Gabilina

Propongo este artículo que explica como conectar un led directamente a la red eléctrica. La tensión de red de 220V AC tiene dos características que se deben considerar cuando usamos leds: la primera es la elevada tensión, la segunda es el cambio de polaridad 50 veces por segundo (en algunos países 60 veces por segundo). El problema es que los led funcionan solo con una polaridad, es mas, si aplicamos una tensión elevada con la polaridad opuesta, el led se rompe. En la figura muestro una parte de hoja técnica (datasheet) de un clásico led rojo de 5mm de diámetro donde podemos observar claramente la máxima tensión inversa (reverse voltage) que el led resiste: 5V, realmente muy baja. Por lo tanto, en el semiciclo de la tensión alternada en el cual el led se encuentra polarizado en directa este último conduce y se enciende mientras en el semiciclo siguiente el led se polariza en inversa y como consecuencia se rompe. La solución mas simple para evitar este problema consiste en conectar en paralelo con el led un diodo común. Este último conduce cuando el led no lo hace, manteniendo la tensión en las patitas del led muy baja (cuando un diodo normal de silicio conduce la tensión entre sus patitas es de 0,6V). Por lo tanto en un semiciclo conduce el led mientras que en el otro conduce el diodo. Una cosa interesante de esta configuración es que los dos componentes se ayudan entre si porque el diodo “protege al led” per también el led protege al diodo (cuando este último no conduce). Esto nos permite de usar un diodo rectificador de cualquier tipo (inclusive diodos con tensión inversa menor de 220V). Un defecto de la configuración propuesta es que el led se enciende la mitad del tiempo y por lo tanto la luminosidad no será máxima pero suficiente para aplicaciones de señalación. La formula para calcular le resistencia es: R = V / I R = (Vac - Vled) / I En nuestro caso, debido a que la tensión de alimentación (Vac = 220V) es mucho mayor que la tensión característica del led (Vled entre 1,2V y 3,7V) esta ultima podemos no considerarla en nuestra fórmula porque despreciable. La ventaja de esto (mas allá de simplificar la fórmula) e que nos permite conectar cualquier tipo de led sin deber modificar el valor de la resistencia. Por lo tanto, con una corriente de led de 10mA obtenemos: R = Vac / I R = 220V / 0,01Amp R = 22.000 ohm (22K) La potencia disipada por la resistencia es elevada por lo tanto es oportuno calcularla: P = I * I * R P = 10mA * 10mA * 22.000 ohms P = 2,2 Watt Nos conviene usar una de 3 Watt para estar tranquilos. No obstante el consumo de nuestro circuito es relativamente bajo (2,2W), casi la totalidad de la potencia se disipa en la resistencia en forma di calor y una parte casi insignificante como luz en el led. En mi próximo articulo explicaré como conectar un grupo de leds (30) para iluminación directamente con 220V. ¡Atención!: trabajar directamente con 220V es muy peligroso. No tocar ninguna parte del circuito cuando este se encuentra conectado a la red eléctrica. Fuente (mi blog): www.inventable.eu

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). 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. 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) 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) Gracias a estas dos tablitas, conectar la resistencia justa a un LED es facilísimo. Y si quieren, comenten, que no me ofendo. Hasta la próxima Vean mi post sobre como conectar un LED a 220V: LED con 220V También pueden ver: 30 LED con 220V Fuente (mi blog): www.inventable.eu

Gracias a la pregunta de un lector de mi blog y siguiendo el filón de mi artículo "Linternas chinas" me puse a investigar sobre como encender un led blanco con una pila de 1,5V. Como sabrán, los leds blancos y también los leds azules necesitan como mínimo una tensión mayor de 3V para encenderse. Por el contrario, para los leds rojos la tensión necesaria es mas baja (entre 1,2 y 1,5V según el tipo) y por lo tanto es posible encenderlos directamente con una sola pila. Para mayor información sobre el tema leds y su tensión de umbral aconsejo la lectura de mis otros post sobre leds (al final de este artículo muestro un elenco). Como explico en mi artículo “Linternas chinas” de mi blog, muchas de ellas usan simplemente 2 o 3 pilas conectadas en serie para poder superar la tensión de umbral de los leds. Mas allá del hecho que ese sistema tiene grandes defectos, el circuito electrónico necesario se reduce solamente a los leds conectados en paralelo y las pilas en serie. Para poder encender un led blanco con una sola pila de 1,5V es necesario construir un circuito electrónico llamado “Convertidor DC-DC”. Estos dispositivos se usan generalmente para obtener tensiones de salida mas altas respecto a la tensión de entrada cuando alimentamos el dispositivo con corriente continua (DC). Si la corriente de entrada fuera alternada (AC) para obtener tensiones mas altas de salida respecto a la entrada serviría