Problemas no uso de LEDs (ART686)

Nos nossos dias, já temos a substituição por LEDs numa ampla gama de aplicações em que eram utilizadas lâmpadas incandescentes. Os LEDs deixaram há muito de ser simples dispositivos indicadores luminosos, encontrando em nossos dias uma vasta gama de aplicações em iluminação, principalmente os tipos brancos. No entanto, nesse tipo de aplicação existem ainda alguns pontos críticos que precisam ser considerados num projeto. Os LEDs não são tão simples de usar, não bastando apenas ter uma fonte de corrente constante para sua alimentação. Nesta atualização de 2012 podemos indicar diversos artigos no site que tratam do uso de LEDs em diversos tipos de aplicações.

Não resta dúvida alguma que os LEDs apresentam uma enorme gama de vantagens quando usados em iluminação, quando comparados com outras fontes de luz convencionais, principalmente as lâmpadas incandescentes.

Os LEDs têm um rendimento muito, maior robustez e também uma durabilidade maior do que lâmpadas comuns e mesmo outras fontes de luz que podem ser usadas em aplicações convencionais.

No entanto, as características dos LEDs tanto em relação ao seu brilho com o tempo como com a temperatura não são tão excelentes a ponto de nos garantir que eles possam ser usados sem problemas em qualquer aplicação.

De fato, em aplicações críticas como as que envolvem ambientes rudes, ou que exigem iluminação constante com o tempo, os LEDs podem apresentar algumas dificuldades de projeto que exigem mais do que uma simples fonte de corrente constante para sua alimentação.

Nas linhas seguintes analisaremos alguns problemas que podem ocorrer com o uso de LEDs em aplicações críticas, sugerindo as soluções que devem ser adotadas num projeto. Sugerimos a leitura de diversos artigos sobre LEDs existentes no site.

 

Luminosidade x Vida Útil

Os LEDs não queimam com tanta facilidade como as lâmpadas incandescentes comuns, sendo essa uma das principais vantagens que se apregoa para esse componente quando indicado para uso em iluminação.

No entanto, com o tempo, a luminosidade de um LED não se mantém constante, mas se degrada, e de forma bem acentuada, conforme o gráfico da figura 1.

 

Figura 1
Figura 1

 

Por essas curvas, vemos que o brilho de um LED comum pode ser reduzido à metade quando ele se aproxima do final de sua vida útil.

Isso significa que nas aplicações em que a quantidade de luz emitida é crítica, uma compensação deve ser prevista para esse fato. Muito mais importante do que manter constante a corrente no dispositivo, é preciso manter seu brilho constante, compensando-se isso na corrente que alimenta o dispositivo.

Aplicações que são críticas quanto a esse fato como, iluminação de painéis de aparelhos eletrônicos, levam em conta sensores que monitoram o brilho do LED fazendo a compensação de sua alimentação quando o brilho cai com o tempo, conforme mostra a figura 2.

 

Sensores que monitoram o brilho do LED
Sensores que monitoram o brilho do LED

 

 

Luminosidade x Temperatura

Outro ponto bastante crítico nos LEDs é a variação de sua luminosidade com a temperatura. Essa característica em especial é muito crítica quando o LED opera em ambientes hostis tais como o interior de veículos. A saída luminosa de um LED pode apresentar uma variação de até 100% na faixa de temperaturas de operação do dispositivo, conforme mostra a figura 3.

Isso significa que também deve-se prever um circuito que compense essas variações, com o aumento da corrente no LED quando seu brilho cai em função das condições ambientes.

 

Figura 3
Figura 3

 

Um sensor de temperatura acoplado ao circuito de controle é a solução indicada, conforme mostra a figura 4.

 

Sensor de temperatura
Sensor de temperatura

 

 

Entradas de Sensores

Pelo que vimos, um circuito de controle de LEDs em que o brilho é critico, deve prever tanto a temperatura ambiente com a possibilidade de se ligar um sensor, como também a queda de brilho com o tempo, com uma entrada para um sensor de intensidade luminosa, conforme mostra a figura 5.

 

Sensor de intensidade luminosa
Sensor de intensidade luminosa

 

Na verdade, o sensor para brilho já existe em muitas aplicações onde a compensação também deve ser feita em função da iluminação ambiente.

Isso ocorre em aparelhos em que as condições de iluminação do local em que operam pode variar. Num telefone celular, por exemplo, não precisamos de tanta iluminação num local escuro, mas precisamos de iluminação mais forte, para obter contraste num local mais claro.

 

Conclusão

LEDs são a solução ideal para uma infinidade de aplicações práticas que envolvem a iluminação de painéis e ambientes. No entanto, para que os LEDs sejam usados de maneira correta nessas aplicações é preciso levar em conta dois fatores que podem afetar seu funcionamento: diminuição do brilho com o tempo e efeitos da temperatura.

O uso de sensores pode ser a solução para compensar esses efeitos, conforme vimos nesse artigo.

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