Circuitos de luces ornamentales y de efectos especiales realizados con diodos LED's, algunos pueden ser útiles como señalizaciones luminosas, luces de adorno navideñas, etc...
01- Circuito de luces LED de Navidad con 555, para el árbol de navidad
02- Estrella de Navidad centelleante de LEDs, controlada por microcontrolador
03- Globo LED multicolor intermitente loco, basado en LEDs intermitentes
04- LED intermitente poco usual, alimentado a corriente alterna o continua de baja tensión
05- LED destelleante, 4 veces por segundo, controlado por un LM317
06- LED intermitente suave, de variación luminosa lenta
07- LED intermitente con transistor uniunión, en configuración un tanto especial
08- Módulo de LED RGB de Layman, para gobernar un led RGB (multicolor)
Se trata de un circuito de luces parpadeantes para decorar el árbol de Navidad, basado en un temporizador 7555 (versión MOS y de muy bajo consumo del popular 555), y realizado con componentes de montaje superficial (SMD). Su efecto es casi increíble. En vez de realizar destelleos repetitivos (predecibles), los destelleos no están sincronizados. Esto lo convierte en algo atractivo a la vista, algo así como mirar el fuego. Cuelgue esto en su árbol de Navidad como un adorno.
Su funcionamiento es diferente al oscilador estándar con 555 ya que el LED se coloca en la línea de de descarga del condensador C1 (pin 7), de manera que cuando la patilla 7 descarga a C1, pasará un pico de corriente relativamente elevada por el diodo LED. De este modo, la corriente promedio consumida se reduce y los picos de alta corriente sobre el LED no los proporciona la batería, sino la rápida descarga del condensador C1 cuando se activa la patilla 7. Puesto que la caída de tensión en el LED puede interferir con la tensión umbral de reset cuando la tensión de la batería es baja, la fuente de carga del condensador es a través de la patilla 3 (la patilla de salida). De esta manera, mientras que el condensador está restableciendo rápidamente a través de la patilla 7, también está siendo descargado lentamente a través de la patilla 3, la cual sigue a la patilla 7. De esta forma si la tensión del condensador tiene un tiempo difícil para la descarga a la tensión de reset (3 V o inferior), tiene un poco de ayuda a través de la fuente de carga. De lo contrario la operación no se ve afectada.
El consumo de corriente total es del orden de 500 µA. Una batería de 9 V puede alimentar el circuito durante meses. Con 12V es más brillante pero menos conveniente porque las pequeñas baterías de 12V son poco comunes. Cada sección puede estar separada y tiene un diodo individual para protegerla contra polarización inversa. Usted puede pensar que este diodo puede ser eliminado, pero las secciones serían dañadas inmediatamente si se conecta la batería invertida accidentalmente.
Se pueden ensamblar en una misma tira de circuito impreso 4 o 6 circuitos destelleadores. Con tres tiras de circuito impreso se pueden tener 12 o 18 LEDs destelleantes respectivamente. El prototipo del autor es de 4 LEDs de diferentes colores, aunque la lista de componentes que se adjunta es para 6 LEDs de colores. Quizás usted quiera usar otros colores para los LEDs indicados en la lista. C1 es 10 µF para LEDs brillantes como el blanco, azul y verde. Para ayudar a igualar el brillo de los LED de brillo más débil, he conectado en paralelo 2 condensadores de 10 µF para obtener 20 µF (lo que proporciona una mayor corriente de descarga sobre el correspondiente LED). Usted quizá pueda verlo en la fotografía.
Como un proyecto de grupo, los estudiantes pueden aprender a identificar, manejar y soldar pequeños dispositivos SMD y probarlos. El dispositivo más pequeño es del tamaño común 0805. Los tamaños más pequeños, tales como el 0603 o 0402, es "polvo electrónico" en opinión del autor y no son fácilmente manipulables. La compra de todos los componentes para un grupo de experimentadores reduce significativamente el precio final de todo el volumen de componentes adquirido.
