Presentacion (UNIDAD 3 - FUENTES DE LUZ) Curso Iluminacion FIDELITAS [PDF]

Zitiervorschau

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Tipos de Fuentes de Luz Sistemas de emisión lumínica. Las radiaciones electromagnéticas de las que se compone la luz pueden producirse de forma muy variada y según los fenómenos que las generen. Los tres principales son: • Termorradiación • Luminiscencia • Radiación eléctrica Termorradiación: Es la radiación emitida por un cuerpo caliente (luz y calor). En la termorradiación la luz que se obtiene va siempre acompañada de una cuantiosa radiación térmica, que en algunos casos particulares se puede utilizar, si se desea, como medio relajante o curativo (como es el caso de las lámparas infrarrojas), pero que por lo general constituye una fuente de pérdida de energía cuando lo que se trata es de producir luz.

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Tipos de Fuentes de Luz Sistemas de emisión lumínica. Luminiscencia: Llamamos luminiscencia a los fenómenos luminosos que se producen cuando los electrones de una materia son incitados a producir radiaciones electromagnéticas. A un átomo se le suministra una cantidad de energía que “excita” al electrón, y éste cambia su órbita a otra más externa (“absorbe” la energía). Tras un brevísimo tiempo de permanencia en ese nivel, el electrón vuelve espontáneamente a su posición original “cediendo” esa energía en forma de radiación electromagnética, principalmente radiación visible. Según el procedimiento físico empleado para excitar a los átomos, el tipo de radiación y la forma en que se emite, se distinguen distintos tipos de luminiscencias.

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Tipos de Fuentes de Luz Sistemas de emisión lumínica. Radiación eléctrica: Es la luz producida por la descarga eléctrica en el seno de un gas. El relámpago es el ejemplo natural más conocido de radiación eléctrica. En todos los gases se encuentran, además de los átomos de gas neutrales, algunas cargas eléctricas libres (electrones). Si en un tubo de descarga, entre cátodo y ánodo se aplica una corriente continua, se crea entre ambos un campo eléctrico que precipita los electrones hacia el ánodo. Esta corriente de electrones “excita” los átomos del gas contenido (ver luminiscencia). A altas velocidades, esta corriente provoca el desprendimiento de electrones de la corteza atómica, produciendo la “ionización por choque”, lo que aumenta la cantidad de electrones libres, realimentando el proceso en forma cada vez más veloz. Por esta condición el sistema requiere de un “estabilizador” que limite este proceso.

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Tipos de Fuentes de Luz Sistemas de emisión lumínica. Dependiendo de la presión del gas en el tubo de descarga se dividen en: . Descarga baja presión. . Descarga alta presión. . Descarga a muy alta presión.

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Cualidades de las fuentes de luz. En la práctica, las fuentes de luz pueden discutirse en términos de las cualidades de la luz que producen. Estas cualidades son críticas para conseguir el resultado final deseado y por lo tanto el profesional debe tener clara esta información a la hora de elegir la fuente de luz apropiada para las condiciones del espacio que está interviniendo. Las características que definen la cualidad de una fuente de luz son las siguientes: 1. Temperatura correlacionada del color. Es un término que se usa para describir el color de una fuente luminosa comparándola con el de un cuerpo negro, que es el teóricamente “radiante perfecto”. Unidad: °K (grados kelvin). 2. Índice de reproducción del color. El CRI describe la calidad de una fuente de luz en una escala de 0 a 100, la capacidad de la misma para representar el color de los objetos de forma natural o realista.

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Cualidades de las fuentes de luz. 3. Eficacia en Lúmenes por Watt. La eficiencia energética de una fuente de luz se denomina su eficacia, y se mide en lúmenes por watt. La eficacia no tiene en cuenta la direccionalidad de la lámpara. Es una medida de la cantidad de luz que produce una fuente de luz por cada watt de potencia eléctrica que consume. Por lo tanto entre mayor sea esta relación más eficiente será la fuente lumínica. 4. Mantenimiento del flujo luminoso. Todas las fuentes de luz durante su vida útil, pierden capacidad de producir luz. El mantenimiento del flujo luminoso evalúa la cantidad de luz que se pierde al final de la vida de la lámpara. 5. Vida útil. La vida útil de una lámpara tradicional es el tiempo total de funcionamiento en el que se espera que falle el 50 por ciento de un lote de lámparas. La vida útil de la lámpara LED se mide de manera diferente porque los LED normalmente no fallan pero continúan atenuándose con el tiempo. Su final de vida generalmente se califica en el momento en que producen solo el 70 por ciento de su salida lumínica original.

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Cualidades de las fuentes de luz. 5. Vida útil.

Válido para Fuentes tradicionales

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Cualidades de las fuentes de luz. 6. Capacidad de atenuación. La atenuación es el proceso mediante el cual las lámparas se operan a una intensidad menor, a menudo como un método de ahorro de energía o de creación de un ambiente. Con las lámparas incandescentes, la regulación es simple y económica; sin embargo, con otros tipos de lámparas, la atenuación puede ser considerablemente más compleja y, en algunos casos, no aconsejable (HID). En este apartado el diseñador debe verificar si la fuente de luz es sujeta a atenuación y en caso afirmativo cual sería la forma óptima de llevarla a cabo. 7. Requerimiento de un equipo auxiliar. Para funcionar correctamente, muchas fuentes de luz eléctrica requieren un dispositivo eléctrico auxiliar, como un transformador, un balastro o un “driver”. Este dispositivo a menudo es físicamente grande y poco atractivo y puede crear un zumbido cuando está funcionando. Hay muchos tipos de lámparas de bajo voltaje, que funcionan a 6, 12 o 24 voltios. Los transformadores se utilizan para modificar la tensión de servicio para que coincida con la tensión de la lámpara. Los LED requieren un circuito electrónico llamado "driver" para funcionar correctamente. A menudo, los driver son parte integral de la lámpara LED.

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Cualidades de las fuentes de luz. 8. Tiempo de arranque. Algunas lámparas comienzan a funcionar tan pronto como se aplica la energía, pero otras requieren un pulso de alta energía. Este proceso lleva tiempo y la lámpara necesita calentarse para alcanzar su máxima intensidad. Además, si ocurre un fallo de energía, algunas lámparas deben enfriarse antes de que puedan reiniciarse (HID). Cuando la lámpara se calienta, primero brilla débilmente, luego, después de un modesto tiempo de calentamiento, finalmente emite toda la luz. Obviamente, estas consideraciones pueden afectar considerablemente el diseño cuando la seguridad puede verse comprometida por un largo tiempo de calentamiento o reinicio. 9. Ciclos de encendido. Algunas fuentes de luz se ven afectadas por los ciclos de encendido y apagado lo que ocasiona que se vea comprometida su vida útil. Este es el caso de las lámparas fluorescentes. 10. Temperatura de operación. Algunas lámparas son sensibles y / u optimizadas por la temperatura ambiente que las rodea. Si la lámpara se encuentra en condiciones distintas a la temperatura ambiente, es posible que se deba prestar especial atención a la selección.

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Cualidades de las fuentes de luz. 11. Contaminantes peligrosos. Algunas fuentes de luz contienen elementos peligrosos para el medio ambiente como es el caso del mercurio el cual es un contaminante del medio ambiente y complica el proceso de reciclado de la lámpara una vez que finalice su vida útil. Nomenclatura de las lámparas. Las lámparas vienen en muchas formas y tamaños diferentes. Todos los tipos de lámparas, excepto los LED, se describen por tamaño y forma a través de un simple código de denominación: • Letras para describir la forma. • Y un número para representar el tamaño medido en incrementos de 1/8". Por ejemplo, un incandescente estándar que normalmente se usa en una residencia se denomina lámpara A19. "A" significa "arbitrario" y el "19" representa el diámetro en su punto más ancho: 19/8".

