COME USARE AL MEGLIO LA TECNOLOGIA AL LED PER ILLUMINARE
Il LED sta rivoluzionando il metodo di illuminare i nostri ambienti al pari di quello che fece la stessa lampadina a incandescenza.Lo fa non tanto per il risultato finale quanto per il modo attraverso il quale si giunge a ciò, nel senso di risparmio energetico e flessibilità di utilizzo. è importante tuttavia capire che il LED non sostituisce le nostre vecchie lampadine alla pari ma richiede un cambiamento nel modo di utilizzo.
Innanzitutto notiamo la differenza di emissione della luce tra lampadina tradizionale e LED. Per fare un esempio il LED è paragonabile ad un fuoco acceso sul terreno e la lampadina ad una torcia accesa e impiantata a terra.
Nel diagramma polare sopra si può vedere la differenza. Il centro rappresenta la fonte di luce e la riga colorata è come questa luce si distribuisce nello spazio. In rosso una lampadina a incandescenza appesa al soffitto, notare come la distribuzione della luce è quasi sferica. In giallo scuro un LED nudo, notare in questo caso come la curva è più stretta. In giallo più chiaro sempre un LED però con il diffusore, in questo caso la curva si allarga rimanendo però più ristretta rispetto alla lampadina tradizionale. Quest'ultima curva è praticamente identica a quella di una plafoniera con il neon e difatti questo dimostra che è possibile in certi casi la sostituzione uno a uno ma normalmente no, visto il differente comportamento delle due sorgenti di luce.
Un altro aspetto riguarda la sicurezza del LED. Sappiamo che non sempre la luce è innocua per i nostri occhi. Nello spettro di emissione della luce, che noi vediamo bianca, in realtà ci sono più colori, ciascuno legato alla frequenza con cui viaggiano le onde luminose. Alcuni colori sono dannosi per i nostri occhi, in particolare gli ultravioletti (UV) e gli infrarossi (IR). Tenete presente che i cari e vecchi neon utilizzano i raggi ultravioletti per dare la luce e le lampade hanno un filtro per limitare l'emissione di questi all'esterno. I LED non emettono UV e IR però emettono la cosiddetta componente blu che risulta essere dannosa per i nostri occhi. Questa componente blu è tanto maggiore quanto più si sale come numero di temperatura colore, cioè si va verso la luce fredda (appunto “azzurrognola”). L'altra peculiarità del LED a cui si lega quanto detto è il fatto di avere un punto di emissione molto concentrato. Questo si traduce in una fonte di emissione che può essere anche intensa di luce “blu”. Attenzione che, secondo studi disponibili sul web, i danni a cui si va incontro possono essere anche seri, soprattutto per i bambini.
Quindi dal punto di vista della sicurezza il LED può essere pericoloso quando si utilizzano i fari molto potenti, con solo uno o due diodi di grande potenza e con spettro di emissione tendente al freddo.
Tenendo in considerazione questo aspetto della sicurezza, si conferma quanto detto sopra: la sostituzione di lampade tradizionali con i LED non dovrebbe essere mai fatta uno a uno ma si dovrebbe ridisegnare tutta l'illuminazione, specialmente nelle industrie. Durante un convegno della Philips in cui si parlava di LED mi ha colpito un punto su cui hanno insistito, cioè il LED deve essere visto come uno strumento attraverso il quale è possibile ripensare alla luce come qualcosa che deve esserci nel posto giusto al momento giusto. Ciò significa che si deve illuminare solo quello che serve essere illuminato nel momento esatto in cui si utilizza. Non serve illuminare un intero ambiente se si deve accedere solo ad una parte di esso, si illumina, in particolare, solo la zona interessata.
La singola lampadina a LED in genere è meno luminosa di una tradizionale, quindi è opportuno prevedere non la singola sostituzione di ogni vecchio punto luce con una LED ma distribuire maggiormente i punti luce. Come accennato all'inizio, il LED presenta una maggiore concentrazione del flusso luminoso e di questo se ne deve tenere conto. In aiuto arrivano i diffusori delle lampade a LED, come quelli delle plafoniere che sostituiscono i tubi al neon. I migliori riescono ad allargare il flusso luminoso in maniera quasi paragonabile alla fluorescente.
