Tema: leds y conceptos de iluminacion

hola,
Ruego a todos no postear hasta que haya completado el hilo.
Una vez terminada la exposicion de conceptos(no solo por mi parte ja que pondre alguns textos ja elaburados por outra gente)
el hilo ya servira para debatir como aprovechar mejor la luz y como usar mejor los leds, así como analizar los diferentes sistemas comerciales que vayan saliendo.

Qué es la luz

La luz es una http://es.wikipedia.org/wiki/Radiaci...magn%C3%A9tica.

" La radiación electromagnetica se distingue por una característica esencial, la longitud de onda (l.o.). En función de la longitud de onda, la radiación electromagnética se clasifica con diferentes nombres, q configuran el espectro electromagnético. La luz visible, abreviado como "luz" habitualmente, es la franja q comprende las longitudes de onda q van desde 380 a 780 nm. (1nm=10^-7 m=diezmillonésima parte de un metro). No obstante la luz con l.o. menor de 400nm y mayor de 700nm tiene muy poco efecto sobre el ojo humano, por lo q usualmente se simplifica a las l.o. entre 400 y 700nm. Este rango también el q mejor usan las plantas, por lo q se le denomina PAR=Photosynthetic Active Radiation= Radiación Activa Fotosintética.

(*nota: el motivo de usar las siglas inglesas es q así se encuentra mayoritariamente en la literatura técnica)

Otro aspecto muy relevante sobre la r.e. es la dualidad onda-corpúsculo, q significa q podemos interpretar la luz a la vez como onda o como partícula (el fotón). Para describir la luz y su comportamiento, solemos referirmos a ella como onda (caracterizada por su longitud de onda), pero para referirnos a sus efectos, especialmente sobre las plantas, nos solemos referir a la luz como un chorro de partículas, los fotones. Esto es relevante porq la energía q porta un fotón es inversamente proporcional a su longitud de onda (más energía cuanto menor (más corta) es la l.o.), pero las plantas lo q absorben son los fotones, como unidad, independientemente de la energía q portan (recordemos q esta es mayor cuanto menor es la longitud de onda. Como veremos más adelante, este comportamiento es esencial a la hora de diseñar las iluminaciones más eficaces."
CITADO POR EL AMIGO KANNA

"Hay diferentes unidades para describir la luz, pero hay q hacer una distinción básica entre dos tipos de unidades: las unidades fotométricas y las radiométricas.

Las unidades fotométricas se refieren a la sensibilidad del ojo humano a la luz. Esto es, la magnitud física se corrige por unos coeficientes q describen nuestra sensibilidad a cada l.o. Estas unidades son las q conoce todo el mundo, especialmente el lm. No obstante debido a lo extrema q es nuestra sensibilidad a la luz, son muy malas medidas para saber cuanta luz disponible tienen las plantas. Un mol de fotones de 555nm (verde) produce 10 veces (nada menos) más lúmenes q un mol de fotones de 655nm (rojo) ó 475nm (azul).

Las unidades radiométricas miden magnitudes físicas, y son las adecuadas para estudiar la luz y las plantas. Hay dos maneras de medir radiométricamente la luz, en función de su dualidad onda-corpúsculo. En watios (W), una medida de energía (en relación a su comportamiento como onda) o en fotones (uE, en relación a su comportamiento como partícula). Como la interaccion de la luz con la materia se produce en forma de partícula, esta es preferentemente la unidad q usaremos.

No obstante, hay una conversión directa entre la energía q porta la luz (W) y el numero de fotones q transporta (o más precisamente, q portan esa enrgía), por lo q se pueden usar ambas medidas indistintamente. Usaremos una u otra en función de la aplicación.

Para realizar las conversiones de W a uE, o de cualquiera de ellas a lm, es necesario conocer la distribución espectral de potencia (SPD=Spectral Power Distribution). Ésta suele ser aportada por los fabricantes de bombillas, y se da generalmente como un gráfico q abarca las l.o. visibles, y q muestra cuanta energía irradia la bombilla en cada l.o"

citado por kanna

" Hasta el momento, me he centrado en la cantidad total, o absoluta, de luz (potencia). Pero hay otras magnitudes q nos interesa conocer para caracterizar la luz. Básicamente, son tres, la mencionada potencia, la intensidad y la densidad de luz.

