolmente. Questi risultati indicano che la corrente che fluisce nei Led è controllata dal termistore Ptc montato in prossimità dei Led. Utilizzando il termistore Ptc, la luminosità del Led viene ridotta se quest’ultimo produce un calore anomalo o se qualche fattore esterno provoca un aumento anormale della
temperatura ambiente del Led. In questo modo si impedisce al Led di generare continuamente calore, prevenendo
in tal modo il verificarsi di situazioni pe-
ricolose. Nella Fig. 2 viene riportato lo
schema circuitale della scheda. Ai cinque Led connessi in parallelo viene applicata una tensione costante del valore di 5 V. Un resistore fisso e il termistore Ptc sono connessi a ogni Led in
serie attraverso una coppia di transistor.
Questa resistenza composita fissa il valore massimo di corrente che fluisce nel
Led. Controllando la tensione nel punto A è possibile interrompere o meno la
corrente che fluisce nel Led sfruttando
la coppia di transistor (che funzionano
come commutatori on/off). Mediante un
Scarica
le caratteristiche
tecniche
delle soluzioni
di protezione
Posistor
TECNOLOGIE
Smart Light
PROTEZIONE
controllo di tipo Pwm (Pulse Width Modulation) è anche possibile variare l’intensità luminosa del Led. In questo caso, quando la tensione del punto A corrisponde allo stato di On, il potenziale tra
la base e l’emettitore di TR2 (il transistor posto nella parte inferiore) è fissato a circa 0,7 V. Di conseguenza, solamente la resistenza serie determina la
corrente che fluirà nel Led. Per esempio, se è pari a 3,5 Ω alla temperatura di
25 °C, nel Led fluirà una corrente pari a
200 mA (equazione di Fig. 2).
A questo punto è lecito chiedersi come sia possibile diminuire in maniera considerevole la luminosità dei Led,
come riportato nell’immagine a destra
di Fig 1, quando aumenta la temperatura. Per rispondere a questa domanda
si farà ricorso alla Fig. 3. Il termistore
Ptc è stato montato sulla scheda dimostrativa. Esso è stato progettato in modo che la sua resistenza assuma un valore di 0,5 Ω alla temperatura di 25 °C.
Questo dispositivo della famiglia Posistor di Murata, è un termistore Ptc (ovvero con un coefficiente di temperatura
positivo) ceramico. Il suo valore di resistenza aumenta bruscamente a un valore superiore di oltre 1.000 volte alla
temperatura designata. Il grafico a destra mostra le caratteristiche della temperatura della resistenza del termistore
Ptc. Poiché il resistore che ha una valore fisso di 3,0 Ω e il termistore Ptc sono collegati in serie nella scheda, le variazioni nella corrente del Led in funzione della temperatura di questa resistenza composita sono quelle riportate nel grafico a destra di Fig. 3. Questa
resistenza composita di serie determina la corrente che fluisce nel Led. Come mostrato nel grafico a destra di Fig.
Fig. 1 – Guarda la dimostrazione realizzata
con la scheda per Led di Murata
3, la corrente del Led è quasi costante a
200 mA quando la temperatura è inferiore a 40 °C. Quando la temperatura
raggiunge il valore di 80 °C la corrente
nel Led diminuirà a 40 mA.
Un meccanismo
di protezione semplice
Questo meccanismo di protezione da
fenomeni di surriscaldamento prevede semplicemente l’aggiunta del termistore Ptc al resistore limitatore che determina la quantità di corrente che fluisce nel Led. Anche nel caso il Led sia
esposto a elevate temperature, l’impiego di tale meccanismo consente di
prevenire l’aumento del riscaldamento
del Led a causa dell’elevata luminosità. Si tratta di un meccanismo semplice
ma che può evitare il verificarsi dei casi peggiori, come l’emissione di fumi da
parte del Led o la possibilità che prenda fuoco. Per questo motivo non è più
necessario il ricorso a complesse funzionalità per il rilevamento della temperatura quali i circuiti logici per determinare lo stato e funzioni di controllo per
la corrente dei Led. Oltre a ciò, quando viene impiegato il termistore Ptc, la
corrente non cessa di fluire completamente nel momento in cui aumenta la
temperatura. Una certa quantità di corrente - dell’ordine di 40 mA a una temperatura di 80 °C - viene ancora fornita al Led. Di conseguenza il termistore
Ptc è ideale per tutte quelle applicazioni in cui i dispositivi di illuminazione potrebbero dar luogo a situazioni pericolose nel caso la luce venga spenta improvvisamente. In generale, la corrente
consentita per la temperatura ambiente
è chiaramente indicata nelle specifiche
dei dispositivi Led. Una specifica di questo tipo viene fornita in quanto i dispositivi a Led si deteriorano rapidamente e
la loro durata operativa si accorcia notevolmente nel caso vengano utilizzati con
valori di corrente superiore a quelli consentiti. Nel momento in cui è possibile limitare la corrente del Led (grafico a destra di Fig. 3), il controllo della corrente
può essere effettuato in conformità con
la curva relativa alla corrente consentita
Ÿ
del dispositivo a Led.