simplemente un transformador que tuviera en el secundario mas vueltas que el primario. Volviendo a nuestro convertidor DC-DC, existen infinidad de modelos, muchos de ellos muy complejos. En nuestro caso, el objetivo es el de construir uno que sea lo mas simple posible y que logre simplemente aumentar la tensión de 1,5V de nuestra pila a 3,5V o más. Pueden ver el circuito en la figura. El problema está en que un dispositivo de este tipo necesita una bobina (¡¡¡horror!!!) y que para colmo es necesario autoconstruirla. Para comenzar necesitamos un núcleo de ferrita. La forma y las dimensiones pueden ser variables, yo me he encontrado bastante bien con los núcleos tipo “anillo” (o toroide) de 1 cm. o 1,5 cm. de diámetro. Generalmente se usan como filtros en los cables de alimentación (ese bulto negro cerca del conector) también los podemos encontrar en circuitos impresos de aparatos descartados (fuentes switching, circuitos de videocaseteras, scanner, etc.). Una vez encontrado el toroide se elimina el alambre que tiene y se hace nuevamente la bobina con alambre esmaltado. En los modelos que he construido yo he usado alambre esmaltado 0,40 mm. Para nuestro convertidor es necesario hacer 30 vueltas. El circuito electrónico es realmente simple: está constituido por la bobina, dos transistores, un capacitor y dos resistencias. El rendimiento no es impresionante pero logra su objetivo. El consumo de la pila es de 25 mA que equivale a una autonomía de mas de 50 horas para una normal pila AA (pila chica). Recuerdo a los lectores que yo uso resistencias de 1/8 Watt y que son muy pequeñas, la distancia entre patitas es de solo 5 mm. Los circuitos impresos los proyecto basándome en estas medidas. Si no logran encontrar resistencias de este tipo pueden montar las comunes verticalmente o modificar el circuito impreso. Con respecto a los resultados les digo que el circuito funciona bastante bien con una luminosidad media. He probado a modificar el valor de los componentes para aumentar la intensidad luminosa del led pero lamentablemente aumentaba también el consumo y el rendimiento disminuiba. Los valores indicados son los que me dieron un mejor resultado. Tengan en cuenta que, por el hecho que estamos elevando la tensión de salida de más de dos veces, la corriente que entrega la pila aumenta proporcionalmente. Si a esto le sumamos las pérdidas de la conversión, podemos estar satisfechos si la corriente que va al led es entre 3 y 4 veces menor respecto a la corriente que entrega la pila. Gracias a mi osciloscopio les muestro la forma de onda entre colector y emisor del transistor conectado al led con una frecuencia de trabajo del circuito de 32 KHz. Lógicamente, según las necesidades se puede montar todo como si fuera una linterna. Yo, por motivos de simplicidad, he preferido montar el circuito en mi modo clásico, con un circuito impreso y la pila soldada. En el proyecto del circuito impreso he dejado lugar para fijar la plaqueta con dos tornillos porque este convertidor DC-DC ultra simple podría servirme para otros usos. He construido un segundo modelo de convertidor DC-DC para alimentar un led blanco con una pila de 1,5V que usa solamente un transistor pero la bobina es un poquito mas complicada de hacer (es necesario conectar una derivación a la mitad). No he encontrado grandes diferencias de funcionamiento respecto a este. Probablemente publicaré esta segunda versión en otro momento. Vuestros comentarios son bienvenidos. Hasta la próxima!!! Mis otros posts sobre el argumento leds http://www.taringa.net/posts/hazlo-tu-mismo/13696624/Leds-220V-con-capacitor.html http://www.taringa.net/posts/hazlo-tu-mismo/13479966/Tiras-de-LEDs-con-220V.html http://www.taringa.net/posts/hazlo-tu-mismo/11189766/30-Leds-220V-_ver_PCB_.html http://www.taringa.net/posts/hazlo-tu-mismo/10975148/Mas-sobre-LEDs.html http://www.taringa.net/posts/hazlo-tu-mismo/10894397/30-LEDs-con-220V.html http://www.taringa.net/posts/hazlo-tu-mismo/10783685/Led-con-220V.html http://www.taringa.net/posts/hazlo-tu-mismo/10925100/LED-muy-facil.html Fuente (mi blog): www.inventable.eu

En este post describiré un regulador de corriente que permite de conectar una gran variedad de leds de alta potencia. El proyecto es realmente simple y está pensado para ser usado en modo autónomo o conectado a un sistema de control variable del tipo PWM que describiré en un próximo artículo. Los reguladores de corriente se pueden hacer de diferentes maneras: con transistores, con mosfet de potencia o con reguladores lineales de tensión conectados en modo particular. Todos usan el mismo principio de funcionamiento: una resistencia de bajo valor en serie con el led (generalmente llamada shunt) que “mide” la corriente que pasa por ella y controla el circuito que regula la corriente. El modelo que les propongo usa un mosfet de canal N como regulador porque lo considero el más eficiente y al mismo tiempo simple de hacer. Para los que no tienen disponible en el cajón