Os LEDs são basicamente pequenos diodos que produzem luz quando uma corrente elétrica passa através do material semicondutor do qual são compostos. É um elemento sólido de grande durabilidade e resistência que, ao contrário de uma lâmpada convencional, não tem resistência ou cristais que possam quebrar ou queimar. Um diodo é o dispositivo semicondutor mais simples disponível. É basicamente um material semicondutor composto de um material mal conduzido ao qual foram acrescentadas "impurezas". Este processo é conhecido como "doping", e as impurezas adicionadas nada mais são que átomos de outro elemento, o que modifica as propriedades de condução do material. No caso de LEDs, este material é tipicamente arsenieto de alumínio de gálio/alumínio. No arsenieto/alumínio puro de gálio-alumínio-alumínio, todos os átomos estão perfeitamente unidos, o que não deixa nenhum elétron livre para produzir uma corrente elétrica. Quando o material é dopado, o equilíbrio é alterado pela adição de elétrons livres (cargas negativas) ou "furos" (cargas positivas). Dependendo do material adicionado, isto muda suas propriedades de condutividade e define o tipo de semicondutor que é criado.
As cores são criadas pelo próprio LED, sem o uso de géis ou filtros. A composição química dos materiais semicondutores dentro dos LEDs define a cor da luz produzida e a luz emitida é monocromática (comprimento de onda único). Os LEDs estão disponíveis em todas as cores: vermelho, verde, azul, amarelo, branco quente e branco frio. Um LED branco é na verdade um LED azul com um revestimento especial de fósforo dentro da estrutura de LED azul que converte a luz em luz branca. É por isso que muitos LEDs emitem uma cor muito fria de luz, geralmente na região de 6.500ºK. Um LED branco quente utiliza uma nova e inovadora tecnologia de revestimento de fósforo vermelho e a incorporação de fósforos brancos emissores que dão a aparência de uma cor branca quente tipicamente na região de 3.200º.
Lumens é uma medida internacional que se refere à quantidade de luz visível produzida por uma fonte de luz. Por exemplo, uma lâmpada incandescente de 60 W fornece cerca de 800 lúmens, enquanto um LED com o mesmo consumo de energia pode produzir até 5000 lúmens. O Lumen é a unidade de medida do fluxo luminoso. Ele mede a quantidade total de luz saindo do ponto de luz. Esta magnitude leva em conta a diferente sensibilidade do olho a diferentes freqüências. É medida em uma câmara esférica, onde diferentes espelhos refletem a luz emitida em todas as direções em direção ao mesmo sensor.
Lux é a unidade básica de medição que mede a quantidade de luz que chega a uma determinada superfície. É a relação entre os lúmens que atingem aquela superfície e sua área. Assim, o lux em um determinado ponto varia com a distância até o ponto de luz. Quanto mais longe estiver e quanto maior o ângulo, mais baixa a luz. A maioria dos requisitos de iluminação de uma instalação é expressa em lux. O Lux é medido com um luxímetro.
A instalação da luminaria LED é similar à instalação de iluminação convencional. Ao tratar-se de luminarias de baixa potencia, as luminarias devem ser conectadas a transformadores ou fontes de alimentação. Tradicionalmente, os LEDs de baixa potencia são alimentados a tensão constante com uma resistencia que regula a corrente de cada LED. No caso dos LEDs de alta potencia, a alimentação é algo mais sofisticada. Um LED típico de 1,2W regula-se a uma corrente constante de 350mA. Se existe uma cadeia de LEDs, estes devem ser conectados em serie. Os 350mA são proporcionados por fontes de alimentação chamados drivers.
Iluminação halogenea. Há muitos formatos e potencias na iluminação halogenea. A mais típica é a lampada de 50 watts. O principal problema é o reduzido periodo de vida e elevado consumo, o que leva um alto nivel de custos de manutenção e substituição das lampadas. A eficacia é pobre, perto de 20 lumens por watts mas a potencia é muito maior que a dos LEDs. Embora, tendo em conta o desenvolvimento da tecnología, os LEDs já são uma alternativa. As prestações cromativas são boas, no mesmo nivel que os LEDs branco quente a 90 ICR. Outros problemas são a alta temperatura que alcançam em funcionamento o que as faz inadequadas para o uso em determinados espaços.