La intensidad de luz describe el componente direccional de la luz. Su unidad es la candela (cd), q mide los fotones emitidos por sr (en realidad, la unidad básica tanto fotométrica como radiométrica es la cd y el mW/sr, ya q el lm se define en función de la cd). La magnitud radiométrica equivalente es la intensidad radiante, q se mide en mW/sr (sr=estereorradián).

La intensidad de luz es una magnitud muy relevante en botánica, pues determina la capacidad de penetración de la luz (su "alcance", para simplificar).

La densidad de luz es frecuentemente confundida con la intensidad. La diferencia es q la densidad es una magnitud referida a la superficie iluminada, no a la fuente de luz. Describe cuanta luz cae en una superficie dada. Esta magnitud es la q relaciona con mayor precisión el comportamiento de las plantas con la luz q reciben. Se usan varias unidades distintas: fotométricas, el lux (lm/m2), q es lo q se mide con un luxómetro/fotómetro, y radiométricas, w/m2 ó uE/m2."
gracias kanna

¿Se puede escribir ya? sino borro este mensaje para que sigas exponiendo.

photon ayuda no lo puedo borrar jejejeje

Iniciado por 6volts

photon ayuda no lo puedo borrar jejejeje

estes 2 mensaje no el de nacho jejeje

El tema este es bastante complicado. A mi me cuesta mucho tener claras las cosas, entre la luminacia, la iluminancia, y ... en fin.

Voy a hacer un resumen de tu buena exposición. Felicidades por el trabajo.

Los Watios, es lo que nos fijamos al comprar una bombilla, o un plancha.
Es la cantidad de energia eléctrica que consume por segundo.

Los lúmenes son la cantidad de energía que se emite por segundo en forma de luz visible a nuestros ojos.
Existen lúmenes-hombre
Existen lúmenes-perro
existen lúmenes-gato
etc.
Los lúmenes que se leen en los productos de iluminacion son los lúmenes-hombre, (de un hombre standard)

Los watios se transforman en lúmenes en una bombilla ideal.
Los watios no se transforman en lúmenes en una plancha.

No todos los watios se transforman en lúmenes en una bombilla real.
Parte de los watios se transforman en calor.

La bombilla ideal emitiría un único color verdeamarillento de 683 lm por cada watio eléctrico que consumiera.

Recordad, lúmenes-hombre.

Datos aproximados:
Una bombilla clásica crea 12 lúmenes de cada watio (12lm/W)
Una bombilla halógena crea 20 lúmenes de cada watio (20 lm/W)
Un tubo fluorescente crea 50 lúmenes de cada watio (50 lm/W)
Una lámpara de sodio a alta presion crea 125 lúmenes de cada watio (125 lm/W)
Una lámpara de sodio a baja presión crea 190 lúmenes de cada watio (190 lm/W)

Lúmenes y watios van de la mano.

Para elegir una lámpara o bombilla observad estos dos datos.
Los suelen dar de forma separada. Si faltase uno, no la compreis.
(las bombillas tradicionales no solían llevar el dato de lúmenes)

ejemplo:
Bombilla compacta, 10 W - 500 lm - 1,00€ - 5000 horas

Las dos parejas indispensables a la hora de elegir:

Cuánto me consume <--> Cuánto me produce
Cuánto cuesta <--> Cuánto dura

NOTA: hoy en día sólo son ciertos los watios y el precio. El resto de los datos, en la mayoria de los casos, son burdas aproximaciones a la realidad.

Vamos es que nunca comprei una bombilla de leds de las baratas y sin saber el fabricante del led y mirar su datasheets...

CITADO POR Hammer

"La eficiencia de un led es la relacion entre la "emision de luz" por vatio (W) consumido (a mas emision por vatio mas eficiciente).
para iluminacion ambiental (la calle, las casas, etc) se suele medir en lumenes (lm). Por desgracia, hasta ahora las emisiones que ofrecen los fabricantes de leds son en lumenes y en algunos leds azules en milivatios (mW), la emision en milicandelas (mcd) suele venir en leds de poca potencia. Al expresar los fabricantes la emision en lumenes aqui se va a calcular la eficiencia de los leds expresada en lumenes por vatio consumido (lm/W)

Para calcular los vatios consumidos por el led y poder saber su eficiencia basta con multiplicar los Voltios que tiene el led por la Intensidad a la que se desea correr el led (la Intensidad en Amperios), osea Voltaje x Intensidad = Watios (W = V x I). Si la Intensidad esta en miliAmperios (mA) hay que pasarla a Amperios (A) dividiendo por 1000 (750mA = 0.750A).

