Lmpara LED para 110/220VAC

Es probable que pienses en que este ser otro aburrido artculo sobre cmo construirlmparas LEDpara usar con la alimentacin domiciliaria de red. Tienes razn, lo es. Sin embargo, las caractersticas que destacan a esta publicacin son numerosas y, poco a poco, trataremos de describirlas en el artculo. Por supuesto, la ms importante para resaltar es elconsumo extremadamente bajo, respecto a cualquier otro tipo de luminaria. Tambin debemos considerar, que su relacincosto consumo beneficiola convierten en un montaje muy interesante de llevar a cabo y que puede encontrar una aplicacin ideal en el lugar menos esperado de un hogar, de un desarrollo industrial o denuestro espacio de trabajo. Es decir, la clsica, la de siempre, lalmpara LEDconectada a la red, ataca de nuevo para que comprendas su funcionamiento y algunos secretos ocultos (Por qu elCapacitor(oCondensador) no levanta temperatura y las resistencias si?) que poseen y no debes dejar de conocer.Cuando comenzamos a incursionar en el mundo de lailuminacin LED, todos soamos con el ideal de transformar nuestra casa en un ejemplo deoptimizacin energtica, sin embargo, loprimeroque debemos saber es que esta novedosa tecnologa no hace milagros y mucho menos, ser tan econmica de adquirir, ni fcil de construir. Por ese motivo fundamental, que enunciamos en forma primaria (no hace milagros), es que no debemos dejar de tener siempre presente y delante de nuestros ojos alprincipio de conservacin de la energa. Es decir, por muy eficiente que sea el sistema lumnico que construyamos, si laenerga elctricaabsorbidade la redes poca, laenerga lumnicaobtenida tendr una proporcin directa. Dicho en otras palabras, con 6 LEDs no reemplazaremos la iluminacin de un gran saln o ni siquiera de un cuarto de bao. Sin embargo, como tambin dejamos aclarado al principio, estaremos ante un sistema que podremos construir nosotros mismos, al que le daremos la forma y utilidad especfica que necesitamos, aprovechando las diferentes propiedades del diodo LED que sin duda alguna, son muchas.

Sobre el prrafo anterior, pesa (mucho) sobre nuestro inconsciente laomni-direccionalidadde una luminaria tradicional como es una lmpara incandescente de filamento de tungsteno o la de lasactualmentepopularesCFL(CompactFluorescent Lamp) o lmparas de bajo consumo que se comportan como unradiador isotrpico. Recuerdas que es eso? Hablamos deradiador isotrpicocuando hablamos deantenas de radioy mencionamos a un punto suspendido en el espacio, capaz de irradiar seal en todas las direcciones, transformndose en el centro de una esfera. Una lmpara (o luminaria) tradicional hace eso y en muchos casos, no es lo que en verdad necesitamos.Estamos acostumbrados a que as sea, pero no significa que sea lo que queremos. Son dos cosas muy diferentes, verdad? Por lo tanto, puede parecer una desventaja al principio, pero si sabemos aprovechar una de las propiedades ms destacadas de undiodo LED, que es lo estrecho que es su haz luminoso (Radiador No-Isotrpico), podremos obtener sistemas ms tiles, no ms eficientes energticamente hablando. Dicho en otras palabras, 1Watt orientado en una nica direccin, puede ser una espada muy til, comparada con 5Watts de radiacin isotrpica (el punto central de una esfera) que se dispersa en infinitos sentidos, mientras que nuestra necesidad es que lo haga en uno solo, o al menos, hacia un sector definido. La imagen superior puede ayudarte a comprender este concepto.

Para expresarlo con ms ejemplos cotidianos, lo mismo sucede entre una lmpara sostenida en la mano y una linterna, la que emite un haz orientado y concentrado. O comparar dos lmparas de filamento de tungsteno del siguiente modo: una de 100W colgando a un metro de elevacin sobre el suelo y otra de 50W ubicada en el faro de un automvil. All tenemos otra clara aplicacin en la que, con menorconsumo energtico, podemos obtener mejores resultados en aplicaciones especficas y eso es lo que debemos buscar cuando pensamos enluminarias LED. Luego de comprender el concepto elemental de que el LED no har magia para ti, podemos pasar a analizar el circuito que utilizaremos en nuestro desarrollo de hoy. Explicado en forma elemental, construiremos un circuito que nos permita alimentar una serie de 6 LEDs blancos, de altorendimiento(imagen superior) y 10 milmetros de dimetro (cada uno) e incluiremos todo el sistema elctrico / electrnico en el cuerpo de una vieja lmpara CFL, tal como hicimos hace algunos aos,en otro montaje. En aqul, laenergatomadade la reddomiciliaria era adaptada a la que necesitaban losLEDs (tambin eran 6) por resistencias de alto valor (tanto en Ohms como en disipacin de potencia) que regulaban la corriente y la tensin que se aplicara a la serie de LEDs. En esta oportunidad, el circuito utilizar el otro mtodo habitual, que es la utilizacin de uncapacitorpara que acte como un elemento resistivo ante la tensin alterna aplicada.

