Con el EBVLightLab, EBV Elektronik se convierte en el primer distribuidor europeo en ofrecer a sus clientes en toda la región EMEA el acceso gratuito a un laboratorio óptico profesional. Incluso los recién llegados al campo de la iluminación LED pueden emplear el EBVLightLab para realizar casi todas las medidas fotométricas relevantes – desde LED individuales y módulos de LED hasta sistemas de lámparas completos – en función de los requisitos de la CIE y bajo una experta orientación. A muchos fabricantes de iluminación les gustaría dar el salto del filamento convencional y las lámparas CFL (bombillas de bajo consumo) a la iluminación LED, pero en la actualidad no disponen de los conocimientos necesarios para su diseño ni del costoso equipamiento de medida que lo haga realidad. Durante muchos años, EBV Elektronik ha proporcionado a estos clientes un soporte experto dentro de sus actividades EBVLightSpeed.

Desde febrero de 2012, EBV Elektronik ha ido ofreciendo a sus clientes un nuevo servicio en su centro de Poing, cerca de Múnich: el laboratorio óptico EBVLightLab. Esto convierte a EBV en el primer distribuidor europeo que permite a sus clientes de la región EMEA realizar de manera gratuita medidas radiométricas y fotométricas para todo tipo de dispositivos de iluminación: desde medidas en LED individuales o módulos de LED y medidas comparativas de fuentes de luz (p.ej. bombillas respecto a soluciones basadas en CFL o LED) e incluso la medida de luminarias completas. Esto ofrece incluso a las pequeñas compañías el acceso a tecnología de medida de alta precisión, y siempre bajo la experta orientación de un ingeniero de EBV.
EBV también organizará seminarios de formación y para sus clientes en el nuevo EBVLightLab. En estos seminarios de formación, EBV tratará las diferencias, ventajas e inconvenientes de varias fuentes de luz y ofrecerá consejos para una óptima implementación de la iluminación mejor adaptada cada aplicación. El EBVLightLab también se utilizará para la formación del equipo de ingenieros de aplicaciones de la propia compañía. A medio plazo, EBV también trata de desarrollar diseños de referencia especiales para iluminación LED.

“El EBVLightLab supone otro hito en el ámbito del soporte individualizado al cliente. Estamos muy orgullosos de ser la primera compañía en el sector de la distribución de semiconductores en Europa en ofrecer a sus clientes de toda la región EMEA el acceso a un laboratorio óptico ultramoderno que dispone del equipamiento más avanzado”, destaca Bruce Lynch, director de Segmento Vertical en EBVLightSpeed. “El EBVLightLab permite que los clientes calculen y evalúen sus proyectos de iluminación de forma aún más rápida y eficiente, acortando así considerablemente su plazo de comercialización. Otro elemento clave en el EBVlightLab es la EBVLightAcademy. Además de la formación realizada en el propio EBVLightLab, la EBVLightAcademy también ofrecerá formación on-line, permitiendo así que los clientes en EMEA formen parte de estos seminarios en directo en forma de seminarios web”, señala Lynch.

Dispositivos de medida de primer nivel
A la hora de seleccionar el equipamiento para el EBVLightLab, EBV invirtió del orden de seis cifras en euros y optó deliberadamente por una completa gama de dispositivos altamente profesionales. La lista de dispositivos de medida incluye dos esferas integradoras para medidas 2šp y 4šp, un espectrorradiómetro para medidas de referencia, un goniofotómetro, un dispositivo para la medida de la densidad luminosa y un luxómetro. Este conjunto de productos se complementa con un software especial de medida/evaluación y control, medidores de fuente y multímetros, una cámara termográfica y herramientas suplementarias.