Ejemplo, un led a 500mA y con 3V consume 1.5W = 3V x 0.500A


Para obtener la eficiencia de un led a cierta intensidad (mA) medida en lm/W se obtiene de dividir los lumenes que emite entre los vatios consumidos (lm / W).

Ejemplo:

Tenemos dos leds distintos, pero del mismo color (longitud de onda), conocemos el voltaje y lumenes que da el led Nº1 a 400mA y tambien conocemos el voltaje y lumenes que da el led Nº2 a 350mA. Con estos datos solo podemos calcular la eficiencia a esos mA y para poder compararlos tenemos que saber su eficiencia a la misma intensidad y para esto recurrimos a los datasheets, donde podremos saber su eficiencia a 400mA si por ejemplo es la intensidad a la que queremos correr los leds. Para esto tendremos que calcular la potencia del leds a 400mA y los lumenes que emite.

El led Nº1 a 400mA con 2.25V consume 0.900W (2.25V x 0.400A), si a esos 400mA emite 60.0lm su eficiencia sera de 66.66lm/W (60lm / 0.900W)
El led Nº2 a 350mA con 2.10V consume 0.735W, si a esos 350mA emite 56.8lm su eficiencia sera de 77.28lm/W

Pero para poder compararlos tenemos que ver que consumo y lumenes da el led Nº2 a 400mA, para esto miramos el datasheet y vemos que el led Nº2 a 400mA tiene 2.12V por lo que consume 0.848W y vemos que a esos 400mA emite 64.6lm su eficiencia sera por lo tanto de 76.18lm/W

Se puede ver que el led Nº2 es mas eficiente que el Nº1 a 400mA y por ejemplo para obtener unos 1500lm con los leds Nº1 habria que poner 25 leds (1500 / 60.0lm led), mientras que para los leds del tipo Nº2 habria que poner 23 leds (23.22 leds para ser algo mas exactos).

Ahora esta la cuestion eficiencia/precio y facilidad de montaje de forma manual. La cuestion eficiencia/precio depende del presupuesto de cada uno, pero la cuestion de la facilidad de montaje tambien hay que tenerla muy en cuenta, algunos leds no se pueden montar de forma manual por su tamaño (tienen contactos o terminales diminutos), estos leds para facilitar el montaje manual se suelen comprar montados en pequeñas placas de circuito impreso de aluminio lo que encarece el precio. Por este motivo tambien es importante tener los datasheets de los leds donde podemos ver las medidas y forma de los contactos del led, ya que sino nos podriamos llevar una sorpresa..."

Gracias Hammer

outro dia(noche) saco como mirar y usar los datasheets...
ser buenos

Muchos calculillos sencillos .

Una cosa más. Supongo que en los leds 1 y 2 las intensidades dadas en primer lugar son las nominales.

Si aumentamos la intensidad ( o el voltaje) la vida del LED se reducirá de una forma importante.

Lúmenes / Watios : esto es lo que vale de verdad para ir a comprar luces al supermercado de bombillas

Iniciado por 6volts

Vamos es que nunca comprei una bombilla de leds de las baratas y sin saber el fabricante del led y mirar su datasheets...

CITADO POR Hammer

"La eficiencia de un led es la relacion entre la "emision de luz" por vatio (W) consumido (a mas emision por vatio mas eficiciente).
para iluminacion ambiental (la calle, las casas, etc) se suele medir en lumenes (lm). Por desgracia, hasta ahora las emisiones que ofrecen los fabricantes de leds son en lumenes y en algunos leds azules en milivatios (mW), la emision en milicandelas (mcd) suele venir en leds de poca potencia. Al expresar los fabricantes la emision en lumenes aqui se va a calcular la eficiencia de los leds expresada en lumenes por vatio consumido (lm/W)

Para calcular los vatios consumidos por el led y poder saber su eficiencia basta con multiplicar los Voltios que tiene el led por la Intensidad a la que se desea correr el led (la Intensidad en Amperios), osea Voltaje x Intensidad = Watios (W = V x I). Si la Intensidad esta en miliAmperios (mA) hay que pasarla a Amperios (A) dividiendo por 1000 (750mA = 0.750A).

