#1 – Il LED

Pillole di Bit
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#1 - Il LED
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Componente di base onnipresente nei dispositivi elettronici di uso quotidiano. Una breve spiegazione su come è fatto e come funziona

Il LED
La fisica del LED
Datasheet LED standard
Costo energia elettrica

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Buongiorno a tutti e bentornati al questo podcast “Pilole di Bit” con la sua prima vera puntata questo non è più un episodio pilota ma è un episodio vero. abbiamo parlato l’altra volta delle basi dell’elettricità oggi parliamo di un componente che è presente in praticamente tutto quello che è elettronico e che ci circonda siamo letteralmente circondati da luci, lucine, segnalatori, tutto ottico tutto che fa luce e non sono lampadine normali ma parliamo di LED, il diodo ad emissione di luce. Dove che troviamo il LED intorno a noi? lo troviamo in qualunque tipo di spia, qualunque cosa piccola accesa, tipicamente rossa verde blu, sono i colori più comuni lo troviamo nella retro illuminazione dei televisori a LED, che non vuol dire che il pannello sia a LED, ma che è la retro illuminazione al posto che essere fatta con delle lucine, come erano i vecchi pannelli, e fatta con una una fitta rete di LED lo troviamo in alcune auto nel terzo stop perché è perché il led si accende molto più velocemente di una lampadina normale ma ne pareremo più tardi lo troviamo nei telecomandi perché il telecomando della televisione non ha nient’altro che un led di uno c che noi non vediamo che è l’infrarosso se noi puntiamo una telecamera che vedere infrarosso su un telecomando e schiacciamo un qualunque bottone del telecomando vedremo che il telecomando lampeggia anziché il led del telecomando lampeggia perché sta comunicando dati lo troviamo anche tipo nei cancelli, il sistema che blocca il cancello quando qualcuno passa non è altro che un led che illumina un rilevatore e quando il rilevatore non è più illuminato da led significa che c’è qualcuno in mezzo e il cancello se si sta chiudendo si ferma Parliamo delle diversità del led rispetto alla Lampadina quella a cui siamo tutti abituati che tra l’altro adesso non è neanche più permesso vendere ora abbiamo soltanto più l’ampadina a risparmio. La lampadina rispetto a LED è più grande molto più più grande. La lampadina si accende molto più lentamente rispetto a LED se voi notate quando per esempio c’è una macchina con gli stop a LED il terzo stop e la lampadina normale il terzo stop si accende circa mezzo secondo prima. Perché? Perché la lampadina per andare in temperatura e le metà luce ci mette del tempo. Il LED ha un tempo di accensione di circa pochissimi microsecondi. Questo cosa vuol dire? Che per esempio nella sicurezza stradale il LED aiuta perché se un automobile che viaggia a 130 km/h percorre circa 36 metri al secondo, il fatto che lo stop si accenda a mezzo secondo prima fa assolutamente la differenza sui tempi di reazione, 18 metri è circa la larghezza della profondità dell’area di rigore di un campo da calcio in mezzo secondo. Il led consuma ovviamente molto meno della lampadina normale e consuma anche meno della lampadina a risparmio energetico. Per esempio una lampadina che consuma 150 vattre che dissipa un sacco di energia in calor per ottenere la stessa luce, basta un led da 28 watt vedete che il risparmio è elevatissimo un led dura molto di più di una lampadina un led dura circa 100.000 ore di ascensione continua la lampadina ne dura forse mille il led non è sogetto all’usura da ascensione e spegnimento vedremo perché il led si usa spesso in ascensioni e spegnimenti molto frequenti anche se non ce ne accorgiamo come funziona il LED in un suto è un diodo, il diodo cos’è? è un dispositivo elettronico che permette alla corrente di passare solo in una direzione. Se noi mettiamo il diodo nella direzione sbagliata, la corrente non passa come se ci fosse un interruttore aperto. Questo come avviene, avviene non entro nei dettagli, ma perché c’è una c’è una giunzione detta di tipo PN e questa permette il passaggio degli elettroni solo da una parte verso l’altra non al contrario. Che differenza il LED da un diodor normale? Che quando gli elettroni passano da un materiale che è quello di tipo P, a un materiale che è quello di tipo N, se poi vi interessa me lo dite affrontiamo questo discorso della genuzione perché