Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This work presents an efficient lighting system using high intensity light emitting diodes (LEDs). The goal is to develop a compact and low cost electronic circuit to drive and control the current of LEDs disposed in a single enclosure. The proposal aims energy saving, high luminous efficacy and high useful life when replacing traditional lighting systems, as dichroic, incandescent or compact fluorescent lamps by LEDs without any change in electrical system installation. Furthermore, an emergency lighting system integrated into the lamp is proposed, allowing the use of the same equipment in the daily activities, supplied by mains, and under a possible break in the electrical network. To supply the LEDs through the mains with universal input voltage and charge the battery, a Buck converter was employed. To supply the LEDs with a continuous current through the battery, a Boost converter was used. The converters operate at high frequency and control the current through the LEDs independently. The battery can be composed of three rechargeable Ni-MH batteries (1,2 V) or a Li-ion battery (3,6 V). The design attends the Brazilian standard and international standard for emergency lighting systems. To validate the proposed idea, the circuits were designed and implemented. The experimental results are shown with the intention to prove the satisfactory behavior of the lamps. / Este trabalho apresenta um sistema de iluminação eficiente empregando diodos emissores de luz (LEDs) de alta intensidade. O objetivo é desenvolver um circuito eletrônico, compacto e de baixo custo, para acionamento e controle da corrente dos LEDs contidos em um único invólucro. A proposta visa a racionalização no uso da energia elétrica através de uma elevada eficácia luminosa e longa vida útil na substituição dos sistemas de iluminação tradicionais, como lâmpadas dicróicas, incandescentes ou fluorescentes compactas, por LEDs sem qualquer alteração na instalação elétrica. Além disso, é proposto um sistema de iluminação de emergência integrado a esta lâmpada, permitindo a utilização de um único equipamento para iluminação convencional, alimentada pela rede elétrica, e sob uma possível falha no fornecimento de energia. Para alimentar os LEDs, através da rede elétrica, com tensão de entrada universal e ainda carregar a bateria, um conversor Buck é empregado. Para alimentar os LEDs em corrente contínua através da bateria, um conversor Boost é utilizado. Os conversores operam em alta freqüência e controlam a corrente nos LEDs de forma independente. A bateria pode ser composta por três pilhas recarregáveis de Ni-MH (1,2 V) ou por uma bateria de Li-Ion (3,6 V). O projeto atende às exigências da norma brasileira (NBR 10898) e da norma internacional (IEEE Std 446-1995) para sistemas de iluminação de emergência. Para analisar a idéia proposta, os circuitos são projetados e implementados. Os resultados experimentais são apresentados de forma a comprovar o comportamento satisfatório das lâmpadas.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This thesis aims to present the design and development of an Energy Harvesting (EH) circuit applied to wireless sensor networks (WSN), especially those that perform functions in lighting systems, such as monitoring or control. The primary function of an Energy Harvesting system is to convert, condition and manage energy from an available source in the environment, in order to power low power consumption devices, which usually would be fed by batteries. The most used energy sources in EH systems are solar, wind, electromagnetic waves, mechanical vibration and thermal differences. Thus Energy Harvesting is an alternative to increase the autonomy or even eliminate the use of batteries for portable, implanted or remote located devices. Initially, an analysis of the most appropriate energy sources to power wireless sensors networks is performed, taking into aspects such as energy density, advantages and disadvantages. Subsequently, the proposed EH circuit is developed and tested. One of the specific objectives is that the EH proposed circuit is capable to being adapted for different energy sources. The proposed circuit consists of two stages, the first is a pre-amplifier and rectifier based on Villard multiplier. The second stage consists of a low-power boost converter with a synthesized