Esta es una consulta interesante que recibimos recientemente a trav茅s de nuestro correo electr贸nico:
“…El motivo de mi consulta es el siguiente: Estoy utilizando una tira flexible de LEDs tipo SMD (12V en corriente continua, divisibles en tramos m铆nimos de 3 LEDs) para iluminar reproducciones a escala de vagones de pasajeros de ferrocarril; pero la luz que emiten dichos tramos es muy intensa, por lo que tengo intenci贸n de probar con resistencias que disminuyan el voltaje en 2 o 3 voltios a suministrar a cada tira flexible de LEDs, para, de esta forma, lograr un efecto m谩s acorde con la realidad. Mi duda viene en el momento de rellenar el calculador de resistencias de su web; concretamente en el apartado 鈥渃orriente que desea que pase por el LED (mA)鈥 驴Cu谩l es el valor en mA de los LEDs tipo SMD? 驴Debo introducir dicho valor en funci贸n del n煤mero de LEDs que haya en el tramo/s a utilizar en la maqueta, o por el contrario, el valor es independiente del n煤mero de LEDs? Si, por ejemplo, el valor en mA de uno de estos LEDs SMD, fuese de 20, en un tramo que contuviese 3 LEDs, deber铆a introducir en el calculador el valor 60, o por el contrario deber铆a seguir usando el valor 20?”
R: Este es un caso t铆pico en el que se requiere reducir la intensidad en los LEDs ya que la aplicaci贸n, en este caso modelos a escala, requieren聽adecuar la intensidad a niveles apropiados para dar un efecto m谩s acorde y realista al modelo. En tu caso espec铆fico, ya que est谩s implementando tiras flexibles a 12vDC, esto implica que hay que considerar que vas a modificar un elemento pre-ensamblado que posee 聽resistencias ya conectadas en serie con los LEDs. La configuraci贸n viene dada como se muestra en el siguiente diagrama de conexi贸n:
Este diagrama representa como est谩 hecha la conexi贸n de los 3 LEDs en serie con la resistencia como tu lo mencionas “divisibles en tramos m铆nimos de 3 LEDs”, por lo que hay que incluir esta resistencia en nuestro c谩lculos. Generalmente, los LEDs SMD de alto brillo del tipo est谩ndar de colores tales como blanco, verde y azul, poseen una ca铆da de tensi贸n de aproximadamente 3-3.2v (a diferencia de los amarillos, rojo y naranja que poseen una ca铆da de tensi贸n de aproximadamente 2-2.1v).聽El valor en corriente de m谩s se estila usar en LEDs de este tipo es de 20mA a modo de obtener un nivel de brillo optimo y al mismo tiempo mantener al LED dentro de los valores adecuados. A modo de obtener esta corriente, la resistencia en este circuito debe tener un valor de cerca de los 150 ohm (para esta configuraci贸n en particular). Este valor se obtiene de aplicar las ecuaciones de la ley de Ohm (R=V*I), las cuales utilizamos en nuestros programas de c谩lculo de resistencia para LEDs. Al estar conectados en serie, la corriente se va a mantener constante a 20mA dentro del ramal de los 3 LEDs en serie con la resistencia como en el diagrama anterior. Si colocamos una nueva resistencia en serie con los componentes ya existentes, el resultado que obtendremos es de un valor de resistencia total equivalente a la sumatoria de la resistencia ya existente y la nueva resistencia que agreguemos, dando como resultado una reducci贸n en el valor de la corriente que pasa por los LEDs, y por ende una reducci贸n en la intensidad de los mismos. Puedes iniciar haciendo pruebas, como por ejemplo reducir la corriente de 20mA a 12mA. Para esto, debemos aplicar la misma ley de Ohm pero agregando una nueva variable (nuestra nueva resistencia).
V=I*(R1+R2)
R1 es la resistencia existente en la tira flexible y R2 es la nueva resistencia a colocar.