Esferas integradoras con un diámetro de 250 mm y 1000 mm
A primera vista, los elementos más llamativos en el EBVLightLab son las dos esferas integradoras, en las que se miden la corriente luminosa y la potencia radiante. Estas medidas son necesarias para determinar la eficiencia luminosa (media en lúmenes por vatio). En estas esferas se realizan también las medidas colorimétricas de la distribución espectral cuantitativa y se determinan la temperatura del color y el índice de calidad del color.
El EBVLightLab dispone de dos esferas integradoras: una esfera 2šp con un diámetro de 250 mm y una esfera 4šp con un diámetro interno de 1000 mm. El interior de las esferas integradoras está cubierto con sulfato de bario (BaSO4, que refleja alrededor del 98% de la luz. Por tanto la luz se integra ópticamente en la esfera por medio de las superficies reflectoras del interior de la esfera, permitiendo así la medida del flujo luminoso siguiendo los requisitos de CIE 127.

Tomemos como ejemplo la esfera integradora pequeña en la que se miden o seleccionan los LED individuales. Esta esfera integradora de 250 mm permite que los ingenieros midan el especio semiesférico (estereorradián: 2šp por encima de una pequeña placa de circuito, y por tanto un LED. Esto significa que, por ejemplo, el personal puede seleccionar en una esfera integradora de 250 mm unos LED con una longitud de onda definida con precisión si se necesitan cinco LED idénticos.

Ahora bien, se necesita una esfera apropiada de 4šp para medir una luminaria completa. Por este motivo, EBV también ha adquirido una esfera integradora con un diámetro interno de 1000 mm (estereorradián: 4šp) para “medidas completas” además de la esfera de 250 mm. Esta esfera integradora grande de 4šp también es ideal para medidas comparativas – por ejemplo entre bombillas de filamentos o halógenas y lámparas de LED– o para la medida, según los requisitos de la CIE, de LED de alta potencia y luminarias enteras con una longitud del borde de hasta 90 cm.
Un soporte especial en el interior de las esferas permite colocar un portalámparas o luminaria E27 para tal fin. EBV también suministra los adaptadores mecánicos necesarios para realizar medidas en la esfera.

Medidas con el líder del mercado
Las dos esferas integradoras, así como estos dispositivos para medidas extremadamente complejas con que cuenta el nuevo EBVLightLab, fueron fabricados por la compañía alemana Instrument Systems en Múnich. Instrument Systems es el líder del mercado en el campo de la metrología de LED y trabaja estrechamente con varias comisiones internacionales. Los dispositivos cumplen los requisitos más recientes de la CIE (International Lighting Commission) para medidas precisas de flujo luminoso, que se expresa en lúmenes. Entre la lista de clientes de referencia de Instrument Systems se encuentran los principales nombres del sector, no solo los principales fabricantes de LED sino también conocidos usuarios: Apple, Avago, Cree, Dominant, Everlight, Nichia, Osram OS, Philips LumiLeds, Seoul Semiconductor, Vishay y Zumtobel.

Espectrorradiómetro
Un elemento clave dentro de la tecnología de medida en el EBVLightLab es el espectrorradiómetro CAS 140CT de Instrument Systems, diseñado para realizar las medidas de referencia de la industria durante las 24 horas. Este dispositivo de alta precisión mide la distribución de la potencia espectral de una fuente de luz de 1100 nm (infrarroja) en milisegundos desde el espectro visible hasta el rango UV a 380 nm, con un intervalo del punto de dato de 0,8 nm a lo largo de un rango de medidas de muy alta intensidad de nueve décadas, que corresponde a un rango dinámico de 1:1.000.000.000.
Todos los valores medidos se suministran a la salida por medio de un bus USB hasta un PC/portátil en el cual el software SpecWinPRO procesa los datos bajo Windows (XP y superior). Este software no solo proporciona los datos de las medidas en forma de elementos individuales de datos en una tabla, sino que también muestra la distribución espectral y la posición en el diagrama cromático de forma gráfica. De esta forma, el software también calcula la temperatura del color y el índice de calidad del color (colour rendering index, CRI) en función de los valores medidos. En este caso el dispositivo “solo” mide la salida radiométrica; para determinar la salida fotométrica, el software evalúa los datos radiométricos de la medida espectral tomando como referencia la curva de sensibilidad del ojo humano y proporciona el flujo luminoso en lúmenes.