Una de las caractersticas naturales que posee uncapacitor, al ser sometido atrabajar enun circuito donde existe una tensin alterna (como es la tensin de red domiciliaria), es que segn su valor capacitivo (Faradios y sus sub-mltiplos) ofrecer mayor o menor resistencia al paso de la corriente, comportndose endefinitivay a los fines prcticos, como una resistencia. Esto es una propiedad sobre la cual no profundizaremos en este artculo, porque la entendemos como conocida por la mayora y porque explicar lo que sera laReactancia Capacitivanos desviara demasiado del eje central del artculo. Esta reactancia se comporta como una resistencia al paso de la corriente alterna y es inversamente proporcional a la capacidad y a la frecuencia de trabajo delcapacitor. Slo este concepto ser necesario para saber que variando el valor de capacidad que coloquemos en la entrada de nuestro circuito podremos ajustar la corriente de trabajo de los LEDs que incorporemos a nuestra lmpara o luminaria. Para conocer el valor delcapacitornecesario, debemos tener en claro tambin, la cantidad de LEDs que colocaremos y las resistencias que agregaremos al circuito. Si bien dejaremos que elcapacitor(C1) se encargue de hacer el trabajo ms importante, agregaremos un par de elementos resistivos a nuestro diseo.

En el circuito mostrado antes, R1 se utiliza para sumar una componente resistiva al circuito, R2 actuar como un pequeo fusible ante problemas en el puente rectificador Br1 y R3 se encargar de descargar por completo a C1 y C2, al momento de desconectar la lmpara de la tensin de red. Br1 tendr porobjetivorectificar y permitirnos utilizar una tensin continua en la carga (los LEDs) y C2 atenuar, en gran medida, el rizado provocado por la rectificacin. Como puedes observar, a la funcin que cumple cada componente en el circuito se la puede explicar en un par de lneas, mientras que las caractersticas ocultas del funcionamiento del circuito, nos lleva (y llevar) varios prrafos de texto, como complemento de la explicacin desarrollada en este video que acompaa al artculo donde, en forma paradjica, nos fall el tema central de este artculo: la iluminacin. Observa:Repasemos algunos de los secretos explicados en el video. Nunca dejes de colocar la carga para la que fue diseada esta fuente de corriente constante, es decir, nunca dejes este circuito sin carga (que en este caso son los 6 LEDs). C2 comenzara a cargarse, gracias a la provisin de corriente constante, hasta valores peligrosos de tensin que podran provocar su propia destruccin. Otros diseadores suelen colocar aqu undiodo zenerpara proteger la carga o unvaristoren la entrada de red, para absorber picos de tensin que podran ser destructivos para losLEDs. Aqu podemos detenernos y ratificar lo que expresamos en el video. Si obligamos a trabajar a nuestro circuito con una corriente mxima para los LEDs, los picos de tensin, o transitorios, pueden llevar la corriente que circular por los LEDs a valores peligrosos o destructivos, pero si decidimos sacrificar un pequeo porcentaje de luminosidad, en funcin de una mayor seguridad de la lmpara, el uso del varistor puede quedar descartado y las variaciones de tensin pueden ser absorbidas sin problemas por la carga.