Los componentes empleados son de tipo SMD (para montaje superficial).
R1 Resistencia 100 ohm, 5%, tamaño 0805 R2 Resistencia 100K, tamaño 0805 R3 Trimmer ajustable 1 M, para SMD C1* Condensador 10 µF, 10%, 16V, tamaño 8085 D1 Diodo 0,2A, 75V, encapsulado SOT-23-3 D2 LED blanco tamaño 0805 D2 LED rojo tamaño 0805 D2 LED amarillo tamaño 0805 D2 LED verde tamaño 0805 D2 LED azul tamaño 0805 D2 LED naranja tamaño 0805 U1 Circuito integrado ICM7555CD/01, encapsulado SOIC-8 * Para ayudar a igualar el brillo de los LED más débiles, conectar en paralelo 2 condensadores de 10 µF para obtener 20 µF.
Circuito impreso en formato pcb aquí (enlace local)
Publicado por Jim Keith (USA) en |
(Circuito comprobado por su autor)
Este circuito está destinado para las fechas navideñas, y se trata de un sencillo circuito de luces navideñas o estrella de Navidad, basado en LEDs, que se puede construir utilizando componentes baratos. El corazón de este circuito, que funciona alimentado a pilas, es un pequeño microcontrolador PIC12F675 (IC1). En este circuito, el brillo y el parpadeo de los LEDs blancos (LED1 - LED6) son controladas digitalmente utilizando una señal modulada por ancho de pulso (PWM) generada por IC1. El truco de utilizar un generador de números aleatorios para la modulación de la luz creará una simulación creíble de la luz destelleante de una estrella.
Debido a razones comerciales, no se incluye aquí el código fuente (escrito en C) para grabar en el microcontrolador. Sin embargo se incluye el código hexadecimal correspondiente aquí (enlace local).
Publicado por T.K. Hareendran (India) en |
Hoy en día están fácilmente disponibles los LEDs intermitentes tanto de un único color como multicolores, lo que evita la necesidad de emplear chips externos para producir fascinables efectos luminosos (el propio LED integra dentro de su encapsulado un diminuto chip para gobernar la unión del diodo LED). ¿Qué podemos hacer con un LED parpadeante monocolor y dos LEDs intermitentes multicolor? Éste es un circuito ultrasimple de un globo LED realizado con el clásico chip temporizador 555. Una de las ventajas de este globo LED es que es un dispositivo intermitente regulable mediante tensión, preparado para trabajar junto con cualquier chip microcontrolador. Esto también le permite controlar el patrón de luz en cierta medida, mediante la señal de salida de un microcontrolador externo convenientemente programado.
No hay nada nuevo aquí, el chip temporizador 555 (IC1, LM555) está configurado como un multivibrador monoestable (MMV) que está alimentado a 5 Vcc regulados. Los componentes R2 (1K) y C2 (100 µF) establecen el período de oscilación. En la parte frontal del circuito, un LED intermitente de un solo color (LED1 - 5 mm, rojo) está conectado al positivo de alimentación a través de una resistencia limitadora de corriente (R1 - 1K). Los impulsos generados por las intermitencias de este LED se aplican directamente a la entrada de disparo (pin 2) del 555 . La tensión de control del circuito es llevada al terminal de tensión de control (pin 5) del 555 a través de una resistencia (R4 - 1K).
Para un uso normal, la tensión de control puede ser generada a partir de un potenciómetro de 10K multi-vueltas (P1 - 10K) como se muestra en el esquema de circuito. En realidad, cualquier tipo de generador tensión de continua puede ser utilizado para controlar este circuito. Podría realizarse con un divisor de tensión con fotorresistencia, un convertidor de sonido a tensión, realizarse a partir de la salida de un microcontrolador, etc. La salida de IC1 (pin 3) se aplica a dos LEDs de 5 mm de tipo intermitentes multicolor (LED2 y LED3) a través de una única resistencia de limitación de corriente (R3 - 47 ohm).
Como usted bien sabe, el temporizador 555 se activa cuando la tensión de su patilla 2 está por debajo de 1/3 VCC, y se apaga cuando el pin 6 sobrepasa 2/3 VCC. Estos niveles umbrales se pueden desplazar, ya sea hacia arriba o hacia abajo, mediante la aplicación de una tensión de control en la patilla 5. Por ejemplo, si aplicamos una tensión alta en dicha patilla, la tensión umbral de apagado se hace más alta que la tensión umbral normal de 2/3 VCC. Este truco se utiliza en este circuito para producir agradables (y bastante impredecibles) patrones de luz a partir de los tres LEDs. Trate de incluir el circuito terminado en un globo translucido para hacerlo más atractivo. O intentar realizar un arreglo artístico con la ayuda de difusores de luz adecuados.
Durante las pruebas, los impulsos aplicado en la patilla 2 de IC1 eran de 1,2 Hz de frecuencia, con un ciclo de trabajo de aproximadamente 47%. Las oscilaciones de la tensión aplicada (debido a las intermitencias de LED1) estaban en el margen de 1,4 V a 2,1 V (las mediciones no fueron muy precisas).
La tensión aplicada a la patilla 5 de IC1 es de 0,8 V (P1 completamente girado a la izquierda) a 4,5 V (P1 completamente girado a la derecha).
Cuando P1 está en totalmente girado en sentido contrario a las agujas del reloj, LED2 está encendido y LED3 está apagado. Cuando P1 se desplaza más allá de su posición mecánica central, LED3 también volvió a activarse. Cuando P1 está girado completamente en el sentido de las agujas de reloj, ambos LED están activados, pero ahora funcionan con un patrón diferente.
Es muy difícil describir en detalle los asombrosos efectos visuales creados por la combinación de los tres LED. ¡Prepárese para verlo usted mismo!
Publicado por T.K. Hareendran (India) en |
Este circuito con un diodo LED que parpadea se gestiona con sólo unos pocos componentes y está dimensionado para funcionar con una tensión de alimentación AC en el rango de los 4 a los 16V (6 a 24V DC). Como su consumo de corriente es menor de 1 mA, también es adecuado para funcionar con tensiones de alimentación procedentes de una batería de larga duración. Esto ofrece una serie de ventajas dentro de un cierto rango de aplicaciones, comparado con el uso del ya conocido circuito integrado temporizador 555, funcionando como multivibrador aestable. Dependiendo de los valores de los componentes que influyen en la constante de tiempo, el rango de la velocidad de parpadeo va desde 1 hasta 1,5 Hz.
Aunque la duración de cada parpadeo es tan sólo de unos cuantos milisegundos, se puede obtener un nivel de brillo más intenso utilizando una corriente de diodo LED relativamente más elevada. Existe un gran número de posibles aplicaciones para este circuito en modelos de sistemas de trenes, tanto en equipos estacionarios como en movimiento.
Un pequeño y barato tiristor se utiliza como oscilador. El divisor de tensión formado por las resistencias R1 y R2 mantiene la tensión en el terminal puerta (G) a, aproximadamente, el 20% de la tensión de alimentación. El condensador C2 se carga a través de la resistencia R3. Esto provoca que la tensión en el cátodo (K) caiga hasta que esté a un valor de 0,5 a 1 V por debajo de la tensión de puerta (dependiendo del tipo de tiristor usado). En este punto, la corriente de puerta debe ser lo suficientemente elevada como para disparar el tiristor.
En ese momento el condensador C2 se descarga a través de la unión cátodo-ánodo, la resistencia R4 y el diodo LED. El único propósito de la resistencia R4 es el de limitar la corriente a través del diodo LED a un valor suficientemente seguro. Una vez que el condensador C2 se ha descargado, la unión cátodo-ánodo pasa de nuevo a su estado de corte, ya que el valor de la resistencia R3 es tan elevado que no llega a alcanzarse el nivel de la corriente de mantenimiento (la cual es menor de 5 mA para la familia de tiristores BRX 45-57). El siguiente parpadeo no se produce hasta que el condensador C2 se carga de nuevo.
