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¿Cómo se conectan los LEDs?

Los LEDs son lámparas de estado sólido, es decir sin filamento ni gas inerte que lo rodee, ni cápsula de vidrio que lo recubra. El LED (acrónimo del inglés de Light Emitting Diode) o Diodo emisor de luz es un semiconductor (diodo) unido a dos terminales cátodo y ánodo (negativo y positivo respectivamente) recubierto por una resina epoxi transparente o traslucida. Cuando una corriente circula por la juntura semiconductora PN que forma el diodo, se produce un efecto llamado electroluminiscencia. El color de la luz emitida (longitud de onda), dependerá del material semiconductor empleado en la construcción del diodo y puede variar desde el ultravioleta, pasando por el espectro visible, hasta el infrarrojo.

Polaridad

Por tratarse de dispositivos electrónicos semiconductores, los LEDs funcionan con corriente continua (CC), tienen polaridad y es imprescindible para su funcionamiento que sean conectados en el sentido correcto.

Para identificar la polaridad de cada terminal, se observará la longitud de los mismos: El terminal más largo es el ánodo que se conectará al positivo (+) del circuito y el terminal más corto es el cátodo por lo que se conectará al polo negativo o masa del circuito.

También es posible identificar el cátodo observando el encapsulado. El mismo es indicado con una zona plana o muesca en la circunferencia de la base plástica.

En la siguiente figura se observa un LED rojo en el que se indica la polaridad de sus conexiones y el símbolo del componente:

Características eléctricas

Además de la polaridad, debemos conocer dos especificaciones eléctricas fundamentales para el correcto conexionado de los LEDs:

Forward Voltaje o VF: Es la tensión en polaridad directa de trabajo del LED y variará en función del color, de la intensidad luminosa y del fabricante. Se mide en Volts.

Forward Current o IF: Es la intensidad de la corriente que circula por el LED. Se mide en mili Ampere (1 A = 1000 mA).

Estos dos parámetros serán los que deberemos asegurar al calcular los valores de los componentes adicionales del circuito de alimentación.

Estas características deberán ser solicitadas al adquirir los LEDs. En el caso de no disponer de ellas, se podrán utilizar para los cálculos los valores “genéricos” de la siguiente tabla según el color y el brillo del LED buscando:

Conexión

Los LEDs suelen trabajar con tensiones de entre 1,5 y 4 Volts y corrientes del orden de los 20 mA por lo que en la gran mayoría de los casos deberemos intercalar una resistencia limitadora en serie entre los LEDs y la fuente de alimentación. Para el cálculo de esta resistencia (o resistor) se utiliza la siguiente formula en el caso de que se desee conectar un solo LED:

Donde:

R es el valor de la resistencia en Ω (Ohms).

VS (Source Voltage) es la tensión de la fuente de alimentación en Volts.

VF (Fordward Voltage) es la tensión de polaridad directa del LED en Volts.

IF (Fordwar Current) es la corriente de trabajo del LED en Ampere.

Una vez calculada la resistencia, se seleccionará el componente de valor normalizado más próximo al calculado y que posea una capacidad de disipación de potencia acorde al circuito. Generalmente esta potencia será de 1/4 W.

En este caso se realizará el conexionado de la siguiente forma:

El cálculo de la resistencia a utilizar en caso de que se desee conectar varios LEDs en serie será:

Donde:

R es el valor de la resistencia en Ω (Ohms).

N es la cantidad de LEDs conectados en serie.

VS (Source Voltage) es la tensión de la fuente de alimentación en Volts.

VF (Fordward Voltage) es la tensión de polaridad directa del LED en Volts.

IF (Fordwar Current) es la corriente de trabajo del LED en Ampere.

En la siguiente figura se muestra un conexionado serie de tres LEDs:

Para la conexión tipo serie, siempre se deberá verificar que el número de LEDs interconectados (N), multiplicado por su VF sea menor o igual que la tensión de la fuente. En caso de necesitar conectar más de la cantidad N posible se recurrirá a sendas combinaciones de estos circuitos independientes en paralelo con la alimentación.

Ejemplos prácticos

1- Se desea conectar cuatro LEDs rojos de alto brillo a una batería de 12V.

Para este caso tendremos los siguientes valores:

N = 4

VS = 12V

VF = 2V

IF = 20 mA = 0,02A

Con lo que nuestra ecuación quedará:

Por lo que será necesaria una resistencia de 200 Ω. Este valor se encuentra normalizado para resistencias de tolerancia de 5%.

En la imagen se observa el cableado de todos los elementos en una placa de prototipos:

Y un detalle de la conexión serie de los LEDs rojos:

2- Se desea conectar dos LEDs verdes de alto brillo a una fuente de 12V

Para este caso tendremos los siguientes valores:

N = 2

VS = 12V

VF = 3V

IF

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