A iluminação baseada em LED para iluminação geral foi introduzida pela primeira vez há cerca de 20 anos. À medida que os LEDs se tornaram cada vez mais prevalentes, começaram a se desenvolver preocupações sobre a magnitude do lúmen e da mudança de cromática, e em um nível ainda mais básico, como esses atributos devem ser medidos?
OSociedade de Engenharia Iluminadora(IES) publicado pela primeira vez LM-80,Medindo a manutenção de lumen de fontes de luz LED, em 2008, com uma atualização em 2015 (Método aprovado pelo IES: Medindo fluxo luminoso e manutenção de cores de pacotes, arrays e módulos led), que previa a medição da mudança de cromática, além da manutenção do lúmen. A última revisão, LM-80-20,Método aprovado: Medindo fluxo luminoso e manutenção de cores de pacotes, arrays e módulos led, incorpora orientação para mediçãofluxo radianteEfluxo de fótonsalém defluxo luminoso, principalmente em resposta ao crescente mercado de iluminação horticultural baseada em LED. Todas as versões da norma LM-80 exigem um mínimo de 6.000 horas de operação do pacote LED com medições de lúmen e cromática registradas pelo menos a cada 1.000 horas.
Uma preocupação adicional dentro da comunidade de iluminação envolveu metodologia para projeções de manutenção de lúmen de longo prazo eCromaticidademudança com base nos conjuntos de dados limitados obtidos durante o teste LM-80. Em resposta, o IES publicou o TM-21,Memorando Técnico: Projetando manutenção de lumen de longo prazo de fontes de luz LEDem 2011 com uma atualização em 2019 para incorporar projeções para projeções de fluxo de fótons e vibrações e TM-35,Memorando Técnico: Projetando mudança de coordenação de cromática de longo prazo de pacotes, arrays e módulos led, também publicado em 2019.
Os dados coletados utilizando os métodos de LM-80-08 e LM-80-15 formam a base de umRelatório do DoEde autoria de Lynn Davis e Monica Hansen, lançado em março de 2020, caracterizando tanto o lúmen quanto a manutenção da cromática dos pacotes LED como uma atualização de um relatório publicado em 2015 que focava apenas na manutenção do lúmen. Quatro tipos diferentes de pacotes LED usados em aplicações gerais de iluminação foram avaliados: baseado em cerâmica, baseado em polímero,chip-a-bordo(COB), eescala de chip. Um total de 223 conjuntos de dados LM-80, representando produtos dos principais fabricantes de pacotes LED foram usados para projetar a manutenção de lúmen e a mudança de cromática pelos protocolos apresentados em TM-21-11 e TM-35-19, respectivamente.
Sem surpresa, os resultados do estudo de 2020 demonstram que as vidas do pacote LED para todos os tipos de pacotes melhoraram desde o estudo de 2015 (além de pacotes em escala de chip que não foram incluídos no estudo anterior). No estudo de 2015, aproximadamente um terço das vidas projetadas do pacote LED foram superiores a 60.000 horas (L70). No estudo de 2020, 96% das vidas projetadas de pacotes L70 ultrapassaram 60.000 horas com os maiores ganhos realizados para embalagens à base de polímeros devido, segundo o relatório, a melhorias nos materiais.
O principal ponto de interesse, no entanto, reside na área de mudança de cromática projetada, que até a publicação do TM-35-19 não era abordada em nenhuma norma. Este estudo utilizou os modos de mudança de cromamaticidade (CSMs) definidos na tabela abaixo para caracterizar a mudança observada na cromática testada pelo protocolo LM-80-15.
CSMs comuns de dispositivos LED e direção de mudança de cromamaticidade durante o estado estável. Fonte:Compreensão e Controle da Mudança de Cromamaticidade em Dispositivos LED, RTI International. Usado com permissão.
Três dos quatro tipos de pacotes LED incluídos no estudo de 2020 apresentaram mudança de cromática durante o teste LM-80, como mostrado emFigura 1. O modo de mudança de cromática parece estar correlacionado ao tipo de pacote, além dos pacotes COB, para os quais nenhuma conclusão foi tirada. O estudo recomenda uma investigação mais aprofundada dos mecanismos responsáveis pela mudança de cromatosidade nos pacotes de COB.
Figura 1Três dos quatro tipos de pacotes LED apresentaram mudança de cromática durante o teste LM-80. Fonte:Lumen e Chromaticity Maintenance Behavior of Light-Emitting Diode (LED) Pacotes baseados em dados LM-80, Departamento de Energia dos EUA.
A metodologia do TM-35-19 foi então aplicada ao projeto de mudança de cromática de longo prazo e esses resultados foram comparados aos dados coletados em termos de magnitude e direção da mudança projetada. O estudo concluiu que as projeções do TM-35 são razoáveis e muitas vezes conservadoras em termos de magnitude de turno, mas menos do que adequadas em termos de direção de turno. As implicações desses achados são significativas para ambientes mais elevados, como museus, restaurantes, lojas de varejo e até mantimentos, onde a cor da iluminação pode impactar a forma como os objetos iluminados aparecem.
A partir da discussão acima, parece que ainda há trabalho a ser feito dentro da comunidade led para desenvolver melhores métodos para avaliar a mudança de cromática a longo prazo. Também é importante ter em mente que os resultados do estudo são baseados apenas em dados coletados em ambientes controlados para pacotes LED. A incorporação de embalagens em luminárias e o funcionamento dessas luminárias em ambientes reais introduzem uma série de variáveis, incluindo perdas devido ao manejo térmico inadequado, operação em ambientes severos e perda de luz devido ao acúmulo de UV e sujeira que podem impactar tanto a manutenção do lúmen quanto a mudança de cromática e para as quais nenhum estudo de avaliação foi realizado até o momento.