de componentes un mosfet de canal N de potencia, se puede usar también un transistor NPN de potencia manteniendo el mismo circuito impreso. Aunque si el resultado es menos eficiente nos puede sacar de apuros. El circuito es una típica fuente de corriente constante y es realmente simple de hacer. La potencia disipada en el mosfet depende de la tensión que cae sobre este y de la corriente que hacemos pasar para alimentar al led. Por lo tanto, podemos mejorar la eficiencia del circuito disminuyendo la tensión de alimentación. Hagamos un ejemplo sobre este punto. Si conectáramos un led de 3V y 600mA (2 Watt) a nuestro circuito alimentado por 12V, el mosfet disipará: Pfet = (Vpower – Vled – Vres) * Iled = (12V – 3V – 0,6V) * 0,6A = 5 Watt Si usáramos en vez una alimentación de 9V: Pfet = (Vpower – Vled – Vres) * Iled = (9V – 3V – 0,6V) * 0,6A = 3,24 Watt Como podemos ver, la potencia disipada por el mosfet en el segundo caso se reduce bastante. Además, en el primer caso con 12V, el rendimiento del circuito es muy bajo porque de los 7,3 Watt que consume, 5 Watt se pierden en forma de calor sobre el mosfet. De cualquier manera, no siempre se dispone de la tensión justa para reducir la potencia disipada por el mosfet. Si tenemos disponibles solamente 12V podemos mejorar el sistema conectando 2 o 3 leds en serie (dependiendo de la tensión de cada uno). Por ejemplo, usando 3 leds de 3V y 600mA: Pfet = (Vpower – Vled1-Vled2-Vled3-Vres) * Iled = (12V-3V-3V-3V-0,6V) * 0,6A = 1,44 Watt Es decir, casi todo el consumo del circuito es usado por los leds mientras que una mínima parte se pierde en el mosfet. La conclusión es simple: conviene alimentar el circuito con una tensión poco superior a la suma de las tensiones de umbral de los leds conectados. La pregunta surge natural: ¿Cuanto poco superior? Bien, si la tensión de alimentación fuera igual a la suma de las tensiones de umbral de los leds conectados el circuito dejaría de funcionar porque el mosfet no es un componente ideal y un mínimo de tensión cae sobre él. A esto se le suma la tensión de 0,6V que cae sobre la resistencia en serie y que permite de regular la corriente. He hecho pruebas directamente con el circuito propuesto y la tensión mínima necesaria para que funcione correctamente es de 2,5V por encima de la tensión del led (o de los leds conectados en serie). Para mayor seguridad aconsejo 3V. Como hemos dicho, la corriente que obtenemos para alimentar el led depende solamente del valor de la resistencia en serie y su valor se puede calcular a través de esta sencilla fórmula: R = 0,6V / Iled Si por ejemplo, quisiéramos hacer pasar una corriente por nuestro led (o leds) de 0,3A (o 300mA) : R = 0,6V / 0,3A = 2 ohm Si quisiéramos hacer pasar una corriente por nuestro led (o leds) de 0,6A (o 600mA) : R = 0,6V / 0,6A = 1 ohm Debido a las pequeñas tolerancias de los componentes, la corriente real puede ser ligeramente diferente. Por ejemplo, en el prototipo, para obtener la corriente de 0,3A he debido conectar una resistencia de 1,8 ohm en lugar de una de 2 ohm. Por el hecho que en comercio muchos valores intermedios de resistencia no existen, puede ser necesario aproximar el valor manualmente conectando resistencias en serie y en paralelo. La resistencia en serie disipa bastante poco. Por ejemplo en nuestro caso de 0,6A: Pres = I * Vres = 0,6A * 0,6V = 0,36 Watt Para tener un buen margen de trabajo con distintos valores de corriente yo sugiero de conectar una resistencia de 1Watt (o menor en el caso de 2 o más resistencias conectadas para aproximar el valor justo de corriente). En realidad, nuestro circuito puede trabajar con corrientes mucho más elevadas de los ejemplos que hemos presentado (5A o más) aunque si será necesario considerar algunos aspectos: 1. reducir al mínimo indispensable la tensión de alimentación del circuito (solamente 3V por encima de Vled) 2. usar una resistencia en serie de potencia adecuada 3. agregar al mosfet un disipador que sea en grado de mantener la temperatura “bajo control” Una cosa bastante interesante del circuito propuesto consiste en la posibilidad de controlar la intensidad luminosa a través de la entrada de control indicada en los diseños. El control debe ser del tipo PWM (modulación por ancho de impulso), bastante simple de hacer con un micro y con un adaptador de niveles como por ejemplo un transistor. En un próximo artículo explicaré como construir uno. Una versión mucho más larga de este artículo la pueden ver en mi blog al siguiente link: http://www.inventable.eu/2012/08/06/driver-para-leds-de-alta-potencia/ Algunos posts que he hecho sobre leds http://www.taringa.net/posts/hazlo-tu-mismo/13696624/Leds-220V-con-capacitor.html http://www.taringa.net/posts/hazlo-tu-mismo/13479966/Tiras-de-LEDs-con-220V.html http://www.taringa.net/posts/hazlo-tu-mismo/10925100/LED-muy-facil.html Fuente (mi blog): www.inventable.eu

