Regole pratiche per impianti a tecnologia LED

Impianti a tecnologia LED: un vademecum sulle diverse tipologie e regole installative per realizzare impianti dedicati a regola d’arte sfruttandone al massimo i vantaggi e ottimizzando l’efficienza energetica

Ogni installatore sa bene che le caratteristiche tecniche e le prestazioni dei LED sono diverse da quelle delle sorgenti luminose tradizionali a incandescenza e a scarica.

Sono molti vantaggi che è possibile ottenere ma è necessario conoscere a fondo questa nuova tecnologia per scegliere i prodotti adatti e riuscire così a realizzare impianti dedicati a regola d’arte, in grado di sfruttarne appieno i benefici. Ci proponiamo qui di fornire in sintesi le informazioni essenziali per raggiungere questo obiettivo.

Le diverse tipologie

I LED sono proposti oggi per un ampio ventaglio di impieghi, in ogni tipo di ambiente: dai micro-spazi alle grandi aree, dagli interni agli esterni. Sorge il problema di distinguere i prodotti, tipo per tipo, modello per modello.

Il singolo diodo luminoso oggi più diffuso si chiama LED SMT, acronimo da “Surface Mounted Technology”. Si presenta come un minuscolo box (Figure 1 e 2), con la faccia superiore che emette la luce e la faccia opposta o base, fornita degli elettrodi, che funge da superficie di appoggio. Sono prodotti in tre versioni in cui variano le potenze assorbite e le dimensioni.

tipologie di led e potenza

Gli High Power LED si distinguono solitamente per la lente superiore che svolge la funzione di ottica primaria (Figura 3).

tipologie di led
1 – LED SMT monochip Mid Power (SEOUL Semiconductors) 2 -LED SMT monochip Mid Power (LG)

Un secondo tipo è il LED COB (Chip on Board) in genere con potenza maggiore rispetto ai LED SMT. Si tratta di un diodo luminoso formato da matrici o serie di piccoli chip inseriti in un packaging fornito di un solo rivestimento piano a fosfori, privi di lente di protezione. E’ la sorgente più indicata per gli apparecchi del tipo proiettore, faro o faretto, dalla forma compatta, dove i flussi necessari ammontano anche a molte centinaia di lumen. Le potenze sono nell’ordine delle decine di Watt.

Il LED COB può essere montato su attacchi (holder) di forme e misure standardizzate (componenti costruiti secondo i protocolli del consorzio Zhaga) al fine di consentirne l’intercambiabilità ed agevolarne montaggio e smontaggio (Figura 4).

Quando è necessario avere più flusso in modalità diffusa si ricorre ai moduli LED (Figura di apertura). Si aggregano più LED SMT fino ad ottenere la potenza e quindi il flusso richiesti.

tipologie di led
3- LED SMT monochip High Power (Samsung) 4 – COB LED (Chip On Board) montati su holder standardizzati (Bridgelux)

Collegamenti in serie e in parallelo

L’alimentazione elettrica dei diodi luminosi viene realizzata in bassissima tensione a corrente costante oppure a tensione costante con alimentatori elettronici lineari, o driver, che svolgono una pluralità di funzioni. Principalmente:

  1. trasformano la tensione alternata di rete in tensione alternata di valore inferiore (12, 24, 48 V, bassissima tensione);
  2. convertono la corrente alternata in corrente continua;
  3. controllano e regolano la tensione per livellarla e mantenerla al valore stabilito.

I driver di buona qualità sono generalmente protetti:

  • contro l’innalzamento del livello termico dello stesso driver e delle componenti del sistema,
  • contro i cortocircuiti,
  • contro le extra-tensioni di rete,
  • contro i sovraccarichi.

Una volta selezionati i LED da installare, in base al fabbisogno di lumen per illuminare gli ambienti, si definisce il tipo di collegamento elettrico dell’impianto. Per il collegamento in serie si sceglie un driver per alimentazione a corrente costante, per il collegamento in parallelo un driver a tensione costante.

I collegamenti in serie dei LED o dei moduli LED si realizzano con un conduttore elettrico in ingresso e in uscita da ogni fonte luminosa e un secondo cavo che congiunge l’ultimo dispositivo al secondo polo del driver. L’alimentazione deve fornire corrente allo stesso valore di milliampère a tutte le sorgenti luminose in modo da ottenere flussi identici.

La tensione tra il primo e l’ultimo della serie equivale alla somma delle cadute di tensione che si registrano per ciascun LED o modulo LED.

Nei casi in cui i diodi luminosi da installare siano collegati in parallelo, ci si accerta che siano adatti per questa soluzione. Devono avere a bordo le componenti e i circuiti integrati per il controllo della corrente di pilotaggio ed essere predisposti per la stessa tensione (12, 24, 48 V). Successivamente si sommano le singole potenze assorbite per ottenere il valore complessivo che, incrementato in via cautelativa del 10%, determina la potenza del driver. I collegamenti in parallelo prevedono l’ingresso e l’uscita dei conduttori provenienti dal driver solo nel primo dispositivo che è connesso agli altri in parallelo.

In genere i moduli lineari (strip LED) richiedono la soluzione in parallelo, mentre i moduli quadrati, rettangolari o circolari la soluzione in serie. I collegamenti a tensione costante permettono di fornire potenze considerevoli mantenendo la tensione ai valori bassissimi di sicurezza.

Gianni Forcolini
Informazioni su Gianni Forcolini 9 Articoli
Architetto e designer, docente in Lighting Design alla Facoltà del Design, Politecnico di Milano. Autore di libri, saggi e articoli. Si occupa di progettazione di oggetti e installazioni luminose, impianti, apparecchi e sistemi di illuminazione per ambienti interni ed esterni.