La velocidad de parpadeo se puede ajustar dentro de un rango, variando los valores de la resistencia R3 y/o del condensador C2. Recomendamos el tiristor indicado en la lista de materiales para usarlo en este circuito, debido principalmente a su alta sensibilidad de corriente de puerta (<0,2 mA).
Prácticamente, cualquier modelo de transformador de modelismo de trenes o transformador de silbato puede usarse como fuente de energía. Para realizar la rectificación de la tensión de alimentación son adecuados un rectificador de media onda y un pequeño condensador de filtrado.
Los componentes se pueden montar sobre una pequeña placa de circuito impreso o sobre un pequeño trozo de placa de prototipo. El circuito intermitente también puede alimentarse a través de una fuente de continua (de 5 a 24 V). En este caso, el diodo D1 proporciona la correspondiente protección contra una posible inversión de polaridad.
Resistencias R1 : 22 K R2 : 10 K R3 : 68 K R4 : 22 ohm Condensadores C1 : 47 µF / 35 V , electrolítico radial C2 : 10 µF / 25 V , electrolítico radial Semiconductores D1 : 1N4148 (Diodo de silicio) THR1 : BRX45 (Tiristor sensible de pequeña potencia)
Circuito publicado en la revista Nueva Electrónica |
Basado en las notas de aplicación del circuito integrado regulador de tensión LM317LZ, se utiliza éste para hacer parpadear un diodo LED mediante el principio de cambio de fase.
Con los valores indicados en el esquema, el LED parpadeará una 4 veces por segundo. Tenga en cuenta utilizar para los condensadores electrolíticos tipos de tántalo u otros tipos de muy bajas fugas.
Publicado por Andre en Circuit Exchange International |
Los intermitentes de diodos LED ordinarios encienden y apagan el LED de modo brusco, algo que puede convertirse en molesto después de algún tiempo. El circuito que presentamos aquí es más cuidadoso con los ojos: la intensidad de luz cambia muy lentamente y de forma senoidal, ayudando a proporcionar una sensación más relajante.
El circuito muestra un oscilador de desplazamiento de fase con una fuente de corriente ajustable a su salida. El circuito es capaz de controlar hasta dos diodos LED en serie sin que la corriente se vea afectada. La frecuencia se selecciona por medio de tres redes RC, cada una de las cuales está formada por un condensador de 100 µF y una resistencia de 22 Kohm.
Su funcionamiento es bastante independiente de la tensión de alimentación y la corriente media que pasa por el LED está configurada a 10 mA. El circuito ajusta la tensión en los extremos de la resistencia de emisor de forma que coincida con la tensión de base del primer transistor (alrededor de 0,6 V). La red de desplazamiento de fase proporciona un aumento de la oscilación alrededor de este valor medio.
En el prototipo de este circuito hemos usado un diodo LED rojo de alta iluminación.
Circuito publicado en la revista Elektor |
Utilizando el ya un anticuado transistor uniunión 2N4871 es posible realizar una sencilla pero muy brillante luz intermitente visible de día con un LED. Es un buen proyecto para el principiante y permitirá al experimentador obtener un entendimiento básico del funcionamiento del transistor uniunión (UJT, UniJunction Transistor). Hay numerosos transistores UJT disponibles y todos ellos funcionan de la misma manera. Sin embargo, todos ellos se están convirtiendo en dispositivos obsoletos, por lo que hay ya pocos transistores disponibles de estos tipos en comercios de componentes electrónicos, y muchos distribuidores de componentes ya no ditribuyen el tipo 2N4871, aunque se encuentra fácilmente por Internet en eBay.
El circuito es similar a otros circuitos de LED intermitentes con transistor UJT más usuales, pero este circuito es atípico, ya que varía la colocación del LED y el tipo de LED empleado.
La clave para el brillo es el LED empleado. Elegí un LED de la firma norteamericana Cree, bien conocida por sus LEDs blancos ultrabrillantes.
