Sistemele de iluminat eficiente cu tehnologie LED modernă

6 IULIE 2010

Ca urmare a dezvoltării tehnice a LED-urilor în ultimele câteva luni, oricine ştie că aceasta este una din componentele cele mai interesante de pe piaţa de electronice, cu o dezvoltare explozivă în termeni de eficienţă şi creştere economică. Timpul când un LED era pur şi simplu un înlocuitor pentru un indicator luminos este demult apus.

În special pentru LED-uri albe, la fiecare trei luni unul din producătorii mondiali de vârf anunţă un progres tehnologic. Lumina albă a LED-urilor de azi a atins o calitate şi eficienţă care justifică tot mai mult folosirea lor în sistemele de iluminat. Cercetările şi dezvoltările continue ale chip-urilor Ph şi tehnologia capsulelor permit producătorilor să atingă eficienţe de 90 până la 100 lm/W. Aceasta face LED-ul să fie cu mult superior lămpilor incandescente sau cu halogeni, făcându-le la fel de eficiente ca şi cele mai noi tuburi fluorescente.
Indicele de redare a culorilor (CRI) pentru LED-urile moderne poate fi 80 – 85. Amestecuri speciale de fosfor permit să fie atinse valori chiar mai mari de 90% în anumite aplicaţii. LED-ul este semnificativ superior iluminării fluorescente şi lămpilor pentru economisirea energiei în aceste aplicaţii. Toţi producătorii bine-cunoscuţi specifică o durată de viaţă de cel puţin 100.000 de ore, de multe ori mai mare decât a oricărei alte surse de iluminant convenţionale.
Şi după 50.000 de ore, LED-ul nu este nici întrerupt, nici mort, dar mai degrabă, din punct de vedere statistic, a ajuns la numai jumătate din strălucirea iniţială. În multe aplicaţii, acesta poate fi încă folosit ani de zile. Avantajele suplimentare sunt adaptarea temperaturii de culoare pentru mediul înconjurător (2700 – 6500K), designului său compact, faptul că poate fi reglat în intensitate, şi prietenos mediului la eliminare, de vreme ce nu este utilizat în LED-uri nici plumb, nici mercur. În plus, lumina albă de la un LED nu conţine radiaţii UV dăunătoare sau componente în infraroşu.
Oricine îşi imaginează că sursele de lumină convenţionale pot fi pur şi simplu înlocuite cu LED-uri va învăţa foarte repede că nu este tocmai aşa, din mai multe motive.
Dar dacă sunteţi gata să depăşiţi noi limite în termeni de design şi aspect, puteţi construi viitorul pe această tehnologie. În orice caz, utilizarea tehnologiei LED înseamnă disponibilitatea de a inova.
O problemă de bază constă în difuzarea diferită sau răspândire a luminii. Lămpile incandescente şi cele cu halogen sunt spoturi. LED-urile, pe de altă parte, sunt asemănătoare luminii reflectoarelor.
Această diferenţă de bază înseamnă că o lentilă sau reflector concepute pentru o sursă de lumină punctiformă nu va oferi rezultate satisfăcătoare atunci când este utilizată cu un LED. Următoarele exemple arată că situaţia poate fi diferită de conceptele clasice.
MSC Vertriebs GmbH din Stutensee, Germania, cu producătorul său LEiDs (anterior Arin Germania), Everlight, şi KINGBRIGHT, se bazează pe tehnologia folosită de cei mai importanţi producători din Taiwan, inclusiv cele ale fabricantului Harvatek şi comercializate de către Gleichmann Electronics, orice aplicaţie şi cerere putând fi acoperite în zona optoelectronică, la un preţ de piaţă rezonabil.
În special cu filiala germană nou înfiinţată de Alder Optomechanical Corp, LEiDs GmbH & Co KG (LEiDs înseamnă idei pentru LED), un concept nou în domeniul tehnologiei de iluminare este implementat cu succes în arene industriale. MSC se ocupă nu numai de logistică şi vânzări de produse, dar şi de planificare, de iluminat şi studii de cost-eficienţă pentru clienţii lor. Clientul primeşte astfel un design complet dintr-o singură sursă.
Alde şi MSC Vertriebs GmbH au cooperat în Germania şi în Europa, de la 1 ianuarie 2006, şi au confirmat această cooperare cu un nou acord de distribuţie cu LEiDs GmbH & Co KG în ianuarie 2009.