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selezione di elettronica
2011
Smart Light
APPLICAZIONI
ILLUMINAZIONE ARCHITETTURALE
I colori il uminano la cultura
Utilizzando Led ad alta potenza di Seoul Semiconductor, Griven ha illuminato e colorato
il Palazzo della Scienza e della Cultura di Varsavia in Polonia.
l Palazzo della Scienza e della Cultura di Varsavia, in Polonia, è una delle opere più controverse del Paese,
e dopo la caduta del muro di Berlino
nel 1989 ha rischiato di essere abbattuto. Tale edificio è stato realizzato tra il
1952 e il 1955 come dono da parte di
Stalin alla città di Varsavia, e agli abitanti ricorda il periodo della dominazione sovietica negli anni ’50. Il palazzo
consiste di 42 piani ed è alto ben 231
metri così da ospitare fino a 3000 persone. Per vincere la sfida di ravvivare
l’atmosfera cittadina con luci e giochi
di colore unici è stato fornito anche un
importante supporto finanziario da parte della Comunità Europea. In precedenza l’illuminazione era realizzata con
lampade bianche a scarica, mentre si
è deciso di utilizzare per quest’opera le
più moderne sorgenti a Led. Grazie ai
proiettori di Griven realizzati con i Led
di Seoul Semiconductor il committente è riuscito ad avere un’ottima illuminazione fino a 168 metri di altezza offrendo non solo luce bianca ma
anche giochi di colore così da dare un
senso di dinamicità a tutta la città. Per
questa realizzazione Griven ha fornito
55 proiettori Powershine D con differenti ottiche secondarie a seconda della posizione nell’edificio e numerosi altri apparecchi.
I
selezione di elettronica
2011
28
Il Palazzo di Varsavia
illuminato da Seoul
Griven e Seoul
nell’illuminazione
architetturale
Griven è protagonista a livello
mondiale nell’ambito dell’illuminazione architetturale e dello spettacolo a cui si rivolge con prodotti di
elevata qualità e affidabilità. Per confermarsi punto di riferimento del settore già da alcuni anni ha integrato le
più moderne tecnologie a Led nella
sua gamma prodotti. I vantaggi di ta-
li tecnologie sono innumerevoli e vanno dall’accensione immediata dei proiettori, all’assenza di flicker, dalla possibilità di ottenere migliaia di tonalità
di colore alla possibilità di vari angoli
di uscita della luce. Seoul ha recentemente rafforzato la propria offerta dedicata proprio al mercato dell’architetturale e dell’entertainment con il nuovo modello Rgbw Z6. Lo Z6 è caratterizzato da una superficie piatta, senza
quindi lenti primarie che complicherebbero il lavoro delle ottiche secondarie e
da elevate performance sia in termini di lm/Led che di lm/W e, ovviamente, di €/lm. Le soluzioni multi dice di
Seoul garantiscono una notevole qualità di miscelazione della luce che risulta priva di “baffi” o aloni anche qualora
si usino ottiche particolarmente strette.
Seoul va poi a garantire nel tempo sui vari diodi un'unica selezione sia in termini di intensità luminosa che di tonalità cromatica. Lo Z6 affianca il già apprezzato P5 II Rgb
in package ceramico che rimane molto
interessante per applicazioni in ambito
spettacolo ed entertainment. Anche le
prestazioni del P5 II sono state migliorate così da garantire un flusso totale
di 130 lm e selezioni cromatiche ancora più strette e precise.
Ÿ
APPLICAZIONI
Smart Light
ILLUMINAZIONE STRADALE
La via del risparmio
La città di East Cleveland e GE Lighting partner per il primo grande impianto
di illuminazione stradale a Led nel nord-est dell’Ohio.
a città di East Cleveland, principale sobborgo di Cleveland con
poco meno di 30.000 abitanti, ha ridotto i suoi costi di illuminazione stradale sostituendo 45 lampade convenzionali con altrettante Evolve Led di GE Lighting. Il progetto nasce da un lungo rapporto di collaborazione tra GE Lighting e la città di East Cleveland, che ha ospitato il quartier generale
dell’azienda per quasi 100 anni. Una sezione di un chilometro e mezzo lungo Noble Road illustra ora nel migliore dei modi i vantaggi di un sistema di illuminazione stradale moderno e ad alto rendimento come quello reso possibile dalle nuove Evolve Led; questa “vetrina stradale”
è una dimostrazione utile anche alle gestioni dei comuni limitrofi che hanno così
modo di vedere con i propri occhi i vantaggi di questa soluzione a Led.
L
Una notevole riduzione
dei consumi
I tecnici del Dipartimento dell’Energia
statunitense prevedono che le luci a Led
consentiranno, con la loro adozione, di ridurre il fabbisogno energetico di oltre il
50% e i costi di manutenzione di oltre
l’80% rispetto alle lampade tradizionali. L’applicazione di East Cleveland ne è
un esempio lampante: si stima infatti che
l’adozione della nuova lampada stradale
GE Evolve Led consentirà alla città di risparmiare fino a 28 milioni di watt. “Per
quasi un secolo, GE Lighting ha avuto un
forte impatto positivo sulla nostra comunità” ha affermato il sindaco Gary Norton. “Siamo euforici di essere stati tra le
prime città della regione di Cleveland a
collaborare con GE per la messa in opera del suo nuovo sistema di illuminazione stradale a Led, che fa di East Cleveland un esempio e un termine di paragone per altre comunità in cerca di un
sistema di illuminazione pubblica economico ed efficiente”. Il sindaco Norton
ha dichiarato che gli apparecchi stradali Evolve Led di GE infondono nei residenti un maggior senso di sicurezza; il siste-
La strada
di Cleveland
illuminata
da GE Lighting
ma emette infatti una luce chiara e uniforme su tutta l’area che illumina, al contrario di altre tecnologie di illuminazione
stradale, che emettono fasci di luce focalizzati (spot), creando una serie di aree
fortemente illuminate (hot spot) intervallate da poco rassicuranti zone d’ombra. Pur generando meno lumen rispetto a una lampada a scarica di gas ad alta intensità, quindi, l’apparecchio a Led è
più efficace, perché dirige meglio la luce dove serve grazie a un sistema ottico
più avanzato. La lampada stradale Evolve
Led di GE direziona infatti la luce in modo più intelligente con il significativo vantaggio di ridurre l’inquinamento luminoso e limitare i riflessi abbaglianti. “Il nuovo apparecchio per illuminazione stradale Evolve Led è perfetto per le esigenze
della pubblica amministrazione”, ha dichiarato Michael B. Petras, presidente e ceo di GE Lighting. “Grazie a questo progetto, East Cleveland beneficerà di
lampioni esteticamente gradevoli, ad alta
tecnologia, capaci di offrire un’eccellente illuminazione, simile a quella, uniforme
e gradevole, di una brillantissima luce lunare. Una luce con queste caratteristiche
contribuisce anche ad aumentare la sicurezza stradale in una zona densamente trafficata della città, riducendo nel contempo, e in modo significativo, il consumo energetico della città”.