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Bombillos Incandescentes

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Bombillos Incandescentes

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La lámpara Incandescente Esquema constructivo

Filamento de Tungsteno

Bulbo de Vidrio (bombilla) Gas Inerte

Electrodo (al contacto)

Electrodo (a la base)

Alambres de Soporte

Soporte de Vidrio

Hilo de rosca

Fusible Aislante Contacto eléctrico

(ampliado 500 veces)

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La lámpara Incandescente

El misterio de la bombilla incandescente encendida desde hace más de 110 años!! http://www.centennialbulb.org/cam.htm

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La lámpara Incandescente

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La lámpara Incandescente Comparación de Depreciación Luminosa Valores Típicos del Mantenimiento Luminoso para Varias Fuentes de Luz 100W Incandescente

Mantenimiento Luminoso (%)

100% 90% 80% 70% 60% 50%

Fuente: Adaptado de Bullough, JD.5000 2003. Lighting Answers: LED Lighting Systems. Troy, NY. Programa20000 Nacional de Información 0 1000 10000 15000 sobre Productos de Iluminación, Centro de Investigación en Iluminación, Instituto Politécnico de Rensselaer.

Tiempo de Operación (hr)

La lámpara Incandescente Formas de Bulbos

Forma A C CA F G GT P PAR PS R S T T

Significado

Lámpara típica que usa esta forma de bulbo

Normal 60 vatios, A-19, interior deslustrado Cónico 7 vatios, C-7, piloto Tipo Vela 15, 25, 40 y 60 vatios, CA-9, decorativa Tipo Llama 15 vatios, F-10, decorativa Globo 40 vatios, G-25, decorativa Globo, tubular 60 vatios, GT-19, chimenea En forma de pera 150 vatios, P-25, locomotoras Reflector parabólico 150 vatios, PAR-38 concentrado Forma de pera, cuello recto500 vatios, PS-40, claro Reflector 150 vatios, R-40, reflector De lado recto 11 vatios, S-14, anuncios y decoración Tubular 25 vatios, T-10, escaparates Tubular (lumilínea) 40 vatios, T-8, lumilínea

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La lámpara Incandescente

Principales Tipos de Bases

E12

E14

Candelabro

Intermedia

E26-E27 E39-E40 Mediana

Mogul

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La lámpara Incandescente Ejemplos

50A17

25G25

40R20

50 Watts, Forma A Ø17 octavos de pulgada

25 Watts, Forma Globo Ø25 octavos de pulgada

40 Watts, Forma Reflector Ø20 octavos de pulgada

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La lámpara Incandescente Ejemplos 75PAR30

75PAR38

75 Watts, Reflector Parabólico Ø30 octavos de pulgada

75 Watts, Reflector Parabólico Ø38 octavos de pulgada

Propiedades de la curva parabólica derrame de luz foco

luz bien encausada

manto parabólico

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La lámpara Incandescente Angulo de Apertura

Angulo de Apertura (β):

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La lámpara Incandescente Angulo de Apertura

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La lámpara Incandescente Temperatura correlacionada del color • 2800K Índice de reproducción del color • >90% Eficacia en Lúmenes por Watt • 10 a 20 LPW Mantenimiento luminoso • 85% Vida útil • 1,000 hr Atenuable • Sí Requiere controlador • No Tiempo de arranque • Inmediato Ciclos de encendido • No afecta Temperatura de operación • -20 a 300°C Contaminantes peligrosos • Plomo Aplicación ?

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La lámpara Incandescente

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La lámpara Incandescente

Desaparecerá la lámpara incandescente???

Lámpara Incandescente PATRON para calibración de luxómetros

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La lámpara Halógena Ciclo regenerativo del Halógeno 1- El Tungsteno se evapora del filamento.

Atomo de Tungsteno Atomo de Halógeno

2- El Tungsteno se une al Halógeno. 250°C

3- El Halogenuro de Tungsteno no se fija en el vidrio más frío 4- La alta temperatura separa el Tungsteno y queda depositado en el filamento.

3000°C

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La lámpara Halógena

Valores Típicos del Mantenimiento Luminoso para Varias Fuentes de Luz 100W Incandescente

Mantenimiento Luminoso (%)

100%

50W Tungsteno Halógeno 90% 80% 70% 60% 50% 0

2000

5000

10000 Tiempo de Operación (hr)

15000

20000

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La lámpara Halógena Ejemplos

Decostar 50MR16 12 Voltios, Base GY 5.3 Ø16 octavos de pulgada

Halopar 50MR16

Halostar 50W

120 Voltios, Base GU10 Ø16 octavos de pulgada

12 Voltios, Base GY6.35 Ø4 octavos de pulgada

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La lámpara Halógena Ejemplos Capsylite 90PAR38/FL 120 Voltios, Base E26 Ø38 octavos de pulgada

Classic Supersaver Halospot 72A17 75AR111/WFL 120 Voltios, Base E26 Ø17 octavos de pulgada

12 Voltios, Base G5.3 Ø111 mm

La lámpara Halógena Ejemplos

Temperatura correlacionada del color • 2800K Índice de reproducción del color • >95% Eficacia en Lúmenes por Watt • 10 a 20 LPW Mantenimiento luminoso • 95% Vida útil • 5,000 hr Atenuable • Sí Requiere controlador • No Tiempo de arranque • Inmediato Ciclos de encendido • No afecta Temperatura de operación • -20 a 300°C Contaminantes peligrosos • Plomo Aplicación ?

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La lámpara Halógena

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Lámparas fluorescentes

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La lámpara Fluorescente Teoría de Operación Luz Visible Gas Argón

Fósforo

Filamento

Radiación Ultravioleta

Mercurio

Tubo de Vidrio Balastro

Atomos de Mercurio

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La lámpara Fluorescente Teoría de Operación

Triple carbonato impregnado Filamento

• Promueve el flujo de electrones • Con cada arranque se desprenden partículas • Cuando el triple carbonato se termina de desprender del filamento, la lámpara ya no puede encender

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La lámpara Fluorescente Teoría de Operación

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La lámpara Fluorescente Fósforos La composición de la longitud de onda de la luz de las lámparas fluorescentes y sus propiedades de color son determinadas por la composición química de los fósforos

Indice de Rendimiento del Color

Temperatura de Color Correlacionada

Luz Día – Daylight - D

Blanco Fresco – Cool White - CW

Blanco Cálido – Warm White - WW

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La lámpara Fluorescente Formas de bulbos

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La lámpara Fluorescente Tipos de bases

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La lámpara Fluorescente Características Nombre Watt F20T12 F40T12 F48T12 F72T12 F96T12

20W 40W 39W 55W 75W

Ø 12/8” 12/8” 12/8” 12/8” 12/8”

Fluorescentes T12

Long Base 24” 48” 48” 72” 96”

Medium Bipin Medium Bipin Single Pin Single Pin Single Pin

Pre Calentamiento o Arranque Rápido G13

Arranque Instantáneo

F20T12/D = Daylight = 6500K F15T12/CW = Cool White = 4100K F40T12/WW = Warm White = 2700K

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La lámpara Fluorescente Comparación de Depreciación Luminosa Valores Típicos del Mantenimiento Luminoso para Varias Fuentes de Luz 100W Incandescente

Mantenimiento Luminoso (%)

100%

50W Tungsteno Halógeno 90%

95W T12HO Fluorescente

80% 70% 60% 50% 0

5000

10000 12000

15000

20000

Tiempo de Operación (hr) Fuente: Adaptado de Bullough, JD. 2003. Lighting Answers: LED Lighting Systems. Troy, NY. Programa Nacional de Información sobre Productos de Iluminación, Centro de Investigación en Iluminación, Instituto Politécnico de Rensselaer.

