LÁMPARAS CON DIODOS LED

Pequeña colección de lámparas de iluminación realizadas con diodos LEDs, de alimentación directa a la corriente de red o mediante tensión reducida con un transformador adaptador de red eléctrica. Para conseguir buenas iluminaciones empleando LEDs, se emplean LEDs blancos de alto brillo y alta eficiencia, resultando lámparas de bajo consumo eléctrico.

Los LEDs blancos de alto brillo tienen una caída de tensión típica de unos 3 V, y proporcionan una buena fuente de luz con corrientes en torno a unos 20 mA. Pueden funcionar con corrientes más altas, pero ello perjudica la vida del LED.

01- Lamparita nocturna a LED, un solo LED, a 220 V
02- Lamparita LED para el taller, de baja tensión
03- Reaprovechando una lámpara CFL de bajo consumo, como lámpara LED
04- Lámpara de 18 LEDs regulable, para baja tensión
05- Vela LED permanente, con varios LEDs y batería recargable
06- Alimentación de unidades de LEDs en serie conectados a red eléctrica
07- Luz nocturna blanca con LEDs, conectada directamente a red eléctrica
08- Linterna solar con LEDs blancos, cargada con un panel solar u otra fuente de 6 V.
09- Lámpara LED regulada (dimmer), con regulador de corriente, a 12 V
10- Circuito Dimmer para LED de potencia, para 3 a 12 V

## 01- LAMPARITA NOCTURNA A LED

El diseño del circuito de la lámpara LED nocturna (luz de la habitación) es similar a la de muchos productos disponibles comercialmente. Sin embargo, este circuito no utiliza ningún tipo de transformador reductor voluminoso y ruidoso, pero inserta de forma sencilla un divisor de tensión capacitivo para proporcionar una corriente constante para alimentar la fuente de luz. Aquí se emplea un LED azul de alta eficiencia y baja corriente como fuente de luz. El diseño es seguro, sencillo y estable.

Lampara nocturna a LED. (Clic en la imagen para ampliarla).

Cuando el circuito está conectado a la red eléctrica, y hay tensión de entrada (220V CA), el condensador C2 se carga a través de C1, R2 y el puente rectificador constituido por D1-D4. El diodo zéner D5 limita la tensión de carga de C2 a un valor seguro de 15 V. Esta fuente de corriente continua de baja tensión alimenta entonces al LED (D6) a través de la resistencia limitadora de corriente R3. Cuando se corta el suministro de red eléctrica o se desenchufa el circuito de la red, el LED permanece encendido durante un corto tiempo y luego se apaga gradualmente (por la descarga de C2). ¡La oscuridad no es instantánea cuando se desconecta el circuito!

Después de realizar el circuito, aloje éste en una pequeña caja de plástico. Realice un agujero de 5 mm en el centro del frontal de la caja y monte el LED con un soporte adecuado para LED en el agujero de 5 mm. Finalmente, añada una toma red eléctrica al circuito terminada en un enchufe y, opcionalmente, un interruptor on/off en la parte posterior o lateral de la caja (a ser posible, de palanca plástica).

Advertencia: Tenga mucho cuidado cuando utilice este circuito de lámpara nocturna ya que está conectado directamente a la red eléctrica, y ésta puede ser mortal. Asegúrese que una vez alojado el circuito en la caja de plástico, ninguna parte del circuito queda eléctricamente accesible al contacto humano.

| Publicado en ElectroSchematics.com 10/08/2010 |

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## 02- LAMPARITA LED PARA EL TALLER

Aquí se muestra una unidad de iluminación para el banco de trabajo muy útil para los aficionados a la electrónica. El circuito de lámpara portátil para inspecciones consta de un regulador de tensión y un LED blanco de alto brillo de 5mm. Para alimentarlo se puede emplear cualquier alimentador de 9-18 voltios DC conectado a red eléctrica capaz de entregar al menos 100 mA de corriente de salida.

Esquema de la lamparita para banco de trabajo.

Después de construir el circuito, deberá ser alojado en un frasco o tubo plástico, tal como se ilustra más abajo. El uso de una lente miniatura frente al diodo LED (D2), como se muestra en la ilustración, es opcional. En el prototipo se empleó una lente plástica procedente de una linterna ya sin uso.

El regulador de tensión ajustable de 3 patillas IC1 (LM317L) de encapsulado TO-92, aquí se emplea ajustado para proporcionar una tensión de aproximadamente 4,5 Vdc. Esta tensión alimenta directamente el LED blanco (D2) a través de la resistencia R3 limitadora de corriente (51 Ohm). El diodo D1 (1N4001) protege la entrada del circuto de una inversión de polaridad de la tensión de alimentación. Dos pequeños condensadores electrolíticos (C1 y C2) conectados a las patillas de entrada y de salida de IC1 mejora la estabilidad general del circuito regulador de tensión. Emplee un conector estándard RCA o un conector EP como conector de entrada J1.