nell’elettronica si basa quasi tutto su questo. Diciamo l’elettrone passa ad un materiale all’altro, perde energia e questa energia, visto che come sappiamo l’energia non può essere persa, cioè sparisce, l’energia che l’elettrone perde la rilascia in emissioni di fotoni. Se i fotoni sono alla lunghezza don da giusta, chi vedono l’emissione luminosa, quindi il colore del led è dato dal tipo di materiale con cui è fatto. Non so se avete visto, li vendono ormai costano veramente poco poco poco, ci sono i led multicolore, quelli che cambiano continuamente il colore. Come sono fatti questi? Non sono fatti di materiali che cambiano, ma non sono altro che tre led molto piccoli, uno rosso, uno verde e uno blu che combinati insieme fanno tutto lo spettro cromatico che il nostro occhio vede. Lo vedremo in una puntata successiva, questa cosa è anche la base dei nostri display, lo era sul monitor CRT, lo era sul plasma, lo è sull’LCD e lo è anche sull’OLED. Il LED dicevamo questo vantaggio che non non patisce quindi al posto di variare la luminosità del led variando la tensione che li si applica normalmente il led quando si vede col coluce fiocca e gestito come si si si dice in in p wm significa che io applico un onda un’onda quadra e per avere la luminosità massima il 100% della durata dell’onda quadra è acceso. Per avere la metà della luminosità per esempio questa onda quadra per la metà del tempo sarà sull’ivelo on e l’altra metà del tempo sarà sull’ivelo off. Il nostro occhio non vede più di una certa frequenza quindi se la frequenza è molto alta noi vediamo solo che la luminosità varia ma non che varia il… cioè che si accende che si spegne di di continuo il led. Quanto consuma un led a livelli pratici? Abbiamo parlato l’altra volta di tensioni e di correnti. Un led si accende normalmente, un led standard poi ce ne sono di 8 milioni di tipi diversi, si accende con due volte e assorbe circa 18 mili ampere quindi 0,018 ampere. Visto che nessun alimentatore fornisce due volte, noi dobbiamo abbassarla questa tensione facendo un rapido calcolo se noi abbiamo una tensione da 5 volte che è abbastanza standard nei circuiti elettronici per applicarne due a LED e non bruciarlo mettiamo una resistenza. La resistenza ovviamente scalda quindi dissipa dell’energia e in watt un LED consuma 5 volt per 0,018 amper quindi consuma 0,036 watt visto che i nostri contatori ci fatturano in kWh dobbiamo convertire questi watt-hora in watt al giorno quindi consuma 0,864 watt durante tutto l’anno assorbe circa un terzo di kWh visto che un kWh adesso al mercato costa circa 0,17 euro un led indicativamente in un anno che sia sempre acceso fa 600 esimi di euro. Contate un po’ quanti led sempre accesi avete a casa, a televisore, fate conto che per esempio il display del microonde che mostra l’ora non sono un led solo ma sono un led per ogni segmento. L’antifurto, tutto quello che ha una piccola lucina circa vi costa quella cifra lì all’anno. Direi che è una cosa abbastanza impegnativa poi a fine anno è per quello che si che si dice sempre di spegnere tutte le spie dello stand by. Il led è un dispositivo che vediamo ovunque e nelle prossime puntate vedremo anche come viene nascosto nel senso che non ci accorgiamo che un led, ma noi comunque vediamo della luce. Spero di aver reso abbastanza sul funzionamento del led, se non dimenticate di dire il led funziona in corrente continua, quindi non ci dovete applicare la corrente alternata, nel prossimo punto parleremo su come si sistema, come si converte la corrente alternata che abbiamo in casa in corrente continua ad applicare ai nostri dispositivi elettronici. Vi ricordo tutti i contatti del podcast, il sito è piloledibit.warpress.com, mi trovate su Twitter a piloledibit, potete scrivermi una mail a [email protected], ovviamente potete anche lasciare i commenti sotto le varie puntate del podcast nel blog. Abbiamo finalmente il feed su ITunes e quindi se vi volete iscrivere e lasciare cinque stelline 4 di meno facciamo che non ascaltate podcast e basta e vi ricordo che sul blog ci è scritto ci sono tutti i riferimenti della della sigla e del software che uso per registrare questo led vi ringrazio e ci sentiamo alla prossima puntata ciao Ciao!

Il sito è gentilmente hostato da ThirdEye (scrivete a domini AT thirdeye.it), un ottimo servizio che vi consiglio caldamente e il podcast è montato con gioia con PODucer, un software per Mac di Alex Raccuglia