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Come si effettuano le misurazione fotometriche sui led

Da: Francesca - Categoria: L'Arte di Illuminare

illuminazione led

Sempre più sono le applicazioni che vedono impiegati i Led, quel dispositivo semiconduttore che permette di trasformare l'energia elettrica in luce visibile.

Sia nella nostra vita quotidiana, che per le strade delle nostre città, notiamo tanti esempi di installazione a Led.

Fino al 2010, nel mercato illuminotecnico non c'era una vera e propria normativa che regolamentasse la produzione, la vendita e l'installazione dei dispositivi a Led; ci sono tanti esempi di "assemblatori di materiale elettronico" che si sono convertiti al campo dell'illuminazione e di grosse aziende che hanno sfruttato il fatto che il mercato mancasse di regole ferree e standard da rispettare; altre aziende, bisogna dire, hanno invece fatto della ricerca sui Led, il proprio cavallo di battaglia e sono queste stesse aziende di illuminazione che oggi sono tra le top mondiali.

Come sempre c'è chi sfrutta le situazioni di instabilità e proprio per non creare un'asimmetria troppo grande che si necessitava di riforme burocratiche.

A proposito della normativa UNI 11356 2010

Il campo della luce allo stato solido (vengono così definiti i Led perché usano dei semiconduttori solidi per produrre la luce artificiale) è ad oggi regolamentato dalla normativa UNI 11356 2010, pubblicata nell'aprile del 2010 e il cui titolo è "Caratterizzazione fotometrica degli apparecchi di illuminazione a LED".

Grazie a questa normativa, sono stati stabiliti a priori, le principali caratteristiche legate alla misurazione dei parametri fotometrici delle sorgenti luminose che utilizzano la tecnologia a Led, nonché degli stessi moduli Led.

La standardizzazione di qualsiasi prodotto tecnologico, porta inevitabilmente a un taglio dei costi per la produzione dello stesso, ma allo stesso tempo anche al miglioramento degli standard generali perché diminuisce il tempo utilizzato per creare il prodotto e ci si può concentrare sulla ricerca.

A questo proposito, la UNI 11356 2010, fa una premessa molto chiara: "La disponibilità di dati fotometrici affidabili e accurati riferiti agli apparecchi di illuminazione a LED è un requisito di base per qualsiasi progettista illuminotecnico ai fini della progettazione di un buon impianto di illuminazione.

Questi dati devono essere ottenuti attraverso misurazioni degli apparecchi di illuminazione eseguite in condizioni note e specificate, in modo da garantire la riproducibilità delle stesse in laboratori differenti, entro i limiti dell’incertezza di misura dichiarata.

led

L’affidabilità dei dati dipende, tra l’altro, da qualifiche ben definite riguardanti la gestione, l’organizzazione e la riferibilità metrologica del laboratorio e delle competenze del personale."

Questa premessa racchiude in poche righe un mix di regole, definizioni e principi che ogni provetto misuratore deve seguire ogni qualvolta si cimenta in una prova di misurazione fotometrica; non c'è nulla che è stato trascurato, dalle condizioni ambientali del luogo in cui si effettua la misura, passando per la tipologia di alimentazione elettrica con cui far funzionare la sorgente, fino alle proprietà del campione di misura.

Scendiamo ora più nel dettaglio riguardo agli argomenti più interessanti riguardanti la normativa. 

  • Le condizioni al contorno nell'ambiente di misurazione:
  1. Temperatura ambiente: dev'essere compresa in un delta di un grado centigrado rispetto alla temperatura di 25 °C (quindi dai 24 °C ai 26 °C) per tutto il tempo necessario alla misurazione della sorgente luminosa. La misurazione della temperatura ambiente dev'essere effettuata a non più di 1,5 metri, in orizzontale, rispetto alla superficie dell'apparecchio di illuminazione a Led (questo perché a questa distanza non si sentono gli effetti del calore della lampada accesa). Un'altro aspetto importante sta nel non influenzare la misura della temperatura con un'altra fonte di calore.
  2. Movimento dell’aria: misurato in prossimità dell'apparecchio illuminante a Led, non deve superare il valore di 0,2 m/s.
  3. Alimentazione elettrica: la tensione di alimentazione ai morsetti collegati alla sorgente luminosa dev'essere tenuta a un valore costante, tramite apposita regolazione. Se l'apparecchio è alimentato con corrente alternata, si applica una tolleranza dello ±0, 2%, mentre se è alimentato con corrente continua, basta una tolleranza dello ±0,1% (perché ci sono meno cadute di tensione).
  • Condizioni della sorgente ed esecuzione delle misure
  1. Stabilizzazione della sorgente luminosa: che in parole povere vuol dire equilibrio termico con l'ambiente circostante. La stabilità è considerata tale, se si effettuano 3 letture fotometriche e della potenza elettrica, una ogni 15 minuti, e queste 3 misure non hanno variazioni maggiori dell'1% tra di loro.
  2. Misurazione assoluta della ripartizione dell’intensità luminosa: il goniofotometro misura le intensità luminose emesse nelle varie direzioni dall'apparecchiatura a Led. Il passo angolare con cui le misure devono essere svolte è al massimo di 2° per gli angoli gamma e 10° per i piani C. Così facendo si può capire in quale direzione il flusso luminoso è maggiore, il che è utile per la progettazione dei punti luce di un ambiente.
  3. Misurazione del flusso luminoso: ha come unità di misura i lumen [lm] e può essere derivato tramite integrazione dei valori di intensità luminosa misurati col goniofometro. Se si desidera agire in questa maniera, il passo angolare per la misurazione rimane lo stesso descritto nel punto precedente.
  • Determinazione dell’efficienza luminosa

La contemporaneità della misura di flusso luminoso e potenza elettrica è necessaria per ottenere misure soddisfacenti.

Questo perché il dato dell'efficienza luminosa del modulo Led è proprio dato dal rapporto tra le due grandezze, flusso fratto potenza.

led lighting

Se si parla di un sistema di moduli, non cambia come viene calcolata l'efficienza luminosa: si fa sempre il rapporto tra il flusso luminoso totale emesso e la potenza elettrica misurata a monte del sistema, comprendente quindi anche il dispositivo di alimentazione.

Anche la documentazione è importante! Ecco perché la normativa UNI 11356 2010, stabilisce che il "rapporto di prova", il documento che garantisce l'avvenuto processo di misurazione, debba esser compilato includendo tutti i dati relativi alla misura stessa, come ad esempio la strumentazione utilizzata, il tipo di campione e le condizioni ambientali nel luogo di misura.

Secondo gli addetti ai lavori, la normativa descritta in questo articolo risulta essere "un po’ troppo stringata", ma allo stesso tempo è semplice e ha permesso di regolamentare una tecnologia che fino a pochi anni fa era in balia di un mercato ancora non pronto ad accoglierla, quella tecnologia Led che sta rivoluzionando il nostro modo di intendere la luce.

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