Mediante un módulo enchufable, el software SpecWinPRO controla un medidor de fuente de Keithley. Esto significa que todo el proceso de medida se puede controlar por software: desde la activación eléctrica del LED hasta información detallada sobre los datos generados y el proceso de datos. La luz sometida a las medidas llega hasta el dispositivo de análisis por medio de sondas ópticas que cumplen los requisitos de la CIE y un cable de fibra óptica.

Ejemplo práctico
El siguiente ejemplo, que describe el desarrollo de un punto de iluminación con un flujo luminoso total de 500 lm, demuestra cómo un espectrorradiómetro de alta precisión es una esfera de 4šp con un diámetro de 1000 mm puede ayudar a los ingenieros en su trabajo. En teoría, bastan cinco LED de 100 lúmenes para este diseño, pero el uso de difusores y lentes conlleva un cierto nivel de pérdidas. En la esfera integradora de 1000 mm del EBVLightLab, los fabricantes pueden realizar medidas en sistemas acabados e identificar si cinco LED son suficientes para garantizar la conformidad a las especificaciones o bien si se necesita un sexto LED. Como alternativa, la luz se puede medir con un sistema de lente difusora modificada para ver si en principio se pueden cumplir las especificaciones con solo cinco LED.

Las medidas diferenciales con la ayuda de luces auxiliares en la esfera de 4šp permiten que el software SpecWin PRO desglose las distorsiones del valor medido provocadas por la absorción no deseada por el portalámparas. En la práctica, no obstante, esta absorción es completamente irrelevante ya que solo afecta al espacio semiesférico que de no recibe luz en ningún caso; en otras palabras, el área situada detrás de la lámpara.

El espectro cromático y la reproducción del color en la práctica
Los diseñadores de iluminación y de lámparas están muy interesados en la distribución espectral de la luz. En este sentido, las investigaciones se centran no solo en la localización de los picos de intensidad y la distribución espectral, pero también en el índice de reproducción del color y la temperatura del color.

Por ejemplo, el valor de CRI describe el aspecto de un objeto cuando se irradia con una luz determinada. Un buen ejemplo de esto sería el de las farolas que emiten una luz amarillenta  con sus lámparas de vapor de sodio. Las lámparas de vapor de sodio son muy eficientes y proporcionan un elevado flujo luminoso (medido en lúmenes) para la energía eléctrica que consumen, lo cual significa que ofrecen una alta eficiencia luminosa (lm/W). Sin embargo, la luz amarillenta que emiten las lámparas de vapor de sodio es relativamente monoespectral. Aunque bajo esta luz se puede ver con claridad si hay otras personas, animales o vehículos en la calzada, no es posible distinguir entre líneas verdes y rojas sobre un mapa. Además los árboles parecen de color negro.

De forma parecida, el número de LED diferentes se ve limitado por algunos compromisos relacionados con el color. Sin embargo, ahora es posible compensar de manera muy efectiva estas limitaciones y con unos diseños ingeniosos en la actualidad es bastante factible generar luz con un excelente índice de reproducción del color bastante superior a 90. No obstante, se necesitan una esfera integradora de 4šp y un espectrorradiómetro con el fin de coordinar este tipo de fuentes de luz.

Goniofotómetro
Con la ayuda de un goniofotómetro de tipo LEDGON 100 de Instrument Systems, EBV Elektronik es capaz de determinar las características direccionales en función del ángulo de cada LED y de los módulos de LED de menor tamaño, y con una resolución angular de 0,1° para todo el semiespacio en la dirección del haz del LED. Junto con el espectrorradiómetro CAS 140CT antes citado permitirá que EBV Elektronik mida varios parámetros espectrales como las coordenadas de color o la temperatura del color como una función del ángulo. Dado que existen diversos parámetros de los LED blancos – como la temperatura del color – varían notablemente con el ángulo del haz, estas medidas desempeñan un papel muy importante.

