Tutorial básico de LED`s

Tutorial básico de LED’s
Ante un tema que aparece cada cierto tiempo, me he permitido hacer
este pequeño Tutorial, muy básico, Y CON PERMISO DE TODOS AQUELLOS QUE YA HAN TENIDO LA
AMABILIDAD DE CONTESTAR ALGUNA PREGUNTA DE ALGÚN NOVATO, para que todos aquellos que nunca
se han acercado a la electrónica le pierdan el miedo a utilizar LED’s en su barco. Seguramente los puristas o muy
expertos no estarán de acuerdo en alguna terminología utilizada, pero mi objetivo no es dar una lección magistral,
sino simplemente quitar el miedo y mostrar que esto es bastante fácil. Estamos acostumbrados a utilizar baterías,
emisoras, cables, motores, etc. por lo que utilizar LED´s es muy fácil siguiendo unas pautas básicas.
1. ¿Qué es un LED?
2. Símbolo, ánodo, cátodo, identificación de éstos. Formas, tamaños, etc.
3. Caída de tensión (voltaje), consumo y resistencia que acompaña al LED (Fórmula para calcularla). Valor
comercial de las Resistencias.
4. Montajes en Serie y Paralelo.
5. Conceptos básicos. Resumen.
1. ¿Qué es un LED?
Un LED es un Diodo Emisor de Luz (LED son las siglas en inglés de esto). Es un componente electrónico que al
paso de corriente eléctrica en el sentido correcto produce una emisión de luz.
Normalmente trabajan con voltajes muy bajitos y el consumo de energía que tienen es mínimo.
2. Símbolo, ánodo, cátodo, identificación de éstos. Formas, tamaños, etc.
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Como ya se ha dicho, los LED son un
tipo especial de Diodos. Del Diodo básicamente nos interesa saber que es un componente electrónico que sólo
deja pasar la corriente eléctrica en el sentido correcto, ya que es un componente que tiene polaridad, es decir,
tiene polo positivo (ánodo) y polo negativo (cátodo). VER FIGURA 1. Sus símbolos eléctricos también están en
esta figura.
Por ejemplo, si utilizamos una batería como fuente de energía, por tanto conectaremos el (+) de la batería al polo
positivo (ánodo) del LED y el (–) de la batería al polo negativo del LED (cátodo). Si no respetamos la polaridad, el
LED no se iluminará. VER FIGURA 2.
Claro, esto nos lleva a la
siguiente duda: En una batería está muy claro cuál es el positivo y el negativo, pero ¿Cómo sé yo cuál es el
positivo (ánodo) y negativo (cátodo) del LED?
Bueno, pues esto es bastante fácil: de las dos patillas que tiene el LED, la más corta es el cátodo (-), es decir, a
esta patilla deberemos conectar el negativo de alimentación. Si además el LED es redondo, normalmente el
cátodo (-) tiene una pequeña muesca.
Por último, comentaros que los hay de diferentes colores y tamaños, de luminosidad normal, de alta luminosidad,
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redondos, cuadrados, triangulares, especiales, etc. y existen también accesorios (soportes, embellecedores, etc.).
3. Caída de tensión (voltaje), consumo y resistencia que acompaña al LED (Fórmula Para calcularla). Valor
comercial de las Resistencias.
Como ya he comentado,
los LED se iluminan con voltajes bajitos, normalmente muy inferiores a la tensión que suministran nuestras
baterías. Por ello, para evitar que se fundan al aplicarles una corriente superior, normalmente el LED va conectado
a una resistencia, la cual limita la corriente que le llega al LED. VER FIGURA 3.
Como ya sabréis, hay LED’s de diferentes colores, Verde, Rojo, Amarillo, etc. Lo que a lo mejor no sabe el novato
en estos temas, es que según el color la tensión a la que trabajan, el consumo eléctrico que tienen, etc. es
diferente y puede variar según el fabricante del LED. Veamos como ejemplo orientativo:
Tensión (Voltaje, Voltios) Consumo (en Amperios)
LED Rojo 1,7 0,030 (o lo que es lo mismo, 30 miliamperios)
LED Amarillo 2,1 0,020 (20 mA)
LED Verde 2,2 0,025 (25 mA)
LED Azul 4,5 0,030 (30 mA)
Por supuesto, cada uno con una potencia lumínica diferente. Pero eso es otro tema y no nos vamos a complicar la
vida.
Supongamos que la tensión de la batería de nuestro barco es 6V y queremos poner algún LED verde, por ejemplo.
Como ya se ha comentado, tendremos que poner una resistencia para evitar que el LED se funda: estamos
aplicando 6V a un LED cuya caída de tensión o voltaje de trabajo es 2,2V.
¿Y qué resistencia conectamos al LED? Pues para eso hay una formulita muy sencilla:
Valor de la Resistencia (R)= (Voltios de la fuente – Voltaje del LED) / Consumo (Amperios) del LED
Siguiendo con nuestro ejemplo, si la batería de nuestro barco es de 6V y queremos poner un LED verde
(supongamos que el que nos han vendido es de 2,2V y 25 mA):
R= (6 – 2,2) / 0,025 (aquí en la fórmula se ponen Amperios, no miliamperios) = 152 Ohmios (u Ohms) es el valor R
de la resistencia a conectar al LED.
Imagino que tendremos varias dudas, a las cuales voy a intentar anticiparme:
¿Y cómo sé el Voltaje y Consumo del LED?