Como te explicamos en el video, no utilices la frmula partiendo de buscar obtener una corriente especfica. Utiliza los valores de capacitores comerciales, a los que puedes tener acceso y observa si la corriente resultante puede ser til para tus objetivos. Si quieres realizar otro tipo de luminaria (por ejemplo una construccin lineal) con mayor o menor cantidad de LEDs, no debes olvidarte de realizar el clculo apropiado para el numerador de la frmula. Esto mismo vale para cuando la tensin de red sea 220V(AC) o 110V(AC). En todos los casos, habrs notado que hemos puesto un nfasis especial en no llevar la corriente de LED a un valor mximo. Con el transcurso del tiempo el LED, que es considerado una fuente fra de iluminacin, que no desprende calor como lo hace cualquier otro tipo de luminaria, tambin levanta temperaturas que, con la acumulacin de tiempo, puede ser nociva para su rendimiento. En trminos domsticos, podramos decir que el LED comienza a quemarse lentamente con una prdida de desempeo que termina por inutilizarlo. Si en cambio, te decides por unamenor corriente de LED, evitars este deterioro lento, pero constante y tu lmpara tendr una duracin notoriamente mayor.

El clculo es muy simple y los elementos que ves son fciles de deducir. "I" es la corriente que circular por los LEDs,Vredes la tensin de lnea,Vledes la tensin final de acuerdo a la cantidad de LEDs que utilices,Ren este caso sera 1100 Ohms (R1 + R2),Fredes la frecuencia de red (50/60 Hz) yCes el valor del capacitor expresado en Farads (observa la explicacin en el video para la asignacin de estas unidades). Por otro lado, la ubicacin de los componentes en elPCB(descarga el PCB desdeAQU) no tiene mayores inconvenientes por tratarse de una cantidad reducida de materiales, pero queremos poner algo de atencin en C1. Este capacitor, puede ser de una tensin de aislacin elevada y prudente, de acuerdo a la red elctrica en que ser conectado. Por ejemplo, para una red de 220VAC, un capacitor con una tensin de aislacin de 630Volts o de 400Volts estara bien y para el caso de 110VAC, con 250Volts o 400Volts no habra problemas. Sin embargo, debes saber que vienen capacitores ideales para el trabajo en corriente alterna y lo expresan en su nomenclatura, en su leyenda. En nuestro caso por ejemplo, hemos utilizado uno de 220nF (0.22uF) con una aislacin de 275Volts de tensin alterna, el que fue reciclado de los circuitos de entrada de un viejo TV. T tambin puedes conseguirlos fcilmente en cualquier fuente demonitor de ordenadoro de TV que tengas por all para reciclar componentes.

Recuerda que estoNOes una fuente multiuso de las que se conocen como Transformerless. Este circuito ser til para esta aplicacin y podrs calcularlo en pocos minutos, adaptndolo a la cantidad de LEDs que quieras utilizar o a cualquier otro tipo de carga, pero siempre observa eso, que exista una carga. Recuerda y ten presente, que no podrs obtener grandes cantidades de corriente para alimentardiodos LED de alta potenciacon este circuito. Los resultados mximos de corriente con esta topologa no llegarn a superar los 50 o 60mA (0,06A), por lo tanto, debes tener la precaucin de no disminuir demasiado el valor de R1 porque todo el circuito terminar trabajando en un lmite peligroso. Por ltimo, no queda ms que recordarte que no logrars milagros de luminotecnia con un puado deLEDs de pocos centavos. Utiliza el ingenio y coloca tu mayor atencin en la disposicin mecnica de tu construccin particular y aprende a obtener provecho de las caractersticas que puede ofrecerte cada tipo deLED. Un ejemplo muy claro de esto es lo queFelixlsha hecho en su "Espacio de Trabajo". Observa lo que se obtiene cuando la inteligencia se aplica a las necesidades y se aprovechan las caractersticas de los elementos que intervienen en el desarrollo. Para qu tener una luz que se "pierda" sobre el techo, paredes y lugares que no son tiles? Toda la iluminacin concentrada sobre la mesa de trabajo. Sin dudas, un ejemplo excelente de la idea que te intentamos transmitir (Gracias Sergio!)

Tu ingenio, la mecnica y los LEDs son la materia prima importante. El resto es un par de cuentas simples. Y como ya lo sabes, te esperamos en elForo de Servisystempara resolver problemas, mostrar resultados y compartir tus experiencias en la construccin delmparas LED alimentadas desde la red elctrica. No olvides extremar los recaudos y cuidados en la aislacin de los circuitos y al manipular elementos pertenecientes a la red elctrica domiciliaria.Un error puede ser fatal; no te confes y organiza tu trabajo de la manera ms segura que lo puedas hacer.Te esperamos para que nos cuentes tus resultados y opiniones!