Ÿ
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selezione di elettronica
2011
Smart Light
PRODOTTI
LED
Luminosità estrema
e qualità della luce
Il giusto Led
per ogni applicazione
I moduli
d li LLed
dd
da 15 e 25 W d
della
ll serie
i MegaZeni di
Sharp si distinguono per un’efficienza massima di
102 lm/W, un flusso luminoso massimo di 2.550 lm
e sono disponibili con un valore Cri massimo di 83.
I nuovi MegaZeni da 15 e 25 W di Sharp sono compatti,
leggeri, a basso consumo energetico, estremamente
luminosi e offrono allo stesso tempo una qualità della luce
particolarmente elevata. I nuovi modelli si distinguono in
termini di efficienza luminosa massima di 2.550 lumen, flusso
luminoso massimo di 102 lm/W e durata che raggiunge le
40.000 ore di funzionamento a una temperatura di esercizio
di 80°C, caratteristiche che consentono a Sharp di
definire nuovi standard nel campo
della tecnologia della luce. Grazie
alle dimensioni di 24 x 20 x 1,8
mm e una piastra ceramica
in alluminio come materiale
conduttore, i modelli da 15 e 25 W offrono una soluzione
versatile per molteplici applicazioni. I moduli MegaZeni da
15 W sono caratterizzati da una tensione diretta di 37 V e da
una corrente diretta di 400 mA. La serie MegaZeni da 15 W
è dotata di una matrice Led tonda, composta da un totale di
96 Led suddivisi in otto serie da dodici alimentate in parallelo.
Il flusso luminoso offerto è compreso tra 1.350 e 1.520
lm (4.000K 102 lm/W). Anche i moduli MegaZeni da 25 W
evidenziano una tensione diretta di 37 V, ma funzionano con
una corrente diretta di 700 mA. La serie MegaZeni da 25 W
è dotata di una matrice Led tonda, composta da un totale di
168 Led suddivisi in quattordici serie da dodici alimentate in
parallelo. Il flusso luminoso è compreso tra 2.300 e 2.550
lm (4.000K 98 lm/W). La disposizione seriale e parallela
della matrice Led garantisce un funzionamento a prova di
guasto con un’emissione di calore minima. La superficie
piatta della piastra ceramica e i punti di saldatura già presenti
consentono di fissare in sicurezza i moduli su un elemento
di raffreddamento adeguato, garantendo una straordinaria
dissipazione del calore.
Internet
selezione di elettronica
2011
30
Si arricchisce
hi
l’
l’offerta
fff t di S
Seoull S
Semiconductor
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nell’ambito della famiglia Z-Power che comprende
Led ad elevato flusso luminoso.
Seoul Semiconductor ha rafforzato la propria offerta
dedicata al mercato dell’architetturale e dell’entertainment
introducendo il nuovo modello Rgbw Z6, caratterizzato
da una superficie piatta, senza lenti primarie che
complicherebbero il lavoro delle ottiche secondarie, e da
elevate performance in termini di lumen/Led, lumen/Watt e
lumen/euro. Le soluzioni multidice di Seoul garantiscono una
notevole qualità di miscelazione della luce che risulta priva di
baffi o aloni anche qualora si usino ottiche particolarmente
strette. Seoul va poi a garantire nel tempo sui vari diodi
un’unica selezione sia in termini di intensità luminosa che
di tonalità cromatica. Lo Z6 affianca il già apprezzato P5 II
Rgb in package ceramico che rimane molto interessante per
applicazioni nell’ambito dello spettacolo e dell’entertainment.
Anche le prestazioni
del P5 II sono state
migliorate così
da garantire un
flusso totale di 130
lumen e selezioni
cromatiche ancora
più strette e precise.
Qualora invece si
preferiscano sorgenti singole, Seoul è vincente col proprio
P4 omologato anche automotive e particolarmente affidabile
e performante. In affiancamento al P4 è da alcuni mesi
disponibile anche lo Z5, sia nelle versioni bianche che
nelle varie colorazioni. Lo Z5 è interessante soprattutto in
quelle applicazioni miniaturizzate dove il P4 può risultare
ingombrante. Questo nuovo Led, anch’esso in linea con gli
standard automotive, dispone di un package ceramico di
3,5 x 3,5 mm con lente primaria siliconica long life e nelle
tonalità bianche garantirà l’alto indice di resa cromatica che
da anni contraddistingue i Led di Seoul.
Internet
PRODOTTI
Smart Light
DRIVER
Controller Led isolato
con Pfc attiva
Circuiti integrati Led driver
LinkSwitch-PH
Progettato per il pilotaggio di Led in un range
di tensione tra 90 e 265 Vac, l’LT3799 di Linear
Technology è ottimizzato per le applicazioni Led
che richiedono una potenza da 4 a oltre 100 W.
Linear Technology presenta l’LT3799, un controller
Led isolato con correzione attiva del fattore di potenza
progettato per il pilotaggio di Led in un range di tensione
compreso tra 90 Vac e 265 Vac. L’LT3799 è ottimizzato
per le applicazioni Led che richiedono una potenza da 4 a
oltre 100 W ed è compatibile con i dimmer a parete Triac
standard. L’innovativo sistema di rilevamento della corrente
dell’LT3799 fornisce corrente regolata sul lato secondario
senza utilizzare un fotoaccoppiatore. Ciò non solo riduce
i costi, ma migliora anche l’affidabilità. L’architettura del
regolatore Pfc monofase richiede un numero minimo di
componenti esterni. Inoltre, il suo package Msop-16E
c caratteristiche
con
t
termiche
avanzate
o una soluzione
offre
s
semplice
e
c
compatta
per tutte
l applicazioni Led
le
o
offline.