Actualización del 26/03/2013. Hola para todos. Debido a los reiterados repost que hacen de mis artículos, he modificado la primer fotografía de este artículo agregando un un texto que identifica univoca-mente mi nombre de usuario. Parece ser que las denuncias a Taringa, últimamente no funcionan tanto. Si alguno de ustedes me sabe decir que se puede hacer para denunciar en modo eficaz a los parásitos, le estaría muy agradecido. Cuando tenemos necesidad de alimentar un LED, el modo más sencillo para regular la intensidad de corriente que pasa por él es el de agregar una resistencia en serie. La pregunta es ¿De que valor? La fórmula para calcular la resistencia es muy simple pero muchas veces la gente no tiene ganas de ponerse a hacer los cálculos necesarios. En un artículo anterior había presentado un par de tablas para obtener el valor de resistencia con tensiones de trabajo comunes (12V y 5V), hoy les muestro otro sistema que usa un gráfico. Como pueden observar en los diseños, propongo dos gráficos distintos, uno para leds blancos, azules y verdes (Vled =3,6V Iled=20mA) y el otro para leds rojos, naranjas o amarillos (Vled=1,8V Iled=20mA). Les recuerdo que ambos gráficos están pensados para leds de alta luminosidad con corriente de trabajo de 20mA. Para obtener el valor de resistencia elegimos primero la cantidad de leds, el tipo (color o tensión característica de dicho led) y la tensión de alimentación. Después de esto, trazamos una línea horizontal imaginaria que empieza a la altura de la tensión que hemos elegido y termina en la intersección de la recta oblicua de los leds respectiva (la recta de 1 , 2 o 3 leds en base a nuestro proyecto). De ahí trazamos una nueva línea vertical y perpendicular a la primera hasta la zona del gráfico donde se encuentran los valores de resistencia. El número más cercano será el valor de resistencia necesario. Lógicamente, el valor obtenido es aproximado pero esto no crea problemas ya que los leds pueden trabajar sin inconvenientes con una cierta tolerancia de corriente. Es más, generalmente tenderemos que modificar el valor de resistencia obtenido para adaptarlo a los valores comerciales. Por ejemplo, un valor obtenido de 190 ohms puede ser reemplazado por uno de 180 ohms sin problemas. Para terminar, les dejo aquí el link de una página PDF ya lista para imprimir con los gráficos en alta resolución. http://www.inventable.eu/media/66_Grafico_Leds_Res/Grafico_led_res_SP.pdf Algunos posts que he hecho sobre leds Leds-220V-con-capacitor Tiras-de-LEDs-con-220V LED-muy-facil.html Bien, aquí termina el post. Para mayor información pueden visitar mi blog: http://www.inventable.eu ¡Hasta la próxima!

Bueno amigos de Taringa, con este post termino la serie de artículos que hablan sobre las conexiones de LEDs a distintas tensiones de alimentación. En los anteriores hemos visto ejemplos con 9V y también con 5V a través de un puerto USB (los links están al final del post). Esta vez nos dedicamos a una tensión muy común: 12V que podemos obtenerla a través de una fuente de alimentación (por ejemplo la de una PC) pero también a través de una batería de moto, de auto o de alarma (baterías de Acido/Plomo). Como expliqué la vez pasada, 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 3,7V se encuentran los leds azules, los blancos y algunos modelos de verde. 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. 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 (mejor si son 2 Volts). Esta tensión que sobra caerá en la resistencia y permitirá una correcta regulación de corriente. Respecto a los casos con tensiones de alimentación más bajas (5V o 9V), los 12V nos permiten de conectar varios LEDs en serie como pueden observar en los diseños (hasta 3 led azules o blancos y hasta 4 LEDs rojos, verdes o amarillos) mejorando el rendimiento y simplificando las conexiones porque se necesita solamente una resistencia. Los ejemplos que he dado con LEDs verdes se refieren a los modelos con tensión alrededor de 2V. Existen algunos modelos de alta luminosidad que necesitan tensiones parecidas a la de los LEDs azules (probablemente están hechos con materiales similares). En el caso de estos leds verdes, pueden usar las resistencias indicadas para los LEDs azules. Para verificar las características del tipo de LEDs que quieran usar les aconsejo el método que expliqué en mi primer artículo. Como en los artículos anteriores les cuento que he probado cada circuito presentado y medido la corriente con los valores de resistencia indicados. Bueno, para terminar renuevo mi invitación para que vean mi EXTRAORDINARIO!!! (otra vez...ya lo vimos!!!...me dirán ) ] INDICE VISUAL DE MIS PROYECTOS DE ELECTRÓNICA V:1.0 También les propongo los dos artículos anteriores: LEDS A 9 VOLTS, TODOS LOS EJEMPLOS LEDS AL USB (5V), TODOS LOS EJEMPLOS Y si no les alcanzan los posts que publiqué en Taringa y quieren ir más en profundidad pueden visitar mi BLOG DE PROYECTOS INVENTABLE, que serán bienvenidos (la dirección la encuentran en las letras al agua de las imágenes). Hasta la próxima!!!