inductor. The circuit is able to operate with minimum input voltages about 0.3 V, reaching maximum output of 5 V and 100mW of power. / A presente dissertação tem por objetivo apresentar a concepção e o desenvolvimento de um circuito Energy Harvesting (EH) aplicado a redes de sensores sem fio, notadamente aquelas que desempenham funções relacionadas a sistemas de iluminação, como por exemplo, monitoramento ou controle. A função primordial de um sistema EH é obter, converter, condicionar e gerenciar energia proveniente de uma fonte disponível no meio ambiente, de modo que esta alimente dispositivos de baixo consumo que usualmente seriam alimentados através de pilhas ou baterias. As fontes de energia mais empregadas para sistemas EH são solar, eólica, ondas eletromagnéticas, diferenças térmicas e vibrações mecânicas. Desse modo, Energy Harvesting é uma alternativa para o aumento da autonomia ou mesmo da eliminação do uso de baterias para dispositivos portáteis, implantados, ou dispositvos que se encontram locais remotos. Inicialmente, uma análise das fontes de energia mais propícias para a alimentação de uma rede de sensores sem fio é realizada, tendo em vista aspectos como densidade de energia, vantagens e desvantagens. Posteriormente, a topologia de circuito EH proposta é desenvolvida e testada. Um dos objetivos específicos é que o circuito EH proposto possa ser adaptado para diferentes fontes de energia. O circuito proposto é composto por dois estágios, o primeiro, é um pré-amplificador e retificador, baseado no multiplicador de Villard. O segundo estágio é composto por um conversor Boost de baixa potência, cuja indutância é sintetizada por meio de um circuito do tipo Gyrator. O circuito é capaz de operar com tensões de entrada mínima de 0,3 V, atingindo saída máxima de 5 V e 100 mW de potência.

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Recomendações relacionadas à iluminação de ambientes e ao conforto de indivíduos genericamente contêm métricas que se atém à aferição e cálculo de iluminâncias, quando a questão envolve parâmetros mais complexos como percepção visual, ritmo circadiano e sensação térmica, entre outros. Neste contexto, realizaram-se testes em câmara climática giratória em três estações do ano (inverno, primavera e verão) com três configurações de iluminação: natural (iluminação equatorial e não equatorial) e iluminação elétrica. A amostra foi composta por n=16, todos homens. Cada indivíduo permaneceu três dias de testes sob a influência de cada tipo de iluminação, uma vez a cada estação, das 08h00 às 13h00. Durante este horário, o índice de conforto térmico (PMV) foi monitorado, tendo permanecido predominantemente entre +0,5 e -0,5 (situação de conforto). As variáveis ambientais registradas foram a iluminância horizontal (Eh - lux), temperatura de cor aparente (CCT - K), comprimento de onda dominante (DWl - nm) e fator de ativação circadiano (acv). As variáveis individuais foram: iluminância vertical (Ev - lux), atividade eletro-dermal (EDA) e temperatura da pele (Tsk - °C). Todos os dados obtidos foram correlacionados estatisticamente com variáveis subjetivas, coletadas por meio da aplicação de questionários de percepção de luz no ambiente e percepção térmica. Como principais resultados, registrou-se correlação (Spearman) inversa (rs=-,544) entre a CCT e a expectativa dos indivíduos quanto às condições térmicas internas, corroborando a hipótese de matiz-calor. Outra correlação significativa encontrada foi a proporcionalidade inversa entre valores de DWl e a expectativa dos indivíduos quanto à temperatura ambiente, evidenciando uma contradição no que diz respeito às recomendações para manutenção da regulação circadiana e preferências individuais, visto que valores mais altos de DWl estariam adequados ao conforto térmico, mas não a funções circadianas. Por fim, observouse que a Tsk aumentou ao longo do período de testes (08h00 às 13h00), quando os indivíduos permaneceram expostos à iluminação natural, com correlações de Pearson significativas: r=,504 (iluminação equatorial) e r=,502 (iluminação não equatorial),o que não ocorreu com a iluminação elétrica (r=-,151). Este resultado é indicativo de que as características de temperatura de cor, comprimento de onda dominante e fator de ativação circadiano da luz natural podem ter levado à supressão da produção de melatonina, favorecendo a homeostase, o