Todo sobre LEDs, muy facil

Que tal chiquill@s buena onda! Hoy quiero conversar de un tema interesante que además nos servirá para entrar al tema de la electrónica casera básica. ¿Pero cuál tema? Hablare de los LEDs y como se trabajan con ellos.

Obviamente iré explicando el temita con una dinámica menos técnica (el objetivo del blog) para que todos puedan entender todos. Hoy tratare temas de cálculo forma de conexión, tipos de led y eso. Si tienes dudas o quieres una mejor explicación no dudes en comentar.

¿Pero que es un LED?

Un LED es un diodo pero que se diferencia de otros, ya que emite luz al ser “polarizado” (conectado) en forma directa. En el mercado se pueden encontrar una variedad de diodos LEDs, colores, formas y tamaños.

Los LEDs comunes son muy eficientes y por lo que la intensidad (por tanto el consumo) es muy bajo. Por ejemplo los LEDs indicadores consumen 5mA o menos y los Leds de alta luminosidad 20 mA o menos, además los LEDs son relativamente tolerantes a la corriente por lo que uno puede variar con la intensidad, por ejemplo los LEDs  indicadores se puede variar entre 5mA y 15mA  y entre 15mA y 30mA para LEDs de alta luminosidad.

¿Pero que es un Diodo y que es polarizar?

Bueno esta fueron mis primeras preguntas al comenzar a trabajar con los LEDs. Los diodos son componentes electrónicos que permiten el paso de la corriente es un solo sentido. Los LEDS y los diodos se simbolizan de la siguiente forma.

Cuando nos referimos a polarización de diodos nos indica como es la forma que se aplica la corriente al diodo. Tenemos la polarización directa que corresponde cuando se aplica voltaje positivo al terminal positivo del diodo y polarización inversa (al revés) es cuando se aplica voltaje positivo al terminal negativo del diodo.

Partes del Diodo

A Ánodo (Terminal positivo del diodo +)

B Cátodo (Terminal negativo del diodo -)

1 Lente/encapsulado epóxico (capsula plástica)

2 Contacto metálico (hilo conductor)

3 Cavidad reflectora (copa reflectora)

4 Terminación del semiconductor

5 Yunque

6  Plaqueta

7 ????? no sé que querían explicar 

8 Indicador polaridad

¿Pero como identifico cual lado es positivo o negativo?

Existen tres formas sencillas de ver la polaridad de un LEDs:

• Por la patita más larga, está siempre va a ser el lado positivo +. (Yo siempre usa esa porque es la más visual)
• En el lado negativo - el led tiene un borde plano.
• Y si no puedes identificar con las dos formas anteriores, puedes ver dentro del led, la plaqueta indica el lado positivo. (La plaqueta es más pequeña que el yunque)

LEDs : Valores de Voltaje (Tensión) e Intensidad.

Bueno los valores van a depender del fabricante, así que cuando compres pregúntale la info al vendedor o usa estos como referencia.

Trabajando con los LEDS

Ya sabemos cómo son y sus características, ahora explicare como trabajar con ellos. Podemos ver que los led poseen requerimientos especifico de voltaje e intensidad por que conectarlo directamente a una fuente de voltaje lo único que haremos es quemarlo. Por lo que para otras tensiones, será necesario utilizar una resistencia limitadora para evitar que la excesiva corriente lo queme, es decir que esta resistencia será encargada de acondicionar el voltaje y corriente de una determinada fuente de corriente continua.

Esta es la forma de conexión que más se utiliza para conectar un LED a una fuente con tensión mayor por lo que constara de su respectiva resistencia limitadora de corriente.

Pero también puedes conectar mas de un led a una fuente y puedes conectarlos de dos formas:

A) Conexión en serie: Este tipo de conexión los LED es la más utilizada en la actualidad en los sistemas de iluminación. Se conectan los LEDs uno a continuación del otro (Positivo Negativo Positivo Negativo, etc) y se utiliza la correspondiente resistencia limitadora de corriente conecta en serie al igual que los leds.

B) Conexión en paralelo: Consiste en conectar dos o mas LEDs de acuerdo a su polaridad, es decir positivo con positivo y negativo con negativo y utilizando una resistencia limitadora.

Ya sabemos como conectar los LEDs, ahora nos faltaría calcular la resistencia (Para saber más de resistencias) limitadora necesaria, pero antes de contarles un poco más, seria buenísimo recordar la famosa Ley de Ohm ya que sin ella no podremos calcular los valores necesarios de la resistencia.