Hola gente de Taringa. En mi segundo artículo de esta serie didáctica, hablaré de como conectar LEDs a la salida USB de las computadoras. El puerto USB tiene 4 cables, dos para datos y los otros dos de alimentación de 5V. Generalmente, esta salida de 5V puede entregar una corriente de 500mA aunque si yo aconsejo de no superar los 300mA. La cosa interesante es que con 300mA podemos alimentar numerosos LEDs de alta luminosidad (por ejemplo 15 blancos o azules y 30 rojos o amarillos). Debido al hecho que la tensión disponible en el USB es bastante baja, es necesario estar atentos 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 3,7V se encuentran los LEDs azules, los blancos y algunos modelos de verde. 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. La primera cosa que debemos hacer es la de conseguir una cable con conector USB. Podemos usar por ejemplo un alargue USB y cortar el cable. Los cables USB tiene 4 conductores y una maya de blindaje. Esta maya no está conectada a ninguna parte por lo tanto para nuestro uso 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. Antes de conectar los LEDs es necesario identificar el lado positivo de ellos y, si pueden medir la tensión característica que tienen. Si coinciden aproximadamente con los valores de los que he mencionado al principio de este artículo podemos usar sin problemas los valores de resistencia que he indicado en los diseños. En los primeros diseños podemos ver la conexión de un solo LED con la resistencia correspondiente. En base al color del LED cambia el valor de la resistencia. Lamentablemente, la tensión de 5V del puerto USB es más baja respecto a la suma de tensión de dos LEDs azules o blancos por lo tanto si queremos conectar más de un LED al puerto USB es necesario ponerlos en paralelo con una resistencia para cada LED. Aunque si es posible usar una sola resistencia y todos los LEDs en paralelo, yo no aconsejo esta técnica porque debido al hecho que los LEDs no son exactamente iguales entre si, la cosa más probable es que la corriente por ellos no se reparta uniformemente y por lo tanto algunos LEDs podrían iluminar más que otros. Además si esto sucediera, está el riesgo que algunos LEDs reciban demasiada corriente y por lo tanto su vida útil se acorte. Poniendo una resistencia en cada LED logramos estar seguras que la corriente que pasa por cada uno de ellos se más o menos la misma. Sin embargo, cuando los LEDs se conectan en serie basta solamente una resistencia en cualquier punto. 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. De cualquier manera, 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. Los diseños nos muestra algunos ejemplos. Si quisiéramos conectar más de dos LEDs podemos usar la configuración indicada en el ùltimo diseño de tipo serie-paralelo. Para terminar les cuento que los valores de resistencia que he indicado en los diseños LOS HE VERIFICADO PRACTICAMENTE en mi laboratorio. Bueno, para terminar renuevo mi invitación para que vean mi EXTRAORDINARIO!!! (medio exagerado el anuncio....será la edad ) INDICE VISUAL DE MIS PROYECTOS DE ELECTRÓNICA V:1.0 Y si no les alcanzan los posts que colgué acá pueden darse una vuelta por mi BLOG que está lleno de proyectos, todos hechos por mi (la dirección en letras al agua de las imágenes) . Hasta la próxima!!!

