LUMINARIAS BASE LED DE LUZ BLANCA CON TONALIDAD AJUSTABLE

Las luminarias base LED que emiten luz blanca y que integran elementos que permiten al usuario seleccionar la tonalidad e intensidad de la luz emitida (por ejemplo, desde blanco cálido hasta blanco frío o luz de día), se han posicionado en el ámbito de la iluminación comercial a nivel mundial, como una de las tendencias de implementación más importantes. Y es que los desarrolladores de nivel componente, sistemas y luminarias base LEDs han adoptado en con gran seriedad los resultados que sobre Foto-biología han sido obtenidos por universidades y otros grupos relacionados; y finalmente transmutando la teoría en productos reales.

Es innegable que en la actualidad conocemos más que nunca acerca de la forma en la que los seres humanos funcionamos; es así que, parecería que la comunidad de desarrolladores de productos y sistemas de iluminación base LEDs haya sido agraciada, por una rama de la ciencia que respalde a una tecnología de aplicación práctica y que sea perfectamente apropiada para aprovechar la capacidad de los sistemas de iluminación base LEDs actuales y futuros.

Los productos que emiten Luz Blanca con Tonalidad Ajustable se clasifican en tres categorías básicas: “Dim-to-White”, “ White-Tunable” y “Full-Color-Tunable

1.- Dim-to-Warm.

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       A estos productos en el ámbito global también se les conoce como: “warm dim, blackbody dimming or incandescent dimming”; en términos generales lo que se implica es que refiere a un producto que Concebido para Emular el funcionamiento de un sistema de atenuación acoplado a  fuentes luminosas incandescentes o halógenas.

Usualmente se han diseñado para que a nivel máximo de salida entreguen una Temperatura de Color Correlacionada (TCC) localizada dentro del intervalo de 2700K a 3000K; hasta un nivel mínimo que entrega un TCC tan bajo como 1800K (temperatura de color de una vela). Tal como sucede par el caso de las lámparas incandescentes, el color de la luz que se emite se torna más amarillento a medida que el nivel de atenuación se va reduciendo.

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Aplicaciones.

         Tal como era de espera (herencia se uso), éste tipo de producto es muy apreciado en ambientes como restaurantes, vestibulos de hoteles, salas de baile, teatros y espacios residenciales.

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Peculiaridades.

  • Cuando la aplicación demanda la capacidad de atenuar la intensidad de la luz emitida sin que la Temperatura de Color Correlacionada (TCC) se modifique (Sala de Conferencias o Presentaciones), es preferible optar por un sistema del tipo “ White-Tunable” que permite desasociar la característica de atenuación de la de cambio de la TCC.
  • Algunos sistemas incorporan LEDs color ambar para lograr niveles de atenuación extremadamente bajos; en ese caso, el efecto que se pudiese presentar sería el similar al que se producirá por lámparas de vapor de sodio de alta presión
  • La eficacia del sistema es inferior al ser comparada con otro conformado por luminarias base LED con un TCC fijo de 2,500-2700K.

2.- White-Tunable.

         El fundamento operativo de éste tipo de productos, descansa sobre la base de poder manejar y mezclar precisamente, la intensidad de luz blanca emitida por diversos juegos (mínimo un par) de LEDs que han sido recubiertos con fósforos estrictamente formulados de tal forma, que sean capaces de emitir luz blanca sobre espacios TCC discretos (un valor definido de TCC para cada juego) y  ubicados dentro del intervalo de Temperatura de Color desde 2700K hasta 6500K.

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Aplicaciones.

         La técnica “White Tuning” permite variar la apariencia del tono de la luz blanca emitida dentro de un intervalo continuo que va desde cálido pasando por neutro y llegar alcanzar el frio. El abanico de las aplicaciones para éste tipo de productos es sumamente amplio.

  • Ajustar la iluminación de un recinto acorde a cambios de estación o remodelación del mobiliario por ejemplo en salas de exposición de de muebles.
  • Ajustar la iluminación a los gustos de un nuevo dueño o inquilino de un espacio o local.
  • Simular la ambientación de un recinto acorde a las condiciones ambientales prevalecientes en el exterior: frio, calor, hora del día.
  • Proveer de la luz ambiental adecuada para animar o relajar a los ocupantes de recintos acorde a su utilización y actividad dentro de un lapso determinado; animar o relajar la ambientación en salas de espera, recintos para exposiciones, etc.
  • Auxiliar en la modificación del comportamiento de alumnos dentro de las aulas. Estudios serios sobre el tema del comportamiento humano sugieren que manipulando tanto el tono como la intensidad de la iluminación del recinto es capaz de alertar o relajar el comportamiento de los alumnos.

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Peculiaridades.

  • En el tema de la interfase con el usuario, no existe un criterio comúnmente aceptado; cada fabricante ofrece tanto la interfase como la estrategia que considera es la mejor opción, sin intenciones de lograr una compatibilidad con otros sistemas concebidos para aplicaciones similares.
  • Usualmente los algoritmos de mezcla y control son propietarios y aplicables a un producto específico.
  • El alambrado de las luminarias y controladores en campo, puede revestir una mayor complejidad y costo comparando con la instalación de un sistema en base a luminarias de color fijo.

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3.- Full-Color-Tunable.

