Curva fotométrica LED: como interpretar o relatório

2026-10-20 · Guías técnicas

A curva fotométrica LED é o documento que melhor explica como um módulo se vai comportar antes de ser montado, e também o que mais fica por ler na oficina. Por trás dessas linhas de cores está a resposta a quanto pode afastar os módulos LED de 12V com lente grande angular de 175° para caixas de luz e letreiros sem que apareçam pontos quentes nem sombras na frente. Neste guia lemos, passo a passo, o relatório real de laboratório que vê acima: a seta vermelha assinala o ângulo de feixe médio.

Módulo analisado neste relatório

Módulo LED alta intensidade 140 lm/W – 4 díodos – 175° – 1,8 W – 12 V DC – IP67

252 lúmenes por módulo e lente batwing de 175° para afastar mais os módulos em letreiros e caixas de luz de pouca e média profundidade, sem pontos quentes na frente.

Ver ficha, preço e tabela de instalação →

Uma curva fotométrica, ou diagrama de distribuição de intensidade luminosa, mostra quantas candelas emite uma fonte de luz em cada direção. Obtém-se em laboratório com um goniofotómetro e apresenta-se num diagrama polar acompanhado de dados como o ângulo de feixe a 50 % e, muitas vezes, um diagrama isolux. Saber lê-la permite escolher a distância entre módulos LED, prever a uniformidade sobre o difusor e comparar óticas de diferentes fabricantes com dados medidos em vez de afirmações comerciais.

1. Como se obtém uma curva fotométrica em laboratório?

Tudo começa numa sala escura de paredes pretas mate, onde a única luz presente é a do módulo a ensaiar. O módulo é fixado no braço de um goniofotómetro, um equipamento motorizado que o faz rodar sobre dois eixos com precisão de décimas de grau enquanto um fotómetro calibrado, colocado a uma distância fixa, mede a intensidade luminosa em cada posição. Nos equipamentos de tipo C, os mais habituais para luminárias e módulos LED, o percurso organiza-se em planos verticais (C0, C30, C60, C90…) e, dentro de cada plano, em ângulos gama desde 0° (mesmo à frente do módulo) até 180° (mesmo atrás). Antes de medir, o módulo é alimentado com uma fonte estabilizada à sua tensão nominal, neste caso 12 V DC, e mantido aceso até que a sua temperatura e o seu fluxo estabilizem, porque um LED acabado de acender emite mais luz do que um que já trabalha há meia hora. A distância de medição escolhe-se várias vezes maior do que o tamanho da fonte para que se cumpra a lei do inverso do quadrado da distância, e o software do equipamento converte as leituras em candelas, calcula o ângulo de feixe e exporta os resultados em formatos padrão como IES ou EULUMDAT (LDT), que depois se carregam em programas de cálculo como DIALux ou Relux. Os métodos de ensaio e de apresentação de dados estão descritos em normas como IES LM-79 (ensaio de produtos de iluminação LED), CIE 121 (fotometria e goniofotometria de luminárias) e EN 13032-1 (medição e apresentação de dados fotométricos), e os laboratórios de referência trabalham com acreditação ISO/IEC 17025, que verifica a competência técnica e a rastreabilidade das suas calibrações. Por isso, ao comparar relatórios de diferentes fornecedores, convém perguntar sempre que laboratório fez o ensaio, com que equipamento e segundo que norma.

2. O que representa o diagrama polar de distribuição de intensidade luminosa?

O gráfico da esquerda, intitulado Luminous Intensity Distribution Diagram, é a curva fotométrica propriamente dita. Lê-se como um relógio visto de perfil com o módulo ao centro:

• Ângulos (0° a ±180°): 0°, em baixo, é a direção frontal do módulo; ±90° é o plano horizontal, rente à base; e ±180°, em cima, é a parte traseira. A curva ocupa apenas a metade inferior porque o módulo não emite luz para trás.
• Círculos concêntricos (0, 16, 32, 48, 64 e 80): são a escala de intensidade em candelas, indicada como UNIT: cd. Quanto mais longe do centro chega a curva num ângulo, mais luz é emitida nessa direção.
• Quatro curvas de cores: cada uma corresponde a um plano de medição (C0/180, C30/210, C60/240 e C90/270), como veremos no ponto 3.

Porque é que a curva tem forma de asa de morcego (batwing)?

Uma lente convencional concentra o máximo de luz mesmo à frente (0°). Aqui acontece o contrário: no eixo central a curva mal alcança o primeiro círculo, cerca de 16 cd, e abre-se para os lados até formar dois lóbulos cujos picos, situados entre 65° e 70°, se aproximam do círculo exterior: uma leitura aproximada do gráfico dá 70–78 cd, entre quatro e cinco vezes mais do que no eixo. Essa silhueta é conhecida como distribuição batwing ou em asa de morcego.