que não ocorreu com a luz elétrica. / Recommendations related to indoor illumination generally adopt metrics focused on illuminance, even though more complex issues should be accounted for, such as visual perception, circadian rhythm and thermal sensation, among others. In this context, tests were performed in a rotating climate chamber during three seasons of the year (winter, spring and summer) with n = 16 (height 1.80m, SD = 0.06, body weight 80 kg, SD = 8.9, age 24.9 years, SD = 3.6). Three types of lighting were evaluated: two natural (equatorial and non-equatorial lighting) and artificial lighting. Each subject was exposed during three days of testing to each type of lighting, over the three seasons and from 8 a.m. to 1 p.m. During this time, the thermal comfort index PMV was monitored, and ranged between +0,5 e = 0,5 (comfort conditions). The following environmental variables were recorded: horizontal illuminance (lux), correlated color temperature (K), dominant wavelength (nm), and circadian action factor (acv), and the individual variables were: vertical illuminance (lux), electro dermal activity (EDA) and skin temperature (° C). Objective data were statistically correlated with subjective responses to questionnaires related to lighting and thermal perception as regards the indoor environment. Main findings suggest an inverse Spearman correlation (rs=-.544) between CCT and participants' expectations regarding the indoor thermal conditions, corroborating the heat-hue theory. Another correlation found, this time inversely proportional between DWI values and participants' expectations regarding indoor thermal conditions, showed a contradiction with respect to recommendations for maintenance of circadian regulation and individual preferences, since higher values of DW1 would be adequate for thermal comfort, but not to circadian functions. Finally, it was observed that Tsk increased during each session (8 a.m. to 1p.m.), when subjects were exposed to natural light, with statistically significant correlations Pearson r=.504 (equatorial façade exposure) and r=.502 (non-equatorial façade exposure), and virtually no correlation for artificial lighting (r=-.151). Such finding indicates that the characteristics of color temperature, dominant wavelength and circadian action factor of natural light may have been responsible for melatonin suppression during exposure.

Este trabalho apresenta um estudo sobre interferência eletromagnética, emissões radiada e conduzida, gerados pelo sistema de iluminação e pela unidade de eletrocirurgia (bisturi eletrônico) numa sala cirúrgica de um hospital da cidade de Pato Branco/PR. O trabalho consistiu em medidas de emissões conduzidas e radiadas de sistemas de iluminação fluorescentes em laboratório e de emissões conduzidas e radiadas “in loco” da unidade de eletrocirurgia. Além disso, foi feito estudo de referenciais sobre as normas, nacionais e internacionais, que incidem sobre estes dois sistemas. Como resultado do trabalho tem-se um panorama sobre a situação das emissões conduzidas e radiadas, pelos sistemas de iluminação fluorescente e unidade eletrocirúrgica utilizados no hospital. / This work presents a study on electromagnetic interference radiated and conducted emissions generated by the lighting system and the electrosurgery unit (eletric scalpel) in na operating room of a hospital in Pato Branco / PR. The work consisted of measurements of conducted and radiated emission of fluorescent lighting systems in the laboratory of conducted and radiated “in loco” electrosurgery unit emissions. Futhermore, a study was made of references on standarts, national and international, that focus on these two systems. Because of the work, has an overview on the situation of conducted and radiated emissions, the fluorecent lighting used in electrosurgical unit and hospital systems.