Se pregunta en la tienda donde lo compremos, si queremos afinar, claro.
¿Siempre hay que usar la fórmula?
Si queremos afinar mucho, sí. Si no queremos complicarnos la vida, directamente le pedimos al vendedor de la
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tienda que nos dé las resistencias para los LED que estamos comprando, avisando de la tensión que queremos
aplicar (en este caso nuestros 6V).
¿Y otra manera más sencilla, sin complicarnos la vida?
Pues para LED’s normales y tensiones normales, digamos de 6Va 12V, utilizar siempre resistencias de 1K.
En el ejemplo de aplicación de la fórmula, hemos visto que el resultado era una resistencia de 152 Ohm. Ahora
vamos a la tienda y resulta que no hay de ese valor, porque no es un valor comercial estándar. La solución es
sencilla: le pedimos al vendedor que nos de una de un valor superior y no pasa nada. Hay una tabla de valores
comerciales de resistencias, pero no es el objeto de este Tutorial Básico.
4. Montajes en Serie y Paralelo
Imagino que muchos estarán pensando “este Montañés es un cachondo, tanto rollo para una mierda de montaje
de sólo 1 LED en mi barco”. Y yo pensaría lo mismo, Ja, Ja, Ja.
Pues eso, como queremos poner varios LED en el barco, tenemos 2 opciones: conectarlos en Serie o conectarlos
en Paralelo, igual que hacemos con cualquier componente eléctrico o electrónico.
A) Conexión Montaje en Serie (supongamos 4 LED de color verde)
Cuestiones a tener en cuenta:
- En una conexión en serie, se suman las caidas de tensiones (voltaje de trabajo) de los elementos a conectar.
- En este caso, se conectan LED’s. Al ser una conexión en serie, si por el motivo que sea fallara uno de ellos, los
otros tres tampoco se encenderían.
Hemos dicho por ejemplo 4 LED de
color verde: 4 x 2,2V = 8,8 V; si aplicamos 6V, no se van a fundir y no hay que poner resistencia, sólo que brillarán
menos. VER FIGURA 4.
Supongamos un ejemplo de 2 LED de color verde: 2 x 2,2V = 4,4 V; en este caso sí aplicariamos la formulita
(recordemos que nuestro barco tiene una batería de 6V, el voltaje de los LED es 4,4V y el consumo de los LED el
mismo, 25 mA), y pondríamos sólo 1 resistencia del valor obtenido (o valor superior, como hemos visto). VER
FIGURA 5.
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Yo particularmente no recomiendo el montaje en Serie, ni de LED ni de otros elementos eléctricos o electrónicos,
lógicamente salvo que sea imprescindible porque así lo requiera el circuito.
B) Conexión Montaje en Paralelo (supongamos 4 LED de color verde)
Cuestiones a tener en cuenta:
- En una conexión en paralelo, se suman los consumos de los elementos a conectar, permaneciendo cada
elemento con su voltaje de trabajo.
- En este caso, se conectan LED’s. Al ser una conexión en paralelo, si por el motivo que sea fallara uno de ellos,
los otros tres SÍ se encenderían.
VER FIGURA 6 (ejemplo de conexión en
paralelo, pero sin las resistencias habituales)
En nuestro ejemplo de 4 LED de color verde, por tanto los valores a aplicar serían: 6V de nuestra batería, 2,2V
para los LED y 100 mA (este valor sale de los 4 LED x 25 mA) de consumo. El valor resultante sería el de la
resistencia (sólo una) a conectar. Por supuesto esta única resistencia se conectaría como siempre, es decir entre
positivo de batería y cátodo de LED.
No he puesto figura del
ejemplo anterior porque yo particularmente no recomiendo ese montaje con una sóla resistencia. Prefiero el
montaje en Paralelo pero cada LED con su resistencia. VER FIGURA 7.
Para ello, calculamos de forma independiente el valor de la resistencia de cada LED (si los LED son iguales,
lógicamente la resistencia será la misma para cada uno de ellos y si son distintos, por ejemplo diferentes colores,
etc. pues tenemos cada LED con su resistencia y ya está).
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5. Conceptos Básicos. Resumen.
Bueno, pues estos son los puntos básicos para utilizar LED’s:
1.- Respetar siempre la polaridad de los LED: conectar el (+) al ánodo (patilla más larga) y el (-) al cátodo (patilla
más corta).
2.- Respecto a las resistencias, es indiferente la patilla que conectemos al LED o la patilla que conectemos a la
corriente eléctrica, ya que las resistencias no tienen polaridad.
3.- Si se utilizan varios LED, se recomienda conectarlos en paralelo y cada uno con su resistencia.
4.- Si utilizamos la fórmula para calcular el valor de las resistencias a utilizar y resulta que el valor obtenido no es
un valor comercial estándar, utilizar un valor estándar superior.
5.- Si no nos queremos complicar la vida, se puede utilizar siempre por ejemplo un valor de resistencia de 1K. Las
diferencias de brillo / intensidad de luz emitida para LED’s normales (es indiferente el color utilizado) y un rango
de corriente digamos entre 6V y 12V no serán grandes.
NOTA: respecto a las figuras que ilustran este Tutorial: no hagáis caso de las letras y puntitos que aparecen en las
figuras acompañando a los símbolos, son elementos del programa de circuitos electrónicos que uso y no afectan
para nada a las explicaciones del Tutorial.
Gracias a todos y un saludo.
Montañés
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