Qué significa el término bin o binning en LEDs

Cuando no se toma en cuenta la calidad del bin o la familia a la que los LEDs pertenecen, el usuario tendrá una sensación de mala calidad y falta de confort visual

 

Si tratamos de traducir el término bin estaríamos pensando en un contenedor, una forma u objeto que nos delimita un espacio para poder colocar ahí ciertos elementos; si lo trasladamos a la industria de la iluminación es un término general utilizado en la producción y metodología de selección manejada por los fabricantes de LEDs para estar seguros de que el LED fabricado se encuentra alineado con especificaciones concretas de voltaje, color y flujo luminoso.

La producción (muy resumida) de LEDs blancos se inicia con una especie de hostia que es recubierta con varios materiales para crear el semiconductor que será el corazón de un LED. Esta pieza recubierta se corta en rectángulos muy pequeños. Se colocan después el cableado y las terminales eléctricas para finalmente insertar el fósforo como un recubrimiento o una suspensión dentro de la cápsula, al final el ensamble es encapsulado y tenemos listo un LED de luz blanca.

El asunto del recubrimiento y la inserción de fósforos en la fabricación de LEDs crean variaciones inherentes al mismo proceso que impactan el resultado en flujo luminoso, temperatura de color y voltaje de las piezas. A pesar de que la industria ha gastado billones de dólares para tratar de minimizar esta variabilidad en la producción, el resultado final en el proceso no ha sido capaz de generar una consistencia precisa en la producción de LEDs. Entonces, en un esfuerzo para minimizar el problema, los fabricantes de LEDs dividen sus producciones en bins que consideran flujo luminoso, color y algunas veces voltaje. Esta acción permite a los fabricantes seleccionar LEDs que estén en el rango aceptable de desempeño.

Seleccionar LEDs para flujo luminoso y voltaje resulta una tarea bastante lineal y sencilla, se hacen mediciones simples y se puede organizar el producto con la precisión que se quiera, la temperatura de color es una historia un poco más compleja.

Para entender cómo se establecen los bins nos referiremos a la gráfica de color CIE 1931 que nos muestra en una curva el comportamiento que tendría un “cuerpo negro” (un objeto que absorbe toda la radiación electromagnética) al calentarlo y relacionar esta elevación de temperatura con la apariencia de color de la luz, un filamento incandescente es un material similar a un cuerpo negro y genera la luz por calentamiento (hasta el punto de alcanzar la incandescencia). Mientras se calienta el objeto, la luz que emite progresa en una secuencia de colores, desde el rojo hacia el naranja, al blanco y al azul. Esta secuencia de colores es descrita por la curva en la gráfica de color y es la referencia que se utiliza en la industria para definir la temperatura de color expresada en Kelvin. El resto de las tecnologías no incandescentes generan la luz de otras maneras y buscan referir el color de la luz a esta grafica con un término llamado CCT (Corelated Color Temperature).

Regresemos entonces a la gráfica y hagamos un acercamiento:

Los cambios en la temperatura de color de un cuerpo negro (o filamento) ocurren en el transcurso de la curva pero las variaciones en los LEDs u otras tecnologías) ocurren también fuera de esa curva, así los puntos por arriba de la curva serán verdosos y los puntos por debajo de la curva serán rosados. En la práctica esto significa que especificar una temperatura de color no asegura tener una uniformidad en el comportamiento de la luz. En las gráficas se ilustran dos bins hipotéticos, ambos centrados en una CCT de 5300 k con una variación de más menos 300 K. El bin 1 tiene cierta variación potencial en los colores ya que se extiende por encima y debajo de la curva de cuerpo negro. El bin 2 tendrá entonces cuatro veces más variación potencial de color aunque ambas pudieran describirse de la misma manera, los puntos A y B podrían ser dos lámparas que estando dentro de un mismo bin tienen un color diferente.

El nivel en el cual un color se vuelve diferente a otro de manera perceptible está referido por una medida que se llama Elipse MacAdam determinado por una desviación de uniformidad de color, estas elipses se acomodan en la gráfica de color y representan una zona (en forma de elipse) en la cual nuestros ojos no notan de manera significativa una diferencia entre un color y otro, así una desviación de 1 SDCM (standard deviation of color matching) es prácticamente imperceptible para nuestros ojos, de dos a cuatro es perceptible y más de 4 es muy perceptible. La ANSI (American National Standards Institute), en un esfuerzo por generar una referencia de consistencia en los colores de los Leds creo un modelo (C78.377A) a base de esta referencia que se considera lo mínimo aceptable para poder ser candidato a la certificación Energy Star R.  La idea es que cualquier fabricante que quiera que su producto sea considerado de la mínima calidad aceptable tendría que al menos ajustarse a estos parámetros y utilizar LEDs con un bin consistente.

ANSI  Estándar

CCT NominalRango CCT
2700 K2725 +-   145
3000 K3045  +-  175
3500 K3465  +-  245
4000 K3985  +-  275
4500 K4503  +-  243
5000 K5028  +-  283
5700 K5665  +-  355
6500 K6530  +-  510

Para los fabricantes de equipos a base de LEDs resulta un elemento indispensable hacer arreglos de LED, y sin tomar en cuenta estos bins es condenar a un producto a tener muchas variables de color o flujo luminoso que generarán en el público una sensación de mala calidad y una falta de confort visual, para nosotros los humanos es una explicación del por qué a veces vemos los LEDs con diferencias de color y por qué nuestra decisión de seleccionar un producto sobre otro debe considerar factores como la plena confianza en una marca que por su calidad reconocida nos ofrezca el máximo esfuerzo por lograr la mayor consistencia posible.

Referencias:

Led Lighting Explained  /  Philips.

White Paper: Binning and LED  /  Lithonia Lighting.

 

 

2 comentarios en “Qué significa el término bin o binning en LEDs

Deja un comentario

A %d blogueros les gusta esto: