Novas formas de iluminação – LED’s RGB

O aparecimento dos LED’s de elevada potência luminosa, com novas tecnologias e principalmente dos LED’s RGB abriu um novo campo de utilização desta forma de iluminação. Mas quem sabe realmente usá-los?

O que são?

Os LED’s RGB são LED’s denova geração que contêm num unico encapsulamento três LED’s, um de cada côr básica, e controlados independentemente.

Da composição das três cores básicas, que são R-Red paraVermelho, G-Green para Verde (muitas vezes, e de facto amarelo) e B-Blue para azul, e pelo controlo da sua intensidade, podem ser geradas aditivamente quase todas as cores.

Quase, dissemos, porque obviamente os LED’s são luz, e desse modo apenas se podem gerar com eficácia as cores com maior intensidade. Cores como o castanho, o roxo profundo ou o azul marinho, muito escuro, dificilmente se produzem por iluminação, pois são cores em que a intensidade luminosa é reduzidissima.

O mais comum e disponivel hoje, e ao mesmo tempo mais interessante para a iluminação, não é o uso de LED´s individuais, mas sim dos chamados módulos, em que de algum modo a um ou vários LED´s se junta um suporte e, eventualmente alguma electrónica, proporcionando um suporte mais interessante.

Estas montagens e módulos podem assumir a forma de pequenos blocos, fitas, tubos ou mangueiras, ou mesmo formatos proximos das tradicionais lampadas, neste caso de forma a permitir o aproveitamento de suportes já existentes)

Como se montam

A questão que se põe seguidamente é que aparelhagem necessitamos para os usar?

A resposta é simples, apesar de na realidade não ser fácil conjugar a maioria da aparelhagem disponivel no mercado, para usos profissionais, quando não se tem alguns conhecimentos especificos de engenharia electrónica ou de electricidade.

Vamos então ver:

1. FONTE DE ALIMENTAÇÂO – Os LED’s necessitam de ser alimentados electricamente, e para isso necessitam de um fonte de alimentação. Uma vez que os módulos actualmente produzidos estão preparados para variadas voltagens (3V,5V, 12V, 18V,24V, 48V), esta é uma especificação que temos que ter em atenção. De facto um LED necessita de uma vontagem muito baixa para funcionar (da ordem dos 0,7V). No entanto os módulos RGB actualmente disponiveis incluem vários LED’s (com ligações em série, em paralelo ou mistas) e electrónica variada, incluindo resistências de protecção, o que faz com que a tensão de alimentação varie conforme o modelo e o fabricante.

A outra especificação a ter em atenção é a corrente de alimentação, também dependente dos módulos disponiveis. Cada LED consome uma pequena quantidade de corrente, mas com a adição de vários LED´s num mesmo módulo, a intensidade de corrente necessária torna-se  muito mais significativa. Se um LED de alta intensidade pode consumir umas meras centenas de miliamperes, um módulo com vários LED’s fácilmente atinge alguns amperes (e isto é especialmente verdade nos módulos do tipo fita, barra ou lampada de LED’s).

2.  CONTROLADOR – O equipamento seguinte é um controlador de LED’s RGB, também chamado driver. Uma vez que os módulos de LED’s RGB apresentam um controlo independente para cada côr, obtido através da modulação da corrente que alimenta essa côr, é necessário um controlador que funcione como um triplo controlador de corrente constante. Estes controladores são normalmente preparados para funcionar com as fontes de alimentação do mesmo fabricante. Em alguns casos o controlador de facto controla a fonte de alimentação, sendo esta ligada directamente aos LED’s. Noutros casos recebem a potência da fonte de alimentação e controlam a sua entrega aos módulos de LED’s. Entender estas diferenças é também fundamental para a selecção dos componentes para a montagem que pretendemos.

Para quem já trabalhou com iluminação tradicional, um controlador ou driver executa as mesmas funções que o vulgar DIMMER desempenhava com outras formas de iluminação, mas neste caso adaptado às necessidades dos LED´s. E no caso dos LED´s RGB obviamente adaptado à necessidade de controlar as três cores.

3. COMANDO – O ultimo equipamento que necessitamos é o comando de cor. Um comando de côr é básicamente um equipamento (manual, automático, ou baseado em software de PC) que informa o CONTROLADOR de qual a côr que é pretendida em cada momento.

