¿Qué es un LED?
Un LED es un tipo de semiconductor, de la familia de los circuitos integrados que tiene la propiedad de la electroluminiscencia. La palabra LED es en realidad el acrónimo del inglés "Light-Emitting Diode" o Diodo Emisor de Luz. Se caracteriza porque para emitir luz requiere ser polarizado correctamente; esto es, tiene un terminal llamado ánodo que debe conectarse al terminal positivo de la fuente, y tiene un terminal llamado cátodo que debe ser conectado al negativo. La conexión invertida de sus terminales tiene como resultado que el LED no emita luz. También, si el voltaje inverso aplicado es grande; el LED puede resultar dañado.
¿Qué ventajas ofrecen los LEDS?
Este tipo de dispositivo ofrece varias ventajas sobre las demás alternativas de producción de luz. La siguiente lista las ilustra.
Mayor eficiencia en la producción de luz. Esto significa qué, con mucho menor gasto de Energía (Watts), se genera la misma intensidad luminosa que con otras tecnologías. Esto mismo implica un ahorro económico en el rubro de energía eléctrica. Supera en eficiencia a las lámparas fluorescentes, las CFL ("Compact Fluorescent Lamp", mejor conocidos como focos ahorradores) e incluso a la lámpara de vapor de sodio. La eficiencia se mide en Lumen/Watts (Cantidad de Luz/Energía eléctrica) e indica cuantos Watts cuesta producir un Lumen de Luz.
- Mayor Resistencia a golpes y vibración. El chip del LED se recubre en un encapsulado de resina. Este encapsulado es resistente a caídas y golpes. Un LED se cae y no se quiebra como una bombilla incandescente, un tubo fluorescente, una lámpara de vapor de sodio, y/o un tramo de neón.
- Mayor vida útil. El LED tiene una vida útil de entre 50,000 y 80,000 horas de uso. Esto contrasta muchísimo con las 1000 -15000 horas que puede proporcionar una lámpara incandescente. Las lámparas fluorescentes también se encuentran en desventaja pues apenas con sus 15000 horas, se quedan muy por debajo de las prestaciones que nos ofrecen los LEDs.
- Bajo Voltaje de Trabajo. En este rubro, el mercado ofrece disponibilidad de productos que trabajan en voltajes estándar como son: 5V, 12V y 24V. Siendo la mayoría de una alimentación de 12V. Estos voltajes son muy bajos para poder ocasionar descargas accidentales debidas a humedad o por que una persona ofrezca un camino de descarga a tierra. No se manejan transformadores de alta tensión como son requeridos para las lámparas fluorescentes, y el neón.
- Facilidad de Control. El LED es un elemento tan versátil que nos permite generar pantallas de visualización, Tiras flexibles de LED, Tiras de Módulos. Los vehículos actualmente están sustituyendo sus luces por Luz LED. Los actuales teléfonos celulares utilizan LED para proporcionar indicaciones, iluminar el teclado y para proporcionar la iluminación nocturna al display del mismo; y hasta en la cafetera más económica, con mucha probabilidad encontraremos uno de estos magníficos dispositivos.
- Cero Mantenimiento. Este componente es de prácticamente cero mantenimiento. Su larga vida útil permite asegurar que durante la vida del producto, el componente operará regularmente. En el uso de módulos de LEDs en caja de luz para anuncios luminosos, letras volumétricas y productos similares; teniendo cuidado en la sujeción de los mismos, y atendiendo a las capacidades de soportar las condiciones adversas del lugar donde va a operar. Con los anteriores cuidados básicos el producto LED no requiere mantenimiento durante su periodo de vida útil (en promedio 50,000 hrs.).
¿Qué parametros son los más importantes en un LED?
Si por petición de un cliente, se ve en la necesidad de realizar un trabajo con LEDs, Le sugerimos que se asesore por un ingeniero y/o técnico del área de electrónica (Contáctenos). Entre los parámetros que mayor importancia en cuanto a LEDs se refiere se pueden contar 3: Angulo de Emisión, Flujo o Intensidad luminosa y Consumo de energía. En los siguientes puntos de amplia cada una de estas apreciaciones.
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- Angulo de Emisión. Es el Angulo donde emite la mayor cantidad de Luz. En la fig. 3 puede observar el ángulo que especifica este parámetro. Se especifica generalmente el ángulo en el que la intensidad luminosa decae al 50%. Los valores más comunes encontrados son de 90 y de 120 grados.
- Estos parámetros son un indicativo de que tanta luz emite un LED. Algunos fabricantes definen uno de ellos y otros especifican ambos. La Intensidad Luminosa se mide en milicandelas (mCd), e indica que tan intenso es el punto de mayor cantidad de emisión (normalmente, el punto perpendicular al LED). En cambio el flujo luminoso es un indicativo de cuanta luz produce, y se mide en lumens (lm). Comparativamente de dos LEDs con la misma cantidad de lúmenes, pero con diferente ángulo de emisión; tendrá mayor intensidad luminosa el que tenga el ángulo menor. Esto se debe a que la misma cantidad de luz se distribuye sobre un área más pequeña. De esto se concluye que no es posible determinar la brillantez de un componente tomando en cuenta solamente su flujo luminoso; porque entre menor ángulo de emisión tenga, mas concentra la luz. Los fabricantes de LEDs normalmente proporcionan un patrón de emisión del LED. La de la Fig. 4 es una grafica polar que indica según el ángulo medido desde la perpendicular de emisión; el nivel de emisión relativo con respecto al máximo emitido (representado por 1). En la Fig. 4., se puede ver un ejemplo de este tipo de grafica.
