UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS

Universidad del Perú, Decana de América

FACULTAD DE INGENIERIA ELECTRICA, ELECTRONICA Y TELECOMUNICACIONES

CIRCUITO DE LEDS

CURSO : CIRCUITOS ELECTRICOS I

PROFESOR : ING.ANDERSSON CALDERÓN ALVA

ALUMNO : FLAVIO HUAYASCACHI ALEX

CODIGO : 10190034

Ciudad universitaria, 5 de julio 2011

INTRODUCCION

Los diodos de luz son semiconductores que transforman corriente eléctrica directamente en luz visible. Sus ventajas frente a los medios de iluminación convencionales son:* Un grado muy alto en eficiencia,* Vida útil extremamente larga,* Liviano,* Resistente a golpes.

Un circuito led se refiere al conjunto de dispositivos que se instalan para producir ciertos efectos luminosos, tanto prácticos como decorativos. Con la iluminación se pretende, en primer lugar, conseguir un nivel de iluminación - interior o exterior, o iluminancia, adecuado al uso que se quiere dar al espacio iluminado.

En definitiva un circuito led forma parte fundamental de la iluminación en hogares y edificios en un futuro, ya que con el paso del tiempo estos edificios y su automatización es inevitable, y por lo tanto las ventajas derivadas de que la fuente que produzca la iluminación sea realmente un circuito, son su integración y control por parte de las centralitas sea fácil de conseguir y adecuada según las necesidades del entorno.

El presente trabajo presenta un circuito simple como muestra de la aplicación de los diodos led, principalmente en el campo de la iluminación.

Circuito de Leds Alimentados a 220V

Un circuito de LED es un circuito eléctrico utilizado para alimentar un diodo emisor de luz.

El LED usualmente tiene un voltaje alimentación específico y para determinar el valor de

la resistencia que se debe utilizar para establecer la corriente del circuito se utiliza la ley de

Ohm.

Un diodo del tipo LED tiene una vida útil de 80 000 a 100 000 horas antes de que su brillo se

empiece a atenuar, para que esto sea posible se requiere que el voltaje aplicado sea el

apropiado. Un voltaje muy alto puede provocar que el LED se queme, así como la falta de una

resistencia adecuada en el circuito.

Funcionamiento físico

El funcionamiento normal consiste en que, en los materiales

conductores, un electrón al pasar de

la banda de conducción a la

de valencia, pierde energía; esta

energía perdida se manifiesta en

forma de un fotón desprendido, con

una amplitud, una dirección y una

fase aleatoria. El que esa energía

perdida cuando pasa un electrón de la

banda de conducción a la de valencia

se manifieste como un fotón desprendido o como otra forma de

energía (calor por ejemplo) depende principalmente del tipo de

material semiconductor. Cuando un diodo semiconductor se polariza directamente,

los huecos de la zona positiva se mueven hacia la zona negativa y los electrones se mueven

de la zona negativa hacia la zona positiva; ambos desplazamientos de cargas constituyen la

corriente que circula por el diodo.

Si los electrones y huecos están en la misma región, pueden recombinarse, es decir, los

electrones pueden pasar a "ocupar" los huecos, "cayendo" desde un nivel energético superior a

otro inferior más estable. Este proceso emite con frecuencia un fotón en semiconductores de

banda prohibida directa con la energía correspondiente a su banda prohibida. Esto no quiere

decir que en los demás semiconductores (semiconductores de banda prohibida indirecta no se

produzcan emisiones en forma de fotones; sin embargo, estas emisiones son mucho más

probables en los semiconductores de banda prohibida directa (como el nitruro de galio) que en

los semiconductores de banda prohibida indirecta (como el silicio).

La emisión espontánea, por tanto, no se produce de forma notable en todos los diodos y solo

es visible en diodos como los leds de luz visible, que tienen una disposición constructiva

especial con el propósito de evitar que la radiación sea reabsorbida por el material circundante,

y una energía de la banda prohibida coincidente con la correspondiente al espectro visible. En

otros diodos, la energía se libera principalmente en forma de calor, radiación

infrarroja o radiación ultravioleta. En el caso de que el diodo libere la energía en forma de

radiación ultravioleta, se puede conseguir aprovechar esta radiación para producir radiación

visible, mediante sustancias fluorescentes o fosforescentes que absorban la radiación

ultravioleta emitida por el diodo y posteriormente emitan luz visible.