I led hanno dei numeri che li identificano, tipo 5050, 5630.. Sono in realtà due coppie di due cifre che indicano le dimensioni in mm di larghezza e lunghezza. Ad esempio 5630 vuol dire che sono lunghi 5.6mm e larghi 3.0.
Su alcuni vedete anche scritto tri-chip, vuol dire che sono costituiti, ciascun led, da tre piccoli led. Sulle strisce più serie si vede anche la temperatura colore espressa come i neon, 40 sta per 4000K, 60 per 6000K.
La resa è normalmente espressa in lumen/watt lumen/metro. Se i dati sono giusti e non inventati (li ho visti spesso) corrispondono effettivamente alla quantità di luce che otterrete.
La durata dei led è sempre relativa all'ambiente in cui opereranno, infatti se scaldano molto (come il 5630) e vengono magari usati con la resina per l'esterno (dove normalmente è più fresco!) all'interno, possono durare anche pochi mesi. Un consiglio sempre valido è di mettere la striscia a contatto con del metallo che funga da dissipatore. Alcuni tipi di led sono distinti in luce fredda, neutrale e calda. In realtà la luce fredda è veramente fredda, 6000K e può sembrare di essere sotto la luna piena! La luce neutrale varia da 4500 a 5500K. La calda è difficile scenda sotto i 3000K.
Questo per dire che, purtroppo, non ci si può basare solo sulla scritta che vedete, la luce calda di un 3014 è molto più gialla di un 5630 e la luce di un 3014 fatto a xyx e diversa dalla stessa temperatura di uno fatto a xxy.
Questo solo per dire che prima di acquistare un led si dovrebbe vederlo acceso.
Recentemente ho fatto una prova in ditta sostituendo una lampada agli ioduri da 400w con una lampada led da 250w, stessa altezza. La temperatura doveva essere la stessa ma alla prova la lampada led sembrava più bianca. In realtà la vecchia lampada aveva la copertura ingiallita dal calore.
Quello che più mi ha colpito è stata la riduzione sensibile della luce riflessa. Guardando i visi delle persone a me a fianco ho notato, nonostante sulle superfici orizzontali la luce fosse maggiore, che erano quasi in ombra. Il led, senza adeguati diffusori come quelli delle recenti lampade stagne, è una luce fortemente direzionale che necessita di adeguati sistemi perchè venga riflessa. I pannelli a LED, tipo i quadrotti bianchi che stanno prendendo piede in questo periodo, hanno i LED disposti lungo il perimetro che puntano verso l'interno e in mezzo c'è una lastra trasparente con diversi solchi. Questa lastra in policarbonato trasparente o LGP (Led Guide Panel) viene incisa con un disegno a punti o a griglia. La luce che attraversa la lastra viene riflessa di 90 gradi in questi punti. Da sotto, senza il diffusore, si vedrebbe una matrice di punti o quadretti luminosi. Si avrebbe quindi una lampada a LED non con uno o due LED concentrati ma un insieme di piccoli led. Questo è il concetto principale dell'illuminazione a LED: poichè hanno un rapporto luce emessa fratto dimensione molto elevato, si deve cercare di distribuire il più possibile la luce su tante sorgenti di piccole dimensioni (come i LGP).
Nell'attesa che arrivino sul mercato i pannelli OLED, questi quadrotti, che si stanno diffondendo negli uffici, possono essere utilizzati anche in casa con ottimi risultati.
Il concetto fondamentale è che il LED per non essere pericoloso deve essere di media potenza e di piccole dimensioni. Ovviamente per emettere una quantità sufficiente di luce è necessario avere più sorgenti luminose insieme e quindi avere le singole lampade fatte da più LED, con uno schermo diffusore e avere più lampade distribuite nell'ambiente. Queste lampade possono poi essere accese singolarmente a seconda dell'utilizzo. Ci devono quindi essere dei sensori che permettono l'accensione della lampada con movimento o la presenza.
