miércoles, 16 de octubre de 2013

Leds y Cálculos de Resistencias

Hola, hoy voy a hablar de un tema fundamental y poco conocido sobre los LEDs:  la resistencia en serie. Sin resistencia el led se quema por exceso de corriente.
Hoy en día, los LEDs comunes son muy eficientes y por lo tanto la corriente necesaria para encenderlos es bastante baja: 5mA o menos para los LEDs indicadores y 20mA para los LEDs de alta luminosidad. Los LEDs son relativamente tolerantes en materia de corriente por lo que se puede variar entre 5mA y 15mA para los LEDs indicadores y entre 15mA y 30mA para LEDs de alta luminosidad (entre estos últimos los blancos y los azules).

Electrónica

La fórmula para calcular la resistencia se obtiene de la ley de Ohm y es la siguiente:

R = (V - Vled) / I

donde:
R = resistencia
V = tensión de alimentación
Vled = tensión típica del LED (cambia según el modelo)
I: corriente que pasa por el LED

Por ejemplo, si tenemos un LED rojo alimentado con 12V y hacemos pasar una corriente de 5mA:

R = (12V - 1,2V) / 5mA = 2.160 ohm (usando valores estándar de las resistencias: 2.200 ohm)

Para evitar de hacer cálculos, he preparado dos tablas donde podemos encontrar los valores de resistencia necesarios con distintos tipos de LEDs y distintas tensiones de alimentación.

led

Como podemos observar en las dos tablas no obstante la caída de tensión típica de los LEDs es distinta para los verdes, amarillos y rojos, esta variación es poco significativa y por lo tanto podemos usar los mismos valores de resistencia. Esto no es así con los LEDs blancos y los azules de alta luminosidad ya que en estos últimos la caída de tensión es bastante alta (generalmente 3,6V)

leds

La tolerancia de corriente de los LEDs nos permite usar valores genéricos de resistencia (ad excepción de los rojos de alta luminosidad alimentados con 5V como se ve en la tabla)


Vean mi post sobre como conectar un LED a 220V: LED con 220V
También pueden ver: 30 LED con 220V
    Leds audiorítmicos   Bueno gracias al post de "maximo_cosetti" pude hacer mis leds audiorítmicos, lo hice poniendo los leds en paralelo con la batería de 9v, de cajita no use una de acrílico sino que agarre la caja de los chocolates rocher, la lije y quedo perfecta

Me hice los leds audioritmicos y te lo muestro !
Esta imagen esta mal, dice que va una resistencia para todos los leds, pero tiene que ir una resistencia POR CADA LED, los colores de la resistencia tienen q ser verde, azul, rojo y dorado y van en el positivo del led.


Conectar un leds a USB


iluminacion




Buenas como andan esta vez les voy a explicar como conectar LEDs al USB de un ordenador. El puerto USB está constituido por un conector de 4 vías, dos de ellas para datos y las otras dos de alimentación de 5V. Generalmente, esta salida de 5V puede entregar una corriente de hasta 500 mA (yo aconsejo de no superar los 300 mA).



tester





Esta tensión de 5V podemos usarla para alimentar numerosos LEDs de alta luminosidad (por ejemplo 15 blancos o azules y 30 rojos o amarillos). Debido al hecho que 5V son una tensión bastante baja, es necesario prestar atención al modo que estos leds se conectan y también al valor de resistencia que debemos usar en serie. Como ustedes saben, los leds se pueden dividir en dos grandes categorías en base al color: la primera tiene una caída de tensión de aproximadamente 2V y forman parte de ella los leds rojos, amarillos, naranjas y la mayor parte de los verdes. En la segunda categoría, con tensión entre 3V y 3,8V se encuentran los leds azules, los blancos, los violetas y algunos modelos de verde. Si no conocen la tensión de los leds que quieren conectar, les aconsejo de leer mi guía práctica “Como medir la tensión de un led” donde explico detalladamente este tema.



Conectar LEDs al USB



La mayoría de los LEDs de alta luminosidad comunes funcionan correctamente con una corriente aproximada de 20mA, tienen un diámetro de 5mm y son transparentes. Estos son los modelos que he considerado en este artículo.



electronica



La primera cosa que debemos hacer es la de conseguir una cable con conector USB. Podemos usar por ejemplo un alargue USB cortando el cable. Los cables USB tiene 4 conductores y una maya de blindaje. Esta maya no está conectada a ninguna parte por lo tanto, en nuestro caso, podemos eliminarla. Los 4 conductores generalmente tiene los siguientes colores: rojo, verde, blanco y negro. A nosotros nos sirven el rojo que es el positivo de 5V y el negro que es el negativo.



usb



A continuación les propongo una serie de ejemplos de conexión de LEDs a un puerto USB. Empezamos con un solo LED de distintos colores. Pueden notar que, en base al color, la resistencia cambia de 68 ohm a 150 ohm.