V/I=R1+R2
R2=V/I-R1
R2=12v/12mA-150惟
R2=1K惟-150惟
R2=850惟
Listo, nuestra nueva resistencia a colocar en serie a modo de llevar la corriente a 12mA es de 850惟. Si luego de hacer la prueba consideras que la intensidad a煤n es muy alta, o si por el contrario bajo m谩s de lo deseado, 聽simplemente vuelve a hacer el c谩lculo de arriba pero reemplazando en valor de la corriente por uno mayor o menor seg煤n sea el caso. Tambi茅n, si no requieres de mucha precisi贸n en cuanto al valor exacto de la intensidad, puedes experimentar a modo de ensayo y error colocando resistencias dentro del rango de 100惟 y 1K惟.
Como hacer para que ambas resistencias queden en serie si la primera ya est谩 soldada en la placa y la nueva no? En este caso es bastante sencillo ya que no hay mas componentes involucrados en el circuito y el colocarlo entre el cable positivo de la fuente de poder y la terminal positiva de la tira flexible lo colocar谩 en serie tanto con los LEDs como con la otra resistencia, el diagrama resultante ser铆a el siguiente:
Te preguntar谩s, la intensidad de los LEDs es lineal en funci贸n de la corriente? La respuesta es “casi”. Por ser los LEDs diodos semiconductores, la funci贸n que relaciona a la intensidad y la corriente no es lineal, sin embargo dentro del rango de valores de 0mA a 20mA la gr谩fica se comporta casi de manera lineal, por lo que podemos observar un cambio casi proporcional den la intensidad a medida que incrementamos o decrementamos la corriente.
Solo queda acotar que si la modificaci贸n se est谩 haciendo en tramos que incluyen varios segmentos de 3 LEDs, esto implica que tenemos que darle un enfoque diferente. Este es el diagrama general de las conexiones internas de una tira flexible de LEDs con unos 30 LEDs como ejemplo
Como se puede apreciar, la tira esta formada por multiples circuitos de 3 LEDs en serie con una resistencia como el analizado arriba conectados entre si en paralelo.
Si queremos atenuar la intensidad de los LEDs, debemos entonces considerar cuantos ramales de 3 LEDs hay en la tira ya que cada ramal inicialmente consumir谩 20mA y la idea es colocar una resistencia (en este ejemplo R2) en la entrada de la tira creando una especie de divisor de tensi贸n聽a modo de reducir la ca铆da de tensi贸n sobre los ramales en paralelo y por ende disminuir la corriente en los LEDs, teniendo en cuenta cual es el voltaje y corriente que pasar谩n por esta nueva resistencia. Es importante verificar en este caso la potencia que consumir谩 esta nueva resistencia ya que la carga ser谩 mayor que en el ejemplo anterior y puede que se requiera implementar una resistencia de mayor wattage que las comunes de 1/4W. Para esto simplemente multiplicamos en voltaje que cae sobre la resistencia y la corriente que pasa a trav茅s de ella (Pr=Vr*Ir). Se recomienda colocar una resistencia con potencia de 20-30% mayor al resultado en watts obtenido.
El diagrama final ser铆a el siguiente:
Otra manera en la que se puede reducir de manera m谩s f谩cil y directa el voltaje que cae sobre los ramales en paralelo es, en lugar de colocar una nueva resistencia, colocar un diodo est谩ndar ( 1n4001-1n4007 por ejemplo)聽en la entrada de la tira flexible, de esta manera parte del voltaje recaer谩 sobre el diodo (0.6-0.7v para los diodos de silicio) y as铆 reduciremos el voltaje que llega a los ramales con los LEDs. Esta soluci贸n es mucho m谩s simple en comparaci贸n a colocar una resistencia ya que el voltaje sobre el diodo ser谩 constante y no implicar谩 mayor c谩lculo que el de restar el voltaje que “absorbe”. Para aumentar el voltaje que toma el diodo, podemos colocar varios diodos en serie hasta llegar al voltaje adecuado resultando en la intensidad deseada en los LEDs.