1. Introducción Este artículo describe como usar un motor paso a paso para mover una plataforma a lo largo de una guía. No obstante la extensión del artículo, el mismo es de carácter introductorio. Probablemente en futuro escribiré otros artículos que explicaran en modo mas detallado los argumentos tratados aquí. 2. Descripción del sistema En la figura inicial se puede observar el sistema que propongo como ejemplo. La parte mecánica está constituida por una base y una guía por la cual se desplaza una plataforma móvil. Esta se mueve gracias a una correa dentada y un motor paso a paso. En el ejemplo descripto no se usa una caja de desmultiplicación del motor. Por lo tanto La relación entre giros de motor y desplazamiento de la plataforma depende del diámetro de la polea del motor. Con una polea de 2 cm. de diámetro y usando un motor de 200 pasos por giro, el desplazamiento de la plataforma será de 6,28 cm. por cada giro del motor, es decir que la resolución teórica del sistema es de 0,3 mm. Mas adelante se verá que, controlando el motor en modalidad medio paso o micropaso, la resolución del sistema puede ser mucho mayor. Dos sensores ubicados en proximidad de los extremos de la guía sirven para determinar la posición absoluta de la plataforma y como dispositivos de seguridad. La electrónica está constituida por dos módulos: la unidad de potencia del motor y la unidad de control principal. Esta última recibe los comandos de posicionamiento desde un ordenador a través de un puerto serial RS232 o USB. La fotografía muestra un robot de 3 ejes para archivar casetes DV que he desarrollado algunos años atrás para aplicaciones televisivas. En primer plano se ve la plataforma móvil con la pinza que coge un casete del archivo. Para dar mayor solidez a la mecánica, las guías de movimiento horizontal son dos. En la plataforma móvil se puede observar otra sistema de guía y motor que permite de acercar la pinza al archivo. Para el movimiento de la pinza (abrir y cerrar) se optó por usar un electroimán (en la parte alta de la fotografía). 3. Contar pasos Con los motores step, contar los pasos del motor para determinar la posición es algo relativamente simple porque el mismo microprocesador que genera los impulsos eléctricos para mover el motor puede al mismo tiempo contarlos. Por lo tanto el uso de este tipo de motores elimina la exigencia de instalar particulares dispositivos que miden los giros del motor (conocidos con el nombre de “encoder”). 4. Posicionamiento relativo Para determinar la posición de la plataforma móvil, generalmente se usa un método llamado “posicionamiento relativo” que consiste en sumar o restar (según el sentido de marcha) el número de pasos efectuados por el motor a un contador o registro de posición. Esta técnica, económica y fácil de implementar necesita un procedimiento de inicialización del sistema que sirve para determinar la posición absoluta de la plataforma y que será usada como referencia para todos los movimientos sucesivos. 5. Inicialización con sensor de cero El procedimiento de inicialización consiste en determinar la posición absoluta de la plataforma. Para ello se es necesario llevar la plataforma a una posición conocida donde se encuentra un sensor llamado “de cero”. Cuando la plataforma llega a dicho punto, el contador de posición se pone a 0 y se detiene el movimiento. A partir de ese momento el sistema sabe donde se encuentra la plataforma y por lo tanto para los movimientos sucesivos se usa la técnica del “posicionamiento relativo” descripta en el párrafo anterior. Para el sensor de cero se puede usar una dispositivo infrarrojo (IR), un sensor electromagnético, capacitivo o un micronterruptor (microswitch). Este último es menos preciso respecto a los anteriores. 6. Sensor de tope En la figura anterior se puede observar otro sensor, similar al sensor de cero pero que se encuentra en el otro extremo de la guía. Este sensor, llamado “de tope” sirve solamente como protección en el caso que el motor siga girando mas allá del rango previsto. En condiciones normales de funcionamiento, este sensor nunca se activa pero en ciertas circunstancias esto puede suceder. El caso mas común es cuando el motor “pierde” pasos, o sea, cuando por diversos motivos (generalmente mecánicos), el motor no logra girar mientras el sistema de control piensa que el movimiento está sucediendo (recordemos que el sistema descripto no tiene un feedback continuo del movimiento del motor, solo en el momento de inicialización). Por lo tanto, el registro de posición tendrá un valor erróneo respecto a la ubicación real de la plataforma. Si el error es grande, puede suceder que, en un posicionamiento sucesivo, la plataforma exceda el rango de movimiento de la guía activando el sensor de tope. El sensor de tope, mas allá de proteger el sistema mecánico permite de advertir al sistema de control que el registro de posición contiene un valor erróneo. Después de la activación del sensor de tope, el sistema de control tendría que activar inmediatamente el procedimiento de inicialización para alinear correctamente el registro de posición del motor. Como en el caso del sensor de cero, para el sensor de tope se puede usar una dispositivo infrarrojo (IR) come se observa en la figura, un sensor electromagnético, capacitivo o un microswitch. 