Led en el tubo plástico.

| Circuito diseñado por T.K. Hareendran (India) y publicado en ElectroSchematics.com 07 de noviembre 2010 |

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## 03- REAPROVECHANDO UNA LÁMPARA CFL DE BAJO CONSUMO

El ahorro de energía en los sistemas eléctricos actuales es casi una obviedad. Las lámparas incandescentes con filamento de tungsteno han pasado a la historia y poco a poco se han ido reemplazando con las populares CFL (Compact Fluorescent Lights) o más conocidas como lámparas de bajo consumo. Tal como viene especificado en su envoltorio, este tipo de lámparas posee una determinada vida útil cuantificada en horas de uso hasta que dejan de encender y las reemplazamos por una nueva. Antes de arrojarla al cubo de la basura, te mostramos cómo podemos armar con partes de ella una lámpara de “extra-bajo consumo” a diodos LED que pueda funcionar con la tensión de red eléctrica y que podemos utilizar como iluminación auxiliar para lectura o el trabajo.

Cuando una lámpara de bajo consumo deja de funcionar, la miramos con mucho cariño cual si fuera una mascota que se ha muerto. ¡Es que hemos pagado buen dinero por ella al comprarla! Comparándola con las antiguas lámparas incandescentes, son 5 o 6 veces más caras. Y contemplar que ya no funcionan es un dolor para el bolsillo que sabe que debe reponerla. A pesar de esto, nos queda la posibilidad aún de desplegar toda nuestra curiosidad y al instante desarmarla para enterarnos por qué son tan caras y saber qué clase de magia hay en su interior. Destornillador o cuchillo en mano, es muy sencillo separar las partes plásticas, algo resecas por el tiempo, y los componentes internos del balasto electrónico (el circuito electrónico que permite la ignición del gas que llena el tubo), quedando al descubierto una pequeña PCB (placa impresa) con algunos diodos, un condensador electrolítico, un par de transistores y un pequeño transformador, junto a otros componentes discretos de poco valor.

La vieja lámpara de bajo consumo "descuartizada" para comenzar su nueva vida.

Luego separamos las partes que creamos útiles para nuestra futura lámpara y desecharemos aquellas que no sean necesarias. Las partes plásticas en una lámpara convencional de 6 “velas” es todo lo que necesitamos de la estructura, mientras que podemos utilizar también el puente rectificador de diodos existente en el PCB y el condensador electrolítico. Con esos materiales, 6 LEDs de alta eficiencia y 10 milímetros de diámetro, más algunas resistencias cerámicas de 5 a 7 Watts de potencia, podemos reciclar esta vieja lámpara y crear un nuevo diseño adaptado a nuestro gusto.

LEDs, la iluminación de hoy en día.

Como puedes ver en la imagen anterior, para soportar los seis LEDs hemos utilizado una pieza de plástico delgado (de un viejo calendario), ya que el diámetro de los orificios en la tapa plástica resultaron ser un poco más grandes (12 mm) que el diámetro de los LEDs (10 mm). Con un poco de pegamento plástico aseguramos todas las unidades y dispusimos su colocación de modo tal que el ánodo de un LED quedara contiguo al cátodo de su LED vecino y así hasta completar el círculo. Luego, soldamos los terminales para lograr un circuito serie con los seis LEDs, quedando dos extremos para la conexión: un ánodo y un cátodo. A continuación, pegamos este bastidor improvisado a la tapa superior y los LEDs quedarán firmes y asegurados. El pegamento plástico (de siliconas) es una sencilla y cómoda alternativa justificada en su uso ya que no estará expuesta a calor (recordar que un LED es considerado una fuente de luz fría y no debe generar calor).

CLos 6 LEDs pegados y conectados en serieomentario.

Para alimentar estos seis LEDs conectados en serie, debemos realizar unos pocos cálculos y prácticas para conocer los valores de las resistencias que tendremos que utilizar en el circuito. Este será muy sencillo (el circuito, como puedes ver en la imagen inferior) y cuenta con el puente de diodos y el condensador electrolítico recuperados del PCB de la vieja lámpara, más tres resistencias cerámicas encargadas de adecuar la tensión de red eléctrica a la admitida por el conjunto de LEDs. Considerando que cada LED entregará su máxima capacidad lumínica a corrientes comprendidas entre 0,014 y 0,02 Amperes (14 y 20 miliamperios), la corriente tendrá un valor único a través de todos los elementos de la serie y, para las pruebas realizadas, obtuvimos un valor final de 16,3 miliamperios de promedio. Para esta corriente, muy segura por cierto para el funcionamiento de los LEDs, logramos tener un brillo muy intenso y satisfactorio. Mayores corrientes podrían ofrecernos un brillo superior, pero acortaría la vida del diodo LED de manera dramática y lo que intentamos lograr es una lámpara de larga vida (en nuestro caso, será casi eterna).

Circuito propuesto para una configuración a 220 Vac.

Para esta corriente, cada LED presentará en sus terminales una caída de tensión de 3 Volts, lo que resultará en un conjunto de 18 Volts en total, valor que deberá sumarse a los presentados en los diodos rectificadores del puente Br1 y en las resistencias R1, R2 y R3. El circuito podría haber sido más sencillo aún si no hubiésemos incluido el condensador electrolítico y si hubiésemos utilizado un solo diodo rectificando media onda (un solo semiciclo). Pero el parpadeo luminoso hubiera sido algo notable según las circunstancias de uso y podría haber resultado algo molesto. Con un rectificador de onda completa y un electrolítico, este problema queda descartado. Por otro lado, colocando un par de resistencias del lado de la tensión de red, logramos atenuar los impulsos iniciales de conexión que suelen dañar los diodos del puente rectificador Br1 y los LEDs. Los sencillos cálculos iniciales según la Ley de Ohm nos daban un valor total de resistencia de 18 mil Ohms (18K) para obtener una corriente segura de funcionamiento, valor que en las prácticas se redujo a algo menos de 11K gracias a la colocación de R1 y R2 del lado de la tensión de red.

Un tema muy importante a tener en cuenta en este montaje es el tamaño de las resistencias utilizadas por su capacidad de disipación de potencia. Se deberán usar las del tipo cerámicas de 5 W para lograr un funcionamiento libre de altas temperaturas. Hay que recordar que todo este conjunto estará ubicado dentro del receptáculo plástico donde se encuentra el casquete roscado. Todo debe “calzar” allí adentro y, si existen altas temperaturas, podría ser fatal para el desarrollo. Por lo tanto, luego de ajustar los valores de las resistencias hasta lograr un consumo de corriente óptimo (unos 16-17 mA), se deberá adecuar todo el montaje en el menor tamaño realizable y con los terminales tan cortos como sea posible. La potencia que disipará cada resistencia vendrá dada por la fórmula de Joule (corriente al cuadrado por el valor de la resistencia), que en nuestro caso es 1 W de disipación para cada resistencia de 3K9 y algo más de 1/2W para la resistencia de 2K7.

Todos los elementos deben entrar en la base de la lámpara.

Por supuesto que con resistencias cerámicas de 5W, el resultado equivale a una pequeña disipación de calor que se ventila sin inconvenientes por los propios orificios que trae la base de la lámpara. El resultado final será una lámpara que consumirá aproximadamente 3,5W (0,16 mA a 220V) y obtendremos una intensidad luminosa muy agradable y útil para esos momentos en que necesitamos un poco más de iluminación para la lectura o para trabajos pequeños. Si bien el conjunto entregará un haz luminoso muy direccional, la luz aprovechable abarca una circunferencia útil importante. Este fenómeno se debe a que los LEDs de alta eficiencia poseen una apertura de haz luminoso muy estrecha (30º a 40º).

Una vez ensamblado todo el conjunto (si es necesario, se colocará un poco de pegamento entre las partes), nuestra nueva lámpara estará lista para utilizarla en cualquier aplique o donde creamos conveniente. Este tipo de lámparas también puede utilizarse en los pasillos, entre habitaciones de una casa, o en ambientes donde se desea dejar algo de iluminación durante la noche.

¡Trabajo terminado!

| Por Mario Sacco (Argentina) para Neoteo 19 de febrero de 2010 |

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## 04- LÁMPARA DE 18 LEDS REGULABLE

Este circuito es una lámpara de matriz de leds blancos con 18 LEDs de luminosidad regulable. La luminosidad de la lámpara es regulada siempre y cuando la tensión de entrada esté por encima de 10,5 V. Se emplea un regulador analógico de tensión positiva con baja caída de tensión (LM2941CT de National Semiconductor) para conseguir un diseño simple y relativamente eficiente. La lámpara produce suficiente luz para su uso como lámpara de lectura o una pequeña lámpara de trabajo.

Lámpara regulable de 18 LEDs, esquema.

### Especificaciones

- Requisitos de energía:
  - Tensión de entrada: 10.5-16V DC
  - Consmumo: 11-150mA a 12VDC

### Teoría

La tension de de entrada de 12V DC pasa por el fusible de 1A y el interruptor on/off. El diodo 1N4001 actúa como un dispositivo de cruce. Si se aplica una inversión de polaridad de la alimentación, el diodo queda polarizado directamente provocando un cruce de la alimentación, y el fusible se funde, quedando protegido así el resto del circuito. La alimentación se envía al chip regulador de tensión LM2941CT. Este regulador está conectado para regular un rango de tensión de salida de de 5,5V (tenue) a 8,3V (brillante).

La resistencia de 4.7K en paralelo con el potenciómetro de 1K de regulación de luminoasidad produce un ajuste de brillo no lineal para compensar la respuesta logarítmica de los ojos a la percepción luminosa. Los LEDs están organizados en seis grupos de tres leds en serie, con una resistencia de limitación de corriente de 24 ohm en cada grupo. Esta disposición limita la corriente máxima consumida por cada grupo de tres Leds a unos 20 mA.

### Uso

Conecte los terminales de entrada de CC a una fuente de 12V, como puede ser una batería de plomo-ácido de 12V, asegurándose de conectarlos con la polaridad correcta. Actúe el interruptor de encendido y regule el ajuste de luminosidad para la luminosidad deseada.

### Lista de componentes

- 1 × LM2941CT (regulador de tensión positiva de baja caída de tensión; 5-20 V , 1 A máximo, 0,5-1V caída de tensión interna)
- 1 × radiador de calor para el LM2941CT
- 1 × Fusible 1 A para corriente continua
- 1 × conmutador para corriente continua
- 1 × diodo 1N4001
- 2 × 1K 1/4W (resistores)
- 2 × 4.7K 1/4W (resistores)
- 6 × 24 ohm 1/4W (resistores)
- 1 × 1K potenciómetro lineal
- 18 × LEDs blancos 5 mm , 20 mA max.
- 1 × 22 µF 16V condensador electrolítico
- 1 × 100 nF 25V condensador monobloque

Lámpara regulable de 18 LEDs terminada.

| Por G. Forrest, de solorb.com Publicado en radiolocman.com 24/02/2010 |

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## 05- VELA LED PERMANENTE

Este es un circuito de lámpara LED fácil de construir. Este es el primer diseño esquemático V 1.0. Se necesitan mejoras para conseguir mayor potencia de iluminación. La vela está constituida por varios LEDs, que están permanentemente alimentados, conectados a red eléctrica y con una batería recargable para casos de corte de red eléctrica.

Esquema de la vela permanente. (Clic en la imagen para ampliarla).

Resumiendo brevemente, el LM317 aquí está configurado para proporcionar unos 6,4 V DC. El transistor Q3 (un BC547) limita la corriente, usted puede seleccionar el valor adecuado de R3, que por otro lado ha de ser de 1/2W. El paquete de batería de Ni-Cd (4 células de 1,2 Voltios) no sufrirá de exceso de corriente o de exceso de tensión debido a este circuito.

El MOSFET IRF540, o cualquier otro equivalente que emplee, junto con Q2 (un BC547) forman una fuente de corriente constante para la matriz de 12 LEDs en paralelo. Puede emplear LEDs blancos ultra-brillantes de 20 mA o emplear un único chip LED de 1 W de potencia. R4/R6 deben ser seleccionados para proporcionar la máxima corriente para los LEDs. La tensión del LED es de alrededor de 3,1 V, por lo que el consumo de corriente máxima del circuito deberá ser 20 mA × 12 = 240 mA . Usted puede variar el diseño, incluso para corrientes de 5 A o más, pero entonces usted necesitará un convertidor DC/DC de alta frecuencia en lugar del LM317. La fuente de corriente también tendría que ser cambiada para mejorar la eficiencia. Un modulador PWM para el MOSFET ofrecerá un control de brillo.

Un único LED de alta corriente puede funcionar bien. También puede emplear 12 LEDs apareados. En una matriz de LEDs apareados algunos pueden lucir menos, por lo que ponga en serie con cada LED una resistencia de 3,9 ohmios para que todos absorban la misma corriente. Añadir estas resistencias puede habilitar la capacidad de la vela para funcionar con tensiones de batería menores. Puede emplear una resistencia de menor valor si emplea un modulador PWM y un único LED de alta corriente. El sistema de pilas de Ni-Cd puede durar más de 5 años si la vela siempre se encuentra conectada a la red eléctrica. Un sistema de batería sellada de plomo-ácido pueden durar hasta 2-3 años, pero proporcionará más potencia. Un sistema con super-condensador creo que puede durar más de 12 años.

| Circuito tomado de electronics-circuits.com y publicado también en radiolocman.com 12-04-2010 |

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## 06- ALIMENTACIÓN DE UNIDADES DE LEDS EN SERIE CONECTADOS A RED ELÉCTRICA

(Mantiene los LEDs encendidos cuando la tensión AC cae)

Cuando los LED de potencia son alimentados por corriente de red rectificada, es necesario seguir proporcionándoles alimentación durante las caídas de tensión entre semiciclo y semiciclo de la corriente de red rectificada. El circuito de la siguiente figura permite utilizar un circuito de alimentación conmutada sin bobina inductora, que se puede emplear para alimentar unos LEDs en serie para indicadores de salidas de emergencia y como alternativa a los pilotos de neon. Su diseño usa componentes fáciles de encontrar, ofrece un funcionamiento eficiente sin el empleo de una bobina inductora en el lado de tensión continua del circuito, no emplea condensadores de alta tensión, funciona conectado directamente a la tensión de red de 120V o 230V, tiene una disipación de potencia muy baja, y la tensión continua de salida es ajustable.

