LED Teoría Y Cálculo De Circuitos Con Leds

LED Teoría Y Cálculo De Circuitos Con Leds.doc
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Teoría y Cálculo de circuitos con LEDS
(Por Tropic, Team Calibra 026)
El capítulo "Teoría":
Qué es un diodo LED?:
*
Es un diodo que cuando está en conducción (polarización directa) libera energía en forma
de radiación electromagnética visible, de una determinada longitud de onda (color) dependiendo
de la tensión característica del diodo.
*
Se fabrican como pequeñas lámparas, encapsulando el semiconductor en plástico
transparente que puede ser de distintos colores. (rojo, amarillo, naranja, verde etc.)
Características eléctricas necesarias para el cálculo de resistencias:
*
La corriente que soportan ronda los 20 mA, y se pueden conectar a cualquier valor de
tensión siempre y cuando respetemos esta intensidad máxima. Para ello, y partiendo de varios
datos del led que se recogen en su hoja de características, calcularemos una resistencia limitadora
que habrá que intercalar en serie con el LED con una formula derivada de la ley del amigo de
todos los electrónicos y electricistas :D Mr. Ohm :D
conexion de un led
Características típicas de los leds:
Estas características debería dárnoslas el comerciante. Por otro lado, con la referencia del LED
se puede buscar la hoja de características técnicas en Internet. Los valores que se reseñan aquí
abajo son típicos / orientativos, y no contractuales :D El escribiente no se hace cargo de LEDS
petados usando estos datos... :D
Caída de Tensión en sus bornes:
Es la tensión que mediríamos entre las patillas del led mientras este esta iluminado, no es
como una bombilla que no tiene resistencia...
Esta tensión depende del color (mayor tensión cuanto mas elevada sea la frecuencia de
emisión), y además de la naturaleza del LED (normal o alta luminosidad, por ejemplo) pero esta
es una buena estimación para realizar los cálculos:
Rojo = 1,6 V
Rojo alta luminosidad = 1,9v
Amarillo = 1,7 V a 2V
Verde = 2,4 V
Naranja = 2,4 V
Blanco brillante= 3,4 V
Azul = 3,4 V
Azul 430nm= 4,6 V
Intensidad máxima:
*
Normalmente se habla de 20mA máximo, aunque puede soportar picos de muchos mas
miliamperios. Para una utilización continua (iluminado durante largos periodos de tiempo) y para
cuidar de su salud y no petarlo ;) utilizaremos un valor menor del máximo indicado.
*
Se suele usar el valor de 15mA para alargar la vida del LED, es un buen compromiso LUZ
/ VIDA... usar valores mas altos nos proporcionara, a cambio de menos horas de vida útil, mas
intensidad de luz (OJO, hasta un limite!! si el led es flojo por naturaleza, no harás milagros
aumentando este valor al hacer los cálculos)
*
Todo este riesgo de quemarlo es mas acusado cuanta mas luz da el led (alta luminosidad) y
en general, cuanta mas tensión caiga en el. Es decir, los Azules y los Blancos son muy delicados
a las sobrecorrientes...
Variables de la fórmula de cálculo de resistencias:
R = Resistencia limitadora en ohmios.
V = Tensión de alimentación.
VLED = Tensión en bornes del LED, depende del color.
I = Corriente máxima soportada por el led (20
Esta formula de arriba es "audaz" pensando en luz mas que en vida útil...
El capítulo "manos a la obra" :
Como la formulita de arriba es un soberano coñazo, la expresare de manera mas "bricomaniatica" para que todos puedan entenderla:
Resistencia = (Tensión Batería al Ralentí - Caída Tensión LED) / Intensidad del LED
Ejemplo de calculo para LED Azul Alta Luminosidad (Caída de Tensión de 3,4 V e Intensidad
de uso 15mA)
Resistencia = (13,4 V - 3,4 V) / 15 mA = 666 Ohmios (0,6 K Ohmios)
A que es facil?? :D Recalculemos ahora la resistencia para 20 mA (intensidad máxima):
Resistencia = (13,4 V - 3,4 V) / 20 mA = 500 Ohmios (0,5 K Ohmios)
De aquí deducimos que, a menos valor de resistencia, mas luz, y menos vida para el LED.
Después de realizar este calculo, pediremos la resistencia en la tienda, y nos ofrecerán el valor
normalizado que mas se acerque al valor obtenido por arriba y por abajo. Recordad el temita, si
nos dan una resistencia de mas valor que el calculado tendremos mas luz, pero cascará antes el
LED...
Podemos obviar el calculo de potencia y escoger directamente resistencias de 0,25W que
aguantaran de sobra. (Para los mas frikis. multiplicad la caída de tensión por la corriente del LED
para obtener la potencia de la resistencia... del orden de 0,05W... :P )
Para meter varios LEDS en serie con una única resistencia, habrá que calcularla restando las
caídas de tensión de cada led:
Ejemplo de calculo de resistencia para poner 2 LED Azules de Alta luminosidad (Caída de
Tensión de 3,4V por cada uno e intensidad 15mA)
Resistencia = (13,4 V - 6,8 V) / 15 mA = 440 Ohmios (0,4 K Ohmios)
Se desaconseja colocar leds en paralelo con solo una resistencia, al alcanzar la temperatura de
funcionamiento se daran variaciones del consumo en los leds debido a sus tolerancias,
provocando alteraciones de luminosidad o casques...
Obviamente, se pueden colocar en paralelo cada uno con su resistencia... ;)
Consejo final de cálculo para chispillas inquietos:
Casi siempre he hecho los cálculos para 20 mA sin problemas... Para LEDS rojos a veces
hasta para 25 mA, jijiji, pero bajo vuestra responsabilidad y riesgo!! Nota: Los LEDS rojos
aguantan mas que los azules.
El circuito:
Ánodo (+) y Cátodo (-) de un LED:
*
La patilla mas larga es el Ánodo (+)
*
La mas corta, y el chaflan del encapsulado corresponden al Cátodo (-)
*
Truco "fonético" para acordarse del patillaje: Corto / Cátodo (y "corto" siempre será
"menos" "-" )
Ejemplo del circuito a montar, la resistencia se suele colocar en el Ánodo (+); Un led rojo con
una resistencia en serie:
Ejemplo de circuito, dos leds en serie con una resistencia:
Puedes comprobar el valor de la resistencia según la leyenda en forma de anillos de colores
que lleva:
...
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