7. El sensor de cero como tope Como descripto en el caso del sensor de tope, también el sensor de cero podría servir para evitar que la plataforma vaya fuera del rango del otro lado de la guía. La única diferencia es que el procedimiento de inicialización sucesivo podría ser mas breve porque la plataforma se encuentra ya en la posición justa. Por lo tanto, en el caso que el sensor de cero detecte la plataforma en fase de un normal movimiento, la unidad de control tendrá que activar el procedimiento de inicialización como descripto en el respectivo párrafo. 8. Conexión de los sensores de cero y de tope La figura muestra la conexión de dos tipos de sensores IR simples (uno a horquilla y el otro de reflexión). La resistencia de 1K sirve para encender el led emisor. La salida de este tipo de sensor es un fototransistor. Naturalmente existen sensores de este tipo mas sofisticados con circuitos lógicos y modulación de la luz infrarroja para eliminar los disturbios. No obstante esto, generalmente los sensores ilustrados en la figura funcionan perfectamente. 9. Rampas de aceleración y desaceleración Para disminuir la solicitaciones mecánicas de cualquier sistema de movimiento motorizado, es necesario introducir rampas de aceleración y desaceleración del movimiento. En el caso de un sistema con motor paso a paso esto es imprescindible porque un arranque veloz de este tipo de motor provoca inevitablemente la pérdida de pasos. Las rampas pueden ser generadas directamente por el microprocesador de la unidad de control introduciendo retardos variables en los impulsos del motor en las fases de arranque y detención. La duración de la rampa aconsejada depende de muchos factores como por ejemplo la velocidad deseada de la plataforma y el esfuerzo (par) que el motor debe hacer para moverla. Un sistema sofisticado varía la duración de la rampa en base a la magnitud del movimiento. 10. Rampa en fase de inicialización del sistema Cuando el sistema se proyecta para su funcionamiento con rampas, el procedimiento de inicialización (o de cero) necesita una secuencia de acción mas elaborada respecto a la descripta anteriormente. Esto es debido a que la unidad de control no sabe cuando se activará el sensor de cero, por lo tanto no puede anticipar la respectiva rampa de desaceleración. La solución mas simple consiste en generar la rampa ni bien el sensor de cero se activa como se observa en la figura siguiente. El hecho está en que al final de la rampa el motor se detendrá en una posición negativa respecto al sensor de cero. Por lo tanto, inmediatamente después, es necesario mover lentamente el motor en el otro sentido hasta que la plataforma supere nuevamente el sensor de cero deteniendo el movimiento en ese punto y memorizando en el registro de posición el valor “cero”. A partir de este momento el sistema estará listo para funcionar. 11. La unidad de potencia del motor step En la figura se puede observar una típica unidad de potencia para motor paso a paso bipolar. Este tipo de motor tiene solamente 4 cables de salida conectados a los extremos de las dos bobinas internas y un quinto cable de masa. Los colores indicados son solamente a título de ejemplo porque cambian según el motor. Un error en la conexión de los cables del motor no produce ningún daño, lo único que sucede es que el motor no gira o gira mal. Muchas veces, no conociendo un motor determinado es necesario probar en distintos modos hasta encontrar la conexión justa. 12. Parámetros de la unidad de potencia Generalmente las unidades de potencia permiten de programar los parámetros de trabajo a través de dip switch o, en los modelos mas sofisticados, con la ayuda de un programa instalado en un ordenador (conectado a la unidad por medio de un cable USB o serial). Los parámetros mas importantes son: la corriente del motor (depende del tipo de motor y de la potencia necesaria) y el tipo de paso (paso entero, medio paso o fracción de paso) que permite de aumentar la resolución del eje. Otros parámetros pueden ser la corriente y el tiempo de standby. 13. Las líneas de control de la unidad de potencia Para controlar una unidad de potencia clásica generalmente sirven 4 líneas de control de las cuales dos son fundamentales: paso y dirección. Como se puede observar en la figura, en las unidades de potencia las líneas del control son generalmente fotoacopladas para mantenerlas aisladas eléctricamente al resto del sistema. Esto permite también la posibilidad de conectar una mayor variedad de dispositivos de control independientemente de los niveles lógicos de trabajo. paso: por cada impulso de esta entrada el motor se mueve de un paso o menos. Esto último es debido a que muchas unidades de potencia permiten el control del motor en otras modalidades (medio paso, un cuarto de paso o inclusive una fracción de paso) Por lo tanto cada impulso no necesariamente corresponde a un paso entero. dirección: según el nivel lógico de esta entrada el motor girará en un sentido o en el otro. standby: muchas unidades de potencia comerciales permiten a través de esta entrada de reducir la corriente del motor cuando este último no se mueve. Esto sirve para evitar que el motor y la unidad se calienten y también para ahorrar energía. Por lo general la corriente nunca se reduce a cero para mantener “frenado” el motor evitando así movimientos involuntarios del eje que introducirían errores en el registro de posición. En general el nivel de reducción de corriente se puede programar en la misma unidad de potencia. Algunas unidades de potencia, después de un intervalo de tiempo programable, reducen automáticamente la corriente cuando el motor no se mueve. En estos casos, la línea de standby no es necesaria simplificando el sistema de control y el conexionado. fault: esta es una salida de la unidad de potencia y sirve para indicar al sistema de control que la unidad tiene un desperfecto. 