Ejemplo, un led a 500mA y con 3V consume 1.5W = 3V x 0.500A


Para obtener la eficiencia de un led a cierta intensidad (mA) medida en lm/W se obtiene de dividir los lumenes que emite entre los vatios consumidos (lm / W).

Ejemplo:

Tenemos dos leds distintos, pero del mismo color (longitud de onda), conocemos el voltaje y lumenes que da el led Nº1 a 400mA y tambien conocemos el voltaje y lumenes que da el led Nº2 a 350mA. Con estos datos solo podemos calcular la eficiencia a esos mA y para poder compararlos tenemos que saber su eficiencia a la misma intensidad y para esto recurrimos a los datasheets, donde podremos saber su eficiencia a 400mA si por ejemplo es la intensidad a la que queremos correr los leds. Para esto tendremos que calcular la potencia del leds a 400mA y los lumenes que emite.

El led Nº1 a 400mA con 2.25V consume 0.900W (2.25V x 0.400A), si a esos 400mA emite 60.0lm su eficiencia sera de 66.66lm/W (60lm / 0.900W)
El led Nº2 a 350mA con 2.10V consume 0.735W, si a esos 350mA emite 56.8lm su eficiencia sera de 77.28lm/W

Pero para poder compararlos tenemos que ver que consumo y lumenes da el led Nº2 a 400mA, para esto miramos el datasheet y vemos que el led Nº2 a 400mA tiene 2.12V por lo que consume 0.848W y vemos que a esos 400mA emite 64.6lm su eficiencia sera por lo tanto de 76.18lm/W

Se puede ver que el led Nº2 es mas eficiente que el Nº1 a 400mA y por ejemplo para obtener unos 1500lm con los leds Nº1 habria que poner 25 leds (1500 / 60.0lm led), mientras que para los leds del tipo Nº2 habria que poner 23 leds (23.22 leds para ser algo mas exactos).

Ahora esta la cuestion eficiencia/precio y facilidad de montaje de forma manual. La cuestion eficiencia/precio depende del presupuesto de cada uno, pero la cuestion de la facilidad de montaje tambien hay que tenerla muy en cuenta, algunos leds no se pueden montar de forma manual por su tamaño (tienen contactos o terminales diminutos), estos leds para facilitar el montaje manual se suelen comprar montados en pequeñas placas de circuito impreso de aluminio lo que encarece el precio. Por este motivo tambien es importante tener los datasheets de los leds donde podemos ver las medidas y forma de los contactos del led, ya que sino nos podriamos llevar una sorpresa..."

Gracias Hammer

Estoy de acuerdo, si a todo esto le ponemos una buena lente y un difusor, mejor

¡Cuidado! Para comparar la eficiciencia práctica no hay que expresar sus potencias a una misma intensidad de trabajo, porque existen LEDs que trabajan a distintas intensidades nominales ( óptimas) debido a que se fabrican con materiales distintos.
Unos a 350 mA, otros a 475 mA, otros a 700mA, etc.

Por lo tanto la comparación se ha de hacer con la eficiencia máxima (que corresponde a la intensidad nominal) de cada LED independientemente.

P.D. en la eficiencia viene implícita ( muy implícicta) la duración del LED, puesto que a intensidades algo superiores a la nominal la eficiencia tambien aumenta pero la vida útil disminuye drásticamente.
Con estos valores juegan algunos fabricantes de luminarias desaprensivos que conectan LEDs a una intensidad superior a la nominal para que los LEDs brillen más y tengan más eficiencia temporalmente sus bombillas.

Iniciado por nnacho

¡Cuidado! Para comparar la eficiciencia práctica no hay que expresar sus potencias a una misma intensidad de trabajo, porque existen LEDs que trabajan a distintas intensidades nominales ( óptimas) debido a que se fabrican con materiales distintos.
Unos a 350 mA, otros a 475 mA, otros a 700mA, etc.

Por lo tanto la comparación se ha de hacer con la eficiencia máxima (que corresponde a la intensidad nominal) de cada LED independientemente.

P.D. en la eficiencia viene implícita ( muy implícicta) la duración del LED, puesto que a intensidades algo superiores a la nominal la eficiencia tambien aumenta pero la vida útil disminuye drásticamente.
Con estos valores juegan algunos fabricantes de luminarias desaprensivos que conectan LEDs a una intensidad superior a la nominal para que los LEDs brillen más y tengan más eficiencia temporalmente sus bombillas.