El dispositivo semiconductor está comúnmente encapsulado en una cubierta de plástico de

mayor resistencia que las de vidrio que usualmente se emplean en las lámparas

A ÁnodoB Cátodo1 Lente/encapsulado epóxico2 Contacto metálico3 Cavidad reflectora

4Terminación del semiconductor

5 Yunque6 Plaqueta78 Borde plano

incandescentes. Aunque el plástico puede estar coloreado, es solo por razones estéticas, ya

que ello no influye en el color de la luz emitida. Usualmente un led es una fuente de luz

compuesta con diferentes partes, razón por la cual el patrón de intensidad de la luz emitida

puede ser bastante complejo.

Para obtener buena intensidad luminosa debe escogerse bien la corriente que atraviesa el led;

para ello, hay que tener en cuenta que el voltaje de operación va desde 1,8 hasta

3,8 voltios aproximadamente (lo que está relacionado con el material de fabricación y el color

de la luz que emite) y la gama de intensidades que debe circular por él varía según su

aplicación. Valores típicos de corriente directa de polarización de un led corriente están

comprendidos entre los 10 y los 40 mA.

PROPIEDADES FÍSICAS DEL LED

Distintos parámetros físicos determinan un LED, todos los que generalmente se detallan en la

“ficha técnica” del LED provista por el fabricante. Entre ellos, los más utilizados por los

Diseñadores de focos basados en LED son:

Forward Voltaje (VF): 3.2 – 3.4V (valores típico y máximo)

Forward Current (IF): 20 mA (valor máximo)

Power Dissipation (PD): 70 mW (valor máximo)

Operation Temperature (T Opr): -25°C/80°C (rango de operación)

Luminnus Intensity (IV): 2.500 – 3.000 mcd (para voltajes especificados)

Color Temperature: 5000-6000°K (color de la luz)

Viewing Angle: 80° (ángulo de apertura)

DURABILIDAD Y CUIDADOS

Los LEDs pueden llegar a durar hasta 100.000 horas en condiciones ideales. Lo que acorta la

vida útil del LED es el exceso de corriente, exceso de temperatura, y la humedad. Por ello, en

condiciones reales de operación, los LEDs reducen su vida útil considerablemente (30.000

horas en un buen diseño). Proveer un entorno que asegure que la corriente eléctrica no

superará el valor máximo de 20mA y baja Temperatura y poca humedad es la primera meta del

Diseñador de Focos basados en LEDs.

EL PRIMER BLOQUE: se llama circuito rectificador y se encarga de eliminar los pulsos o semiciclos negativos de corriente alterna. Esta operación se puede realizar en diferentes formas.

EL SEGUNDO BLOQUE: es el circuito de filtro que se encarga de pulir la ondulación, con el objetivo de llevar a una forma de corriente mas cercana, la corriente continua.

ELEMENTOS

RECTIFICADOR A DIODOS:

El rectificador es el que se encarga de convertir la tensión alterna que sale del transformador en tensión continua. Para ello se utilizan diodos. Un diodo conduce cuando la tensión de su ánodo es mayor que la de su cátodo. Es como un interruptor que se abre y se cierra según la tensión de sus terminales: El rectificador se conecta después del transformador, por lo tanto le entra tensión alterna y tendrá que sacar tensión continua, es decir, un polo positivo y otro negativo:

La tensión Vi es alterna y senoidal, esto quiere decir que a veces es positiva y otras negativa. En un osciloscopio veríamos esto:

TIPOS DE RECTIFICACION1. Rectificación de media onda: este circuito está formado por un diodo.

Este diodo, solamente conduce cuando el voltaje que llegue al ánodo es mayor de cero voltios, o sea positivo, elimina en la salida los semiciclos negativos de la red de corriente alterna.