La Ley de Ohm nos dice que la corriente (I) que circula por un conductor eléctrico es directamente proporcional a la tensión (V) e inversamente proporcional a la resistencia (R), a condiciones externas constante (Temperatura). Es decir

I=V/R 

Donde 

I: Intensidad de la corriente expresada en Amperios. 

V: Voltaje expresado en voltios 

R: resistencia expresada en ohm 

Pero también sabemos que cuando trabajamos con mas LEDs la forma de trabajar V e I sera diferente en cada tipo.

Formulas y cálculos para cada tipo de conexión

Conexión de un solo LED:

Lo primero es calcular la Caída de Tensión que llamaremos CT y esta se calcula restándole al voltaje de alimentación Vdd el voltaje requerido por el LED Vf (lo averiguamos en la tabla de más arriba).

CT= Vdd – Vf

Esto quiere decir que nuestra resistencia tiene que tener ese CT y sabemos por la Ley de Ohm que:

I=V/R 

Por lo remplazamos V por CT y despejamos R, quedando

R=CT/I

Donde I corresponda la corriente (Intensidad) que usa de LED. Y Listo!! Tenemos R y esa es la resistencia que debemos colocar en serie junto con el Led.

En resumen:

R=(Vdd-Vf)/I

Vdd: Voltaje fuente alimentación.

Vf: Voltaje requerido LED.

I: Corriente o intensidad del LED.

Conexiones en Serie:

Cuando queramos tener conexiones en serie utilizaremos la siguiente formula.

R= (Vdd-(Vf1+Vf2+…..))/I

Dónde

Vdd: Voltaje fuente alimentación.

Vf1, Vf2,… : Voltaje requerido LED.

I: Corriente o intensidad del LED (recuerde que por ley de Ohm la intensidad es la misma para circuitos en serie Itotal= I1 = I2 =i3 =….)

Conexiones en Paralelo:

En este caso los cálculos varían ligeramente y usaremos esta formula

R=(Vdd-Vf)/(I1+I2+… )

Dónde

Vdd: Voltaje fuente alimentación.

Vf : Voltaje requerido por los Leds, por ley de ohm en conexiones en paralelo el voltaje será el mismo para cada Led por lo que solo habrá que tomar el de menor voltaje (ya que no lo queremos quemar).

I1, I2, … : Corriente o intensidad del LED, en conexiones en paralelo las intensidades requeridas se suman a diferencia de lo que sucede en serie.

Bueno ya sabemos todo lo necesario para poder calcular la resistencia limitadora de tensión  para uno o varios LEDs y para el voltaje que deseemos.

Ejemplos prácticos.

Si no quedaste claro hare 3 ejemplos, uno de cada tipo.

Un solo Led

Quieres usar el LED rojo de alto brillo redondo que está en la tabla de arriba.

Nuestros datos:

• Tensión de alimentación: 9v
• Voltaje del LED: 2,1v
• Corriente del LED: 20mA (0,020 A)
• Cantidad de leds: 1

Usamos la formula

R=(Vdd-Vf)/I

Remplazamos los valores

R= (9v – 2,1v)/0,020 A

R= 345 Ω

Necesitaremos 345 Ω pero utilizaremos 350 Ω que es el valor comercial más cercano.

LEDs en serie.

Haremos el circuito con 2 LEDs y su resistencia correspondiente, esta vez utilizaremos 2 LED de alto brillo azul redondo, los datos son:

• Tensión de alimentación: 9v
• Voltaje del LED: 3,1v
• Corriente del LED: 20mA (0,020 A)
• Cantidad de leds: 2

Usamos la formula

R= (Vdd-(Vf1+Vf2))/I

Remplazamos los valores

R= (9v-(3,1v+3,1v))/0,020A

R= 140 Ω

LEDs en paralelo.

Usaremos 2 leds y su resistencia correspondiente, utilizaremos 2 LEDs de alto brillo azul redondo, los datos son:

• Tensión de alimentación: 9v
• Voltaje del LED: 3,1v
• Corriente del LED: 20mA
• Cantidad de leds: 2

Usamos la formula

R= (Vdd-Vf)/(I1+I2)

Remplazamos los valores

R= (9v - 3,1v) / (0,020A + 0,020A)

R= (5,9v) / (0,040 A)

R= 147,2 Ω

Necesitaremos 147,2  Ω pero utilizaremos 150 Ω que es el valor comercial más cercano.

Ya con esto damos finalizado el tema LEDs, cualquier duda me consultan y la brevedad se las responderé. Espero que le hayas gustado y les sirva.