14. La unidad de control Es el corazón del sistema y la parte mas difícil de hacer, conseguir o adaptar a una aplicación específica. Generalmente controlada por un microprocesador, debe generar los señales de control para la unidad de potencia (incluidas las rampas de aceleración / desaceleración), leer el estado de los sensores (cero y tope), calcular la posición de la plataforma y ejecutar las órdenes provenientes del ordenador. La fotografía muestra una unidad de control que he desarrollado recientemente y que permite de ejecutar todas las operaciones descriptas. 15. Comunicación entre ordenador y unidad de control Físicamente hablando, el ordenador puede comunicar con la unidad de control a través de un puerto serial del tipo RS232 o USB. Para ello es necesario establecer un protocolo de comunicación que sea el mismo en la unidad de control como en la aplicación (el programa). Los comandos fundamentales que el protocolo tendría que disponer son: movimiento: mueve la plataforma hacia la posición pasada como parámetro stop: interrumpe inmediatamente cualquier movimiento del motor reset: reset completo de la unidad de control velocidad: programa la velocidad del motor para todos los movimientos sucesivos inicialización: activa el procedimiento de inicialización determinando así la posición absoluta de la plataforma lectura de status: el ordenador interroga la unidad de control para saber en que estado se encuentra. La unidad puede responder: posicionamiento, inicialización, stop, error etc. Espero que, no obstante la complejidad, el artículo les guste... fuente (mi blog): www.inventable.eu

Hola amigos taringueros. Después de más de 20 posts publicados de electrónica, todos hechos por mi y siempre proyectos originales, pensé que sería útil hacer un indice de los posts más interesantes para que la gente tenga a disposición una panorámica de los artículos. Pero como dice el refrán: "una imagen vale más que 1000 palabras",pensé que estaría bueno hacer este indice con fotos e imágenes de cara artículo. No obstante los caprichos del editor de posts de taringa, he logrado a través de código, hacer que cada imagen tenga incorporado el link al artículo. Más facil de así!!! Para terminar les cuento que pueden encontrar muchas respuestas que he dado sobre dudas de estos proyectos en mi blog WWW.INVENTABLE.EU Indice visual de los proyectos Hacé click sobre las fotografías para ir a los artículos 1 - LEDs: regulador para tiras con 555 2 - LEDs: otro modo de saber el valor de la resistencia 3 - Temporizador muy simple 4 - Llave electrónica universal 5 - Control de SuperLEDs 6 - Driver para LEDs de potencia 7 - LED blanco con una sola pila 8 - Amplificador ultracompacto 9 - Leds y las malditas resistencias 10 - Leds 220V con capacitor 11 - Tiras de LEDs con 220V 12 - 30 Leds 220V (ver.PCB) 13 - Robot a transistores - Parte 4 14 - Robot a transistores - Parte 3 15 - Robot a transistores - Parte 2 16 - Robot a transistores - Parte 1 17 - LED muy facil 18 - Unidad de control para motor step (paso a paso) 19 - Proyectar una plataforma móvil con un motor step

Hola amigos taringueros. Este es el primer artículo de una serie didáctica donde explico en modo absolutamente simple como conectar leds comunes de alta luminosidad (20mA de corriente) a distintas fuentes de alimentación y pilas. Ninguna fórmula, solo ejemplos prácticos para todos los gustos. Antes de empezar, es muy importante saber la tensión de los leds que vamos a usar. Generalmente los leds rojos son de 1,8V, los blancos y los azules entre 3V y 3,7V, los verdes pueden ser de 2V pero también hay modelos de 3,5V. Para terminar, los amarillo son generalmente de 2V. Debido a que los fabricantes cambian los modelos frecuentemente, yo aconsejo de medir la tensión directamente para no tener dudas. El modo más simple es con una batería de 9V y una resistencia de 1Kohm y 1/4 Watt. A continuación les describo los pasos necesarios: PASO 1: identificar el positivo de los LEDs En el diseño les muestro como identificar la polaridad de un led. Como pueden ver, la pata más corta es el negativo. Otro modo es ver que en la circunferencia del led, hay una parte derecha (indicada como "marca" ), este es el negativo. Este modo de identificar funciona para todos los leds de 3mm y de 5mm. PASO 2: montamos el circuito de prueba Una vez que sabemos cual es el positivo tenemos que conectar una resistencia de 1Kohm (1000 ohms) en serie con el positivo del led. Después conectamos la resistencia al positivo de una batería de 9V mientras que el negativo del led lo conectamos al negativo de la batería como se puede ver en el diseño. El led tendría que encenderse. PASO 3: preparamos el tester Para medir el valor de tensión del led usaremos un tester. Conectamos las puntas en el tester y seleccionamos para medir tensión continua (V DC) en la escala de 20V como podemos ver en la fotografía. PASO 4: medimos la tensión Medimos con el tester la tensión en las patitas de cada led que queramos usar como se ve en el diseño y anotamos estos valores. Una vez que sabemos la tensión de nuestros leds podemos elegir uno de los diseños que les muestro a continuación para conectar varios leds según vuestras necesidades. Ejemplos de conexiones de LEDs azules o blancos a una batería de 9V Ejemplos de conexiones de LEDs rojos o amarillos a una batería de 9V Para terminar los invito a ver mi EXTRAORDINARIO!!! INDICE VISUAL DE ARTÍCULOS DE ELECTRÓNICA Y ya que están pueden ver también mi blog (en letras al agua en las imágenes) . Los espero