Fluorescentes T12

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La lámpara Fluorescente Temperatura correlacionada del color • varios Índice de reproducción del color • 65% Eficacia en Lúmenes por Watt • 65 LPW Mantenimiento luminoso • 75% Vida útil • 20,000 hr Atenuable • Sí

Fluorescentes T12

Requiere controlador • Sí Tiempo de arranque • Inmediato Ciclos de encendido • Acorta vida Temperatura de operación • 0 a 40°C Contaminantes peligrosos • Mercurio Aplicación ?

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La lámpara Fluorescente Características de la línea Octron Nombre

Watt

FO17/730 17W FO32/841 32W FO96/865 59W

Ø

Long IRC

8/8” 24” 8/8” 48” 8/8” 96” T12

T8

TCC

Base

75% 3000K Medium Bipin 85% 4100K Medium Bipin 85% 6500K Single Pin

Fluorescentes T8

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La lámpara Fluorescente Fluorescentes T8 Comparación de Depreciación Luminosa Valores Típicos del Mantenimiento Luminoso para Varias Fuentes de Luz 100W Incandescente

Mantenimiento Luminoso (%)

100%

50W Tungsteno Halógeno 90%

95W T12HO Fluorescente 32W T8 Fluorescente

80% 70% 60% 50% 0

5000

10000

15000

20000

Tiempo de Operación (hr) Fuente: Adaptado de Bullough, JD. 2003. Lighting Answers: LED Lighting Systems. Troy, NY. Programa Nacional de Información sobre Productos de Iluminación, Centro de Investigación en Iluminación, Instituto Politécnico de Rensselaer.

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La lámpara Fluorescente Comparación entre lámparas de 48” Lámpara

Watts

Lm

LPW

Vida (hrs)

Temp. Color

CRI

F40D

40

2650

66

20000

6300

76

F40D/SS FO32/741

34 32

2350 2850

69 89

20000 20000

6300 4100

76 75

FO32/841

32

3000

94

20000

4100

85

FO32/950

32

1675

52

20000

5000

90

Muy alta eficacia

Fluorescentes T8

Muy alto índice de reproducción del color

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La lámpara Fluorescente Temperatura correlacionada del color • varias Índice de reproducción del color • 75 a 95%

Fluorescentes T8

Eficacia en Lúmenes por Watt • 90 LPW Mantenimiento luminoso • 90% Vida útil • 36,000 hr XP Atenuable • Sí Requiere controlador • Sí Tiempo de arranque • Inmediato Ciclos de encendido • Acorta vida Temperatura de operación • 0 a 40°C Contaminantes peligrosos • Mercurio Aplicación ?

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La lámpara Fluorescente

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La lámpara Fluorescente Características de la línea Pentron Nombre

Watt

14W FH14/830 FH28/841 28W FQ54/835/HO* 54W T8

Ø

Long IRC

5/8” 24” 5/8” 48” 5/8” 48”

TCC

Base

85% 3000K Mini Bipin 85% 4100K Mini Bipin 85% 3500K Mini BiPin * HO = High Output (alta salida luminosa)

T5

Fluorescentes T5

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La lámpara Fluorescente Comparación de Depreciación Luminosa Valores Típicos del Mantenimiento Luminoso para Varias Fuentes de Luz 100W Incandescente

Mantenimiento Luminoso (%)

100%

50W Tungsteno Halógeno 90%

95W T12HO Fluorescente 32W T8 Fluorescente

80%

54W T5HO Fluorescente 70% 60% 50% 0

5000

10000

15000

20000

Tiempo de Operación (hr) Fuente: Adaptado de Bullough, JD. 2003. Lighting Answers: LED Lighting Systems. Troy, NY. Programa Nacional de Información sobre Productos de Iluminación, Centro de Investigación en Iluminación, Instituto Politécnico de Rensselaer.

Fluorescentes T5

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La lámpara Fluorescente Comparación entre lámparas T12, T8 y T5 Lámpara

Tipo

Watts

Lm

F40T12CW

T12

40

2650

66

62

FO32/841

T8

32

3000

93

82

FH28/841

T5

28

2900 103.6 82

FQ54/841/HO

T5

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5000 92.6

Con el tubo T5 disminuye su “sombra” para la primera reflexión.

LPW CRI

82

T12

T8

T5

Muy alta eficacia T5

Muy alta salida luminosa

T8

Fluorescentes T5 T12

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La lámpara Fluorescente Fluorescentes T5 Aplicaciones • Iluminación indirecta • Luminarias de bajo perfil • Iluminación de vitrinas • Iluminación de naves industriales por medio de las lámparas T5HO

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La lámpara Fluorescente Temperatura correlacionada del color • varias Índice de reproducción del color • 85%

Fluorescentes T5

Eficacia en Lúmenes por Watt • 104 LPW Mantenimiento luminoso • 95% Vida útil • 30,000 hr Atenuable • Sí Requiere controlador • Sí Tiempo de arranque • Inmediato Ciclos de encendido • Acorta vida Temperatura de operación • 20 a 35°C Contaminantes peligrosos • Mercurio Aplicación ?

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La lámpara Fluorescente Funciones del Balastro • Suple el voltaje requerido para arrancar el tubo • Regula la corriente eléctrica a través del tubo • Suple el voltaje correcto para la operación del tubo y compensa las variaciones de voltaje (usualmente ±10%)

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La lámpara Fluorescente Tipos de Balastro (arranque) • Pre Calentamiento - Lámparas Preheat • Arranque Rápido - Lámparas Rapid Start • Arranque Instantáneo - Lámparas Instant Start

Tecnologías de Balastro • Electromagnético - fundamentalmente es un enrollado de hilos de cobre o aluminio sobre un núcleo de acero o hierro. Opera las lámparas a la misma frecuencia de la red (60Hz). • Electrónico - está conformado por componentes electrónicos en lugar de electromagnéticos. Opera las lámparas a alta frecuencia (25-35 KHz). • Logra mayor eficacia de la lámpara • Disminuye las dimensiones y el peso del balastro

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La lámpara Fluorescente

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La lámpara Fluorescente Tipo: Precalentamiento - Reactor

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La lámpara Fluorescente Tipo: Precalentamiento - Reactor S

LAMP

LINE

BLK/WHT

BALLAST

Diag. 1

BLUE

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La lámpara Fluorescente Tipo: Arranque Rápido

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La lámpara Fluorescente Tipo: Arranque Rápido

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La lámpara Fluorescente Tipo: Arranque Rápido LINE

AC LINE CORD YELLOW YELLOW

BALLAST

LAMP LAMP

BLUE BLUE RED RED

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La lámpara Fluorescente

LINE

Tipo: Arranque Rápido BLUE BLUE

BLACK WHITE YELLOW YELLOW

Diag. 104

BALLAST

RED RED

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La lámpara Fluorescente Tipo: Arranque Instantáneo

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La lámpara Fluorescente Tipo: Arranque Instantáneo

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La lámpara Fluorescente Tipo: Arranque Instantáneo CUTOUT LAMPHOLDER

LAMP

LINE

BLUE BLACK WHITE RED

BALLAST

LAMP CUTOUT LAMPHOLDER

Diag.101

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La lámpara Fluorescente Balastros Electrónicos Funciona con componentes electrónicos en vez de electromagnéticos Frecuencia de operación: 20-60 KHz. Mayor eficiencia: 10% más de luz. 75% (6 dB) más silenciosos que los electromagnéticos de clase A Se elimina hasta un 60% del peso de los balastros electromagnéticos. Trabajan a una temperatura menor (30°C menos) que los balastros estándar. Tienen las mismas dimensiones que los balastros electromagnéticos estándar.