Manejo de LEDs conectados en serie.

El circuito funciona controlando el ángulo de conducción del MOSFET interruptor Q2. Cuando la tensión alterna rectificada se hace inferior a la tensión de umbral alto VTH, establecida por el diodo zéner D1, el transistor Q2 se pone en conducción y deja pasar la corriente que alimenta la serie de LEDs. El transistor deja de conducir cuando el condensador de salida C2 se carga a la tensión de regulación.

La tensión de salida disminuye cuando Q2 deja de conducir y cuando la tensión rectificada es inferior a la tensión de salida (Figura 2). La carga y el valor de C2 determina el ritmo de la disminución de la tensión de salida. El transistor interruptor Q2 sólo conduce cuando hay una baja diferencia de tensión a través de él, con lo que se minimiza su disipación de potencia. El condensador de salida C2 se carga durante el flanco ascendente de los semiciclos sinusoidales de red eléctrica, proporcionando una eficiencia razonable. La resistencia R1 actúa como fusible que proporciona protección frente a un fallo catastrófico y limita la corriente de entrada cuando se conecta el circuito a la tensión de red eléctrica. Un diodo zéner de 15V, D2, limita la tensión de la puerta del MOSFET Q2 y limita la caída de tensión a través del transistor Q1.

El interruptor Q2 conduce cuando la tensión alterna rectificada cae por debajo de un valor umbral.

Las interrupciones de la corriente en el MOSFET provoca oscilaciones en la tensión drenador-fuente de Q2, lo que da lugar a interferencias electromagnéticas (EMI) transmitidas hacia la red eléctrica. La bobina de choque L1 de 2,2 mH y el condensador C1 atenúan o suprimen estas EMI.

Este diseño mantiene una iluminación razonablemente constante para una amplia variación de la tensión de red aplicada. Si es necesario, se pueden añadir alguna serie de diodos LEDs más de acuerdo a sus necesidades.

Advertencia: Tenga en cuenta que este circuito no proporciona aislamiento galvánico al estar conectado directamente a la red eléctrica. Tocar cualquier parte del circuito mientras está conectado a la red eléctrica puede provocarle una peligrosa descarga eléctrica.

| Diseño de T. A. Babu (profesional de la electrónica desde 1987, Dubai), para EDN y publicado también en radiolocman.com 12/05/2011 |

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## 07- LUZ NOCTURNA BLANCA CON LEDs

Los diodos LEDs de luz blanca y alto brillo de tipo "straw Hat" se pueden utilizar como una gran alternativa a las lámparas de incandescencia en aplicaciones de iluminación. Los LEDs blancos de hoy en día son baratos, absorben menos corriente y proyectan un haz luminoso bastante bien enfocado.

A continuación se describe un sencillo circuito de un sistema eficiente de luz blanca nocturna con diodos LED blancos que pueden ser alimentados directamente desde la red eléctrica de 230 VAC. Vea que en este circuito se emplea una "fuente de alimentación capacitativa sin transformador".

Led straw hat blanco.

Nota : LED "straw hat" (literalmente "sombrero de paja") es una denominación con la cual se conoce a los LEDs que presentan en su encapsulado una lente cóncava con forma de cono, en lugar de la más común lente hemisférica. Mientras los LEDs más comunes con lente hemisférica focalizan la luz emitida en un estrecho cono de unos 20 grados, los LEDs "Straw Hat" dispersan mucho más la luz en todas direcciones, similarmente a una bombilla de incandescencia, por lo que son más apropiados para iluminaciones con diodos LEDs. Muy usados en las luces de emergencia fabricadas en China, las especificaciones típicas de un LED genérico blanco "straw hat" de 5 mm son las siguientes:

    Intensidad luminosa       :  2600 mcd a 20 mA
    Caída de tensión directa  :  3-3,2V
    Temperatura de color      :  6000-8000 ºK
    Corriente continua máxima :  20 mA
    Máxima corriente de pico  :  30 mA

Alimentación capacitiva sin transformador.