Ad esempio ho realizzato nel mio garage una soluzione con più punti luce. C'è una lampada principale che si accende tramite un rilevatore di presenza quando si entra nell'ambiente. Ci sono poi altri due punti luce che si attivano solo nel momento stesso in cui ci si avvicina a quelle zone. In una zona dove c'è il tavolo di lavoro ho messo una fotocellula che permette l'accensione di un quadrotto quando ci si avvicina al tavolo e si spegne quando ci si allontana. Nell'altra zona dove c'è la lavatrice ho messo un rilevatore di movimento che accende la luce quando ci si avvicina e la spegne quando ci si allontana e si ripassa per questo rilevatore. Le possibilità sono veramente tante.
Un altro progetto su cui sto lavorando è un sistema per accendere un faretto sopra la persona che vuole leggere ad esempio un libro. Vorrei arrivare a questo: premo un pulsante sul telecomando per attivare le luci di lettura. Mi siedo sul divano che ha, sotto ogni cuscino, un sensore di flessione (come quello che fa suonare un cicalino se non allacci la cintura in macchina) e questo sensore rileva la presenza di una persona e fa accendere il faretto sopra. Si siede un'altra persona sul cuscino di fianco e si accende un altro faretto.
Un altro aspetto del LED è la possibilità di regolare l'intensità luminosa in base alla luce diurna, automaticamente. Noi dovremmo poter avere la quantità di luce giusta e desiderata in ogni momento senza doverci preoccupare di regolazioni o quant'altro. I sistemi ci sono già ma sono molto costosi. Si spera che con la diffusione del LED e la cultura ad esso legata crescano le economie di scala e questi sistemi di auto-regolazione del flusso luminoso diventino più accessibili.
Questo è il concetto su cui riflettere prima di impegnarsi in questa nuova tecnologia: la luce dove e quando serve. Illuminare con un'alogena da 500 watt il soffitto perché con il riflesso voglio poter leggere un libro a 5 metri è fuori da ogni logica. Ora i mezzi per superare ciò sono disponibili, usiamoli.
Qui sotto vi mostro un lampadario che ho costruito io.
Ho usato i nuovissimi led 3014 (riscaldano poco) che dovrebbero fornire circa 4500 lumen per 5mt. Li ho fissati al profilo in alluminio con il silicone perchè l'adesivo 3M di serie è penoso, sopratutto se deve sostenere la striscia a faccia in giù. Inoltre l'ho steso con una spatolina di plastica ritagliata su misura in modo da creare un velo sottile di silicone. Questo dovrebbe permettere la formazione di uno strato leggero di isolante. Questo strato si aggiunge alla garza che viene fissata in cina alle strisce e che, in alcuni punti (es: dove eseguono le saldature tra i vari tronconi), sembra non essere perfetta.
Attenzione, è sconsigliato usare per l'interno led impermeabili per esterno, sopratutto se vecchi tipi come il 5630 che scalda molto. Prove eseguite dal web hanno mostrato una durata, se tenuti spesso accesi, anche di soli 6 mesi.
Guardando il lampadario si nota bene il calo di tensione che avviene all'allontanarsi dalla sorgente di alimentazione, è normale per le strisce led. Avrei potuto ovviare con due o più punti di alimentazione ma nella prova "a terra" che ho fatto prima di montare il tutto ho visto che il lavoro non avrebbe giustificato la resa finale.
L'alimentatore mi è stato tarato a 11.7 volt, leggermente meno di 12, perchè la resa è pressochè identica ma scalda meno.
A tale proposito vorrei segnalare il negozio dove ho acquistato il tutto a prezzi veramente contenuti e, avendo fatto il ritiro sul luogo, dove mi ha testato tutto prima di consegnarmelo.
Si tratta del ST GLOBAL SHOP di Simone, che trovate anche su e-bay.
Il porta alimentatore me lo sono costruito io in acciaio con la forma dell'esagono perchè mi piace.
Come vedete dalla foto la resa è molto buona, in particolare dopo avere aggiunto 2 metri di 3014 e messi in centro rivolti verso il soffitto per creare un'atmosfera più luminosa. Ricordatevi che 5mt di 3014 sono solo 36W circa.