A estos productos también se les conoce en la industria como “Color Changing”, RGB (Rojo-Verde-Azul), RGBA (Rojo-Verde-Azul-Ámbar) o RGBW (Rojo-Verde-Azul-Blanco); Cada luminaria contienen tres o más LEDs correspondientes a los colores primarios monocromáticos cuya intensidad de emisión puede ser controlada individualmente para así realizar la mezcla deseada y obtener desde el Blanco en cualquiera de sus tonalidades hasta un color saturado (por ejemplo, verde saturado a 520nm).

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Aplicaciones.

         Una característica única de este tipo de “Color-Tuning” representa la habilidad para ubicar el punto de color de la emisión fuera del lugar geométrico definido por el “cuerpo negro”; en términos generales quiere decir que se cuenta con la capacidad de ubicar el “tinte” del color de la emisión alejado del ámbito del TCC (Blanco), dotándola de un tono particular particular.

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      Otra ventaja característica de Full-Color-Tuning” es la habilidad para poder reproducir la cromaticidad de cualquier fuente luminosa artificial. Así también, es posible manipular el espectro de la luz emitida de tal forma que se consiga realzar ciertas virtudes en los objetos iluminados, sin que implique modificar, visiblemente, el entorno general iluminado(por ejemplo en el caso de frutas, carne, calzado, etc.).

Controles.

         Es obvio que la amplia variabilidad de Full-Color-Tuning” demanda una interfase de usuario relativamente compleja. En la actualidad los protocolos más utilizados son DMX, DALI o inalámbrico con capacidad de alta resolución; normalmente la luminaria y el sistema de control, no comparten la misma fuente de alimentación.

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         Peculiaridades.

  • Tanto los procedimientos de la programación inicial como los de subsecuentes, distaran, seguramente, de ser muy intuitivas.
  • El procedimiento para reprodicir la cromaticidad y las característcas de reproducción de color de otra fuente luminosa, es definitivamente complicado; digamos que, es fundamental que el sistema cuente con la capcidad de “copiar” los parámetros de configuración de una luminaria una vez resuelta a satisfacción y transferirlos exactamante a otras para así lograr la uniformidad en la aplicación.

Concluyendo.

         El afrontar el reto de familiarizarse con todas las variantes que los diferentes tipos de productos “Color-Tunable” ofrecen, quizá pudiese ser una tarea un tanto compleja y desafiante; quizá, fuese útil el considerar, de inicio, a cada tipo de producto acorde sus aplicaciones más usuales, opciones de controladores, interfaces con el usuario y peculiaridades.

 

 

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Sistemas de Iluminación

 

BREVIARIO SOBRE TEMPERATURA DE COLOR (TC) y TEMPERATURA DE COLOR CORRELACIONADA (TCC).

            Temperatura de Color (TC).

            El concepto de la temperatura de color  proviene de los cambios aparentes del color de un objeto cuando éste es calentado a diversas temperaturas. Cuando la temperatura de un objeto se incrementa, la radiación emitida cambia provocando, consecuentemente, un cambio en su color. Una clase especial de objeto incandescente ( que resplandece cuando es calentado ) es el que emite una radiación del 100% de eficiencia cuando es calentado; éste es un radiador total ideal al que científicamente se le denomina como radiador de cuerpo negro. La característica distintiva de un radiador de cuerpo negro es que resplandece con tono totalmente dependiente de su temperatura.

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         El rango de tonalidades se representa dentro del diagrama de cromaticidad de CIE por una línea a la que se le denomina lugar geométrico del cuerpo negro o lugar geométrico de Planck ( en honor al físico Max Planck ).

         La temperatura de color es sencillamente el color de la luz blanca, y es la métrica (expresada en KELVIN) que describe cuál es el tono de la luz blanca que se produce al calentar, a diversas temperaturas, al radiador de cuerpo negro; partiendo del rojo profundo (la temperatura más baja 1000 K), pasa por el naranja, amarillo, “blanco” y termina en un blanco azuloso (la temperatura más alta 10,000 K).

Diagrama de Cromatidad CIE 1931

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Lugar geométrico de Planck (cuerpo negro)

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          Temperatura de Color Correlacionada (TCC)

            La temperatura de color es estrictamente aplicable a fuente de luz que son, precisamente, coincidentes con un radiador total. El concepto se ha ampliado para incluir fuente que emiten luz cercanamente pero, no coincidente con un radiador total. Para describir la luz proveniente de dichas fuente se aplica el concepto denominado temperatura de color correlacionada (TCC) .

         Es la temperatura de color de un radiador de cuerpo negro que acorde a la percepción de color humana, más se asemeja a la luz emitida por la fuente luminosa; también se expresa en Kelvin (K).

         En términos colorimétricos, se define como: dado un diagrama de cromaticidad que incluye el lugar geométrico de Planck, es la temperatura que resulta de proyectar el punto de cromaticidad de la fuente luminosa considerando la menor distancia entre ambos.         Usualmente el punto remoto de cromaticidad, se ubica sobre (o cercano a) alguna de las líneas isotermas trazadas perpendicularmente que cortan al lugar geométrico de Planck en diversoso lugares.

         Si bien, es cierto que la TCC para cualquier coordenada de cromaticidad; el resultado tiene sentido, únicamente cuando la fuente luminosa es cercana al blanco.

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