Cuando se conectan un condensador y una resistencia en serie a una fuente de corriente alterna, como se muestra aquí, se puede mantener una corriente constante a través de la resistencia, siempre que la reactancia del condensador sea mucho mayor que la resistencia. La intensidad de la corriente depende del valor del condensador y asumiendo que V1 sea mucho mayor que V2, el valor de la corriente que circula por el circuito se asume que es aproximadamente IRMS = V1/XC donde XC es la reactancia del condensador. De acuerdo con esto, si estamos utilizando un condensador 1 µF, el valor de la corriente será de aproximadamente de 70 mA para una tensión de entrada de 230 VAC/50 Hz. Con el fin de obtener una tensión continua mediante este tipo de alimentación, se deben añadir, como de costumbre, diodos rectificadores y condensadores de filtro.

### Notas del traductor

En general, la corriente que circula por un circuito de este tipo será:

I = Vin / XT

Siendo Vin la tensión de entrada, en este caso la tensión de red eléctrica, y XT la impedancia total del circuito. Dado que ésta está constituida por un condensador y resistencias óhmicas en serie, se tiene que:

XT² = Xc² + R²

Donde R es la resistencia óhmica total del circuito. Ésta incluye tanto resistencias óhmicas en serie con el condensador recorridas por la corriente alterna como la resistencia óhmica equivalente de la parte de corriente continua, esto es, el rectificador (que ha de ser de onda completa) y los LEDs que alimenta (conocida la corriente que ha de circular por los LEDs, y la tensión que ha de caer a lo largo de éstos, resulta la resistencia óhmica equivalente de éstos).

A fin de facilitar los cálculos, la siguiente tabla muestra los valores de impedancia a la frecuencia de la corriente de red para condensadores en el margen de 100 nF a 1 µF (valores de mercado normalizados de la serie E12):

         C (nF)      50 Hz        60 Hz
        --------   ----------   ---------
         100 nF     31,8 K       26,5 K
         120 nF     26,5 K       22,1 K
         150 nF     21,2 K       17,7 K
         180 nF     17,7 K       14,7 K
         220 nF     14,5 K       12,0 K
         270 nF     11,8 K       9,82 K
         330 nF     9,65 K       8,04 K
         390 nF     8,16 K       6,80 K
         470 nF     6,77 K       5,64 K
         560 nF     5,68 K       4,73 K
         680 nF     4,68 K       3,90 K
         820 nF     3,88 K       3,23 K

Para condensadores en el margen de 10 a 100 nF, se ha de multiplicar por 10 el valor de la impedancia mostrado para el condensador de capacidad 10 veces superior, y para el margen de 1 a 10 µF, se ha de dividir por 10.

Ni que decir que los condensadores a emplear han de ser adecuados para soportar tensiones de red eléctrica (tensiones de pico de 300 V), por ejemplo, de una tensión de seguridad nominal de 400 V o mejor 600 V como mínimo.

Esquema de luz nocturna con didos LEDs blancos.

Aquí se emplea una fuente de alimentación capacitativa sin transformador de 12 VDC / 70 mA (max) para alimentar tres diodos LEDs blancos de alta luminosidad de 5 mm. Una ventaja de este circuito es que la tensión de salida no aumenta a un nivel peligroso si la carga de salida se desconecta por un fallo de algún LED blanco de la cadena de LEDs. Este mecanismo de seguridad se realiza mediante la adición de dos diodos zéner (ZD1 y ZD2) como una parte integral de la unidad puente rectificador. En una alimentación capacitativa sin transformador más convencional (sin diodos zéner), existe un gran riesgo de explosión del condensador de filtro por exceso de sobretensión en una condición de carga abierta.

(NOTA: D1, D2 , ZD1 y ZD2 forman un clásico puente rectificador de onda completa, donde además los dos diodos zéner ZD1 y ZD2 actúan como limitadores de tensión a 12 V: Cuando D1 conduce, ZD1 se comporta como diodo en polarización inversa, y lo mismo ocurre con D2 y ZD2, tal como ocurre en un puente rectificador de onda completa clásico de 4 diodos. Pero cuando la tensión instantánea de entrada al puente rectificador alcanza el valor de la tensión zéner, DZ1 y DZ2 respectivamente entrarán en conducción, limitando la tensión de entrada al valor de la tensión zéner de dichos diodos).

El circuito es muy sencillo e intuitivo. La resistencia R1 límita la corriente de entrada. El valor de R1 se elige de manera que no disipe demasiada potencia, pero es lo suficientemente grande para limitar la corriente de entrada. No hace falta decir que C1 es el componente más importante del circuito. La corriente máxima que fluye a través de los componentes del circuito es controlada, casi exclusivamente, por el valor de C1. Los diodos D1, D2, ZD1 y ZD2 forman un puente rectificador clásico de onda completa, con limitación de la tensión de entrada al puente rectificador gracias a los diodos zéner DZ1 y DZ2 (tal como se explicó en el párrafo anterior). El condensador electrolítico C2 simplemente almacena carga eléctrica para liberarla sobre la carga durante los pasos por cero de la corriente de red eléctrica alterna, y se elige con una tensión nominal de valor doble a la tensión de salida sobre la carga. La resistencia R3 limita la corriente de funcionamiento de la cadena de LEDs blancos, constituida por tres LEDs blancos (LED 1 - 3) en serie. Este circuito es adecuado para aplicaciones de iluminación de escalera, pasillo, armario, dormitorio y baño.