A razão é geométrica. A luz que sai em ângulo percorre mais distância até ao difusor e chega inclinada, pelo que ilumina menos por unidade de superfície. Ao reforçar a emissão lateral, a lente compensa essas perdas: a zona mesmo à frente do módulo não fica sobreiluminada e o espaço entre dois módulos vizinhos recebe mais luz. O resultado é uma frente sem pontos quentes com menos módulos por metro quadrado.

O que significa «Average Beam Angle (50 %): 175,3°»?

É o dado que a seta vermelha assinala. O ângulo de feixe a 50 % (critério FWHM, full width at half maximum) é a abertura total entre as duas direções em que a intensidade desce para metade do valor máximo. Com picos de cerca de 75 cd, o limite está à volta de 37 cd, e a curva não desce abaixo desse valor até quase tocar o plano horizontal. Por isso a abertura média chega a 175,3°: o módulo distribui luz útil praticamente em toda a semiesfera frontal.

Uma nuance importante: numa lente batwing o ângulo de feixe, por si só, não descreve a uniformidade. Dois módulos podem declarar 175° e distribuir a luz de forma muito diferente. Por isso convém olhar sempre para a forma da curva fotométrica, não apenas para o número do catálogo.

3. O que são os planos C0, C30, C60 e C90 de uma curva fotométrica?

O goniofotómetro mede a distribuição em vários cortes verticais rodados em torno do eixo do módulo. A legenda do diagrama indica, para cada plano, o seu ângulo de feixe a 50 %:

A média dos quatro valores, (172,7 + 178,5 + 178,4 + 171,6) / 4, dá exatamente os 175,3° que aparecem sob o gráfico. A diferença entre o plano mais aberto e o mais fechado é de apenas 6,9°, e as quatro curvas sobrepõem-se quase por completo: a emissão é praticamente simétrica em torno do eixo. Na prática, o módulo comporta-se da mesma forma seja qual for a sua orientação dentro da caixa, o que simplifica a montagem em ziguezague.

4. Como se lê o diagrama isolux do plano C0?

O gráfico da direita, C0 Plane Isolux Diagram, traduz a intensidade da curva fotométrica em iluminância (lux) sobre uma superfície. Os seus eixos são:

• MH (m), eixo vertical: altura de montagem (mounting height), de 10 a 50 metros.
• S (m), eixo horizontal: distância lateral a partir da vertical do módulo, de 0 a 34 metros.
• Curvas de cores: linhas de igual iluminância, de 0,0910 lx (vermelha) a 0,0046 lx (laranja).

Valores tão pequenos não indicam uma falha: o software do laboratório aplica por defeito uma escala pensada para candeeiros de rua e projetores, e a 10–50 metros um módulo de 1,8 W produz apenas frações de lux. O que o isolux realmente mostra é a forma das curvas: sobem para a direita, o que confirma que a iluminância se mantém a grande distância lateral do eixo, coerente com a emissão batwing da curva fotométrica polar.

Como passar de candelas a lux à escala de uma caixa de luz?

A relação é a lei do inverso do quadrado com correção pelo ângulo: E = I(θ) · cos³θ / h², em que E é a iluminância em lux, I(θ) a intensidade em candelas nessa direção e h a distância perpendicular ao difusor em metros. Com as 16 cd do eixo e uma frente a 80 mm, um único módulo fornece 16 / 0,08² ≈ 2.500 lx mesmo à frente. Somando a luz que chega inclinada dos módulos vizinhos, o resultado bate com a ordem de grandeza dos 3.000–4.200 lx que o fabricante indica para essa profundidade na tabela seguinte. É uma estimativa teórica: o difusor, a cor interior da caixa e as reflexões alteram o valor final.

5. O que significa esta curva fotométrica ao instalar o módulo numa caixa de luz?

Uma abertura de 175° com distribuição batwing permite que a distância entre módulos (Dm) seja superior à profundidade da caixa (P). A tabela de instalação do fabricante para o módulo deste relatório mostra-o com clareza:

Em caixas pouco profundas a distância chega a 2,25 vezes a profundidade (90 mm com 40 mm de fundo), e mantém-se acima de 1,5 vezes mesmo a 120 mm. Essa é a tradução prática da curva fotométrica: menos módulos por metro quadrado, menos consumo e menos ligações para a mesma frente uniforme. Para a sua medida concreta, quantos módulos precisa a sua caixa de luz? A calculadora de módulos LED por profundidade e dimensões resolve-o em segundos a partir da largura, da altura e da profundidade do seu letreiro, com o consumo total e a fonte recomendada. Depois de decidir a quantidade de módulos, veja como ligar módulos LED em série com um máximo de 20 por linha para que todos brilhem por igual.