- Consumo de Energía. Otro punto importante y muy trascendental es el bajo consumo de energía que tiene el producto. De nadie es extraño que entre menos energía consuma un equipo, menor será el desembolso por concepto de electricidad por la operación de un letrero, y este es uno de los más grandes alicientes. Anexo a esto, se tiene la ventaja ecológica. Pues al consumir menos energía, se requiere generar menos energía y por ende, se generan menos contaminantes.
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¿Que Cuidados debo de tener con los LEDs?
El LEDs es un elemento robusto, mas sin embargo tiene condiciones de trabajo donde se puede desempeñar mucho mejor y de esta forma llegar a extender mas su tiempo de vida y sufrir menor degradación en su capacidad para producir luz. Es indispensable cuidar 2 parámetros principalmente; estos son: Voltaje de Alimentación y Temperatura. A continuación se desglosa cada uno de dichos puntos.
- Voltaje de Alimentación: Este parámetro es muy importante ya que de alimentarlos deficientemente va a provocar un deterioro prematuro del dispositivo. Cuando se utiliza un producto de luz LED que funciona directamente al tomacorriente; toda la circuitería electrónica necesaria para su funcionamiento ya se encuentra incluida. La efectividad de la alimentación es producto y responsabilidad del fabricante y mas específicamente de los involucrados en su diseño. En ocasiones, para tener productos baratos, se compromete el diseño electrónico, generando productos que no pueden obtener la larga vida que el LED tiene de manera inherente. No siempre lo más barato es lo mejor. En el caso de utilizar productos que requieren de alimentación externa, esta debe de cumplir requerimientos de estabilidad, y de ser posible de mayor eficiencia. Para los productos que trabajan a 12V se recomienda que el voltaje de alimentación se encuentre entre 11.8V a 12.2V. Un máximo de 12.4V aun se puede considerar como pasable. Se recomiendo ampliamente el uso fuentes conmutadas (también conocidas como fuente de switcheo), estas fuentes tienen la ventaja de poder proporcionar alta eficiencia en la conversión de corriente alterna a corriente directa (se aproximan al 95% de eficiencia), en contraposición a las fuentes reguladas lineales que llegan a tener alrededor de un 75% de eficiencia. La fuente también se debe de adquirir según el lugar donde a estar trabajando, y puede ser de dos tipos: Para uso interior, y para uso exterior.
Las fuentes de uso interior generalmente se construyen sin protección para derrames de líquidos; punto totalmente necesario para una fuente de uso exterior, pues al estar en el exterior se va tener que soportar las condiciones climáticas imperantes en el ambiente (lo cual no implica su exposición directa al sol). Estas fuentes, además de ofrecer la mayor eficiencia en la conversión de energía, también dan ventajas adicionales, como es el hecho de realizar un arranque suave. Esto quiere decir que cuando se enciende el sistema, la fuente no saca el voltaje de golpe, si no que en un periodo de unos milisegundos lleva la salida hasta su voltaje nominal. Esto ayuda a no inyectar picos de corrientes en la red eléctrica. Otra ventaja que ofrece este tipo de fuente es el hecho de poder detectar sobre-corrientes, reaccionando generalmente con un apagado de su salida y dejando transcurrir un poco de tiempo antes de volver a intentar encender el sistema.
- Temperatura: La temperatura es un parámetro que afecta siempre a todos los semiconductores. El mejor rango en la temperatura de trabajo de todo semiconductor se encuentra entre los -10 y los 25 grados centígrados. Condiciones de trabajo que raramente encontramos. Un LED generalmente se construye para soportar una temperatura de trabajo de hasta 85 grados centígrados. Mas sin embargo, no se recomienda que la temperatura de trabajo supere los 42 grados. Entre mayor sea la temperatura de trabajo, mas rápido se degradara el LED, acortándose su tiempo de vida.
¿Que productos puedo encontrar?
Se enumeran los productos que como fabricantes de anuncios luminosos, stands publicitarios, aplicaciones arquitectónicas y de ambientación; puedan ser de utilidad. A continuación se muestra una lista representativa de sus diferentes modalidades.
¿Que es el IP?
El IP, que en este caso significa Index Protection (o Índice de Protección), es un número que indica el nivel de protección que ofrece un producto en contra de intrusión de objetos sólidos y/o polvo; y el agua (aplica tanto para LEDs como para fuentes de alimentación). Este estándar lo desarrollo la Comisión de Electrotecnia Internacional. El código del índice de protección esta formador por las siglas IP seguido de dos números (IPxx). En la siguiente tabla se describe cada uno de ellos.
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DIGITO
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DESCRIPCIÓN PRIMER DIGITO
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DESCRIPCIÓN SEGUNDO DIGITO
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| 0 |
Sin protección
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Sin protección
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| 1 |
Protección contra objetos mayores a 50 mm
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Protección contra gotas de agua que caen verticalmente
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| 2 |
Protección contra objetos mayores a 12 mm
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Protección contra rocíos directos de agua proyectados con un ángulo de hasta 15 grados con respecto a la vertical
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| 3 |
Protección contra objetos mayores a 1 mm
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Protección contra rocíos directos de agua, proyectados con un ángulo de hasta 60 grados con respecto a la vertical
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| 4 |
Protección contra depósitos de polvo
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Protección de rocío directo de agua, desde todas direcciones.
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| 5 |
Protección completa contra el ingreso de polvo
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Protección contra chorros de agua a baja presión, proyectada en todas las direcciones
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| 6 |
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Protección contra chorros de agua a presión, proyectada en cualquier dirección
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| 7 |
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Protección contra inmersión de baja profundidad (hasta 1 metro)
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| 8 |
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Protección contra largos periodos de inmersión
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