Mai multe fapte interesante
Datorită designului său în concordanţă cu tehnologiile LED, consumul de energie la iluminarea completă ar putea fi redus de la 10kW la numai 2kW. POLY-TECH Service GmbH în Sembach, Germania, oferă o solutie interesantă în iluminatul stradal, cu o soluţie de înlocuire pentru luminile pol de top.
Acesta înlocuieşte elementul de iluminat şi de difuzie din sistemul încă foarte răspândit gen ciupercă de iluminat. Elementul de iluminat HQL (urmând a fi eliminate în Germania până în 2012), balast, şi suportul sunt înlocuite cu o carcasă radiator de căldură moderne cu matrice LED. Sunt folosite două sau trei din ultimele matrici de iluminat COB (chip-on-bord) de la Alder, cu un consum de energie de 10 waţi fiecare, împreună cu un controler adecvat de înaltă eficienţă. Potrivit lui Werz, şeful de dezvoltare la POLY-TECH, managementul termic al matricelor de iluminat a fost cea mai mare provocare, deoarece scopul pentru matricele de iluminat a fost menţinerea unei temperaturi maxime de funcţionare de 40°C. Înlocuirea elementelor de iluminat reprezintă o alternativă mult mai rentabilă pentru oraşe şi comunităţi decât înlocuirea lămpii întregi.

Dezvoltarea a avut loc în strânsă colaborare cu oraşul Kaiserslautern şi MSC Vertriebs GmbH. POLY-TECH a afirmat că s-a decis să colaboreze cu MSC şi Alder în domeniul tehnologiilor LED deoarece:
• Tehnologia LED este foarte eficientă, permiţând un randament ridicat de iluminare;
• Poate fi controlată direcţionalitatea luminii;
• Durata mare de viaţă a elementului de iluminat înseamnă că per ansamblu, costurile de întreţinere sunt foarte scăzute;
• Cu ajutorul tehnologiei sale speciale bazate pe fosfor, Alder poate produce orice temperatură de culoare necesară în practică;
• MSC lucrează cu ultimile tehnologii împreună cu matricile COB de la Alder;
• Au de mulţi ani relaţii de afaceri cu MSC Vertriebs GmbH în domeniul semiconductoarelor;
• MSC oferă sfaturi competente şi atente cu privire la orice întrebare;
• Dezvoltarea întregului proiect pentru POLY-TECH a fost manipulat de doar două persoane de contact competente de la MSC;
• MSC Vertriebs GmbH este o companie germană.

Scule folositoare
Când privim la costurile de energie şi raportul cost / beneficiu, balastul trebuie să fie întotdeauna luat în considerare. De multe ori sunt costuri ascunse, iar majoritatea producătorilor de LED-uri încă nu au reacţionat la această nevoie de piaţă cu produse balast potrivite. Din aceste motive, MSC şi Alder au dezvoltat un balast inteligent, cu un grad înalt de eficienţă (> 92%) şi intrări de control, de exemplu, pentru a permite adaptarea automată la nivelul de lumină ambientală sau a temperaturii.
În rezumat, se poate spune că în tehnologia modernă LED-ul este elementul de iluminare al viitorului. Lămpile ce economisesc energia, deoarece acestea conţin mercur, pot şi trebuie să reprezinte doar o etapă intermediară pe drumul cel bun.
Deşi costurile de achiziţie pentru iluminat cu LED sunt încă mari, în majoritatea cazurilor, trecerea la iluminare cu LED în zona industrială deja aduce beneficii financiare, mai ales atunci când cerinţele sunt puse în aplicare în mod corespunzător şi toţi factorii sunt luaţi în considerare, cum ar fi costurile de energie, durata de viaţă, şi cheltuieli de întreţinere.

Timp de amortizare
Un timp de amortizare între 1,5 şi 6 ani ar putea fi realizat în proiectele finalizate până în prezent. Calculul de eficienţă a costurilor pentru manipularea şi ambalarea a 1015 lampi cu tub fluorescent, cu un timp de utilizare medie de 141 de ore pe săptămână, a dus la o soluţie de înlocuire pentru tuburi fluorescente care salvează 30000€ din costurile pentru energie lunare.
Toţi producătorii lucrează din greu pentru optimizarea suplimentară a sistemelor de iluminat cu LED-uri. MSC Vertriebs GmbH şi partenerii săi au deja o experienţă cuprinzătoare în domeniul tehnologiei de iluminare cu LED-uri, precum şi experienţă pentru acest viitor interesant. “Posibilitatile de dezvoltare sunt diverse, iar limitele nu au fost încă atinse datorită drumului lung ce trebuie parcurs.” A declarat Frank Schimmer, Director de Marketing MSC Vertriebs GmbH.

Trei noi kit-uri de start pentru aplicaţii cu LED-uri
Într-adevăr, gama largă de posibilităţi tehnologice de iluminare cu LED-uri este tot mai popularizată, dar în acelaşi timp, este complet uitat faptul că această diversitate în mod evident, necesită, de asemenea, o mare flexibilitate de control a LED-urilor. Acesta nu este doar o chestiune de amestec al culorilor, de control de la distanţă sau de compatibilitatea modulelor LED cu dispozitive de control diferite, dar funcţia de monitorizare şi un control real al curentului trebuie să fie de asemenea garantată.

Având în vedere diversitatea şi în particular cererile practice diferite, NEC Electronics a pus la dispoziţie trei kit-uri de start pentru o gamă largă de cerinţe. Aceste kituri fac cât mai simplu posibil startul dezvoltatorilor în lumea LED-urilor.