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La lámpara Fluorescente Tipos de Balastros Electrónicos • Discretos: • Tienen componentes electrónicos separados para controlar las funciones de arranque y operación de las lámparas fluorescentes. • De circuito integrado: • Un “chip” de silicio contiene un circuito integrado que actúa como cerebro para controlar todas las operaciones del balastro. • De circuito integrado controlable: • Tiene las mismas características del balastro de circuito integrado, pero además permite controlar el nivel de iluminación del tubo.

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La lámpara Fluorescente Operación en Alta Frecuencia

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La lámpara Fluorescente Consumo de Potencia

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La lámpara Fluorescente

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La lámpara Fluorescente

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La lámpara Fluorescente compacta (FLC)

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La lámpara Fluorescente compacta (FLC)

• Logran de 57 a 67 LPW versus 15 a 17 LPW de las lámparas incandescentes. • Duran 8 veces más que incandescentes. • Emiten 75% menos calor al ambiente.

1W

15lm ¿A dónde se fue la energía?

1W

65lm

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La lámpara Fluorescente compacta (FLC) Incandescentes

2.5W = 1700lm

96.5W = 330BTU/hr

100W

1W = otras energías

Fl. Compactos 1.9W = 1300lm

100W La energía ni se crea ni se destruye, solo se transforma. 1era ley de la termodinámica

20W

17.1W = 58.3BTU/hr

20W

(18% del incandescente)

1W = otras energías

1W = 683lm 1W = 3.41BTU/hr

La lámpara Fluorescente compacta (FLC) Temperatura correlacionada del color • varias Índice de reproducción del color • 80% Eficacia en Lúmenes por Watt • 60 LPW Mantenimiento luminoso • 70% Vida útil • 12,000 hr Atenuable • No Requiere controlador • E27 = No Tiempo de arranque • Inmediato Ciclos de encendido • Reduce vida Temperatura de operación • 10 a 40°C Contaminantes peligrosos • Mercurio Aplicación ? 75

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LÁMPARAS DE DESCARGA (HID)…

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Lámparas HID Características Generales • Tres tecnologías principales: Vapor de Sodio, Halogenuros metálicos y Vapor de Mercurio • El balastro genera una corriente dentro del tubo de arco ionizando el gas • Una descarga eléctrica viaja por el gas liberando radiación visible. • La TCC depende de la tecnología • Media a Alta Eficacia • Larga Vida

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Lámparas HID Características de Arranque Lámpara

Tiempo de encendido

Tiempo de reencendido

Halogenuros metálicos (Metalarc)

3-4 minutos

10-20 minutos

HPS

3-4 minutos

½-1 minuto

Mercurio

5-7 minutos

3-6 minutos

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Lámparas HID Formas de los Bulbos

Diámetro mayor en octavos de pulgada

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Lámparas HID Tipos de bases

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Lámparas HID Uso de bulbos claros o fosforados

con bulbos claros

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Lámparas HID Uso de bulbos claros o fosforados

Más salida luminosa o distribución más homogénea

con bulbos fosforados

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Lámparas HID Partes del Bulbo

Halogenuros metálicos Standard

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Lámparas HID Posiciones de Operación de los Bulbos (solo para Halogenuros metálicos standard).

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Lámparas HID Halogenuros metálicos standard

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Lámparas HID Halogenuros metálicos Standard Comparación de Depreciación Luminosa Valores Típicos del Mantenimiento Luminoso para Varias Fuentes de Luz 100W Incandescente

Mantenimiento Luminoso (%)

100%

50W Tungsteno Halógeno 90%

95W T12HO Fluorescente 32W T8 Fluorescente

80%

54W T5HO Fluorescente 70%

42W Fluoresc. Compacto 400W Metalarc

60%

Fuente: Adaptado de Bullough, JD. 2003. Lighting Answers: LED Lighting Systems. Troy, NY. Programa Nacional de Información 50% sobre Productos de Iluminación, Centro de Investigación en Iluminación, Instituto Politécnico de Rensselaer.

0

5000

10000 Tiempo de Operación (hr)

15000

20000

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Lámparas HID Halogenuros metálicos Standard

Temperatura correlacionada del color • 4000K Índice de reproducción del color • 65 a 70% Eficacia en Lúmenes por Watt • 80%) Vida media de 12,000h

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Lámparas HID Halogenuros Metálicos Cerámico Powerball Ceramic - Menor depreciación luminosa - Mayor estabilidad de color

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Lámparas HID Halogenuros metálicos Cerámico Powerball Ceramic - Ideal para tiendas, galerías de arte, zona de verduras - Resalta los rojos

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Lámparas HID Halogenuros metálicos Cerámico • Reflector de Halogenuros Metálicos Powerball Ceramic PAR20 Compacto • Consumo 39 Watts • Diámetro 64 mm • Balastro Electrónico • Alta Eficacia 51 Lm/W • Vida Promedio 15000 h • Temp. de color: 3000 Kelvin • IRC 87% • Ángulos de Apertura de 10 o 30 Grados

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Lámparas HID Halogenuros metálicos Cerámico Powerball PAR38 autobalastrado • • • • • •

Reflector de Metalarc Compacto Consumo 24 Watts Balastro electrónico integrado Temp. de color: 3000 Kelvin IRC 87% Ángulos de Apertura de 10 o 40 Grados

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Lámparas HID Halogenuros metálicos Cerámico

Temperatura correlacionada del color • 3000K Índice de reproducción del color • > 80% Eficacia en Lúmenes por Watt • < 55 LPW Mantenimiento luminoso • 80% Vida útil • 15,000 hr Atenuable • No Requiere controlador • Sí Tiempo de arranque • 3 min (r 3) Ciclos de encendido • Reduce vida Temperatura de operación • 0 a 50°C Contaminantes peligrosos • Mercurio Aplicación ?

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Lámparas HID Vapor de Sodio de Alta Presión Partes del Bulbo

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Lámparas HID Vapor de Sodio de Alta Presión

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Lámparas HID NAV T SUPER 4Y de OSRAM Tubo de arco mejorado • Vida mas larga, hasta 32000Hr • Evita la mortalidad temprana • Mayor Flujo luminoso hasta un 20% • Bulbo tubular más compacto

Tubo de arco mejorado • Alumbrado Público como remplazo más eficaz de Standar • Parques, puentes, estacionamientos, exteriores en general

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Lámparas HID Temperatura correlacionada del color • 2000K Índice de reproducción del color • 22% Eficacia en Lúmenes por Watt • < 127 LPW Mantenimiento luminoso • 70%

Vapor de Sodio de Alta Presión

Vida útil • 32,000hr 24,000hr * Atenuable • No Requiere controlador • Sí Tiempo de arranque • 4 min (r 1) Ciclos de encendido • Reduce vida

Temperatura de operación • 0 a 50°C Contaminantes peligrosos • Mercurio Aplicación ? • Ilum pública

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Lámparas HID • Provee el apropiado voltaje de arranque y mantenimiento del arco. • Limita la corriente en el correcto nivel de operación de la lámpara. • Cuentan con factor de balastro igual a uno. • Varios tipos: – Reactor (R) – de Alta Reactancia (HX) – Autotransformador de Potencia Constante (CWA) – Potencia Constante aislado (CWI)