L’LT3799
a
assicura
un’efficienza
s
superiore
all’86% e
n richiede quindi
non
dissipatori esterni per il circuito integrato del Led driver in
numerose applicazioni.
Lo speciale circuito interno fornisce una correzione Pfc
attiva fino a 0,977 per soddisfare appieno i requisiti previsti
dal dipartimento dell’energia statunitense e dalla norma
Iec 61000-3-2, classe C relativa alle armoniche delle
apparecchiature di illuminazione. L’LT3799 può essere
utilizzato con un dimmer Triac a parete standard per un
risultato senza sfarfallii. La protezione da Led aperti e
cortocircuitati assicura affidabilità a lungo termine per
un’ampia gamma di applicazioni Led.
Video
Power Integrations amplia la famiglia dei circuiti
integrati LED Driver LinkSwitch-PH introducendo
nuovi dispositivi che hanno un’efficienza fino
all’88% con un numero ridotto di componenti.
Power Integrations ha presentato sette nuovi dispositivi
che fanno parte della famiglia LinkSwitch-PH di circuiti
integrati Led driver. Ottimizzati per le installazioni industriali
e commerciali dove l’alta efficienza e la longevità di
un sistema sono requisiti dominanti, i nuovi dispositivi
denominati LNK413 e LNK419 sono indicati in applicazioni
di illuminazione in sostituzione delle lampade da 3 W a 55
W negli impianti di illuminazione fluorescente. I dispositivi,
che raggiungono
un’efficienza
fino all’88%,
presentano un
regolatore monostradio automatico
di luminosità
Pwm (Pulsewidth modulation)
con correzione
del fattore di forma e funzionalità della conversione di
potenza in corrente costante. Le funzioni integrate di Pfc
e CC permettono la connessione in parallelo di vari driver
per comandare l’illuminazione esterna e stradale con
efficienza e ridondanza funzionale. I dispositivi LinkSwitchPH incorporano il regolatore PFC/CC, un Mosfet 725 V e
un driver di Mosfet in un unico pacchetto, il che semplifica
layout e design ed elimina gli elementi parassiti tra il
regolatore e il Mosfet. I nuovi circuiti integrati permettono
il massimo in termini di alta affidabilità a costi economici,
eliminando fino a 25 componenti aggiuntivi utilizzati nei
tradizionali progetti di flyback, compresi il condensatore
di massa elettrolitico ad alta tensione e l’isolatore ottico,
componenti che possono limitare la durata delle lampade
Led.
Internet
Video
31
Internet
selezione di elettronica
2011
Smart Light
PRODOTTI
PROGETTAZIONE
Creare sistemi
di illuminazione completi
in pochi minuti
Un kit per progettare
in modo flessibile sistemi
a Led complessi
Il Webench Led Architect di National
Semiconductor sfrutta una vasta libreria di Led,
driver e dissipatori per creare in pochi minuti
sistemi completi fino a 100.000 lumen.
National Semiconductor propone ai progettisti di sistemi
di illuminazione Webench Led Architect. Questo tool
consente di effettuare confronti in tempo reale e ottimizzare
nel giro di pochi minuti sistemi di illuminazione complessi in
termini di prestazioni, dimensioni e costi. All’inizio del progetto
l’utente immette il valore dell’uscita luminosa desiderata e
procede alla messa a punto del progetto stesso mediante
Webench Optimizer Dial, valutando i diversi compromessi
possibili in termini di dimensioni, efficienza di conversione
e costi. Il progettista può ordinare i componenti per la fase
di prototipazione, condividere con altri il sistema completo
oppure stampare con la massima semplicità una relazione
del progetto completa che comprende gli schemi circuitali,
l’elenco dei materiali richiesti e le caratteristiche in termini
di prestazioni. Webench Led Architect è un tool di tipo
visuale che permette di sviluppare sistemi di illuminazione
completi con uscita luminosa fino a 100.000 lumen. Il
bilanciamento tra prestazioni dei Led, la corrente di pilotaggio
e la dissipazione di calore viene eseguito in pochi secondi.
È in grado di analizzare 350 dispositivi Led, 30 dissipatori,
3 driver per Led e
35
u libreria composta
una
d 21.000 componenti
da
p
passivi.
Gli utenti possono
f
focalizzare
l’attenzione sui
r
risultati
ottenuti a livello di
s
sistema
e lasciare al tool
l’onere di effettuare complessi calcoli matematici di natura
elettrica e termica. Come opzione è prevista la simulazione
elettrica utile per i test di collaudo, prove di validazione o
scelta dei componenti.
Video
selezione di elettronica
2011
32
Internet
Il kit Multi-Dc/Dc Color Led di TI garantisce
maggior flessibilità nella progettazione di sistemi
di illuminazione che richiedono una varietà di tipi
di Led e stringhe di diversa lunghezza.
Texas Instruments ha presentato un kit completo e di
facile utilizzo, sviluppato per semplificare la progettazione
di sistemi contenenti Led di varia tipologia o organizzati
su strisce multiple. Con prestazioni di 32 bit a 60 MHz,
8 canali Pwm (Pulse width modulation) e 12 bit Adc a
p un’interfaccia per
p la configurazione degli
13 canali più
stadi di uscita, il kit
TMS320C2000
rappresenta un valido
aiuto per i progettisti.