Kit-ul de start 78K0 – Shine It!
Se bazează pe un MCU 78K0 de 8-biţi echipat cu patru canale buck-boost DC/DC converter.
Convertoarele integrate servesc drept surse de curent constant pentru controlul LED-urilor. Curentul de ieşire de până la 350mA per canal este suficient pentru controlul direct al LED-urilor RGB. Cu toate acestea, curentul de ieşire poate fi crescut via etajelor externe de ieşire, aceasta făcând posibilă conectarea LED-urilor cu înaltă strălucire sau până la patru LED strips. Conexiunile pentru aceasta sunt deja prevăzute pe placă.
Kit-ul de start poate fi conectat direct la PC prin USB şi programat direct aici. În plus există posibilitatea de a conecta placa via DMX-512 la un sistem de control al luminii. Cu software-ul Applilet EZ livrat împreună cu starter kit-ul, microcontrolerul poate fi iniţializat de pe PC cu un click de mouse. În plus, oferă posibilitatea user-ului de a crea scenarii luminoase, care pot fi afişate pe LED-urile existente pe starter kit sau pe cele conectate extern. Mai mult, Applilet EZ generează automat codul C şi codul hexa pentru microcontroler şi crează un fişier proiect pentru versiunea gratuită a IAR Embedded Workbench livrată odată cu start kit-ul.
Al doilea kit de start din acest grup este NEC Electronics’ 78K0IX2 LED. 78F0756 din familia de 8 biţi 78K0/I×2 şi este folosit drept microcontroler. Timerele integrate de 16 biţi, care pot genera patru PWMs cu 40MHz bazându-se pe un oscilator intern, ca şi cuplarea inteligentă a celor trei comparatoare on-chip şi a convertoarelor A/D cu timerele asigură o soluţie simplă şi eficientă de implementare a controlului pentru LED-uri. În plus chipul cu op-amp integrate oferă posibilitatea de amplificare a semnalelor de la fotodiode sau senzori de lumină pentru a fi citite prin converterul A/D. Manchester decoder/encoder, care este de asemenea integrat, simplifică transferul de date via DALI. Trei LED-uri sunt deja montate pe placa de evaluare a kit-ului 78K0IX2 LED, dar pot fi conectate şi LED-uri externe. Conectarea la PC se face prin USB, iar conectarea la sistemele de control al luminii este posibilă prin DALI sau DMX-512. Software-ul Applilet EZ deja familiar de la kit-ul Shine It! Este inclus. Acest lucru face posibilă printre altele, iniţializarea microcontrolerului via mouse click, creând scenarii de lumină şi generând automat codul C şi fişierul hexa.
La final, 78K0-LIGHTCOMMS este oferit ca un control al subsistemelor de iluminat. Acest kit se bazează pe un microcontroler de 8 biţi al familiei 78K0/K×2 care printre altele asigură o varietate de periferice integrate cum ar fi oscilatoare interne, timer, convertor A/D, detector low voltage etc. Kitul poate funcţiona ca master DALI sau DMX şi poate fi conectat direct la PC prin USB. Cu software-ul PC inclus în kit, pot fi accesate direct reţele DALI sau DMX şi dispozitivele conectate la reţea pot fi controlate, programate sau citite via sculelor oferite de controler şi în funcţie de protocoalele folosite.

În afară de documentaţia bogată, fiecare din cele trei kit-uri de start conţine scule de calcul al inductanţei, numeroase exemple de aplicaţii şi scheme de conexiune.

Mai mult, o versiune cod limitată a IAR Embedded Workbench este inclusă în kit. Depanarea on-chip poate fi făcută prin interfaţa USB de pe placă.

Contact
Marian Enache
Inginer aplicaţii
mena@msc-ge.com

MSC-Mibatron s.r.l.
O firmă a grupului MSC Vertriebs GmbH
Tel +40 (21) 2302521
Tel./Fax +40 (21) 2302530
bucuresti@msc-ge.com
www.msc-ge.com

COMPETENÞÃ ÎN ELECTRONICÃ

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile necesare sunt marcate *

  • Folosim datele dumneavoastră cu caracter personal NUMAI pentru a răspunde comentariilor/solicitărilor dumneavoastră.
  • Pentru a primi raspunsuri adecvate solicitărilor dumneavoastră, este posibil să transferăm adresa de email și numele dumneavoastră către autorul articolului.
  • Pentru mai multe informații privind politica noastră de confidențialitate și de prelucrare a datelor cu caracter personal, accesați link-ul Politica de prelucrare a datelor (GDPR) si Cookie-uri.
  • Dacă aveți întrebări sau nelămuriri cu privire la modul în care noi prelucrăm datele dumneavoastră cu caracter personal, puteți contacta responsabilul nostru cu protecția datelor la adresa de email: gdpr@esp2000.ro
  • Abonați-vă la newsletter-ul revistei noastre