Recomendações relacionadas à iluminação de ambientes e ao conforto de indivíduos genericamente contêm métricas que se atém à aferição e cálculo de iluminâncias, quando a questão envolve parâmetros mais complexos como percepção visual, ritmo circadiano e sensação térmica, entre outros. Neste contexto, realizaram-se testes em câmara climática giratória em três estações do ano (inverno, primavera e verão) com três configurações de iluminação: natural (iluminação equatorial e não equatorial) e iluminação elétrica. A amostra foi composta por n=16, todos homens. Cada indivíduo permaneceu três dias de testes sob a influência de cada tipo de iluminação, uma vez a cada estação, das 08h00 às 13h00. Durante este horário, o índice de conforto térmico (PMV) foi monitorado, tendo permanecido predominantemente entre +0,5 e -0,5 (situação de conforto). As variáveis ambientais registradas foram a iluminância horizontal (Eh - lux), temperatura de cor aparente (CCT - K), comprimento de onda dominante (DWl - nm) e fator de ativação circadiano (acv). As variáveis individuais foram: iluminância vertical (Ev - lux), atividade eletro-dermal (EDA) e temperatura da pele (Tsk - °C). Todos os dados obtidos foram correlacionados estatisticamente com variáveis subjetivas, coletadas por meio da aplicação de questionários de percepção de luz no ambiente e percepção térmica. Como principais resultados, registrou-se correlação (Spearman) inversa (rs=-,544) entre a CCT e a expectativa dos indivíduos quanto às condições térmicas internas, corroborando a hipótese de matiz-calor. Outra correlação significativa encontrada foi a proporcionalidade inversa entre valores de DWl e a expectativa dos indivíduos quanto à temperatura ambiente, evidenciando uma contradição no que diz respeito às recomendações para manutenção da regulação circadiana e preferências individuais, visto que valores mais altos de DWl estariam adequados ao conforto térmico, mas não a funções circadianas. Por fim, observouse que a Tsk aumentou ao longo do período de testes (08h00 às 13h00), quando os indivíduos permaneceram expostos à iluminação natural, com correlações de Pearson significativas: r=,504 (iluminação equatorial) e r=,502 (iluminação não equatorial),o que não ocorreu com a iluminação elétrica (r=-,151). Este resultado é indicativo de que as características de temperatura de cor, comprimento de onda dominante e fator de ativação circadiano da luz natural podem ter levado à supressão da produção de melatonina, favorecendo a homeostase, o que não ocorreu com a luz elétrica. / Recommendations related to indoor illumination generally adopt metrics focused on illuminance, even though more complex issues should be accounted for, such as visual perception, circadian rhythm and thermal sensation, among others. In this context, tests were performed in a rotating climate chamber during three seasons of the year (winter, spring and summer) with n = 16 (height 1.80m, SD = 0.06, body weight 80 kg, SD = 8.9, age 24.9 years, SD = 3.6). Three types of lighting were evaluated: two natural (equatorial and non-equatorial lighting) and artificial lighting. Each subject was exposed during three days of testing to each type of lighting, over the three seasons and from 8 a.m. to 1 p.m. During this time, the thermal comfort index PMV was monitored, and ranged between +0,5 e = 0,5 (comfort conditions). The following environmental variables were recorded: horizontal illuminance (lux), correlated color temperature (K), dominant wavelength (nm), and circadian action factor (acv), and the individual variables were: vertical illuminance (lux), electro dermal activity (EDA) and skin temperature (° C). Objective data were statistically correlated with subjective responses to questionnaires related to lighting and thermal perception as regards the indoor environment. Main findings suggest an inverse Spearman correlation (rs=-.544) between CCT and participants' expectations regarding the indoor thermal conditions, corroborating the heat-hue theory. Another correlation found, this time inversely proportional between DWI values and participants' expectations regarding indoor thermal conditions, showed a contradiction with respect to recommendations for maintenance of circadian regulation and individual preferences, since higher values of DW1 would be adequate for thermal comfort, but not to circadian functions. Finally, it was observed that Tsk increased during each session (8 a.m. to 1p.m.), when subjects were exposed to natural light, with statistically significant correlations Pearson r=.504 (equatorial façade exposure) and r=.502 (non-equatorial façade exposure), and virtually no correlation for artificial lighting (r=-.151). Such finding indicates that the characteristics of color temperature, dominant wavelength and circadian action factor of natural light may have been responsible for melatonin suppression during exposure.