La dotazione di otto stadi
potenz Dc/Dc separati per il
di potenza
controllo di due stringhe a Led Rgb e
di due bianche, è utile per applicazioni che richiedono
tipi di Led e lunghezze di strisce differenti per colori o
luminosità, come avviene nel settore automobilistico o
nello spettacolo. Grazie all’impiego del microcontrollore
C2000 Piccolo che, facendosi carico dell’intera
gestione della parte di potenza, libera spazio e risorse
per l’esecuzione di altre funzioni quali dimming, mixaggio
dei colori e protezione contro i guasti dei Led, il kit è in
grado di ridurre la complessità e i costi del sistema finale.
Gli sviluppatori possono adattare facilmente il kit per le
differenti esigenze progettuali, in quanto include una
controlCard modulare così come un Led panel staccabile
con Led sia Rgb che bianchi. Texas Instruments offre la
più vasta gamma di soluzioni basate su microcontrollori,
dai microcontrollori MSP430 a consumo ultraridotto, ai
microcontrollori a 32 bit basati su Stellaris Cortex M3 fino
ai microcontrollori a elevate prestazioni per il controllo in
tempo reale TMS320C2000.
Video
Internet
PRODOTTI
Smart Light
LAMPADE
Efficienza, confort
e rispetto dell’ambiente
Illuminazione più facile
con i moduli pronti all’uso
V b ti propone una nuova li
Verbatim
linea di llampade
per l’illuminazione a Led caratterizzate da basso
consumo e da un prezzo competitivo.
Marchio mondiale del Gruppo Mitsubishi, noto soprattutto
per i dispositivi di archiviazione dati su schede di memoria
flash, Verbatim ha presentato una nuova gamma
di lampade per l’illuminazione Led. I nuovi prodotti di
illuminazione a Led di Verbatim forniscono vantaggi derivanti
dall’esclusivo approccio alla progettazione di sistemi di
illuminazione ad elevata potenza. I prodotti Led di Verbatim
sono suddivisi in due famiglie, rivolte rispettivamente
alla sostituzione di lampade a incandescenza e di
lampade alogene, con un range di potenza da 4 a 10 W.
L’illuminazione Led offre inoltre notevoli vantaggi economici
e ambientali, garantendo un importante risparmio sulla
bolletta. Confrontando infatti una lampada Verbatim Led
10 W con una classica lampada a incandescenza a 40 W,
il costo del consumo di energia è di soli 59,50 € rispetto
ai 238,00 €. Per una determinata emissione luminosa, le
lampade a Led consumano significativamente meno energia
delle lampadine incandescenti. Ciò significa che le lampade
a Led emettono una quantità inferiore di CO2 se alimentate
da fonti convenzionali. Le lampade offrono, in genere, una
durata di 35.000 ore, equivalente a 16 anni. Le materie
prime che Mitsubishi Chemical utilizza per la produzione dei
Led di Verbatim, inclusi substrato in GaN (Nitruro di Gallio),
incapsulanti e fosfori, assicurano una maggiore efficienza
rispetto ad altre tecnologie a Led.
Video
È disponibile
di
ibil d
da FFarnell
ll una soluzione
l i
semplice
li
e pronta all’uso realizzata da Cree, che integra
driver elettronici e ottici di gestione termica
primaria.
Farnell ha reso disponibile l’ultima serie di moduli Led
di Cree. Offerti nelle varianti TrueWhite e EasyWhite, i
nuovi moduli LMR4 di Cree costituiscono una soluzione
semplice e pronta all’uso che integra eccezionalmente
driver elettronici e ottici di gestione termica primaria.
CreeTrueWhite offre una combinazione di qualità della luce
e resa del colore ad alta efficienza energetica senza eguali,
leader nel settore dell’illuminazione Led. I moduli LMR4
TrueWhite consumano solo 700 lumen con temperatura del
colore di 2700 K e un indice di resa colore maggiore di 90.
I moduli Cree EasyWhite si rivolgono a una vasta gamma
di applicazioni che richiedono un Cri (Color rendering
index) maggiore di 80. Entrambe le tecnologie supportano
l’oscuramento al 5% e sono progettate per durare almeno
35.000 ore a L70. Grazie all’approccio multicanale e
alla capacità di supporto tecnico ai progettisti fornite
da element14 e dalla eCommunity, Farnell è in grado di
aiutare a implementare in
m
maniera semplice le nuove
ttecnologie di illuminazione
Led nei progetti, oltre a
fornire supporto tecnico
a coloro che utilizzano
ancora approcci di
illuminazione tradizionali.
Questo annuncio rafforza
la posizione di leadership di Farnell come fornitore di
prodotti di illuminazione a stato solido, informazioni e
assistenza. Cree è un marchio di riferimento nel settore
dell’illuminazione Led e la sua gamma di prodotti LMR4
è un altro passo importante verso l’adozione completa di
soluzioni di illuminazione Led versatili, efficienti dal punto di
vista energetico e durature.
Internet
Video
33
Internet
selezione di elettronica
2011
Smart Light
PRODOTTI
NOVITÀ
Driver a quattro canali
Le serie A6261/62/64 di Allegro
sono progettate per soddisfare
le esigenze delle applicazioni per
illuminazione interna ed esterna del
settore automotive. Corrispondenza
agli standard e robustezza sono i
punti forti di questi circuiti integrati,
provvisti di quattro canali in grado di fornire fino a 100 mA di
corrente costante ciascuno, con la possibilità di essere collegati
in parallelo per ottenere correnti più elevate. I nuovi circuiti sono
dotati di un sistema di protezione che permette di disabilitare
solo il canale cortocircuitato e di rilevare la condizione di Led
interrotto. Inoltre, la presenza di una protezione rientrante
che riduce la corrente all’aumentare della temperatura è
particolarmente utile nei casi in cui Led e IC sono montati vicini
e sul medesimo substrato.
