CONHEÇA O LED
O LED é um componente
eletrônico semicondutor, ou seja, um diodo emissor de luz (L.E.D = Light
emitter diode), mesma tecnologia utilizada nos chips dos computadores, que tem
a propriedade de transformar energia elétrica em luz. Tal transformação é
diferente da encontrada nas lâmpadas convensionais que utilizam filamentos
metálicos, radiação ultravioleta e descarga de gases, dentre outras. Nos LEDs,
a transformação de energia elétrica em luz é feita na matéria, sendo, por isso,
chamada de Estado sólido (Solid State). O LED é um componente do tipo bipolar,
ou seja, tem um terminal chamado anodo e outro, chamado catodo. Dependendo de
como for polarizado, permite ou não a passagem de corrente elétrica e,
consequentemente, a geração ou não de luz. Abaixo, na figura 1, temos a
representação simbólica e esquemática de um LED.
Representação simbólica do
LED
Figura 1
O componente mais importante
de um LED é o chip semicondutor responsável pela geração de luz. Este chip tem
dimensões muito reduzidas, como pode ser verificado na Figura 2 , onde
apresentamos um LED convencional e seus componentes
Nomenclatura do LED convencional
Figura 2
Na Figura 2, apresentamos um
LED de potência, em que podemos observar a maior complexidade nos componentes,
a fim de garantir uma melhor performance em aplicações que exigem maior
confiabilidade e eficiência.
Nomenclatura super LED
Modelos de LED
Alguns tipos de LEDs
encontrados no mercado.
Histórico Apesar do LED ser
um componente muito comentado hoje em dia, sua invenção, por Nick Holonyac,
aconteceu em 1963, somente na cor vermelha, com baixa intensidade luminosa ( 1
mcd ). Por muito tempo, o LED era utilizado somente para indicação de estado,
ou seja, em rádios, televisores e outros equipamentos, sinalizando se o
aparelho estava ligado ou não. O LED de cor amarela foi introduzido no final
dos anos 60. Somente por volta de 1975 surgiu o primeiro LED verde – com
comprimento de onda ao redor de 550 nm, o que é muito próximo do comprimento de
onda do amarelo, porém com intensidade um pouco maior, da ordem de algumas
dezenas de milicandelas. Durante os anos 80, com a introdução da tecnologia Al
ln GaP, os LEDs da cor vermelha e âmbar conseguiram atingir níveis de
intensidade luminosa que permitiram acelerar o processo de substituição de
lâmpadas, principalmente na indústria automotiva. Entretanto, somente no início
dos anos 90, com o surgimento da tecnologia InGaN foi possível obter-se LEDs
com comprimento de onda menores, nas cores azul, verde e ciano, tecnologia esta
que propiciou a obtenção do LED branco, cobrinho, assim, todo o espectro de
cores. Até então, todos estes LEDs apresentavam no máximo de 4.000 a 8.000
milicandelas, com um ângulo de emissão entre 8 a 30 graus. Foi quando, no final
dos anos 90, apareceu o primeiro LED de potência Luxeon, o qual foi responsável
por uma verdadeira revolução na tecnologia dos LEDs, pois apresentava um fluxo
luminoso ( não mais intensidade luminosa ) da ordem de 30 a 40 lumens e com um
ângulo de emissão de 110 graus.Hoje em dia, temos LEDs que atingem a marca de
120 lumens de fluxo luminoso, e com potência de 1,0 – 3,0 e 5,0 watts,
disponíveis em várias cores, responsáveis pelo aumento considerável na
substituição de alguns tipos de lâmpadas em várias aplicações de iluminação.
