Back to basics #6 - Resistencias y diodos LED.
Hola de nuevo a todos, el día de hoy vamos a ver un poco de cómo usar unos de mi componentes electrónicos favoritos: el diodo LED.
Imaginemos que en algun momento contruyes un velocímetro para una bicicleta y te levantas por las mañanas a hacer tu recorrido, pero un buen dia, por alguna razon las lamparas ddel alumbrado publico no encienden, al inicio supones que es algo normal, ya que las cosas tienden a fallar, pero tras tres semanas te das cuenta que probablemente no las van a reparar en fechas próximas por lo que decides agregarle "iluminacion" a tu bicicleta, pero surge una pregunta ¿Cómo alimentar la iluminacion?
Ultimamente se han hecho bastante accesibles los diodos LED, gracias a su alta eficiencia, son muy utiles a la hora de obtener alimentacion por medio de pilas o baterias pues nos asegura que estas duraran algo de tiempo; cosa que no pasaba antes con las lamparas que usaban filamento incandescentes y que se devoraban las pilas.
Si no has visto cómo es que hice el velocímetro, aun puedes hacerlo pero haciendo memoria, este funciona con un voltaje de 5 v, si intentamos conectar un diodo directamente, este explotaría.
Dependiendo del tipo de diodo LED, este requerirá mas o menos voltaje, en mi caso conseguí LED's de color rojo, amarillo, azul, verde y blanco. Cada uno posee una hoja de datos en la cual podemos cuales son las condiciones para que cada uno de ellos funcione, en el caso de los LED's rojos, la hoja de datos dice que se le debe de aplicar un voltaje 2.1 v y una corriente de 0.02 A (20 mili Amperes), al conectarlo a una fuente con esas características, el diodo enciende.
Pero si vemos bien en la imagen, si limitamos la corriente a 20 mA, el voltaje no es el que viene descrito en la hoja de datos, hay una diferencia de 0.1 V.
Para trabajar con diodos LED, lo primero que debemos de tomar en cuenta, es que no todos los diodos son iguales, la hoja de datos presentará datos nominales, pero en si cada uno es diferente. Al revisar 10 LED's rojos, si la corriente se mantiene constante, el voltaje varia desde los 1.9 V hasta los 2.2 V. Si a todos estos LED's se les alimenta con los 2.1V que dice la hoja de datos, los que funcionaron a los 1.9 V, se terminarán "acabando" mas rápido, debido que a mayor voltaje (del requerido), mayor corriente va a circular, generado calor que es uno de los enemigos de los LED, ya que a mayor temperatura, mayor corriente circula por ellos.
Si no se dispone de una fuente con control de corriente o cómo en mi caso, no es facil agregar un control de corriente (porque soy flojo), podemos simplemente agregar una resistencia que sirva para limitar la corriente.
En algunos de los post pasados hemos usado LED's y algunos de los visitantes del blog me han preguntado si podía hacer una calculadora que sirva para calcular la resistencia para llevarla en el teléfono y eso es lo que haremos, pero no en este post; al igual que en ocasiones anteriores, primero veremos como hacer los cálculos "a mano".
Ultimamente se han hecho bastante accesibles los diodos LED, gracias a su alta eficiencia, son muy utiles a la hora de obtener alimentacion por medio de pilas o baterias pues nos asegura que estas duraran algo de tiempo; cosa que no pasaba antes con las lamparas que usaban filamento incandescentes y que se devoraban las pilas.
Si no has visto cómo es que hice el velocímetro, aun puedes hacerlo pero haciendo memoria, este funciona con un voltaje de 5 v, si intentamos conectar un diodo directamente, este explotaría.
Dependiendo del tipo de diodo LED, este requerirá mas o menos voltaje, en mi caso conseguí LED's de color rojo, amarillo, azul, verde y blanco. Cada uno posee una hoja de datos en la cual podemos cuales son las condiciones para que cada uno de ellos funcione, en el caso de los LED's rojos, la hoja de datos dice que se le debe de aplicar un voltaje 2.1 v y una corriente de 0.02 A (20 mili Amperes), al conectarlo a una fuente con esas características, el diodo enciende.