Internet
Driver ad alta tensione
Disponibile in package standard SO-8 e SO-8 “exposed
pads”, la nuova serie di driver per Led ad alta luminosità
AL9910 di Diodes accetta in ingresso tensioni alternate
universali da 85 V fino a 265 V. La versione “exposed
pads” permette
poi di ottenere
una maggiore
affidabilità sia
migliorando la
dissipazione
termica del
dispositivo
sia con la
presenza a bordo di un sistema di protezione alla
sovratemperatura; grazie alla particolare tecnologia
ad alta tensione, può sopportare picchi fino a 500
V. Alimentando a corrente costante i Led, i driver
permettono di controllarne più efficacemente la
luminosità, lo spettro della luce emessa e la durata.
Internet
selezione di elettronica
2011
34
Controllo dinamico
per retroilluminazione
Lcd in auto
National Semiconductor ha introdotto
un circuito di pilotaggio Led con controllo
Dhc (Dynamic Headroom Control) grazie
al quale è possibile pilotare in maniera
efficace ed efficiente due stringhe di Led
la cui luminosità può essere variata in
modo indipendente. Il nuovo LM3492, che
fa parte della famiglia di prodotti ad alta
efficienza energetica PowerWise, permette
di ottimizzare l’efficienza e ridurre il grado di
complessità e costi di sistema, in applicazioni
di retroilluminazione Lcd in campo
automobilistico. Il circuito Dhc dell’LM3492
permette di regolare dinamicamente la
tensione di alimentazione dei Led al livello
minimo richiesto per garantire l’efficienza
ottimale del sistema, agendo sulla retroazione
del convertitore boost.
Internet
Led driver con ingresso AC
Dopo il successo dei suoi pionieristici Led
driver in Dc, Recom torna all’attacco con
una serie di driver con ingresso universale
Ac, power factor correction e certificazione
UL8750. I primi due prodotti nella serie RACD sono
dispositivi da 12 e 20 W in conformità alle norme per il
pilotaggio di Led. Grazie all’ingresso universale Ac, alla
corrente costante in uscita (350 o 700 mA) e al numero
di protezioni, i driver Recom sono adatti a soddisfare le
esigenze dei costruttori di apparecchiature a Led, e pilotare
Led singoli e strisce composte da 16 unità. La presenza di
terminali a vite per ingressi e uscite e la facilità di impiego
anche per chi non ha particolari competenze in elettronica li
rende un prodotto consigliato nell’illuminazione commerciale,
domestica e industriale.
Internet
PRODOTTI
Smart Light
NOVITÀ
Alta luminosità in contenitore PLCC-6
Avago ha presentato una famiglia di Led ad
alta luminosità in contenitori ultra-piccoli. I nuovi
dispositivi tricolore per montaggio superficiale
ASMT-YTx2 sono disponibili in un contenitore
Plcc-6 di 3,4 x 2,8 x 1,8 mm. La ridotta occupazione
di spazio, le prestazioni relative all’elevata
luminosità e al rapporto di
contrasto dei dispositivi,
ne fanno i candidati
ideali per l’impiego
nelle insegne
pubblicitarie, nelle
macchine da gioco e
nell’illuminazione decorativa.
Internet
Per architettura, proiezione e segnaletica
Caratterizzato da un’estrema flessibilità
e versatilità d’impiego, il proiettore di GE
Lighting garantisce un’eccellente qualità
della luce e una vita
utile di 50.000 ore.
Una delle applicazioni
per le quali il
proiettore Floodlight
Led è adatto è
l’illuminazione di
facciate di edifici. Offre una scelta di cinque
differenti soluzioni ottiche per adattarsi a
qualsiasi necessità, ed è disponibile con
diverse temperature colore da 3000, 4000
e 6000 K, per migliorare l’impatto estetico
dell’edificio. Il proiettore Floodlight Led offre
enormi vantaggi anche per le applicazioni di
segnaletica. Massimizzando l’utilizzo della
luce sulla superficie di destinazione, consente
un risparmio energetico che può superare il
60%.
Internet
Circuiti di pilotaggio di precisione
a corrente costante per Led
Toshiba propone un circuito di pilotaggio per Led ad
alta densità di integrazione ed elevata accuratezza che
incorpora sedici canali di uscita a corrente costante. Ideale
per realizzare pannelli
Led che richiedono
una luminosità
uniforme tra più Led,
il TC62D776 genera
un’intensità di corrente
costante tra 1,5 e
90 mA. Il controllo
ad alta accuratezza è
garantito da un valore di tolleranza tra le uscite sullo stesso
componente e tra un circuito integrato e un altro pari a
±1,5. Funziona con una tensione di alimentazione tra 3,0
e 5,5 V e ha una tensione di uscita nominale fino a 17 V.
L’intensità di corrente può essere regolata su 128 passi e il
trasferimento seriale dei dati fino a 25 MHz garantisce un
controllo dei Led estremamente veloce.
Internet
Nuovi diodi per Led driver più efficienti
Con una forward voltage più bassa del 25% rispetto a quella dei diodi
standard p-n, i nuovi super barrier rectifier SBR1U400P1 (400 V, 1
A) di Diodes potranno incrementare l’efficienza dei Led driver offline in applicazioni quali segnalazione e illuminazione stradale, ballast
e lampade a Led. Il basso valore di forward
voltage, inferiore a 0,65 V a 1 A e 125 °C,
si traduce infatti in una riduzione di potenza
dissipata, mentre il package PowerDI123,
esclusivo di Diodes, garantisce un ottimo
smaltimento del calore. Anche in regime di
commutazione il dispositivo offre prestazioni
di prim’ordine: il recovery time di 85 ns
contribuisce a ridurre fenomeni di ringing,
riducendo le emissioni elettromagnetiche.