### Notas

Existe riesgo de electrocución durante la experimentación con este circuito. Se debe emplear un transformador de aislamiento (1:1) cuando se desee probar este circuito.

Si la carga de salida se incrementa, el comportamiento del circuito puede cambiar de formas inesperadas. Así que tenga cuidado al hacer sus propias modificaciones (no recomendado) en la carga de salida (LEDs blancos).

Dado que el circuito está conectado directamente a la red eléctrica, usted deberá tener mucha precaución al manejar el circuito, empleando las adecuadas reglas de seguridad para ello. Entre ellas, deberá alojar el circuito una vez acabado en una caja plástica estanca de buena calidad a prueba de agua y humedad.

| Circuito publicado por T.K. Hareendran (India) en electroschematics.com (en sección 'Light') 06-03-2013 |

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## 08- LINTERNA SOLAR CON LEDS BLANCOS

El circuito de linterna solar de LEDs que se presenta aquí emplea un panel solar fotovoltaico de 6V/1W para cargar una batería de plomo-ácido de 4 V / 800 mAh con la que se alimentan los diodos LEDs. En esta linterna se emplean los fácilmente disponibles LEDs blancos de 5 mm tipo "Straw Hat" como fuente de luz.

Linterna solar con LEDs. (Clic en la imagen para ampliarla).

### Funcionamiento del circuito

El panel solar suministra 6 VDC para alimentar la batería recargable a través del diodo D1 (1N4007) y la resistencia R1 (15 ohm). El diodo D1 actúa como un protector frente a tensiones inversas y la resistencia R1 limita la corriente de carga de la batería a un valor seguro. El transistor T1 (tipo BC548) está aquí conectado como un interruptor automático para controlar el transistor T2 (tipo SL100B) de gobierno del conjunto de LEDs. T1 desactiva a T2 cuando el circuito recibe suficiente potencia de salida del panel solar.

El interruptor S1 es un interruptor ordinario de encendido/apagado (on/off). La resistencia R4 determina la corriente de funcionamiento del conjunto de LEDs blancos (LED 1 - LED 20). Sin carga la tensión del panel solar es de aproximadamente 7,2 Volt. Cuando se conecta el circuito, el panel fotovoltaico proporciona una corriente de unos 170 mA de corriente con una tensión de salida de 6 VDC con una iluminación solar media, que es más que suficiente para este circuito. Cuando está completamente cargada, la tensión sin carga de la batería de plomo-ácido (de 4 V) es de aproximadamente 4,6 Volt. Según la hoja de datos de los LEDs blancos "Straw Hat" de 5 mm (4,8 mm en realidad) empleados aquí es de 3 a 3,2 V y la corriente continua máxima que admiten es de unos 20 mA (30 mA de corriente pico).

### Notas sobre esta linterna solar

El diseño de esta linterna cargada por energía solar es flexible. Usted la puede modificar según sus necesidades y gustos. Sin embargo, si desea cambiar el panel fotovoltaico y/o la batería recargable, hay que tener en cuenta el valor de la resistencia R1. Esto también se aplica a la resistencia R4 cuando se esté jugando con el número de LEDs blancos.

En el prototipo se empleó un transistor de media potencia SL100B equipado con un pequeño disipador de calor para T2. Este tipo no es crucial (ni fácil de encontrar), por lo que puede emplear cualquier otro transistor similar de media potencia para este proyecto (de al menos 1-2 W de potencia y 500 mA de corriente máxima). Esta linterna también puede ser cargada con cualquier otra fuente de alimentación de 6 VDC que sea capaz de entregar la corriente requerida.

| Circuito publicado por T.K. Hareendran (India) en electroschematics.com (en secciones 'Light', 'Solar') 10-03-2013 |

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## 09- LÁMPARA LED REGULADA (DIMMER)

El motivo de este proyecto fue reequipar e iluminar una pintua mural con retroiluminación LED. Tan pronto como apliqué la alimentación a los LED, el brillo me cegó, era mucho más brillante que el tubo fluorescente T20 original, por lo que inmediatamente deducí que era necesario un control de atenuación (dimmer).

Encontré en Internet que existen bobinas de tira de LEDs de origen chino de 5 metros de largo con un total de 300 LEDs, constituidas por 100 cadenas de 3 LEDs por cadena, y bastante baratas. Adquirí una y comprobé que a 12 V consumía 1 A, con una potencia de entrada total de 12 W. Dado que el transformador de pared empleado estaba tipificado para una corriente de 0,8 A, tuve que reducir el número de LEDs a 240 (por cada 3 LEDs hay marcado un punto de corte en la tira).