Balastros

Perdidas en Balastros Definición: Perdidas en Balastros = (watts de entrada) (watts de lámpara)

LAM P WATTS ( 400W )

BALLAST

INPUT POWER

458 WATTS

HEAT ( 58W )

Tipos de Circuitos • Reactor (R) • De alta reactancia (High Reactance) (HX) • Autotransformador de Potencia Constante

(Constant Wattage Autotransformer - CWA) • De Potencia Constante Aislado (Constant Wattage Isolated - CWI)

Tipos de Circuitos Circuito Reactor LINE V

LAMP X3 X1 IGNITOR

(OPTIONAL) CAP

COM

X2

LAMP

Bajo peso

Características Reactor

Costo Bajo y de bajas pérdidas Mala regulación: +/- 5 % V línea; +/- 12 % W lámpara* Corriente de arranque mayor que la corriente nominal Voltaje de extinción alto (malo) Voltaje línea > Voltaje Arranque de lámpara

*Para lámparas AM & VM

Tipos de Circuitos Balastro High Reactance (HX) CAP

LAMP

LINE V LINE V CAP COM

LINE V

X3 X1 IGNITOR X2

LINE V COM

COM

LAMP

Características Alta Reactancia  Peso Mediano  Costo Mediano y Pérdidas mayores que el reactor  Mala regulación : +/- 5 % V línea ; +/- 12 %W lámpara*  Corriente de arranque mayor que la corriente nominal  Voltaje de extinción alto (malo)  Voltaje de línea < ó > Voltaje de Arranque de lámpara

*Para lámparas AM & VM

Tipos de Circuitos Circuito balastro CWA LINE V

LAMP

LINE V LINE V

X3 X1 IGNITOR

LINE V

X2 CAP

COM

CAP

CAP COM

LAMP

 Mayor Peso

Características Autorregulado (CWA)

 Costo Alto y de altas pérdidas  Siempre alto factor de potencia  Buena regulación: +/-10 % V. línea; +/- 5 % W lámpara  Corriente de arranque menor que la corriente nominal  Voltaje de extinción bajo (bueno)  Voltaje de línea diferente al voltaje de arranque de la lámpara

Tipos de Circuitos balastro Constant Wattage Isolated (CWI) LINE V

LAMP 1

LINE V

X3

X1

IGNITOR

X2 LINE V LAMP 2 LINE V CAP CAP COM

CAP

LAMP

Comparativo de características de los balastros HID. Tipo Reactor HX CWA CWI

Precio Bajo Medio Alto Alto

Regulación Voltaje mala mala Buena Excelente

Pérdidas Bajas Medias Altas Altas

Códigos ANSI de los balastros HID (Solo USA) Cada lámpara tiene su balastro !!!

Códigos ANSI de los balastros HID CODIGOS ANSI DE ALGUNAS LAMPARAS H.I.D. TECNOLOGIA SODIO DE ALTA PRESION

POTENCIA

35 50 70 100 150 (55 Volts) 150 (100 Volts) 250 400 1000 HALOGENUROS M ETALICOS (STANDARD) 35 50 70 100 150 175 200 250 320 350 400 450 750 875 1000 1500

CODIGO ANSI S76 S68 S62 S54 S55 S56 S50 S51 S52 M130 M110 M85 (doble ended) / M98 M90, M92 o M140 M102 o M142 M57 o M107 / M137 o M152 (PULSE STAR) M136 (PULSE START) M153 o M138 (PULSE START) M132 o M154 (PULSE START) M131 (PULSE START) M59 / M135 o M155 (PULSE START) M144 (PULSE START) M149 (PULSE START) M166 (PULSE START) M47 / M141 (PULSE START) M48

Hoja de Especificaciones de un balastro HID

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Bombillos Incandescentes

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Iluminación de Estado Sólido (SSL) Algunas definiciones: • Un chip (o die en inglés) está formado por una superficie de material semiconductor de reducidas dimensiones, sobre el que se integran elementos electrónicos con diversas funcionalidades. Estos circuitos integrados pueden estar fabricados en un solo cristal, o un compuesto de dos o más. Un chip puede estar compuesto por un simple diodo, o led, o por muchos elementos electrónicos. • Un semiconductor es un elemento químico de la tabla periódica que se comporta como un conductor o como un aislante dependiendo de diversos factores, como puede ser un campo eléctrico o magnético, u otros.

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Iluminación de Estado Sólido (SSL) Algunas definiciones: • Los semiconductores más comunes son: silicio, germanio, cadmio, aluminio, galio e indio; tienen como característica que en su última capa tienen entre 2 y 6 electrones. Este fenómeno de conducir la corriente, solo en ciertas circunstancias, se produce porque a partir de cierta temperatura algunos electrones saltan a la banda de conducción, dejando un hueco en la banda de valencia. Si se aplica corriente eléctrica a un semiconductor, se aceleran estos procesos de recombinación entre los huecos y electrones libres, liberándose mayor cantidad de energía, que se expresa en diversas formas. Está aumentando la conductividad del elemento, y la energía liberada puede tener forma de calor o de radiaciones.

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Iluminación de Estado Sólido (SSL) Algunas definiciones: • Un diodo semiconductor es un componente electrónico compuesto por dos materiales diferentes, unidos que permite la circulación de la corriente eléctrica en un solo sentido. Al aplicar un pequeño voltaje, inicialmente el diodo no reacciona, hasta un cierto nivel de potencial, en el que empieza a dejar pasar la corriente. La unión de los dos elementos se denomina Unión PN, ya que son cristales puros de silicio o germanio dopados con impurezas que les confieren las características de P (portador de cargas libres positivas, o huecos) o del tipo N (portador de cargas libres negativas, o electrones).

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Iluminación de Estado Sólido (SSL) Algunas definiciones: • Electroluminiscencia es un fenómeno por el cual un material emite luz como resultado de un estímulo en forma de corriente eléctrica. Existen fenómenos parecidos, de origen químico (quimioluminiscencia) o debidos a la temperatura (incandescencia). Ocurre en un material semiconductor cuando se le estimula mediante un diferencial de potencial en directo sobre sus terminales cátodo y ánodo, las cargas eléctricas negativas (electrones) y las cargas eléctricas positivas (huecos) son atraídas a la zona de unión, donde se combinan entre sí, dando como resultado la liberación de energía en forma de fotones.

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LEDs • Qué es un led? LED, “Light Emitting Diode” o diodo emisor de luz, es un dispositivo semiconductor que transforma directamente la energía eléctrica en luz mediante electroluminiscencia. Los leds son considerados un tipo de iluminación de estado sólido (SSL, Solid State Lighting) así como los OLED (Organic Light Emitting Diodes) y los PLED (Polymer Light Emiting Diodes). • ¿Cómo está construido un led? El tipo básico de led (Light Emitting Diode) es un diodo compuesto por la superposición de varias capas de material semiconductor que emite luz en una longitud de onda (en colores) cuando es polarizado correctamente. Este dispositivo permite el paso de la corriente en una única dirección. El diodo y su correspondiente circuito eléctrico se encapsulan en una carcasa-base, de resina epoxi o cerámica según las diferentes tecnologías. Este encapsulado consiste en una especie de cubierta sobre el dispositivo. En el interior de este encapsulado se pueden contener uno o varios leds (a este último caso se le denomina tecnología multichip).