2. Rectificación de onda completa: pueden ser de dos maneras con dos diodos o con puente rectificador de cuatro diodos.

(a) Con dos diodos .-en este caso la bobina secundaria del transformador tiene tres terminales. El terminal del centro será el polo negativo o tierra. Tal y como son las tensiones en A y en B nunca podrán conducir ambos diodos a la vez. Cuando A sea positiva (B negativa) el ánodo de D1 estará a mayor tensión que su cátodo, provocando que D1 conduzca. Cuando B sea positiva (A negativa) el ánodo de D2 estará a mayor tensión que su cátodo, provocando que D2 conduzca. Obteniéndose la misma forma de Vo que con el puente rectificador.

(b) Rectificador tipo puente .- El rectificador más usado es el llamado rectificador en puente. Cuando Vi es positiva los diodos D2 y D3 conducen, siendo la salida Vo igual que la entrada Vi .Cuando Vi es negativa los diodos D1 y D4 conducen, de tal forma que se invierte la tensión de entrada Vi haciendo que la salida vuelva a ser positiva.

Algunos tipos de diodos:

FILTRO:

Es el circuito de filtrado, con este circuito se trata de aproximar las formas de onda a corriente continua, si tomamos en cuenta la tensión en la carga que se obtiene de un rectificador es en forma de pulsos. En un ciclo de salida completo, la tensión en la carga aumenta de cero a un valor de pico, para caer después de nuevo a cero. Esta no es la clase de tensión continua que precisan la mayor parte de circuitos electrónicos. Lo que se necesita es una tensión constante, similar a la que produce una batería. Para realizar esta operación se utiliza la propiedad que tienen los condensadores de cargarse y descargarse. Cuando el condensador recibe el voltaje pulsante, se carga según el valor máximo o voltaje pico.Cuando empieza a descargarse, recibe otra vez la carga del nuevo pulso de este modo sostiene permanentemente un voltaje estable entre sus terminales.En la figura podemos apreciar: en la onda de salida permanece una pequeña ondulación que se llama rizado o riple en ingles. Este rizado u ondulado es mayor cuando aumenta la corriente de carga y depende del valor en microfaradios del condensador del filtro, ya que según este factor del condensador se descarga, a mayor carga, mas rápido.

CIRCUITO GENERAL

LISTA DE COMPONENTES:

2 Resistencias de 3.9KΩ de 5W 4 diodos de tipo 1N4007 Un condensadores electrolíticos de 4.7uF de 450v 1 Resistencia de 2.7KΩ de 5W Leds de varios colores Cables para las conexiones Protoboard

IMAGEN DEL RECTIFICADOR

IMAGEN DEL FILTRADO

PROBLEMAS EN LA CONSTRUCCION DEL CIRCUITO LED

El primer problema que se tuvo, fue tener el esquema de montajeBorroso con letras no muy claras al igual que las representaciones de los componentes aumentando las posibilidades de error.

El segundo problema fue no verificar bien los componentes con la cual trabajamos.

El tercer problema es que no tuve un manual de ayuda para ver el uso correcto de cada componente.

El cuarto problema fue no tener repuestos de los dispositivos, ya que algunos se dañaron mientras probaba el proyecto.

El quinto problema que tuve, fue no contar con las herramientas necesarias para la construcción del proyecto.

SOLUCIONES A LOS PROBLEMAS YA VISTOS

Respecto al primer problema, tuve que buscar la base original de donde procedía el esquema de montaje de la fuente, y luego dibujarlo más grande.

Respecto al segundo problema, tuve que asegurar y verificar bien los componentes con la cual trabaje en el proyecto.

Respecto al tercer problema, tuve que buscar un manual de ayuda además de acudir al internet para ayudarnos en el uso correcto de cada dispositivo.

Respecto al cuarto problema, se compro varios repuestos de los dispositivos más sensibles que pudiesen dañarse rápido.

Respecto al quinto problema, tuve que buscar un ambiente adecuado para la realización del proyecto.

BIBLIOGRAFIA:

- Boylestad-Nashelsky Teoría de circuitos y dispositivos electrónicos- Octava Edición.

- Páginas visitadas:

http://www.neoteo.com/condensadores

http://www.unicrom.com/cir_Led_con_AC.asp

http://www.todopic.com.ar/led.html