Documenti
35
selezione di elettronica
2011
Smart Light
PRODOTTI
NOVITÀ
Soluzione per la sostituzione di lampade alogene
Maxim propone il MAX16840, un driver Led basato su un’architettura
proprietaria che garantisce un funzionamento dimmerabile e privo di
sfarfallii quando si utilizzano trasformatori elettronici e dimmer ad angolo
di taglio. L’approccio in attesa di
brevetto offerto da Maxim consente di
progettare lampade a Led con retrofit
per la sostituzione di lampade alogene
MR16 senza dover apportare modifiche
all’infrastruttura elettrica esistente.
Gli utenti finali possono così sfruttare
tutti i vantaggi dell’illuminazione Led a costi di implementazione inferiori,
superando ogni ostacolo in termini di commerciabilità.
Internet
Led di potenza per l’il uminotecnica
Pro Light Opto, i cui prodotti sono distribuiti
da Elektronica, ha presentato una famiglia
di Led di potenza ad alta tensione. Il nuovo
dispositivo non utilizza un’elettronica aggiuntiva
per ottenere tale risultato, ma si avvale di un
particolare disegno del dice e di una tecnologia proprietaria.
Il singolo dice è alimentato a 50 Vdc con una corrente di soli 20 mA.
Internet
Controller a singolo
stadio ed alta efficienza
Texas Instruments propone un controller a singolo stadio
per illuminazione a Led a modulazione di larghezza di impulso.
Questa soluzione compatibile con dimmer a Triac è in grado di
regolare la corrente dei Led e conseguire un fattore di potenza
quasi pari a 1. Il reference design può
raggiungere un’efficienza dell’85%,
che consente di realizzare progetti con
fattore di forma ridotto ad alta densità. Il
TPS92210 è progettato per applicazioni
di illuminazione generiche.
Internet
selezione di elettronica
2011
36
Versione migliorata di LightTools
Synopsys propone una nuova versione
migliorata di LightTools, un software
per il progetto e l’analisi di soluzioni
di illuminotecnica. La versione 7.1
offre infatti nuove capacità analitiche
in grado di accelerare lo sviluppo di
sorgenti luminose, in particolare per
applicazioni generali e automotive. Il
supporto per fotometria Ies tipo A e B, che
semplifica l’analisi di sorgenti con uscita
rotazionalmente asimmetrica quali i fari
di autoveicoli, e una utility per generare
report fotometrici nel formato standard
Ies, aggiungono alla nuova versione una
straordinaria flessibilità.
Internet
Reference design di lampade Led
da 5 W con Pfc e Triac
Power Integrations ha annunciato il
progetto di riferimento RDK-251 per un drive
di Led fuori linea da 5 W comprendente un
variatore Triac senza sfarfallio e correzione
del fattore di forma
monostadio. Il progetto
di riferimento si basa
sull’LNK457DG di Power
Integrations, che fa parte
dell’innovativa famiglia di circuiti integrati
driver di Led LinkSwitch-PL, ottimizzati per
installazioni compatte non isolate.
Internet
PRODOTTI
Smart Light
NOVITÀ
MiniBridge con connettori
femmina Smt angolati
Erni ha annunciato l’espansione del proprio
sistema di connettori per cavo a riga singola
MiniBridge con passo di 1.27 mm. I nuovi
connettori femmina
Smt angolati di
questa famiglia sono
particolarmente indicati
per prodotti a Led,
spesso progettati
sotto forma di strisce di Pcb modulari. Queste
applicazioni nel settore dell’illuminazione possono
essere definite mediante la connessione elettrica
di parecchie strisce di Pcb. Finora il metodo più
adottato era quello della saldatura a mano dei fili.
Internet
Driver per illuminazione a Led
Renesas ha sviluppato un convertitore
per consentire il pilotaggio dei Led dalla
rete di distribuzione Ac con la massima
efficienza, elevato fattore di potenza e
basso costo. L’RA20134 si distingue per il
sistema di controllo che riduce le perdite di
potenza durante la commutazione a livelli
estremamente
bassi, ottenendo
un power factor
superiore a 0,9 con
un minimo numero di
componenti esterni.
Inoltre, cambiando la configurazione di alcuni
elementi, è possibile selezionare diverse
modalità di controllo, fino a poter funzionare
anche in applicazioni di regolazione a Triac,
applicando una tensione correlata alla fase
del Triac al pin di feedback per realizzare un
controllo a corrente costante.
Internet
Una tecnologia rivoluzionaria
per l’illuminazione
131 anni fa, a Thomas Alva Edison fu attribuito un brevetto
per il “Miglioramento di Lampadine Elettriche e metodologia di
costruzione”. La rivoluzione dell’illuminazione a Led dei giorni
nostri, manda in pensione l’era di Edison. Prima nel settore,
Cree ha infatti mostrato la più luminosa e la più efficiente
lampadina a Led che rispetta gli standard Energy Star per
una lampadina da 60 W. Si tratta della prima reale alternativa
senza compromessi a una lampadina a incandescenza da
60 W. Questo livello di performance è il risultato
dell’innovazione di Cree
che si concretizza ·
nella tecnologia Cree
TrueWhite Technology
abbinata al brevetto
“Cree remote-phosphor”.
Il prototipo presentato
da Cree ha l’intensità di luce regolabile ed emana una luce
calda, con una colorazione di 2700 K e un Cri di almeno 90.
Fornisce più di 800 lumen, consuma meno di 10 W ed è stata
inviato ad organizzazioni preposte per testarne la validità, la
distribuzione della luce e la costanza delle prestazioni nel
tempo.
Internet
Luce allo stato solido per impieghi militari
La nuova serie OVM4x di Optek, società del gruppo TT
electronics, comprende Led ad alta affidabilità conformi alle
specifiche MIL-PRF-19500 livello TX e TXV. Comprendente dispositivi
a luce visibile nei colori blu, verde, rosso e giallo, la serie è dotata
di package ermetico incorporante
una protezione contro le cariche
elettrostatiche ed è adatta a funzionare
in condizioni particolarmente gravose,
quali si riscontrano nella illuminazione
di veicoli militari e in altre difficili
applicazioni industriali.
