Tutto quello che c’è da sapere sui LED e su come confrontarli

Nel mondo della coltivazione indoor della cannabis, la giusta scelta dell’illuminazione può fare la differenza tra un raccolto mediocre e un raccolto da campionato. I LED sono diventati una scelta popolare grazie alla loro efficienza energetica, alla lunga durata e alla capacità di offrire uno spettro luminoso regolabile. In questo articolo esploreremo tutto quello che c’è da sapere sui LED, da come funzionano e i diversi tipi disponibili, a come confrontarli in termini di efficienza, spettro luminoso e costi di gestione.

Un diodo LED, acronimo di Light Emitting Diode, è un dispositivo a semiconduttore che converte l’energia elettrica in luce quando l’elettricità scorre in una direzione specifica, dall’anodo (lato positivo) al catodo (lato negativo). In pratica, i LED sono come piccole lampadine, solo che sono in grado di produrre un’elevata emissione luminosa con un consumo energetico significativamente inferiore, il che garantisce una durata molto più lunga. Inoltre, non avendo filamenti che possono bruciarsi, sono più resistenti agli urti e alle vibrazioni, il che ne aumenta ulteriormente la durata.

Come fa un LED a emettere luce?

I diodi a emissione luminosa funzionano grazie alle proprietà di elettroluminescenza dei materiali semiconduttori, il fenomeno per cui un materiale emette luce in risposta a una corrente elettrica. I materiali semiconduttori nei LED possono essere “drogati”, ovvero aggiungere piccole quantità di impurità a un materiale semiconduttore puro per modificarne le proprietà elettriche, come la conduttività.

Un diodo LED è quindi costituito da uno strato molto sottile di materiale semiconduttore drogato. A seconda del tipo di materiale semiconduttore utilizzato e della quantità di drogaggio, quando il diodo è direttamente polarizzato (cioè quando viene applicata una corrente elettrica nella direzione corretta), gli elettroni e le buche del semiconduttore si ricombinano. Questa ricombinazione rilascia energia sotto forma di fotoni, che sono le particelle elementari della luce. La lunghezza d’onda della luce emessa, e quindi il suo colore, dipende dallo specifico materiale semiconduttore e dal livello di drogaggio.

Ad esempio, materiali come il nitruro di gallio (GaN) emettono luce blu, mentre il fosfuro di gallio (GaP) può emettere luce verde o rossa, a seconda di come viene drogato. La possibilità di regolare il colore della luce selezionando diversi materiali e livelli di drogaggio rende i LED estremamente versatili e utili in una vasta gamma di applicazioni, dall’illuminazione generale alla coltivazione di piante come la cannabis.

Componenti di base dei diodi LED

Un diodo LED è composto da diversi componenti assemblati per garantire un funzionamento efficiente e duraturo. Il cuore del LED è il chip semiconduttore, solitamente realizzato con materiali come l’arseniuro di gallio (GaAs), il fosfuro di indio (InP) o il carburo di silicio (SiC). È su questo chip che la luce viene emessa quando viene applicata una corrente elettrica.

L’alloggiamento è la struttura esterna che protegge il chip semiconduttore. Può essere realizzato in plastica o metallo e fornisce un supporto meccanico e una protezione contro i danni fisici e ambientali, oltre a favorire la dissipazione del calore generato dal LED.

Una cupola o lente trasparente o traslucida, realizzata in plastica (epossidica) o in silicio, viene posizionata sopra il chip semiconduttore. Questa cupola non solo protegge il chip, ma può anche focalizzare e dirigere la luce emessa in una direzione specifica. Intorno al chip semiconduttore si trova il riflettore, un componente che aiuta a dirigere e focalizzare la luce emessa dal chip, aumentando l’efficienza luminosa del LED.

Il chip semiconduttore è montato su un substrato che può essere in ceramica, metallo o plastica. Questo substrato fornisce un supporto strutturale e favorisce la dissipazione del calore generato dal chip. Infine, sottili fili metallici, noti come fili di collegamento, collegano il chip semiconduttore ai terminali esterni (anodo e catodo), consentendo la conduzione elettrica dai terminali al chip.