El funcionamiento es secillo. C1 se carga a través de R1 y R2. Cuando la tensión en C1 excede aproximadamente 2/3 Vcc, el transistor uniunión se dispara y descarga C1 a masa a través del LED y del transistor UJT (Nota: En los circuitos más convencionales, el LED se coloca entre la patilla B1 del transistor y masa, de ahí lo particular de este circuito). Gracias al oscilógrafo obtenido, se observa que el pico de corriente en el LED es aproximadamente 50 mA cuando Vcc = 12V, ó 70 mA cuando Vcc = 24V. En condiciones ideales, el 2N4871 está pensado para una corriente de descarga máxima (de pico) de 1,5 A, pero el LED está nominado para sólo 100 mA (la resistencia dinámica del LED a 100 mA es aproximadamente 20 ohm y esto es lo que finalmente limita la corriente en el LED). La resistencia R3 de 1 ohm es una derivación para monitorizar el LED, no es necesaria para el funcionamiento del circuito.
Una de las especificaciones para el transistor UJT es la corriente valle. En este caso, su valor típico nominal es de 7 mA, pero puede ir desde 4 mA (mínimo) a un valor máximo no especificado por el fabricante. Si R2 se ajusta a un valor demasiado bajo, el transistor uniunión no se descebará automáticamente y el LED se iluminará de forma continua (prueba a ver qué pasa).
R4 no es absolutamente necesaria, pero tiende a reducir la corriente de pico de la batería cuando se dispara el dispositivo.
El ajuste de la frecuencia de parpadeo del LED se realiza con R2, ya que ésta afecta a la constante de tiempo de carga del condensador C1. Con los valores indicados de los componentes, el LED parpadeará a una frecuencia de aproximadamente una a 8 veces por segundo (según ajuste de R2).
Para realizar LEDs intermitentes, el transistor uniunión (tema de esta discusión) es quizás el más fácil de usar debido a que la elevada corriente de valle tiende a garantizar que el dispositivo oscilará en un amplio rango de condiciones. Un transistor PUT (Uniunión programable, como el 2N6027) parece ser más crítico, ya que tiene menos rango debido a su baja corriente de valle, sin embargo es más eficiente y ofrece un bajo consumo de corriente.
El chip temporizador de tecnología CMOS TLC555 es quizás el más eficiente de todos debido a su muy bajo consumo de corriente (sin embargo el chip equivalente de tecnología bipolar LM555 bipolar no es tan eficiente).
Publicado por Jim Keith (USA) en |
El módulo LED RGB de Layman es un proyecto ultra-sencillo realizado sin microcontroladores. Un LED RGB puede ser manejado por un contador CMOS ascendente/descendente preajustable (presettable up/down counter). Esto se logra mediante la conexión de las tres salidas de origen (Q1 a Q3) de un chip CMOS CD4029 y configurando el chip como un contador preajustable. La solución que aquí se presenta pretende manejar LEDs RGB (rojo - verde - azul) en una configuración de ánodo común. El patrón de color (y equilibrio de intensidad) es controlado entonces con la ayuda de un circuito externo generador de señal de reloj.
El chip CD4029 es un contador que puede funcionar como contador binario de cuatro etapas o como contador Decádico-BCD ascendente/descendente, con disposiciones para llevar acarreo en ambos modos de contador. Las entradas consisten en una entrada de reloj (CLOCK), CARRY-IN (entrada de acarreo), BINARY/ DECADE (Binario/Decádico), arriba/abajo (UP/DOWN), PRESET ENABLE (preajuste) y cuatro señales JAM individuales. Como salidas proporciona Q1, Q2, Q3, Q4 y una señal CARRY OUT (salida de acarreo). El modo contador binario se establece cuando la entrada BINARY/DECADE se pone a nivel alto, y el contador cuenta en módo decádico cuando la entrada BINARY/DECADE se pone a nivel bajo. El contador cuenta en modo creciente cuando la entrada UP/DOWN se pone a nivel alto, y cuenta en modo decreciente cuando UP/DOWN se pone a nivel bajo.
