Strisce LED flessibili o rigide: come discriminarle

 

Strisce LED realizzate in FR4 e CEM3, con LED middle-power (cortesia: Vincenzo Reda)
Strisce LED realizzate in FR4 e CEM3, con LED middle-power (cortesia: Vincenzo Reda)

 

 

 

 

 

 

 

I sistemi lineari sono realmente tra i più versatili e nell’ambito del light design sicuramente invitanti per il progettista in quanto sostitutivi e “migliorativi” (se ben progettati) nei sistemi tradizionali che utilizzavano lineari fluorescenti come ad esempio, nell’illuminamento radente in velette, per la realizzazione di luce di surrounding o mood light, per “coreografie” lineari, o nell’illuminamento di scaffalature, cucine, interno mobili, e comunque nell’illuminazione generale indoor.

Questa enorme diffusione ha generato tuttavia una vera e propria invasione di prodotti “lineari “ made in Italy/EU ma soprattutto di importazione dall’Asia: abbiamo deciso di tentare una divisione macroscopica delle tipologie per  caratteristiche ed applicazione.

La documentazione da valutare  

I parametri normalmente presenti nella documentazione e da considerare sono: Numero LED per m lineare, Potenza (W) per m, rapporto Lumen/LED, rapporto Lumen/per m lineare, Efficiency, Efficacy, n°. chip, 12V/24 Volt, IP20/IP65/IP67. L’aspetto che presentano i LED utilizzati per queste strisce permette già al primo colpo d’occhio di avere indicazioni sul tipo prodotto e sulle sue reali possibilità in termini di potenza totale e luminosità.

Le proposte asiatiche 

Iniziamo dal considerare le strisce LED nelle versioni più diffuse e comuni, le asiatiche. Il grande vantaggio di questo prodotto è la “flessibilità’” del circuito, fornito in  strisce flessibili in bobine da 5 m che avendo l’adesivo ed essendo sezionabili hanno applicazioni infinite.

Strisce e LED,  in prevalenza, montano il taglio 3528 e 5050 , in una quantità LED/m  da 30/60/120 fino a 240 LED metro: diciamo subito che, come abbiamo già detto, per il decadimento del flusso emesso nel tempo queste soluzioni non sono tipicamente per un uso da “illuminazione” ma piuttosto di “supporto” ad ambientazioni ed effetti scenografici, sconsigliandone l’uso “intensivo” nei negozi, uffici o altro; il loro costo è molto basso.

Le potenze indicate.

Solitamente sono 24/36/48/72 Watt per bobina da 5 m o altre volte indicata al metro, 4,8 o 9,6 W ed il più “potente” da 14,4 Watt/m! Si tratta di indicazioni comunque del tutto aleatorie.

La Luminosità

Normalmente è utilizzato il semplice prodotto dei valori in Lumen tipici indicati dai costruttori per il singolo LED all’improbabile temperatura di giunzione di 25°C, moltiplicata per il numero dei LED:

5 – 6 lm         6 – 7 lm        8 – 10 lm                                  ogni LED (3528)
16 – 18 lm      18 – 10 lm                                                    ogni LED (5050)

Temperatura, corrente di pilotaggio e perdite di flusso non sono indicate, ma si collocano fra 10 e 30% .

Altre proposte più evolute

Dall’Asia iniziano tuttavia ad arrivare strisce flessibili con potenze di circa 20 W / m , 70 LED m con LED middle power con tanto di IC di regolazione che – pur non utilizzando LED ai vertici di efficienza – mostrano valori di potenza e luminosità di tutto rispetto, garanzie di affidabilità e durata incluse e in linea con i prodotti europei di cui si suppone qualità adeguata.

Come valutare la resa cromatica

Sulle strisce flessibili i LED normalmente utilizzati hanno un CRI 70 piuttosto basso, e solo a richiesta e pagando un sovrapprezzo si possono avere CRI >80 quindi è molto importante il canale di importazione. Ricordo che 70 è considerato accettabile per un uso outdoor, in esterno per illuminazione generale, ma NON per l’indoor che invece richiede rese CRI >80.