Tipi di LED per la coltivazione della cannabis

Esistono diversi tipi di LED, ognuno progettato per applicazioni specifiche e con caratteristiche distintive. Ma è fondamentale capire le diverse opzioni utilizzate nelle luci per la coltivazione della cannabis:

I LED SMD (Surface-Mounted Device) sono una delle scelte più popolari per l’illuminazione della coltivazione. Questi diodi vengono montati direttamente sulla superficie di un circuito stampato. I LED SMD sono disponibili in varie dimensioni, le più comuni sono SMD 3528 e SMD 5050. Per l’illuminazione della cannabis sono molto utilizzati anche i LED SMD 2835. Il numero 2835 indica le dimensioni del LED: 2,8 mm di larghezza per 3,5 mm di lunghezza.

Questi LED sono noti per la loro elevata efficienza e per la capacità di emettere una luce brillante in un formato compatto con una buona gestione del calore, consentendo una grande flessibilità nella progettazione degli apparecchi di illuminazione. Se guardi le specifiche del prodotto (ad esempio la gamma Lazerlite di The Pure Factory) e vedi che il numero di LED indicato è…

1680 X SMD2835, 240 X SMD2835

… Questo significa che ci sono 1680 LED montati in superficie, più altri 240, tutti con dimensioni di 2,8 mm x 3,5 mm.

I LED COB (Chip on Board) rappresentano una tecnologia avanzata in cui più chip LED sono montati direttamente su un unico substrato. In questo modo si crea un unico modulo ad alta intensità luminosa. Nella coltivazione della cannabis, questi LED sono ideali per le aree che richiedono un’elevata penetrazione della luce, come ad esempio le piante più dense. Inoltre, il loro design compatto facilita la gestione del calore, fondamentale per mantenere un ambiente di coltivazione ottimale.

I LED ad alta potenza sono diodi individuali in grado di gestire correnti più elevate e quindi di emettere più luce rispetto ai LED tradizionali. Questi diodi sono adatti alle applicazioni che richiedono un’elevata intensità luminosa in un’area specifica. Tuttavia, tendono a generare più calore, il che richiede un sistema di dissipazione efficiente. Nella coltivazione della cannabis, vengono utilizzati per fornire una luce supplementare nelle aree di coltivazione che necessitano di una maggiore intensità luminosa.

I LED multispettro combinano diversi tipi di diodi in un unico apparecchio per coprire un ampio spettro di luce. Questi LED possono includere chip che emettono luce nel blu, nel rosso, nel bianco e persino nelle lunghezze d’onda dell’infrarosso e dell’ultravioletto. I LED multispettro permettono di regolare lo spettro luminoso in base alla fase di crescita delle piante, ottimizzando così la resa e la qualità del raccolto.

Anche i LED UV e IR (ultravioletti e infrarossi) vengono utilizzati nei sistemi di illuminazione per la coltivazione per offrire benefici specifici. I LED UV possono aiutare a indurre la produzione di resine e oli essenziali nelle piante di cannabis, mentre i LED IR possono migliorare la penetrazione della luce e stimolare la crescita di radici e steli. Questi diodi vengono utilizzati in combinazione con altri tipi di diodi per fornire uno spettro completo di luce che massimizza lo sviluppo delle piante.

Come confrontare i diversi tipi di LED

Quando si confrontano i diversi tipi di LED, è importante considerare fattori come l’efficienza luminosa, la distribuzione della luce o la possibilità di regolare lo spettro. Ogni tipo di diodo ha i suoi vantaggi a seconda delle esigenze specifiche del coltivatore.

Quando noi di Pure Factory parliamo dei diodi LED che fanno parte di un apparecchio di illuminazione, come quelli della nostra nuova gamma Fission, puoi trovare termini come Sanan, 3000K, 5000K, 660 nm, 395 nm… Si riferiscono a diverse caratteristiche e specifiche tecniche dei diodi, che influiscono su come e che tipo di luce emettono. Alcuni di questi termini sono:

In termini di efficienza

Diodi Sanan – Sanan è un marchio di produttori di diodi (Sanan Optoelectronics) noto per la produzione di LED di alta qualità ed efficienza. Quando si dice che un apparecchio di illuminazione utilizza diodi Sanan, si indica l’origine e la qualità dei LED. Rispetto ad altri marchi, i LED Sanan sono molto competitivi in termini di efficienza energetica e durata.