Documenti
37
selezione di elettronica
2011
Smart Light
AGENDA
FIERE & CONVEGNI
EUROLUCE
SALONE INTERNAZIONALE DELL’ILLUMINAZIONE
12 – 17 aprile 2011, Milano (Italia)
INTERIORS & LIGHTING INDONESIA
INTERNATIONAL INTERIOR DESIGN AND LIGHTING
EQUIPMENT EXHIBITION
www.cosmit.it
21 – 24 settembre 2011, Jacarta (Indonesia)
www.pamerindo.com
ISTANBUL LIGHTFAIR
INTERNATIONAL ISTANBUL LIGHT LIGHTING FAIR
AND CONGRESS
IIDEX / NEOCON CANADA
LIGHT CANADA EXPO AND CONFERENCE
14 – 17 aprile 2011, Istanbul (Turchia)
22 – 24 settembre 2011, Toronto (Canada)
www.istanbullight.com
www.iidexneocon.com/2011
LIGHTFAIR
THE FUTURE. ILLUMINATED.
17 – 19 maggio, Pennsylvania (Usa)
INDEX LIGHT
INTERNATIONAL TRADE FAIR ON RESIDENTIAL
AND COMMERCIAL LIGHTING
www.lightfair.com
29 settembre – 2 ottobre 2011, Mumbai (India)
www.indexfairs.com
LIGHT 2011
1ST INTERNATIONAL CONFERENCE ON LIGHT
IN ENGINEERING, ARCHITECTURE AND THE ENVIRONMENT
17-19 maggio Poznan (Polonia)
STRATEGIES IN LIGHT EUROPE
THE LEADING EVENT FOR THE GLOBAL LED
AND LIGHTING INDUSTRY
www.wessex.ac.uk
4 – 6 ottobre 2011, Milano (Italia)
www.sileurope.com
SAUDI LUMINEX
INTERNATIONAL LIGHTING EQUIPMENT SHOW
30 maggio – 2 giugno 2011, Riyadh (Arabia Saudita)
www.recexpo.com
INTERLIGHT
DECORATIVE LIGHTING. TECHNICAL LIGHTING.
HOME & BUILDING AUTOMATION.
8 – 11 novembre 2011, Mosca (Russia)
EUROLED 2011
8TH ANNUAL INTERNATIONAL EXHIBITION,
CONFERENCE AND GALA DINNER
8 – 9 giugno 2011, Coventry (Regno Unito)
www.euroled.co.uk
LED EXPO
INTERNATIONAL LED & OLED EXHIBITION
www.interlight-moscow.com
BIEL LIGHT+BUILDING
BUENOS AIRES
INTERNATIONAL TRADE FAIR FOR ELECTRICAL
ENGINEERING, ELECTRONIC AND LIGHTING
8 – 12 novembre 2011, Buenos Aires (Argentina)
http://light-building.messefrankfurt.com
21 – 24 giugno 2011, Seoul (Corea del Sud)
www.ledexpo.com
The LED Show
OLED AND LED TECHNOLOGY FROM MANUFACTURERS
TO END USERS
LED FORUM MOSCOW
INTERNATIONAL LED FORUM IN MOSCOW.
LEDS IN LIGHTING TECHNOLOGIES
9 – 10 novembre 2011, Mosca (Russia)
www.ledforum-moscow.com
26 – 27 luglio 2011, Las Vegas (Usa)
www.theledshow.com
FIAM
INTERNATIONAL FAIR OF LIGHTING FIXTURES
1 – 30 settembre 2011, Valencia (Spagna)
ELEC EXPO
INTERNATIONAL EXHIBITION OF ELECTRICITY,
LIGHTING AND ELECTRONIC
22 – 26 novembre 2011, Casablanca (Marocco)
www.fenelec.com
http://feria.feriavalencia.com
LED EXPO
INDIA EXHIBITION ON LED PRODUCT AND TECHNOLOGY
LIGHT
LIGHTING FAIR
1 – 3 dicembre 2011, New Delhi (India)
14 – 18 settembre 2011, Helsinki (Finlandia)
www.theledexpo.com
www.finnexpo.fi
FORUM LED EUROPE
FORUM & EXPO
7 – 8 dicembre 2011, Lyon (Francia)
www.forumled.com
selezione di elettronica
2011
38
Premia con noi
l’innovazione
Dopo il successo riscontrato dall’edizione del 2010 ritorna anche quest’anno l’Innovation Award, il premio
organizzato da Selezione di Elettronica e realizzato in collaborazione con Farnell.
COMPONENTI PASSIVI
CONNETTORI & ELETTROMECCANICI
IC ANALOGICI & DI POTENZA
IC DIGITALI
OPTOELETTRONICA & LED
SENSORI INTEGRATI
SISTEMI DI POTENZA
SISTEMI EMBEDDED
SOC & LOGICHE PROGRAMMABILI
SOFTWARE E TOOL
STRUMENTI T&M
VISUALIZZAZIONE
Il premio verrà assegnato a quei prodotti (componenti,
sistemi, strumenti e software) che abbiano dimostrato
spiccate caratteristiche innovative in termini di applicazioni, architetture, prestazioni ed economicità, sulla base
delle indicazioni raccolte presso gli utilizzatori in Italia.
Collegati a www.innovationaward.elettronicanews.it e
scegli tra i prodotti selezionati dalla redazione di Selezione
di Elettronica quello che consideri più innovativo. Contribuirai così a nominare il vincitore dell’Innovation Award
2011 e potrai partecipare insieme a noi all’Innovation
Award Gala.
In collaborazione con