chip

cavity

epoxy

lead-frame

bond wire

substrat

Projectos de Iluminação com LED´s – A ponte para o Futuro Um pouco de História: A importância da iluminação na história do Homem vem desde os tempos mais remotos, através da utilização da luz natural. A descoberta do fogo foi determinante na possibilidade de iluminar artificialmente, dando origem a vários objectos de iluminação como por exemplo o candeeiro a petróleo. Desde então a iluminação artificial sempre foi essencial para o Homem. No dia 31 de Dezembro de 1879, Thomas A. Edison fez a sua primeira demonstração pública da lâmpada incandescente com filamento em tungsténio. Desse dia em diante a iluminação – pública, decorativa e arquitectónica – tem sofrido grandes avanços tecnológicos. Hoje em dia, são os LED que dominam o avanço da iluminação. Definição de LED: O LED (L ight Emitting Diode, ou Díodo Emissor de Luz) é um componente electrónico semicondutor (junção P-N) que quando sujeito a uma tensão emite luz visível. Nos LEDs a transformação de energia eléctrica em luz é feita na matéria, o processo é chamado de electro-luminescência. Em qualquer junção P-N, polarizada directamente, na zona próxima da junção (camada activa) ocorrem combinações de lacunas e electrões. Essas recombinações implicam que os electrões livres, passem a ocupar níveis de energia mais baixos, sendo que parte da sua energia é liberta sob a forma de calor ou fotões de luz

Representação Simbólica

A camada onde prevalecem as cargas negativas é chamada de região N (Cátodo), pois existe um excesso de electrões disponíveis para a condução.

A camada onde não existem as cargas negativas é chamada de região P (Ânodo), devido à não abundância de electrões.

Os materiais básicos que compõem os díodos são o silício e o germânio. Nestes a maior parte da energia é liberta em forma de calor devido à opacidade do respectivo material que os constitui, sendo insignificante a luz emitida

Já em outros materiais, como o Nitrato de arsénio e gálio (GaAsN) ou o fosfato de gálio (GaP), o número de fótons de luz emitido é suficiente para constituir fontes de luz bastante eficientes.

A luz emitida é monocromática, sendo a cor, portanto, dependente do cristal com que o componente é fabricado.

Hoje em dia já é possível produzir leds brancos, mas estes são geralmente leds emissores de cor azul, revestidos com uma camada de fósforo, convertendo este a luz azul em luz branca com diferentes tonalidades (como as lâmpadas fluorescentes).

SISTEMA RGB

Existem também LEDs formados por três "chips":

Vermelho (R – Red) Verde (G – Green) Azul (B – Blue).

Cada “chip” é controlado individualmente, o que permite obter uma dinâmica de cores utilizando apenas um LED (Colormix).

Para o efeito é necessário um controlador ou sequenciador afim de poder fazer o respectivo controlo.

QUAIS AS VANTAGENS DOS LEDS?

Maior vida útil Baixo consumo Custos de manutenção reduzidos Ecológico: Não utiliza chumbo, mercúrio ou qualquer outro elemento que cause dano à natureza. Ausência de infravermelho Resistência a impactos e vibrações Bom rendimento luminoso Controle dinâmico da cor – Sistema RGB

PLANIFICAÇÃO E DIMENSIONAMENTO DE UM SISTEMA LED RG B

EXEMPLO DE UM PROJECTO LED: Pretendemos iluminar uma sanca com 8,5 metros lineares com um sistema LED RGB onde o controlo das respectivas cores é feito manualmente. Vamos seguir de perto o esquema do planeamento de um sistema LED RGB.

Quando dimensionamos um sistema LED RGB temos que ter em atenção alguns pormenores muito importantes. Temos que fazer uma boa escolha dos módulos LED a utilizar, das fontes de alimentação como também dos respectivos controladores ou sequenciadores. O sucesso de um projecto RGB é fazer uma boa planificação do nosso projecto.

Planeamento de um sistema LED RGB

O primeiro passo, conforme o gráfico da planificação é escolher os módulos LED: OSRAM LINEARlight RGB Flex® (fita autocolante flexível) (Os produtos utilizados são apenas um exemplo e não a única solução existente.) Cada módulo OSRAM LINEARlight RGB Flex® tem um comprimento total de 4 metros e funciona com transformadores de 24V. Passo 1: Calculo da quantidade necessária de módulos LED:

módulosmm

mm125,2

4000

8500 =

Serão necessários 3 rolos de OSRAM LINEARlight RGB Flex Passo 2: Cálculo do consumo total (máximo) dos módulos LED. - Consumo LED Vermelho (R)

WW 5,25125,212 =×

- Consumo LED Verde (G) WPLED 3,1178.40515,25 =++=

WW 51125,224 =× - Consumo LED Azul (B) WW 8,40125,22,19 =×

Escolha dos módulos LED

Cálculo da potência total dos LEDs PLED

Uma vez que o controlo deverá ser feito manualmente vamos escolher um controlador que permita controlar cada cor individualmente (RGB).

Para este efeito existe um controlador que juntamente com 3 potenciómetros permitirá ajustar

cada cor ao nosso gosto (OSRAM OPTOTRONIC DIM® ) . De salientar que teremos que ter algum cuidado na escolha dos potenciómetros.

n

kRPot

Ω= 100 n= número de controladores ligados ao potenciómetro.

WWWWContUniPV 1,43,17,11,1.., =++=

Logo

WWWPSystema 4.1211,43,117 =+=

O cálculo do número total de fontes de alimentação está dependente com a potência total do sistema. Sabemos que essa potência é de 121.1W e queremos usar as fontes de alimentação de 75W instaladas em paralelo.

62.175

4.121.º lim. ==AFn

logo vamos necessitar de 2 fontes de alimentação ligadas em paralelo

Selecção das unidades de controlo

Cálculo das perdas das unidades de controlo PCont

Consumo LED – Vermelho Consumo LED – Verde Consumo LED – Azul

Cálculo do número total de fontes de alimentação

(OSRAM OPTOTRONIC 75E®). Solução: As duas fontes de alimentação terão que ser instaladas em paralelo e alimentar os 3 controladores a 24V DC (OSRAM OPTOTRONIC DIM® ). Estes terão ligado à entrada um potenciómetro de 100KΩ afim de poder controlar cada cor individualmente e assim tornar o ambiente mais dinâmico.

Exemplos de aplicações LED OSRAM LINEARlight RGB® no Casino da Madeira Fotos cedidas por Vasconcelos e Abreu.

Realização do sistema LED RGB