Gráfico aspecto de cores do
LED
Gráfico 1
Os LEDs não liberam calor A
luz emitida pelos LEDs é fria devido a não presença de infravermelho no feixe
luminoso. Entretando, os LEDs liberam a potência dissipada em forma de calor e
este é um fator que deve ser levado em consideração quando do projeto de um
dispositivo com LEDs, pois a não observância deste fato poderá levar o LED a
uma degradação acentuada do seu fluxo luminoso, bem como redução da sua vida
útil. Boa parte da potência aplicada ao LED é transformada em forma de calor e
a utilização de dissipadores térmicos deverá ser considerada a fim de que o
calor gerado seja dissipado adequadamente ao ambiente, permitindo que a
temperatura de junção do semicondutor esteja dentro dos limites especificados pelo
fabricante. Na Figura 4 apresentamos uma ilustração de um LED convencional de 5
mm e podemos observar que o caminho da potência dissipada em forma de calor é o
mesmo da corrente elétrica, e esta disposição é feita pela trilha de cobre da
placa de circuito impresso. Já na Figura 5, apresentamos um LED de potência com
encapsulamento, no qual podemos observar que os caminhos térmico e elétrico são
separados e a retirada de calor é feita através do acoplamento de um dissipador
térmico à base do LED, garantindo, com isto, uma melhor dissipação.
Dissipação de calor
Figura 5
Custos de manutenção
reduzidos: Em função de sua longa vida útil, a manutenção é bem menor,
representando menores custos.
Eficiência: Apresentam maior
eficiência que as Lâmpadas incandecentes e halógenas e, hoje, muito próximo da
eficiência das fluorescentes ( em torno de 50 lumens / Watt ) mas este número
tende a aumentar no futuro.
Baixa voltagem de operação:
Não representa perigo para o instalador.
Resistência a impactos e
vibrações: Utiliza tecnologia de estado sólido, portanto, sem filamentos,
vidros, etc, aumentando a sua robustez.
Controle dinâmico da cor:
Com a utilização adequada, pode-se obter um espectro variado de cores,
incluindo várias tonalidades de branco, permitindo um ajuste perfeito da temperatura
de cor desejada.
Acionamento instantâneo: Tem
acionamento instantâneo, mesmo quando está operando em temperaturas baixas.
Controle de Intensidade
variável: Seu fluxo luminoso é variável em função da variação da corrente
elétrica aplicada a ele, possibilitando, com isto, um ajuste preciso da
intensidade de luz da luminária.
Cores vivas e saturadas sem
filtros: Emite comprimento de onda monocromático, que significa emissão de luz
na cor certa, ( veja espectro de cores ) tornando-a mais viva e saturada. Os
LEDs coloridos dispensam a utilização de filtros que causam perda de
intensidade e provocam uma alteração na cor, principalmente em luminárias
externas, em função da ação da radiação ultravioleta do sol
Luz direta, aumento da
eficiência do sistema: Apesar de ainda não ser a fonte luminosa mais eficiente,
pode-se obter luminárias com alta eficiência, em função da possibilidade de
direcionamento da luz emitida pelo LED.
Ecologicamente correto: Não
utiliza mercúrio ou qualquer outro elemento que cause dano à natureza.
Ausência de ultravioleta:
Não emitem radiação ultravioleta sendo ideais para aplicações onde este tipo de
radiação é indesejada. Ex.: Quadros – obras de arte etc...
Ausência de infravermelho:
Também não emitem radiação infravermelho, fazendo com que o feixe luminoso seja
frio.
Com tecnologia adequada
P.W.M, é possível a dimerização entre 0% e 100% de sua intensidade, e
utilizando-se Controladores Colormix Microprocessados, obtém-se novas cores,
oriundas das misturas das cores básicas. Que são: branco, azul, verde, azul,
verde, amarelo, vermelho
Ao contrário das lâmpadas
fluorescentes que tem um maior desgaste da sua vida útil no momento em que são
ligadas, nos LEDs é possível o acendimento e apagamento rapidamente
possibilitando o efeito “flash”, sem detrimento da vida útil.
Gráfico aspectro de cores
dos LEDs
Gráfico 2
Maior vida útil: Dependendo
da aplicação, a vida útil do equipamento é longa, sem necessidade de troca.
Considera-se como vida útil uma manutenção mínima de luz igual a 70%, após
50.000 horas de uso.