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Partes de un LEDs

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LEDs Ventajas del LED: • larga vida útil: más de 50.000 horas. • Bajo consumo de energía (hasta 80 % de ahorro). • Elevada eficiencia energética: actualmente se alcanzan rendimientos mayores de 160 lm/W (incluso 200 lm/W). • Encendido instantáneo. • Resistencia a vibraciones o impactos. • Resistente a bajas temperaturas. • Mantenimiento prácticamente nulo. • Fácil instalación debido a su pequeño tamaño. • Estética menos condicionada, libertad de diseño. • Adecuados para interiores y exteriores.

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LEDs

Ventajas del LED: • Regulación electrónica sin variación de color. • CRl de hasta el 98 % • Ajustar la cantidad de luz a la necesidad. • Preciso control del haz de luz (control óptico). • Gama completa de colores. No necesitan filtros. (RGB) • Colores intensos, saturados. • Nulo peligro de shock eléctrico (5 a 24 Vdc). • Muy bajo calor en el haz de luz (iluminación fría). • Sin mercurio, por tanto, ecológico. • Sin irradiaciones de infrarrojos o ultravioletas. • Coste por lumen más bajo

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LEDs Desventajas del LED: • Elevado precio de la instalación inicial. • Dificultad de encontrar estándares en el mercado. • Alto brillo del Led condiciona el UGR resultante. • Dificultad para obtener garantías fiables de los fabricantes. • Pueden producir mayor grado de polución lumínica que otras lámparas.

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LEDs Funcionamiento de los LEDs. • En los materiales semiconductores, aplicando una diferencia de potencial (voltaje) algunos electrones pueden pasar de la banda de conducción a la de valencia, perdiendo energía; esta energía perdida se puede manifestar en forma de un fotón desprendido. Cuando un diodo semiconductor se polariza directamente, los huecos de la zona p se mueven hacia la zona n y los electrones de la zona n hacia la zona p; ambos desplazamientos de cargas constituyen la corriente que circula por el diodo. Si los electrones y huecos están en la misma región, pueden recombinarse, es decir, los electrones pueden pasar a «ocupar» los huecos, «cayendo» desde un nivel energético superior a otro inferior más estable

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LEDs Funcionamiento de los LEDs. • Este proceso emite con frecuencia un fotón en semiconductores de banda prohibida directa, con la energía correspondiente a su banda prohibida. La emisión espontánea, por tanto, no se produce siempre en todos los diodos y solo es visible en diodos como los leds de luz visible, que tienen una disposición constructiva especial con el propósito de evitar que la radiación sea reabsorbida por el material circundante, y una energía de la banda prohibida coincidente con la correspondiente al espectro visible.

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LEDs Funcionamiento de los LEDs. • La superposición de varias capas de material semiconductor y el material semiconductor empleado en la fabricación del chip determinará las longitudes de onda emitidas (colores) que pueden variar desde el ultravioleta, pasando por el visible, hasta el infrarrojo. En los leds fabricados para iluminación, se han eliminado la radiación ultravioleta (UV) y la infrarroja (IR). • El material semiconductor empleado en la fabricación del chip es el responsable del color de la luz que emitirá.

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LEDs Funcionamiento de los LEDs.

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LEDs Funcionamiento de los LEDs.

Longitudes de onda de las radiaciones Emitidas por diferentes LEDs en función del material semiconductor

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LEDs Funcionamiento de los LEDs. • La alimentación que suele aplicarse a los leds suele ser de un voltaje entre 1 y 4 V, y una intensidad de corriente entre 0,1 y 3 A. A mayor potencia aplicada, mayor temperatura se alcanza en su interior, y los grados de eficiencia energética disminuyen. Los leds son muy susceptibles a los cambios de temperatura y operan más eficientemente a temperaturas ambiente más bajas, por lo tanto, es importante que los productos estén diseñados para permitir la ventilación óptima y la disipación térmica, de este modo se podrá asegurar la longevidad, el lumen de salida y la eficacia de los leds utilizados.

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LEDs Funcionamiento de los LEDs. • El funcionamiento del led es aparentemente muy simple, pero esta corriente que produce choques de electrones también libera energía en forma de calor, mayor cuanto mayor sea la corriente, y este deberá ser disipado porque es el principal enemigo del funcionamiento óptimo, y puede acortar la vida útil del diodo led. La principal causa de la depreciación del flujo luminoso de un led es el calor generado en la interfaz de unión del led. Al no emitir radiación infrarroja (IR), el calor producido en el proceso de generación de luz debe ser disipado por conducción o convección. Un aumento continuo de la temperatura de funcionamiento provocará dos efectos: una depreciación del flujo emitido y una depreciación permanente del flujo máximo.

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LEDs Funcionamiento de los LEDs. • A mayor corriente, mayor es el flujo emitido. Pero, debido a los efectos de la temperatura, la relación no es lineal, disminuyendo su eficacia en lm/Watt cuando la corriente aumenta.

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LEDs Funcionamiento de los LEDs. • La Vida útil de los LEDs. • La vida de un LED se puede medir de la misma manera que una lámpara convencional. En lugar de fundirse, un LED de buena calidad irá perdiendo potencia poco a poco a lo largo del tiempo, en un proceso que dura decenas de miles de horas. Los leds tienen que estar disponibles para largos períodos de funcionamiento y generalmente la vida media se establece en 50.000 horas. La norma LM80-08 de la IES (llluminating Engineering Society) es la más utilizada para evaluar la depreciación lumínica en los leds. En dicha norma se establece la clasificación LxxBxx

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LEDs Funcionamiento de los LEDs. • La Vida útil de los LEDs. • Debido a la naturaleza de los LED, en lugar de medir su vida desde su fabricación hasta el momento en el que se funde o se apaga, la vida útil de un LED se mide desde su fabricación hasta que su rendimiento desciende hasta un 70% de luminosidad. Esta medida se expresa como L70 en las especificaciones. El parámetro Bxx determina el porcentaje de los LEDs de un módulo que fallan en mantener el nivel establecido por el parámetro Lxx. Por ejemplo L70B50 quiere decir que el 50% de los Leds en un módulo van a mantener, al menos un 70% de flujo luminoso:

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LEDs Funcionamiento de los LEDs. • La Vida útil de los LEDs. • En el caso de L80B10, el 90% de los LEDs mantendrán al menos un flujo luminoso de un 80%. Con lo que concluimos que es mejor el L80B10 frente al L70B50.

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LEDs Funcionamiento de los LEDs. • Tipo de luz que emite un LED (El LED blanco). • Los primeros leds hace unos años emitían luz de un solo color, ya sea rojo, ámbar, verde. La evolución de la industria del led permitió conseguir cualquier tonalidad de luz, e incluso obtener led que cambian sus características y su color. Hacia el 2011 la industria ya conseguía emitir luz blanca de calidad.

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LEDs Funcionamiento de los LEDs. • Tipo de luz que emite un LED (El LED blanco). • Añadiendo fósforos a un led azul se obtiene luz blanca, y en función de la cantidad de fósforos y el tipo de estos, se consigue que la luz blanca sea más o menos fría, o sea, con más o menos temperatura de color. De esta manera se pueden conseguir leds de luz blanca con temperaturas de 6.500 K (luz fría), 5.000 K, 4.000 K, 3.500 K, 2.700 K y 2.200 K (luz cálida). • Otra forma de obtener la luz blanca es utilizando la tecnología RGB (Red, Green & Blue), es decir, mediante la utilización de led multichips que incorporan un chip rojo, otro verde y otro azul, de forma que la luz resultante de sumar los tres colores sea una luz blanca con diferentes tonalidades. De todas formas, este tipo de luz presenta algunas deficiencias de calidad, por lo que no es actualmente utilizado para generar luz blanca.