Diodi Samsung LM281B+Pro – Alcuni apparecchi di illuminazione di The Pure Factory possono incorporare diodi Samsung LMB281B+Pro, un tipo specifico di diodo LED a montaggio superficiale (SMD) prodotto da Samsung. Questi diodi sono noti per la loro capacità di produrre un’elevata quantità di luce per watt di energia consumata, il che consente di massimizzare l’emissione luminosa riducendo al contempo il consumo di energia e quindi i costi operativi.

A seconda della temperatura del colore

3000K e 5000K – Queste cifre rappresentano la temperatura di colore dei LED, che si misura in Kelvin (K) e descrive il colore della luce emessa. Ad esempio, 3000K è una luce calda, con toni gialli e arancioni, simile alla luce che si ha durante il tramonto. Mentre 5000K è una luce bianca neutra, che assomiglia alla luce del giorno in pieno sole.

I LED da 3000K sono ideali per la fase di fioritura della cannabis, in quanto i toni caldi favoriscono lo sviluppo dei fiori e dei frutti. I LED da 5000K, invece, sono più adatti alla fase vegetativa e forniscono una luce più simile a quella diurna che favorisce la crescita generale.

In base alla lunghezza d’onda

660 nm – Questo valore si riferisce alla lunghezza d’onda della luce rossa intensa emessa dal LED, misurata in nanometri (nm). La luce rossa a 660 nm è fondamentale per la fotosintesi e la fioritura delle piante, per cui questo tipo di LED è essenziale durante la fase di fioritura.

395 nm – Questa lunghezza d’onda corrisponde invece alla luce quasi ultravioletta (UV). I LED che emettono luce a 395 nm sono utili per indurre la produzione di resine e oli essenziali nelle piante di cannabis. L’esposizione alla luce UV può aumentare la produzione di tricomi, migliorando la potenza e la qualità del raccolto.

A seconda del numero di diodi

Le specifiche fornite per un apparecchio di illuminazione possono includere vari tipi di LED, ma anche in quantità diverse, che sono specificate dal termine “PCS”. PCS” è l’abbreviazione di “pezzi”, che indica il numero di diodi montati nel dispositivo.

Così, ad esempio, se la sorgente luminosa trasporta…

… indica il numero di diodi delle diverse temperature di colore e lunghezze d’onda presenti nell’apparecchio. La distribuzione dei tipi di diodi LED e la quantità di ciascun diodo creano uno spettro luminoso che combina luce bianca, luce rossa e luce UV,

La combinazione di LED bianchi e rossi produce una percentuale relativamente alta di luce blu. Questa luce blu è essenziale durante la fase vegetativa, in quanto promuove la morfogenesi, ovvero lo sviluppo della struttura della pianta, assicurando una crescita rigida e compatta. Inoltre, la luce blu migliora l’assorbimento della luce da parte della pianta, ottimizzando la fotosintesi e promuovendo una crescita sana e vigorosa.

Sistemi di illuminazione a LED presso The Pure Factory

Poiché l’industria dei LED sta crescendo a ritmi vertiginosi, è fondamentale capire le differenze tra i vari tipi di diodi disponibili sul mercato, in modo che i coltivatori possano fare scelte consapevoli che, a lungo termine, andranno a vantaggio sia delle loro piante che del loro portafoglio.

Questa conoscenza è particolarmente importante nella coltivazione della cannabis, dove la scelta dell’illuminazione può influenzare in modo significativo la qualità e la quantità del raccolto. I LED hanno prezzi diversi e anche se si può essere tentati di optare per opzioni più economiche, è importante ricordare che “si ottiene ciò che si paga”. Quindi il rapporto qualità-prezzo deve essere una considerazione fondamentale in questa decisione.

Nel nostro catalogo di prodotti LED, non solo offriamo le migliori marche di diodi e temperature di colore, accuratamente selezionate per garantire la massima efficienza e durata, ma anche i prezzi più competitivi del mercato. La nostra vasta esperienza ci ha insegnato l’importanza di una produzione di qualità e della giusta combinazione di LED per soddisfare le esigenze specifiche di tutti i tipi di coltivatori.