In dieci anni, l’illuminazione LED è passata da espressione tecnologica di tendenza a standard di settore, con progressi esponenziali nel controllo ottico e nell’efficienza energetica. Come si sono evoluti i LED? Quali sfide affrontano i progettisti di prodotto? E qual è il futuro di questa tecnologia?
Il passaggio ai LED dalle sorgenti luminose tradizionali è stato trasformativo: i risparmi energetici sono aumentati vertiginosamente e mai prima d’ora i committenti avevano avuto una gamma di prodotti così ampia tra cui scegliere. Non è sempre stato così: nelle prime fasi, l’illuminazione LED spingeva i produttori di semiconduttori a migliorare l’efficienza e abbassare i prezzi.
Come si sono evoluti i chip LED nel tempo
I primi package Dual In-Line consistevano in un rudimentale telaio catodo-anodo con connessioni a filo a cuneo, producendo un flusso luminoso molto basso e scarse prestazioni ottiche. I LED incapsulati (spesso chiamati LED a media potenza) hanno migliorato questo aspetto, con potenza superiore e buoni lumen per dollaro. Un riflettore in plastica circondava un chip tenuto in un incapsulante epossidico, con il fosforo applicato per regolare le temperature di colore. Questi LED a media potenza soffrivano di scarsa tenuta del flusso luminoso ad alta potenza, in parte a causa del degrado dei riflettori in plastica.
La maggior parte del mercato dell’illuminazione stradale utilizza oggi LED in package ceramico ad alta potenza, una soluzione ad alta potenza con ottime prestazioni termiche grazie al contatto con un materiale di base conduttivo. I package ceramici hanno portato i LED oltre i riflettori interni, utilizzando al loro posto materiali per lenti come forma di ottica primaria.
I LED Chip On Board (COB) hanno rappresentato un salto di qualità nella potenza massima erogabile da un singolo package, con potenze potenziali superiori a 100 W. Montando una matrice di LED su un ampio substrato in alluminio, è possibile ottenere un flusso totale maggiore con ottime prestazioni termiche. Un singolo strato di fosforo viene applicato all’intera superficie, garantendo una buona uniformità cromatica con un fattore di forma a profilo ridotto. Il continuo sviluppo della tecnologia COB offre una maggiore efficienza LED, che INDO ha integrato nelle nostre ottiche CHROMA e nel nuovo sistema CHROMA-X in continuo miglioramento.
I LED Chip Scale Package (CSP) offrono un altro cambio di paradigma nel modo in cui l’illuminazione LED viene sviluppata e costruita, essendo di fatto un LED «senza package». Il chip è composto dall’LED stesso, da un pad di collegamento elettrico e da un rivestimento in fosforo, privo di substrato, riflettori, dome in epossidico, fili di collegamento o telai di contatto.
Questo fattore di forma incredibilmente ridotto offre sia opportunità progettuali che sfide. L’eliminazione del telaio di contatto elimina il degrado da zolfo, mentre la rimozione dei fili di collegamento aumenta notevolmente l’affidabilità del prodotto. Più simile a una sorgente puntiforme, questi chip rendono il controllo ottico e il raggiungimento di migliori angoli di taglio molto più agevoli.
La sfida dei CSP
Le dimensioni ridotte di un CSP rendono ancora più importante il posizionamento all’interno di una lente: la natura a 5 lati dei dispositivi richiede particolare attenzione per un corretto controllo ottico. Piccoli scostamenti possono alterare drasticamente le proprietà fotometriche di un corpo illuminante con CSP, rendendo necessaria una cura aggiuntiva durante il processo di produzione e tecniche progettuali innovative per garantire un assemblaggio infallibile e la versatilità del prodotto.
I principali produttori promuovono i CSP da circa 2 anni, con molti dei grandi attori del mercato dei semiconduttori che hanno presentato la loro offerta alla fiera Light & Building di Francoforte nel 2016. Le soluzioni per lenti, tuttavia, non hanno ancora raggiunto le sfide ottiche di un LED così piccolo. Per sfruttare gli ultimi sviluppi, INDO ha avviato un proprio progetto per sviluppare una soluzione ottica per CSP nel quarto trimestre del 2016.
Il risultato finale di quello sviluppo è stata la nuova soluzione ottica NAVIGATOR, un motore luminoso versatile con una gamma di 17 diverse distribuzioni, che offre un controllo ottico migliorato rispetto ai precedenti tipi di LED e ha proiettato INDO verso il suo prossimo progetto: le Ottiche Variabili.
Ottiche Variabili, una soluzione a controllo fotometrico
Un controllo ottico più preciso e dimensioni della lente ridotte consentono lo sviluppo innovativo di corpi illuminanti a ottica variabile, in cui le proprietà fotometriche possono essere controllate e modificate dinamicamente sulla scheda. In questo modo è possibile sviluppare un corpo illuminante capace di adattarsi alle mutevoli condizioni stradali, mettendo il controllo assoluto nelle mani dei clienti e integrandosi con una visione di smart city.
Le immagini e il video qui sotto mostrano una dimostrazione concettuale di queste ottiche a variazione dinamica in un ambiente di test controllato.
A destra: distribuzione più stretta e intensa
Guardi attentamente: vedrà la distribuzione cambiare lentamente e gradualmente!
Quali vantaggi potrebbero offrire queste Ottiche Variabili brevettate di INDO?
- Approvvigionamento più semplice e gestione del magazzino con un numero ridotto di unità da tenere in stock
- Consente corpi illuminanti adattativi che possono essere regolati da remoto dopo l’installazione per rispondere a fattori ambientali o situazionali mutevoli
- Permette schemi più efficienti, regolando ciascun punto di illuminazione secondo le esigenze
- Potenziale soluzione per la gestione dei reclami dei residenti
Grazie alla possibilità di modificare l’area di illuminazione effettiva con estrema facilità, i gestori del patrimonio possono cambiare la configurazione dei propri impianti con semplici comandi, rispondendo alle mutevoli esigenze e ai suggerimenti dei residenti.
INDO sta portando avanti i propri sviluppi nella tecnologia Direct Drive, offrendo una selezione di ottiche e LED su tutti i nostri prodotti. Il team di INDO continua a crescere e ad apprendere, con le competenze tecniche acquisite che vengono reimmesse nei futuri progetti di sviluppo.
Le più recenti soluzioni di motore luminoso saranno disponibili anche nel nostro nuovo corpo illuminante autostradale, AIR3 >