Iluminação com florescente. Os candeeiros florescentes têm um alto nivel de emissão de luz e uma eficacia perto de 80 a 90 lumens, ao igual que os LEDs. O feixe de luz dos LEDs é direcional enquanto que a luz nos florescentes emitem-se omnidirecionalmente. De toda a luz emitida, um 66% não se dirige à parte frontal do candeeiro. Resulta difícil comparar o resultado tendo em conta que o LED é um 66% mais eficiente. São adequadas para aplicações encastradas lineais. A vida útil é de umas 9.000 horas em relação às 60.000 dos LEDs. O índice de reprodução cromática é bastante alto, de 90 ICR.
Um LED de 1.2W alcança eficacias de até 90 lumens para LEDs brancos e algo menos para outras tonalidades. Um mito geral é que um LED de tres watts é mais brilhante que um de um watt. Em ocasiões isto não é certo e para ser completamente fiável é necesario ter em conta a eficacia luminosa do LED individual, que depende da marca e o modelo LED utilizado na luminaria.
A esperança de vida é de 60.000 horas. No entanto, a vida media é maior, mas alcançado este periodo a luminosidade do LED reduz-se pouco a pouco num 30% do valor original. É povável que o LED siga funcionando muito mais tempo, mas à diferença da lampada convencional, não deixa de funcionar de repente.
O consumo depende do tipo de LEDs utilizados. Como guía, utilizando LEDs de 1 watt de potencia, o consumo é de 1,2 watt por LED. Os drivers têm uma eficacia do 85% aproximadamente, pelo consumo real de energía é de ao redor de 1,4 watts por LED. Por este motivo e por segurança sempre recomenda-se deixar uma margen de um 20% superior à carga teorica. Por exemplo numa instalação com 10 LEDs de 1,2W, podemos calcular o consumo real da seguinte maneira: [10 x 1,2W] / 85% = 14,2W.
É o índice de reprodução cromática. É o nivel de qualidade de reprodução das cores naturais em função da fonte de luz. Uma fonte de luz com um IRC de 100 significa que todas as cores aparecem exatamente como se poderia esperar em condições normais de luz. O IRC 100 dá o sol. O LED branco quente de um IRC de 90, o que ofrece uma excelente percepção da cor. Atualmente, os LEDs alcançam um desenvolvimento de um IRC de 95.
Temperatura de cor de uma fonte de luz é uma forma de comparar a brancura da luz emitida. A baixa temperatura de cor (típicamente 3000ºK) dá uma cor branca quente. Quanto mais alta seja a temperatura de cor, a luz parece mais fría. O branco frio tem uma temperatura de 4200ºK, ou inclusive 6500ºK. Temperatura de cor mede-se em graus Kelvin (ºK). Isto está relacionado com a cor da luz, que seria produzida por um candeeiro de filamento de tungsteno com o filamento na temperatura de cor utilizando a escala de temperatura Kelvin.
Os LED incorporam sistemas de dissipação nas luminarias o que garantiza uma correta distribuição de calor e manutenção da temperatura. A temperatura de uma instalação LED nunca deve estar o suficientemente quente como para provocar queimaduras. A iluminação com LED ajuda a poupar em gastos de ar acondicionado.
Em todas as fontes de luz produz-se uma leve alteração de cor com o tempo. Normalmente, se uma lampada é substituida, esta vai parecer que tem uma cor diferente que as outras lampadas que estão à um tempo colocadas. No caso do LED, a alteração de cor é evitado atraves da correta gestão térmica dos componentes. A diminução da intensidade da luz numa fonte de luz convencional pode causar a alteração da temperatura de cor emitida [a incandescencia e as hologeneas têm um tom avermelhado quando se reduz a intensidade luminosa]. Esta alteração não a sofrem os LEDs debido ao sistema de regulação especiais.
Existem drivers que permitem regular a intensidade da luz. Os LEDs podem ser regulados com sistemas DMX para controlo individual ou com os reguladores tradicionais que se utilizam para as fontes de luz convencional, de uma forma económica e eficiente. Não todas as luminarias estão preparadas para ser dimáveis ou reguláveis.
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