leds



Si queremos conectar más de un led al puerto USB existe dos modos que dependen del color de los leds. Si los leds son blancos o azules debemos conectarlos en paralelo porque poniéndolos en serie, la suma de tensiones de cada uno superaría los 5V del puerto USB y por lo tanto no se encenderían. El mejor modo de conectarlos en paralelo es agregando una resistencia en serie por cada led que ponemos.



iluminacion



Se podría también usar una resistencia sola para más de un led conectado en paralelo. Esta técnica es más simple de realizar aunque si tiene muchos defectos que a continuación enumero:
# pequeñas diferencias debido a la tolerancia en las características de los leds harían que la corriente no se repartiera en modo equilibrado y por lo tanto algunos leds alumbrarían más que otros.
# el valor de la resistencia no dependería solo del tipo de led y de la tensión de alimentación sino también de la cantidad de leds conectados resultando un cálculo más complicado. Más leds conectados, menor la resistencia.
# la conexión de muchos leds a una sola resistencia haría que esta fuera de un valor tan bajo que tendríamos dificultad para obtener la corriente justa con valores de resistencia estándar. Además, variaciones de temperatura provocarían grandes diferencias de corriente.

La última técnica que he descrito, usando pocos leds, nos puede sacar de un apuro y en algunos casos puede ser útil si nos tomamos el trabajo de medir con un tester la corriente real que pasa por nuestro circuito. En la figura les muestro 2 leds azules conectados al puerto USB con una sola resistencia.



tester



La conexión en serie de los LEDs tiene la ventaja que es más eficiente porque la potencia se disipa efectivamente en los LEDs en forma de luz y no en la resistencia en forma de calor. Por lo tanto, si usamos leds con una tensión característica menor, podemos conectar más leds en serie a un puerto USB consumiendo la misma corriente de un led solo. La cantidad de LEDs que podemos conectar en serie depende del hecho que la suma de las tensiones características de cada led debe ser más baja de por lo menos 1V de la tensión de alimentación. Este Volt que sobra caerá en la resistencia y permitirá una cierta regulación de corriente. Los LEDs rojos, los amarillos y muchos tipos de verdes (pero no todos) permiten una conexión en serie de dos de ellos cuando los alimentamos con 5V.



Conectar LEDs al USB
Conexión de varios leds en configuración serie-paralelo



Si quisiéramos conectar más de dos leds del último tipo a nuestro puerto USB podemos usar la configuración indicada en el último diseño que es de tipo serie-paralelo.



electronica
Conexión de varios leds en configuración serie-paralelo



Para terminar, les recuerdo que siempre conviene medir con un tester la corriente que efectivamente pasa por nuestro circuito. Para ello podemos usar nuestro tester como se observa en la figura. Para corriente mayores de 200mA tendremos que usar la escala de 10A cambiando el conector positivo al borne respectivo.



usb
Medicion de la corriente con un tester



leds

Para experimentar el funcionamiento de un oscilador simple podemos hacer
un circuito de leds con luz intermitente, el diseño más simple lo podemos
fabricar con dos transistores C945 o similares.
Tambien agrego más abajo un proyecto con el cicrcuito integrado NE555.

Diagrama o plano del circuito:

Proyecto: leds intermitentes.

Dibujo del diseño electrónico para principiantes:
Podemos ver que el transistor C945 tiene el colector al centro y otros como el 2N2222 o MPS2222A la base al centro.

electronica

facil

También se puede hacer para un solo led variando el tiempo en los capacitores c1 y c2 para que permanesca más tiempo encendido que apagado. Funcionando similar a una pastilla de luces intermitentes para los automóviles


Esquema del intermitente para un led:

leds

Dibujo del intermitente a un led:

proyecto:

Podemos notar al probar cambios que este tipo de oscilador es inestable, pero para este efecto funciona bien.

Podemos agregar un transistor PNP al proyecto para independizar la salida del oscilador y poder conerctor varias series de leds.

Diagrama del intermitente con tres transistores:

intermitentes.

Dibujo del intermitente con 3 transistores y 6 leds:

Proyecto: leds intermitentes.

Incluso si conectamos otro transistor PNP a Q1 de la misma forma que a Q2 para tener 2 grupos intermitentes.
O en lugar de los leds conectar un relay para conectar bombillas fuertes para las luces intermitentes de un vehículo.

Led intermitente con NE555

Tambien se puede fabricar el intermitente con circuitos integrados, dependiendo del grado de precisión
que necesitemos, podemos usar compuertas, incluso se podrían hacer con circuitos integrados como el NE555.

Dibujo de intermitente con NE555 a un led:

electronica

Este diseño es muy utilizado como proyecto de electrónica de colegio para entender el funcionamiento de este famoso circuito integrado


Me he encontrado en algunos sitios un diseño que coloca
2 leds en la salida del NE555 de esta manera,
lo probé y funciona, no se a quien se le ocurrió primero,
pero me pareció interesante como ejemplo.

facil


Diagrama de intermitente a dos leds con compuerta lógica 4001 o 4011:

leds

1 comentario:

  1. Muy interesante la pagina, para los que no tenemos mucha idea de esto ,fabuloso, muy bien explicado, los felicito..

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