Con un LED RGB (rojo-verde-azul), literalmente, usted será capaz de producir cualquier color. A primera vista, un LED RGB de 5 mm se parece a los LEDs de 5 mm ordinarios, pero dentro del encapsulado estándar en realidad hay tres LED; uno rojo (red, R), uno verde (green, G) y sí, uno azul (blue, B). Al controlar el brillo de cada uno de los LEDs individuales se pueden mezclar sus colores para crear casi cualquier color que usted desee. El LED RGB de ánodo común es el tipo más popular, y no es mas que tres LED de un único color (uno rojo, uno verde y uno azul) alojados en el mismo encapsulado. Sin embargo, en lugar de tener 6 patillas de conexión (el cátodo y el ánodo para cada LED), sólo tiene sólo 4 patillas : un cátodo para cada color (R, G, B), y el ánodo (CA) es común a los tres LEDs. Por lo general, el ánodo común del encapsulado del LED es la segunda patilla desde el lado plano del encapsulado del LED. También es la más larga de las cuatro patillas. Esta patilla será tratada como la patilla "común" de los LEDs RGB.
Como se ha dicho, el circuito está construido alrededor del chip CD 4029 y algunos otros componentes externos. El módulo acabado puede ser alimentado desde cualquier fuente de alimentación "limpia" de 5 voltios de corriente continua para manejar el LED RGB conectado a la salida del circuito (conector J2). Además, el módulo requiere un pulso de reloj adecuado en su entrada (conector J1) que puede ser suministrado desde un generador de reloj adecuado externo que puede ser realizado con componentes discretos, o con una circuitería basada en microcontrolador. Huelga decir que esta señal de reloj introducida determina el patrón de color y el equilibrio de la intensidad de salida visual estética del LED RGB. Vea el siguiente circuito de aplicación:
Los LEDs RGB tienen diferentes voltajes de conducción directa (VF) para los LED rojo, verde y azul. Cuando conducen una corriente de 20 mA por LED, el elemento LED rojo del LED RGB usado aquí tiene una tensión directa de alrededor de 2 V. Los LED verde y azul tienen tensiones directas de aproximadamente 2,4 V y 3,6 V respectivamente. Tenga en cuenta que la caída de tensión directa para cada LED dentro del LED RGB tiene que ser bien ecualizada con el fin de igualar el comportamiento del LED RGB en su rango de operación. Estas resistencias de lastre utilizadas en el prototipo son: RR = 150 ohm, RG = 120 ohm, RB = 68 ohm.
Mientras las entradas CARRY-IN (pin 5) y PRE-SET ENABLE (PE/pin1) de IC1 (CD4029BE) se mantengan a nivel bajo, el contador avanza un paso cargo en la transición positiva de la señal de reloj aplicada en la entrada de reloj (CLK / pin 15). El avance es inhibido cuando la entrada PRESET ENABLE (pin 1) se pone a nivel alto (en este caso mediante la salida Q4 de IC1). En base a esto, podemos aplicar una señal de reloj adecuada al módulo (a través de J1) para el gobierno del LED RGB según nuestro requisito. Para probar el circuito terminado, simplemente utilice un generador de impulsos de reloj externo realizado con el circuito integrado más útil en la historia, el chip temporizador 555. Vea como ejemplo el siguiente circuito aplicación:
Aquí, cuando los cursores de P1 y P2 están posicionados a su media carrera (es decir, para un valor de 5K), la salida de NE555 entrega una señal de reloj de 0,952 hercios (frecuencia) con un ciclo de trabajo (duty cycle) de 67%. Sin embargo, añadiendo un diodo 1N4148 entre las patillas 6 y 7 del NE555 (ánodo al pin 7 y el cátodo al pin 6), esto se modifica a aproximadamente 1,429 Hertz @ 50%.
Publicado por T. K. Hareendran (India) en |
Circuitos recopilados por Fernando Fernández de Villegas (EB3EMD) |