This paper presents the study of Parallel Multiobjective Evolutionary Algorithms to enable the automation of exterior lighting designs by computers and results in an optimized version of the algorithm. The resulting algorithm basically works with variable length chromosomes and for which intrinsic operators of crossover and mutation were created. The fitness function was determined through a statistical evaluation method (difference of means), thus enabling the comparison of how different options of fitness functions could impact the performance of the proposed parallel multi-objective evolutionary algorithm. The chosen fitness function enables to develop more efficiently automated designs for exterior lighting. Moreover, adding to the proposed evolutionary algorithm, an application was developed in which the user chooses which the heights of the poles, lamps and fixtures to use and also the layout of the area to be illuminated (allowed to be irregular). Within this area, can be defined sub-areas where there are restrictions on the placement of lighting poles. The user must be set average illumination with a respective tolerance range, though. As a case study, the area of an airport parking lot in the city of Uberlândia-MG (Brazil) is presented. Evolved designs present a low coefficient of variation evaluated for 30 runs. This demonstrates that the system is converging on designs for similar metrics. By identifying the worst and the best of designs achieved by the system for those executions, one could note that there are savings regarding installed capacity when compared to the design of reference: 37.5 % for the worst evolved design and 50.0 % for the best evolved design. Also, evolved designs have better lighting uniformity and energy efficiency, as well as their respective quantities of lighting poles have decreased. / Este trabalho apresenta o estudo de um Algoritmo Evolucionário Multiobjetivo Paralelo que viabiliza a criação de projetos de iluminação de áreas externas automatizadas por computador e que resulta em uma versão otimizada desse algoritmo. O algoritmo resultante, essencialmente, trabalha com cromossomos de tamanho variável e para os quais foram criados operadores intrínsecos de cruzamento e mutação. A determinação da função de aptidão ocorreu por meio do método de avaliação estatística (diferença de médias), possibilitando, assim, a comparação de diferentes opções das funções de aptidão no desempenho do algoritmo evolucionário multiobjetivo paralelo proposto. Com a função escolhida, tornou-se possível construir projetos automatizados de iluminação externa de forma mais eficiente. Além disso, por meio do algoritmo evolucionário proposto, foi desenvolvida uma aplicação, pela qual o usuário escolhe quais as alturas dos postes, lâmpadas e luminárias que deseja utilizar e também o layout de área a ser iluminada (mesmo que irregular). Dentro dessa área, podem ser definidas subáreas onde existem restrições quanto à colocação de postes de iluminação. O usuário deve definir a iluminação média associada à sua respectiva tolerância, ou faixa de variação. Como estudo de caso, é apresentada a área de um estacionamento do aeroporto da cidade de Uberlândia, MG. Os projetos desenvolvidos, apresentam um baixo coeficiente de variação calculado a partir de 30 execuções. Isso demonstra que o sistema está convergindo para projetos com métricas similares. Ao identificar o pior e o melhor dos projetos apresentados como solução pelo sistema para essas execuções, pode-se notar que apresentam economia nas potências instaladas quando comparados ao projeto de referência: 37,5% no pior dos projetos e 50% no melhor projeto apresentado. Além disso, constataram-se melhores uniformidades para iluminação e maiores eficiências energéticas, bem como a diminuição das respectivas quantidades de unidades de iluminação. / Doutor em Ciências

This work consists of the study, design and implementation of DC-DC converters, used in lighting systems based on light emitting diodes (LEDs). Can be powered by an universal AC voltage source or battery, and the current in the LEDs is controlled digitally. The main objective is to present a proposal of new step-up/down converters topologies with full conversion much higher than that of conventional converters. So, is initially presented an overview of solid-state lighting (SSL). Following is presented the study on the dynamic behavior of converters based on modeling by the method of varying state-space average, ending with the design of a digital PI controller. This work resulted in the application for a patent PI-0801425-6 filed with the INPI, which presents a new family of converters with full conversion extremely wide, called cubic converters. / O presente trabalho consiste do estudo, projeto e implementação de conversores CCCC, aplicados em sistemas de iluminação de estado sólido baseado em diodos emissores de luz (LEDs). Podem ser alimentados por uma fonte de tensão alternada universal ou por uma bateria sendo que a corrente nos LEDs é controlada digitalmente. O objetivo principal é apresentar uma proposta de novas topologias de conversores abaixadores/elevadores com faixa de conversão muito maior que a dos conversores convencionais. Portanto, inicialmente é apresentada uma visão geral sobre iluminação de estado sólido (SSL). Na sequência, é apresentado o estudo sobre o comportamento dinâmico dos conversores baseado na modelagem através do método de variáveis de espaço de estados médio, finalizando com o dimensionamento de um controlador PI digital. Este trabalho resultou no pedido de patente de invenção PI-0801425-6 depositado junto ao INPI, o qual apresenta uma nova família de conversores com faixa de conversão extremamente larga, denominados de conversores cúbicos. / Doutor em Ciências