Cómo ensamblar después la tiras de LEDs me llevó bastante raro pensar como hacerlo, pero finalmente recordé que tenía forro transparente adhesivo, por lo que pude ensamblar las tiras de LEDs dando al conjunto una forma similar al tubo fluorescente original.

Este circuito fue probado y funcionó correctamente.

Esquema del dimmer de LEDs. (Clic en la imagen para ampliarla).

### El circuito regulador

Yo opté por un sencillo regulador de corriente ajustable. Aunque un regulador ajustable de tensión funciona, los límites de tensión que proporciona no están claramente definidos y puede haber una gran zona muerta (sin apenas acción) en el mando de regulación. En cambio, el regulador de corriente tiene un buen rango de ajuste, baja caída de tensión y una zona muerta mínima en su mando de regulación.

El dispositivo de alimentación es un par de transistores PNP/NPN que actúan en conjunto como un transistor PNP de alta ganancia. Esto también se podría hacer con un transistor Darlington PNP, pero la caída de tensión en saturación sería un poco mayor. Esta función también se puede hacer con un par NPN/PNP, pero yo quería los LEDs estuvieran conectados al negativo de alimentación por si deseaba experimentar e introducir posibles futuras mejoras.

Básicamente se trata de un seguidor de emisor con una resistencia shunt de emisor de 0,6 ohm (constituida por R3 y R4 en paralelo). La caída de tensión a través de esta resistencia está determinada por la tensión de base de Q1 . La corriente de colector de Q2 es prácticamente la misma que la corriente de emisor, que es la corriente de carga sobre los LEDs. Dado que la tensión de la base de Q1 es ajustable, la corriente de carga sobre los LEDs también es ajustable. El diodo Schottky D1 proporciona una caída fija de 0,3 V con el fin de reducir la banda muerta del potenciómetro. Un diodo estándar podría prevenir que Q1 deje de conducir por completo (esto es importante porque el potenciómetro también se utiliza como un interruptor On/Off). No, no suprime completamente la alimentación del circuito, pero las pérdidas en el modo apagado (Off) son mucho menores que las pérdidas magnéticas y en el arrollamiento primario del transformador de pared en funcionamiento continuo.

C1 es un condensador de paso que ayuda a evitar autooscilaciones (sí, un circuito de este tipo puede autooscilar). Comprobé con un osciloscopio que el circuito es estable.

C2 filtra la tensión de rizado alterna que entrega el transformador de pared, de manera que la corriente de carga es continua pura. Muchos circuitos de LEDs son sensibles a estos rizados en la corriente de carga y quería evitar que ésta fuera continua pura, para que la luz de los LEDs fuera fija, sin parpadeos.

### Rediseño para otras corrientes y tensiones de entrada

La regulación de la corriente de carga también regula la tensión de salida, por lo que la tensión de entrada puede ser mayor de lo necesario y no necesita ser emparejada exactamente a la tensión de carga. Sin embargo, el exceso de tensión respecto a la tensión de carga da lugar a una disipación de energía térmica en el transistor Q2. En mi caso, sólo fue necesario dotar a Q2 de un pequeño radiador de calor, y Q2 funcionó con una temperatura agradable en las peores condiciones.

En el esquema se indican valores de tensión en puntos específicos del circuito. Para otros valores de corriente de carga, sólo hay que recalcular R3 y R4 (La caída de tensión en ellas es de 0,5 V a plena carga). Además, R3 y R4 pueden ser sustituidas por una única resistencia. R2 también debe ser recalculada para la tensión bruta de entrada a plena carga.

### Selección de los transistores

La selección de transistores no es crítica. Empleé el 2N3906 (PNP TO-92) y el D44H8 (NPN TO-220) porque eran los que tenía a mano.

| Circuito publicado por Jim Keith (USA) en electroschematics.com (en sección 'Light') 17/10/2013 |

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## 10- CIRCUITO DIMMER PARA LED DE POTENCIA

Esquema del circuito Dimmer para LED de potencia.

Es necesario utilizar la versión CMOS LMC555 para tensiones inferiores a 5 V y el tipo "normal" 555 para tensiones de alimentación por encima de 5V. Si desea utilizar LEDs de alta potencia entonces usted puede aumentar la tensión hasta 12V y utilizar el mismo circuito y los mismos componentes. El MOSFET que usé (IRLU3802PBF) no necesita un disipador de calor, pero usted debe considerar el uso de uno si la disipación de potencia se eleva por encima de los 2 vatios.

| Circuito publicado por Popescu Marian (Rumanía) en electroschematics.com 07-02-2014 |

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Circuitos recopilados por Fernando Fernández de Villegas (EB3EMD) Actualizado: 05-0605-2020