BIN, selezione della temperatura colore e coordinate cromatiche

Questo parametro è raro da trovare ma fondamentale nei lavori importanti. Va prestata particolare attenzione alla variazione della cromaticità con l’angolo di visione, oltre che con la temperatura, nelle applicazioni con i LED a filo muro, perché i difetti si mettono in evidenza e nel dubbio è consigliabile stare ad almeno 15/20 cm di distanza dalle pareti. È buon metodo tracciare tutte le forniture BIN , lotti di produzione e alimentatori utilizzati nell’impianto.

Strisce LED. Una etichettatura prodotto con sufficienti informazioni utili (cortesia: V. Reda)
Strisce LED. Una etichettatura prodotto con sufficienti informazioni utili (cortesia: V. Reda)

 

 

 

 

 

 

 

 

Per salire di “prestazioni” 

In questo caso abbiamo strisce flessibili con circuiti a base Kapton™ (più flessibile e pregiato rispetto al Rolled copper delle asiatiche) con regolatori di tensione attivi al posto delle resistenze: questa architettura offre maggiore qualità ma non necessariamente prestazioni.
Oppure abbiamo altri prodotti davvero diffusi, ovvero strisce su circuito stampato rigido FR4, CEM3 3 o addirittura alluminio che utilizzano LED tipo Middle power (0,5 W) che permettono di raggiungere potenze metro vicino ai 40 W (anche qui teorici), in quanto i normali profili di alluminio non hanno capacità di dissipazione sufficiente. Con questi prodotti siamo nell’illuminazione vera, i parametri di efficienza ci sono tutti, >100 Lm/W e durata di vita >35000 h. La tendenza è quella di pilotare questi prodotti con alimentatori in corrente costante.

Calcolo delle prestazioni a partire dalla scelta del voltaggio di alimentazione: V=23,60 Volt x 2,36 A = 55,70 W x 5 m lineari (cortesia: V.R.)
Calcolo delle prestazioni a partire dalla scelta del voltaggio di alimentazione:
V=23,60 Volt x 2,36 A = 55,70 W x 5 m lineari (cortesia: V.R.)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

La gestione termica

Questo è il parametro che permette di massimizzare le prestazioni. Qui le condizioni di installazione giocano un ruolo importante, ma dipendono da diversi fattori, il tipo di LED, il materiale e disegno della striscia e l’estetica: la scelta del designer crea i vincoli applicativi e sta ai tecnici risolverli.

Strisce LED e gradi IP 

Iniziamo dall’eliminare le versioni con resina epossidica se non vorremo cambiare le strisce LED ogni 6 mesi. La resina infatti invecchia rapidamente non resistendo alle temperatura sia del circuito che a quelle superficiali del fosforo del LED. Le IP20 sono la soluzione base, facendo sempre attenzione alla dissipazione. Mai superare i 60/70° di Tc pena un rapido decadimento.
Le versioni IP 6x, quelle siliconate superficialmente, sono molto diffuse e senza comprovati test di resistenza, possono essere considerate IP64 al massimo.

L’autore di queste note preferisce utilizzare e considerare IP 65 per le versioni inserite in un tubo siliconico sigillato alle estremità. E la temperatura? La risposta starà nel trovare l’equilibrio luminosità/calore: ridurre la potenza, 9 W anziché 14,4 W agendo sulle regolazioni di tensione o meglio di corrente, degli alimentatori.

Le versioni riempite di silicone che dichiarano gradi di tenuta IP68 sicuramente veri, visto come sono fatte, hanno nel tipo di riempitivo utilizzati un’azione occlusiva , il che comporterebbe porre domande al costruttore sulla natura dei materiali utilizzati e sul tipo di LED e sui test di invecchiamento accelerato possibilmente sostenuti.

Alcune soluzioni emettono luce uniforme e continua su tutta la striscia, con un effetto molto bello, ma attenzione al prodotto, che deve essere certificato.
Dal momento che anche con i LED si raggiungono potenze elevate, dovranno essere utilizzati soltanto alimentatori con PFC, cioè rifasati, obbligatori per norma >25 W,  che ci evitano di pagare potenza reattiva non utilizzata.

(Vincenzo RedaUniversal Science

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