Na busca por eficiência energética em serviços e produtos de iluminação pública, a maioria das iniciativas concentra-se em procedimentos voltados estritamente à substituição de tecnologias convencionais por outras mais energeticamente eficientes, considerando somente a fase de operação, onde há mais consumo de energia, e o investimento inicial. No entanto, verifica-se que há uma carência de estudos dedicados à análise da sustentabilidade urbana, em particular com o foco na ecoeficiência das iniciativas, em que pese o crescente interesse das empresas por produtos economicamente e ambientalmente sustentáveis. Portanto, a qualidade do serviço de iluminação pública quanto à sua ecoeficiência (componente importante da sustentabilidade urbana) pode ser desenvolvida utilizando-se o pensamento de ciclo de vida de forma simplificada para avaliar tanto economicamente quanto ambientalmente o empreendimento, de modo a viabilizar a comparação de tecnologias, desenvolvimento de projetos e a tomada de decisão para gestores. O objetivo do presente trabalho é propor um modelo analítico que permita, tanto os desenvolvedores de produtos e projetos como a gestores de serviços de Iluminação Pública IP, gerenciar seus recursos para garantir maior ecoeficiência na transição para tecnologias mais avançadas (como o uso de LEDs em produtos), que mitigam os impactos ambientais e o custo desta transição. Como método, utilizou-se uma abordagem qualitativa, se aplicou a técnica de Avaliação de Ciclo de Vida (ACV) para avaliação ambiental e econômica de produtos e instalações para IP baseados na tecnologia convencional e produtos com tecnologia LED. Com isso obteve-se uma medida da ecoeficiência associada a diferentes soluções. Na sequência, as informações foram analisadas, comparadas e um conjunto de parâmetros foi definido para constituir um modelo para tomada de decisão. Em particular, foi dada ênfase à qualidade da iluminação na definição da Unidade Funcional. Todas as fases do ciclo de vida foram analisadas (extração de matérias primas, fabricação de componentes, integração e fabricação de luminárias, manutenção e descarte). Como resultados, foram obtidos critérios mínimos de comparação para instalações de Iluminação Pública a LED; identificação dos impactos de novas tecnologias (como uso da tecnologia LED) em termos de emissões de gases de efeito estufa (CO2 equivalentes) do setor de IP; identificação dos impactos de novas tecnologias (como uso da tecnologia LED) no Custo do Ciclo de Vida de instalações para IP e foi desenvolvido um Modelo de Análise para integrar o desempenho econômico ao ambiental (ecoeficiência) de produtos e instalações de IP. / Introduction: in the search for energy efficiency services and street lighting products, most of the initiatives focuses on procedures aimed strictly to the replacement of conventional technologies by more energy efficient ones considering only their use phase. However, it turns out that there is a lack of studies dedicated to analyzing this field with a focus on eco-efficiency initiatives, despite the growing interest of companies by products economically and environmentally sustainable. Therefore, the quality of the street lighting service for their eco-efficiency can be developed using the Life Cycle Assessment (LCA) technique in a systematic and objective manner, in order to facilitate the comparison of technologies, project development and decision making for managers. Objective: To generate an analytical model that allows both product and project developers and managers of street lighting services to manage its resources to ensure greater eco-efficiency in the transition to more advanced technologies (such as the use of LEDs in products) that mitigate the environmental impacts and the cost of this transition. Method: it was applied the LCA for environmental and economic evaluation of products and street lighting facilities based on conventional technology and products with LED technology. Further, the information was analyzed, compared and a set of parameters has been set to provide a model for decision-making. In particular, it was given emphasis to the quality of lighting in the definition of a functional unit. Every stage of the life cycle was analyzed (extraction of raw materials, component manufacturing, integration and manufacturing lighting fixtures, maintenance and disposal). Results: we obtained minimum criteria of comparison for Street Lighting LED installations, identifying the impact of new technologies (such as use of LED technology) in the carbon footprint of the street lighting industry. Besides, we identified the impact of new technologies (such as use of LED technology) in the cost of life cycle of street lighting facilities. Lastly, it was developed an Analysis Model to integrate environmental economic performance (eco-efficiency) products and street lighting facilities.