Si bien pueden producirse errores de medida relacionados con la geometría en las medidas realizadas en una esfera integradora, el goniofotómetro – que incorpora servomotores y se controla de forma totalmente automática por medio del software SpecWinPRO– también es ideal para determinar con precisión la potencia radiante y el flujo luminoso y, a su vez, el importantísimo cociente
de eficiencia luminosa, que se expresa en lm/W.

Se emplea de nuevo el software SpecWinPRO para que el goniofotómetro procese y presente las medidas, que a continuación se encuentran disponibles en los formatos de exportación IES y EULUMDAT para su proceso posterior. Estos formatos de datos representan los datos del haz característico para un LED, y se pueden emplear como datos iniciales para la simulación de una lámpara completa.

Medidor de fuente
El medidor de fuente 2440 de Keithley es fundamentalmente una fuente programable y de alta precisión de corriente constante y tensión constante para la activación de los LED y los módulos de LED bajo las condiciones de test en el EBVLightLab. La corriente y la tensión se pueden establecer de manera precisa por medio del interface serie.

Con el fin de minimizar la carga en las fuentes de luz durante las medidas, el medidor de fuente se puede controlar por software de manera que los LED se activan únicamente durante la medida real pero se desconectan durante los intervalos entre medidas. El medidor de fuente 2440 también es un voltímetro y amperímetro de muy alta precisión que transfiere los datos de corriente, tensión y potencia al software de medida mediante un interface.

Otros instrumentos de medida
Dentro de los equipos de medida con que cuenta el EBV Elektronik LightLab se encuentra también una cámara de infrarrojos. Esta cámara permite identificar a tiempo los “puntos calientes” en las placas del circuito, optimizando así la gestión térmica (p.ej. la correcta disipación de las pérdidas térmicas) tomando estos datos como referencia.

Además de estos instrumentos de medida, el nuevo LightLab de EBV también dispone de dos dispositivos para medidas ópticas: el dispositivo para medida de la densidad luminosa Mavo-Spot 2 y el luxómetro Mavolux 5032B. Al orientarse sobre todo hacia objetos como carreteras, túneles, recintos deportivos o aeródromos a distancia, la “cámara de densidad luminosa” Mavo-Spot 2 permite medir la densidad luminosa correspondiente (unidad: cd/m2. También se puede utilizar para determinar la densidad luminosa de visualizadores, monitores o pantallas de proyección.

El ángulo de detección del Mavo-Spot 2 es de solo 1º, que permite una selección muy precisa de los puntos de medida o píxels en los que se centra el dispositivo. El objeto de medida se puede encontrar en cualquier punto entre 34 cm y una distancia infinita del dispositivo. El medidor de luz Mavolux permite que los usuarios calculen los niveles de iluminación (medidos en lux) en el punto de trabajo y sobre otras superficies.
El EBVLightLab también dispone de multímetros universales que miden no solo los valores efectivos reales de tensiones y corrientes, sino también los valores efectivos de potencia. Estos dispositivos también permiten medir resistencias, frecuencias y capacidades. El EBVLightLab incorpora asimismo equipamiento para medir y monitorizar la tem-peratura.

Otros equipos, desde pequeñas herramientas hasta taladradoras miniatura y estaciones especiales para soldadura controlada por temperatura de LED sobre MCPCB (placas de circuito impreso con núcleo metálico) garantizan que los propios usuarios puedan realizar modificaciones o reparaciones directamente en el EBVLightLab. Como puede
ver, EBV también cuida las cosas pequeñas. ‘Distribución es hoy. ¡Mañana es EBV!’

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