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| La corriente esta limitada a 20mA |
Pero si vemos bien en la imagen, si limitamos la corriente a 20 mA, el voltaje no es el que viene descrito en la hoja de datos, hay una diferencia de 0.1 V.
Para trabajar con diodos LED, lo primero que debemos de tomar en cuenta, es que no todos los diodos son iguales, la hoja de datos presentará datos nominales, pero en si cada uno es diferente. Al revisar 10 LED's rojos, si la corriente se mantiene constante, el voltaje varia desde los 1.9 V hasta los 2.2 V. Si a todos estos LED's se les alimenta con los 2.1V que dice la hoja de datos, los que funcionaron a los 1.9 V, se terminarán "acabando" mas rápido, debido que a mayor voltaje (del requerido), mayor corriente va a circular, generado calor que es uno de los enemigos de los LED, ya que a mayor temperatura, mayor corriente circula por ellos.
Si no se dispone de una fuente con control de corriente o cómo en mi caso, no es facil agregar un control de corriente (porque soy flojo), podemos simplemente agregar una resistencia que sirva para limitar la corriente.
En algunos de los post pasados hemos usado LED's y algunos de los visitantes del blog me han preguntado si podía hacer una calculadora que sirva para calcular la resistencia para llevarla en el teléfono y eso es lo que haremos, pero no en este post; al igual que en ocasiones anteriores, primero veremos como hacer los cálculos "a mano".
Aguantando con resistencia.
Para empezar, lo primero que debemos de tomar en cuenta es la ley del Ohm.
- Donde R es la resistencia que se mide en Ohm y su símbolo es "Ω".
- V es el voltaje que se mide en volt y su símbolo es "V".
- I es la corriente que se mide en Ampere y su símbolo es "A".
Para conectar, la resistencia, simplemente debemos de ponerla en serie con el diodo.
De esta forma la resistencia "disipara" el voltaje excedente, es decir si vemos la imagen anterior, tendremos que la resistencia deberá de hacer algo con los 5V de entrada menos los 3.1V del diodo, es decir 5 V - 3.1 V = 1.9 V y aquí es donde entra la ley del Ohm, el revisar la formula, vemos que necesitamos tres componentes: la resistencia, el voltaje y la corriente, pero de estos solo conocemos dos que son: el voltaje y la corriente por lo tanto si sustituimos los valores en la ecuación, tendremos:
Si tenemos un diodo 20 mA a 3.1 V y lo alimentamos con 5 V, necesitamos una resistencia de 95 Ω para que el diodo no se queme.
Ahora supongamos que conectamos diez diodos de las mismas características en paralelo, es posible poner una sola resistencia, pero debemos de tener algunas cosas en consideración, pero primero los cálculos.
Tenemos una corriente de 20 mA * 10 = 200 mA (hay que recordar que en este caso, en paralelo la corriente aumenta pero no el voltaje. Cosa contraria a cuando se hacen las conexiones en serie), el voltaje que "caerá" en la resistencia es el mismo, ya que usamos los mismos 5V para alimentar el circuito.
Al momento de elegir el tipo de resistencia, debemos de tener en cuenta cuanta potencia es capaz de disipar, en esto casos, la resistencia más común de 0.250W por lo que si excedemos esa potencia, esta se destruirá.
Para calcular cual es la potencia que una resistencia debe de soportar, debemos de recurrir a la ley del Watt que la siguiente:
Donde:
- P es la potencia que se mide en Watts y su símbolo es "W".
- V es el voltaje que se mide en Volts y su símbolo es "V".
- I es la corriente que se mide en Ampere y su símbolo es "A".
Tomado el ultimo ejemplo tenemos:
Por lo quedemos de usar una resistencia de 9.5Ω a medio Watt (que es lo mas común).
Dado que toda la energía no usada por el LED es disipada en calor por la resistencia, esta es una forma no muy conveniente de regularlo, pero para pocos LED's sirve.
Y bien, por ahora es todo, en el siguiente post haremos una calculadora para android que nos ayude a calcular la resistencia y la potencia de esta para poder usarlas, además veremos otras posibles soluciones.
Los leo luego.
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