Estes controladores podem ser totalmente manuais (como uma mesa de luz reduzida), podem de facto ser uma mesa de luz, podem ser autómatos que executam um “programa de luz” pré definido (como as tradicionais luzes da àrvore de Natal) ou podem ser aparelhos mais elaborados, permitindo a criação de programas específicos. Por ultimo podem ser meros interfaces que permitem a ligação a um PC (por USB, por midi, port série ou outro) e que deixam ao software de comando de luzes, executado pelo PC todo o trabalho de programação.

Os protocolos

Por ultimo necessitamos de ligar tudo isto. Enquanto que a fonte de alimentação e o controlador ligam entre si e aos LED’s por simples ligações electricas (normalmente bem documentadas nos manuais, quando existem, o que nem sempre é o caso no material originário da China, ou em fabricantes sem marca comercial – ter isto em atenção), quanto á ligação entre entre o COMANDO e o CONTROLADOR as coisas são diferentes. Por um lado não existe ligação dita “normalizada”, mas por outro existem multiplos protocolos, standard de mercado, que são generalizadamente usados: DMX e MIDI são os mais usados, mas existem outros.

Uma ligação DMX é essencialmente um ligação de comunicação de dados série, usada especialmente no comando de aparelhos de luz e de efeitos especiais. Com uma ligação DMX podem ser comandados vários dispositivos (canais DMX). Normalmente o DMX tem um máximo de 512 canais, mas existem implementações com outros numeros de canais (256. 64, 16, 4…). Para que um aparelho receba os comandos que lhe dizem respeito é-lhe atribuido um numero de canal,  e o aparelho apenas lê/aproveita os dados referentes a esse “canal”. Para controlar um conjunto de LED’s RGB é comum serem atribuidos três canais: um para cada côr.

Quanto à ligação MIDI ela é algo mais complexa (sob o ponto de vista dos dados transmitidos), pois foi concebida para controlar instrumentos musicais, apesar de ser também uma ligação série de comunicação de dados (em muitos aspectos semelhante ao DMX). No MIDI também se usam canais, mas muito mais informação pode ser transmitida por cada canal. Um conjunto de LED´s RGB é normalmente correspondente a um unico canal MIDI (como se fosse um instrumento musical) e as várias cores são definidas como numeros, que são depois interpretados em cores.

Um exemplo

O MADRIZ é um popular interface DMX de 512 canais para ligação ao PC através de USB, para usos amadores e semi-profissionais. Ele serve para um vulgar PC (com o software apropriado) produzir comandos DMX e enviá-los aos controladores de luzes que se queiram usar, no caso os controladores de LED’s.

Para no PC se produzirem os comandos que depois são traduzidos em comandos DMX usa-se um dos muitissimos softwares DMX que existem no mercado (desde os mais simples, que pouco permitem fazer) até aqueles que permitem programações integrais de um show ou um espectáculo, a sua alteração em tempo real por eventos externos (sincronização com musica, com comandos MIDI, com automatismos mecânicos, electromecânicos, ou com aparelhagem audiovisual diversa).

Para o MATRIX existe um software especifico, que se situa na gama média/alta em termos de funcionalidades, mas muitos outros softwares são Open Source, shareware, freeware ou existem mesmo softwares profissionais, fornecidos mesmo pelos fabricantes dos módulos LED ou de todos os aparelhos envolvidos, e que são de custos muito diversos. Cada um tem um conjunto de funcionalidades que convêm não esquecer que são diferentes e cumprem diferentes tipos e niveis de exigência.

As aplicações

Mas é no campo das aplicações que as coisas realmente se tornam entusiasmantes. Os designers de luz não tardaram a compreender as potencialidades desta iluminação: baixo consumo, reduzido aquecimento, e uma gama de cores extraordinária e intensa!

De aplicações em pequenas instalações, a stands de venda, da arquitectura de interiores à iluminação de edificios, de pequenos efeitos pontuais, a verdadeiras cortinas de luz, tudo vai sendo experimentado e realizado.

A sua aplicação em stands de feiras, espectáculos ou na iluminação ambiente de salões de exposição e montras permitiu obter novas dimensões para as apresentações comerciais, projectar novos ambientes nos eventos. A facilidade com que se distribui a iluminação colorida por extensas àreas, de forma uniforme, e sem consumo excessivo, ou a economia que se obtém, permite todo o tipo de exageros criativos premeditados, ou a aplicação suave e intimista de ambientes subtis… e tudo no meio. E os resultados vão demonstrando isso mesmo.