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LEDs Funcionamiento de los LEDs. • Tipo de luz que emite un LED (El LED blanco). • Los primeros ledes de luz blanca, estaban fabricados con estos ingredientes: • Blanco frío= led chip AZUL+ Fósforo Amarillo. • Blanco neutro= led chip AZUL+ dos Fósforos (rojo y verde). • Blanco cálido (3000 °K-4100 °K) = led chip VIOLETA+ Multifósforos (azul, rojo y verde) • La eficacia del led también se ve afectada por este parámetro de tal modo que, en general y con la tecnología actual, los leds blancos más fríos tienen mayor eficiencia (ya que tienen menos fósforos en su encapsulado) y los leds blancos más cálidos ven reducida su eficiencia al disponer de mayores capas de fósforos en su encapsulado.

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LEDs Clasificación de los LEDs. • Se puede establecer varias clasificaciones, por el tipo de fabricación, tipo de montaje o por su potencia. Los leds usados para iluminación pueden ser de potencias entre 0,1 W y 100 W, o más. En general, cuanto más baja es la potencia, mayor es la eficacia del led. Los leds de señalización consumen entre 0,1 W y 0,5 W; los de alta potencia más comunes son alrededor de 1 W, (serán 2 W o 3 W cambiando la intensidad nominal de 350 mA a 700 mA o 1 A) pero existen leds o combinaciones de leds de 10 W, 20 W y hasta 50 W o 100 W. (Es importante remarcar que van apareciendo nuevos modelos de leds de funcionamiento más sofisticado. Una primera clasificación podría ser entre led de baja potencia o de alta potencia:

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LEDs Clasificación de los LEDs. Led de baja potencia. • Los led de Baja Potencia (Low Power LED) son diodos luminosos cuyo consumo se sitúa por lo general 0,1 watt, funcionan a corriente baja (- 20 mA) y baja tensión (3,2 Vcc). Los leds tipo T producen una pequeña cantidad de luz, generalmente entre 5 y 7 lúmenes. La construcción de este led (en forma de T) cuenta con un encapsulado de material sintético de tamaño 3 mm a 5 mm. La forma del lente determina el ángulo de salida de la luz. Al tener un flujo luminoso pequeño, se suele emplear como luminaria de orientación y señalización. Los del tipo T (también llamados DIP) son siempre de baja potencia.

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LEDs Clasificación de los LEDs. Led de alta potencia. • Los leds mayores de 1 W, se denominan led de Alta Potencia (High Power LED), funcionan a corriente mucho más alta, que suele ser de 350, 700 o 1000 mA. Con la actual tecnología, pueden producir más de 120 y 150 lúmenes / watt. Existen dos tipos de montaje, los del tipo SMD y los de tipo COB. Es muy importante la manera de construir el led para obtener una resistencia térmica muy baja entre el chip y el circuito impreso. La disipación del calor se convertirá en un factor de máxima importancia.

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LEDs Tipologías de los LEDs. Otra clasificación habitual es según el tipo de fabricación: Tecnología Dual In-Line Package led (DIP). • Se utiliza desde hace 50 años y era el más popular hasta hace poco. En 2008, el 70 % de los leds fabricados eran de este tipo. Actualmente todavía se utilizan en algunas aplicaciones (por ejemplo, semáforos y señalización en dispositivos electrónicos o electrodomésticos). El led DIP se reconoce por su forma y largos contactos en la parte inferior. La carcasa incluye un borde plano en un lado, que indica el lado del cátodo, es de plástico epoxi y sirve como lente para enfocar la luz procedente del diodo.

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LEDs Tipologías de los LEDs. SMD (Surface Mounted Device). • Los chips SMD (Surface Mounted Device) están dotados de gran versatilidad. Se utilizan para «bombillas", tiras de led o pantallas de teléfonos móviles. Se fabrican en varios formatos, 3-5 mm ancho, incluso menos. Con los SMD (más parecidos a un pequeño chip de ordenador, cuadrado y plano) se pueden producir diseños más sofisticados, como por ejemplo el SMD 5050 (características de LED RGB en un solo chip). Por tanto, se pueden realizar combinaciones de color que no eran posibles con los del tipo DIP (monocromáticos). Los chips SMD pueden tener 2, 4 o 6 contactos, en función del número de diodos en el chip, y habrá un circuito individual para cada diodo. Como ejemplo, el SMD 5050 tiene 3 diodos, por tanto 3 circuitos y 6 contactos. Un chip que incluye diodos, rojo, verde y azul, puede crear cualquier color, ajustando las salidas individualmente.

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LEDs Tipologías de los LEDs. Fotos de LEDs tipo SMD

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LEDs Tipologías de los LEDs. LED RGB (SMD)

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LEDs Tipologías de los LEDs. Los chips COB (Chip On Board). • Es uno de los últimos desarrollos de la tecnología led, que permite simplificar la integración en las luminarias. Los tipos COB y SMD se parecen solo porque pueden tener múltiples diodos en el mismo chip, siendo diferentes en casi todo lo demás. El led tipo COB tiene 1 circuito y 2 contactos para todo el elemento, independientemente del número de diodos, que pueden ser más de cien. Este diseño de circuito único, simplifica mucho el sistema. Esta tecnología COB es muy potente y eficaz en aplicaciones de un solo color, pero no se utiliza normalmente para crear combinaciones de color. Con la aparición de los leds COB, se pueden conseguir elevados flujos luminosos en una sola fuente de luz, lo que nunca antes se había conseguido, ampliando el número de aplicaciones. Trabajan a diferentes tensiones e intensidades, según tipo de aplicación y prestaciones deseadas, superando los 100 lm/Watt.

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LEDs Tipologías de los LEDs. COB vrs SMD

COB

SMD

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LEDs Tipologías de los LEDs.

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LEDs Tipologías de los LEDs. TIRA LED tipo COB

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LEDs Tipologías de los LEDs. TIRA LED tipo COB

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LEDs Tipologías de los LEDs. MCOB (MULTIPLE Chip On Board). Desde la creación del led tipo COB se pensó en el siguiente paso evolutivo, colocando en serie varios chips COB iguales, logrando un MCOB (Multiple Chip On Board) Los dispositivos MCOB son mejores para las situaciones de baja potencia, produciendo una gran cantidad de luz. MCOB es una tecnología muy nueva, y hasta hace poco no había muchos fabricantes que los fabricaran. Actualmente es uno de los productos estrella en el mercado de iluminación. Gracias a esta nueva tecnología, se están creando nuevos productos para abarcar nichos de mercado que no podían alcanzarse con las tecnologías anteriores como DIP, SMD o COB.

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LEDs Tipologías de los LEDs. COG (Chip On Glass). El filamento LED consta de varios LED conectados en serie sobre un sustrato transparente, denominado chip sobre vidrio (COG). Estos sustratos transparentes están hechos de materiales de vidrio o zafiro. Esta transparencia permite que la luz emitida se disperse de manera uniforme sin ninguna interferencia. No requiere de disipador de calor.

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LEDs Accesorios y componentes de los LEDs. Los tres componentes imprescindibles para acompañar al led en el diseño de una luminaria son: ópticas, drivers (fuentes de alimentación) y disipadores. Ópticas. Una de las ventajas del led es el mayor aprovechamiento del flujo luminoso debido a la unidireccionalidad de la luz que emite. Pero justamente esta unidireccionalidad puede producir inconvenientes como el deslumbramiento al estar concentrado todo el flujo en una pequeña superficie. La luz emitida por un led de alta potencia presenta habitualmente una curva fotométrica (debido a la lente primaria) de unos 120º, y para aprovecharla necesitaremos intercalar un sistema óptico.