Hola Nnacho y 6volts, ya que se abrio este hilo, os parece correcto comentar lo de las k de las bombillas? luz fria, cálida etc.,

Salud

Hola Rosco, mi respuesta es que sí me parece correcto.

Bueno extrapolando lo que supongo que querías preguntar te puedo decir, que en el siglo pasado el tema del color en la iluminación domestica no era importante puesto que las bombillas eran casi todas de la misma tonalidad y los tubos flourescentes también. Para tenerlas de otro color había que pedirlas expresamente como algo poco habitual.

Ahora es importante porque las bombillas domésticas, sobretodo las flurorescentes se presentan en varias tonalidades de luz, que se pueden resumir en 3 tipos (ver dibujo adjunto): Blanco-azulada ; Amarilla Banquecino ; Amarillento-rojiza

Los colores en iluminacion vienen designados en vez de por su nombre ( imposibles de nombrar todas las tonalidades) por un número llamado temperatura de color en grados Kelvin. ( ver archivo adjunto)

Así pues una bombilla con luz de equivalente a 3000 K es amarillenta-rojiza
otra equivalente a 5000 K es amarillento-banquecina
y otra con un color de 8000 K es balnco-azulada.

P.D. Ahora vuelven ¡¡por fin!! las bombillas de filamento de Wolframio de toda la vida. Han sido mejoradas aumentando ligeramente su rendimiento y vida útil. El color de la luz creo que será el mismo para todas. Así que en este tipo de bombillas no hará falta mirar el color d ela luz que emiten

Iniciado por nnacho

Hola Rosco, mi respuesta es que sí me parece correcto.

Bueno extrapolando lo que supongo que querías preguntar te puedo decir, que en el siglo pasado el tema del color en la iluminación domestica no era importante puesto que las bombillas eran casi todas de la misma tonalidad y los tubos flourescentes también. Para tenerlas de otro color había que pedirlas expresamente como algo poco habitual.

Ahora es importante porque las bombillas domésticas, sobretodo las flurorescentes se presentan en varias tonalidades de luz, que se pueden resumir en 3 tipos (ver dibujo adjunto): Blanco-azulada ; Amarilla Banquecino ; Amarillento-rojiza

Los colores en iluminacion vienen designados en vez de por su nombre ( imposibles de nombrar todas las tonalidades) por un número llamado temperatura de color en grados Kelvin. ( ver archivo adjunto)

Así pues una bombilla con luz de equivalente a 3000 K es amarillenta-rojiza
otra equivalente a 5000 K es amarillento-banquecina
y otra con un color de 8000 K es balnco-azulada.

P.D. Ahora vuelven ¡¡por fin!! las bombillas de filamento de Wolframio de toda la vida. Han sido mejoradas aumentando ligeramente su rendimiento y vida útil. El color de la luz creo que será el mismo para todas. Así que en este tipo de bombillas no hará falta mirar el color d ela luz que emiten

Hola Nnacho, ¿¿ estás seguro de lo de las bombillas de filamento??

Salud

Esto lo he encontradom en una página de la comisión europea de la energía:
UE - Bombillas de bajo consumo - Descripción de los tipos de bombillas

Las bombillas incandescentes mejoradas tienen la forma y el casquillo de una bombilla convencional, pero llevan dentro una cápsula halógena. Esto hace que puedan utilizarse exactamente igual que las bombillas tradicionales. A partir de 2016 las bombillas incandescentes mejoradas de clase C se modernizarán aún más y pasarán a la clase energética B o A.

Iniciado por nnacho

Esto lo he encontradom en una página de la comisión europea de la energía:
UE - Bombillas de bajo consumo - Descripción de los tipos de bombillas

Las bombillas incandescentes mejoradas tienen la forma y el casquillo de una bombilla convencional, pero llevan dentro una cápsula halógena. Esto hace que puedan utilizarse exactamente igual que las bombillas tradicionales. A partir de 2016 las bombillas incandescentes mejoradas de clase C se modernizarán aún más y pasarán a la clase energética B o A.

Ok, eso si que me suena más, pero sinceramente creo (espero) que en 2016 tengamos el L.E.D. funcionando en los hogares a toda pastilla.
¿alguien sabe si es verdad que las bombillas económicas pasarán a mejor vida en breve por el gas que llevan?

Salud