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-03-03T11:35:25Z No. of bitstreams: 1 fernandojosenogueira.pdf: 4981583 bytes, checksum: 8b3c5698410b92cb533a1907a012d6a6 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2016-04-24T01:41:50Z (GMT) No. of bitstreams: 1 fernandojosenogueira.pdf: 4981583 bytes, checksum: 8b3c5698410b92cb533a1907a012d6a6 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-24T01:41:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 fernandojosenogueira.pdf: 4981583 bytes, checksum: 8b3c5698410b92cb533a1907a012d6a6 (MD5) Previous issue date: 2013-02-28 / Este trabalho tem como objeto principal a avaliação experimental de diodos emissores de luz (ou LEDs, do inglês Light Emitting Diodes) quando empregados em luminárias comerciais destinadas aos sistemas de iluminação pública. São apresentados os aspectos gerais da iluminação pública no Brasil, os principais componentes empregados e uma discussão sobre a adoção da tecnologia LED na iluminação de exteriores. Também são abordados os conceitos básicos de fotometria clássica e da fotometria adaptada para baixos níveis de luminância, que leva em consideração a resposta dinâmica visual do olho humano. Para efeito comparativo, o trabalho também inclui uma revisão das principais fontes de luz brancas orientadas à iluminação pública, e. g. lâmpada de vapor metálico, lâmpada de vapor de mercúrio e, mais recentemente, os LEDs. Tal estudo ampara-se em ensaios de laboratório e em campo tomando como base a lâmpada de vapor de sódio em alta pressão, a mais utilizada atualmente no segmento de iluminação de vias públicas. Algumas normativas referentes à aplicação de LEDs em iluminação pública são discutidas e, a partir das recomendações existentes nas normas NBR 16026 e NBR IEC 61347-2-13, são realizados ensaios de pré-conformidade em amostras comerciais de luminárias LED orientadas à iluminação pública do mercado nacional. Além dos ensaios de pré-conformidade, são realizados ensaios de funcionamento das luminárias LED quando expostas a condições críticas de temperatura com o objetivo de se avaliar as mudanças elétricas e fotométricas que ocorrem nestas condições. É apresentada uma metodologia de projeto luminotécnico para instalação de luminárias LED em vias públicas baseando-se na norma de iluminação pública NBR 5101 (revisão 2012), e o acompanhamento do projeto piloto de iluminação pública empregando luminárias LED implantado no anel viário da faculdade de engenharia da Universidade Federal de Juiz de Fora. Durante nove meses foram coletados dados de características elétricas e fotométricas a fim de se averiguar o desempenho destas luminárias em campo. Por fim, foi feito um estudo comparativo entre o antigo sistema de iluminação com lâmpadas de vapor de sódio e o atual, empregando luminárias LED. / The purpose of this research is the experimental evaluation of light emitting diodes (or LEDs) when used in commercial luminaires for street lighting systems. The general aspects of Brazilian public lighting, the main components used and a discussion about the adoption of the LED technology in outdoor lighting are presented. Also, the basic concepts of classical photometry and photometry’s adaptations for low luminance levels are addressed. It takes into consideration the dynamic response of the human eye. For comparative purposes, this research also includes a review of the main white light sources used on public lighting, e.g. Metal Halide Lamp, High Pressure Mercury Vapour Lamp and, recently, the LEDs. Such research is supported by laboratory and on-site studies based on High Pressure Sodium Vapour Lamp; currently, the most used on public lighting system. Some standards regarding LEDs usage on public lighting are discussed and, based on the existing recommendations, regulated by the Brazilian standards NBR 16026 and NBR IEC 61347-2-13, pre-certification studies of commercial LED luminaires samples oriented to public lighting on the home market are performed. Other than the pre-certification studies, additional studies of LED luminaires functioning when exposed to critical conditions of temperature with the intention to evaluate the electric and photometric changes that occur in this circumstances are performed. It is introduced a luminotechnical project methodology for LED luminaires installation on public roads based on the Brazilian standards of public lighting NBR 5101 (reviewed in 2012) and the accompanying of the pilot project of public lighting using LED luminaires implanted on the ring road of the School of Engineering of the Juiz de Fora Federal University. During nine months, data of electric and photometric features were collected in order to investigate the performance of the luminaires on-site. Finally, a comparative study was done between the previous lighting system with High Pressure Sodium Vapour Lamp and the current, using LED luminaires.