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LEDs Ópticas. Existen varios sistemas como: el uso de reflectores, de forma similar a los que usaríamos con las lámparas convencionales; el uso de lentes secundarias «colimadoras», prácticamente unidas al chip; el uso de una lente individual secundaria -generalmente de materiales plásticosque puede convertir el haz disperso original del led en un haz medio, estrecho o muy estrecho; las lentes asimétricas individuales (por ejemplo, para producir un efecto de bañador de pared) o las que se usan para alumbrado vial, las lentes individuales en forma de matriz (cada led dispone de una lente pero todas estas forman un único cuerpo sólido); o el uso de lentes múltiples (es decir, una sola lente óptica o molde para varios ledes); también se utilizan refractores o difusores (sistema terciario) para conseguir los efectos deseados y moldear la forma del haz. Actualmente se puede conseguir casi cualquier fotometría. La eficacia del led se verá reducida entre un 10 y un 30% en el mejor y en el peor de los casos. Una luminaria con un led de 100 lm/W nos ofrecerá, por lo tanto, entre 70 y 90 lm reales al interponer un sistema óptico.

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Ópticas en LEDs Lentes secundarias

Reflectores

Lentes múltiples

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LEDs Fotos de Lentes Secundarias

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Angulo de Apertura en LEDs

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LEDs Drivers. Los leds, igual que otras lámparas y aparatos electrónicos, no se conectan directamente a la red eléctrica, sino que necesitan algún tipo de adaptador de corriente, y en el caso de los leds, se le denomina driver. (Nota: Existen algunas excepciones de leds trabajando a la tensión de red). Los diodos led tienen baja impedancia, y trabajan a tensiones pequeñas e intensidades de unos pocos miliamperios, hasta 2 o 3 amperios. Habitualmente los leds trabajan en corriente continua (CC) y para que funcionen en un circuito de corriente alterna necesitaremos un convertidor de corriente alterna a corriente continua (CA/CC) entre la red eléctrica y la fuente de luz led. El driver es el elemento encargado de aprovechar la energía eléctrica con el máximo rendimiento posible, estabilizando la corriente y optimizando la vida del led, protegiéndole de sobretensiones, y evitando sobrecalentamientos fatales.

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LEDs Drivers. En realidad los leds pueden trabajar con intensidad constante o con tensión constante, en el primer caso usaremos un driver que mantiene una tensión más o menos estable pero que garantiza una intensidad constante hacia la fuente de luz, sea cuales sean el número de leds conectados, dentro de sus límites de potencia. Normalmente siempre se requiere algún elemento que haga de compensación en el circuito de los leds, como las resistencias que incorporan las tiras de leds, u otros dispositivos como los diodos de control de corriente. Si se alimentan directamente con una fuente de tensión contante no tenemos garantías de la corriente que finalmente circulará por el led.

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LEDs Drivers. Los drivers pueden estar instalados en el interior de la lámpara o luminaria, o en un lugar externo, pero protegido de la intemperie y el polvo. Una avería en un driver interno obligará a desechar la lámpara; y en el caso de una luminaria, a repararla en fábrica. Los situados en el exterior de la luminaria permiten una sustitución rápida si fuera necesario. No obstante, la vida útil del driver debería ser lo más longevo posible, acompañando toda la vida útil del led, sin precisar sustituciones o reparaciones. Este es uno de los retos de la industria actualmente. Un valor aceptado está alrededor de las 50.000 horas, pero depende del tipo de aplicación.

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LEDs Fotos de Drivers – Lámparas LED rosca E26

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LEDs Disipadores. A partir de ciertos niveles de corriente aplicada, la temperatura alcanzada en la unión de los semiconductores se vuelve muy elevada y repercute negativamente en los resultados inmediatos. Fuera de los límites de temperatura especificados disminuye la emisión de luz, mientras que la cantidad de energía liberada en forma de calor aumenta. Pero también afecta negativamente a largo plazo, disminuyendo la vida útil del diodo, y disminuyendo también su productividad económica. Además, esa pérdida de luz para una misma cantidad de potencia, supone en la práctica una bajada de rendimiento en lm/W. El disipador es uno de los componentes más importantes de la luminaria led, ya que evita que el chip se sobrecaliente y con ello reduzca abismalmente tanto su flujo luminoso como su eficiencia y vida útil.

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LEDs

Disipadores. Este elemento se ha estado fabricando en aluminio, pero los últimos avances muestran la cerámica como gran sucesora ya que combina dos importantes características: es un material aislante eléctrico y conductor térmico. Una geometría idéntica realizada en aluminio y en cerámica muestra, en ésta última, un incremento del 13 al 30 % de resistencia térmica dependiendo del componente cerámico. Las formas que adquieren estos disipadores son diseñadas para que el aire ayude lo máximo posible a la disipación del calor, incluso en multichips de alta potencia se está utilizando agua como refrigerador, otro factor que beneficia a la cerámica, ya que no se oxida. El uso de un disipador de calor permitirá el efecto de convección, para disipar el calor en el aire circundante. La temperatura medida en el punto «Tp» no debería exceder normalmente los 80 ºC o 85 ºC, y en este entorno el módulo de leds seguirá funcionando de forma optimizada.

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LEDs

Componentes

SubEnsamblaje

Módulos

Cadena de valor de los LED´s Nivel 1

Nivel 2

Nivel 3

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LEDs Luminarias

Soluciones

Cadena de valor de los LED´s Nivel 4

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LEDs Temperatura correlacionada del color • varias Índice de reproducción del color • > 80% Eficacia en Lúmenes por Watt • 80 a 200 LPW Mantenimiento luminoso • 70% @ Vida útil • +50,000 hr Atenuable • Algunos Requiere controlador • Sí Tiempo de arranque • inmediato Ciclos de encendido • No afecta Temperatura de operación • -20 a 40°C Contaminantes peligrosos • Ninguno !! Aplicación ?

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LEDs • • • • • • • • • • •

Reemplazo de bombillas incandescentes

Consumo 13 Watts Reemplaza incandescente de 60W Diámetro 62 mm Rosca E27 Controlador integrado Flujo luminoso 810lm Alta Eficacia 62 Lm/W Vida Nominal 25000 h Temp. de color: 2700 Kelvin IRC 90% Atenuable Modelo 60 13 W/827 E27

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LEDs Reemplazo de reflectores incandescentes

AR 111

PAR 38

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LEDs Reemplazo de reflectores incandescentes

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LEDs Reemplazo de fuentes fluorescentes

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LEDs Reemplazo de fuentes fluorescentes

LEDs Reemplazo de fuentes fluorescentes

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LEDs

Panel LED…

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LEDs Iluminación de cámaras frías

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LEDs Luminarias

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LEDs Cintas flexibles autoadheribles

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LEDs

Colores mas comunes de LEDs…

175

LEDs

LED RGB…

PRACTICA RGB CON ARDUINO

177

LEDs

LED RGB…

178

LEDs

LED RGB…

179

LEDs

PROGRAMACION LED RGB…

LEDs

PROGRAMACION LED RGB…

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181

LEDs

Aplicaciones de los LEDs…

182

LEDs

Aplicaciones de los LEDs…

183

LEDs LEDS como vestimenta activa de edificios…

184

LEDs Iluminación de fachadas…

185

LEDs LEDs como parte del mobiliario urbano

186

LEDs Luminaria de alumbrado público

187

LEDs Light art…

188

LEDs Smart Lighting…