Luz portátil LED para averías

Construcción de una luz portátil de 5W LED, para utilizar en caso de avería del automóvil. Se modifica el interior de una luz portátil con bombilla de filamento de 21W, para instalar dentro un conjunto de 6 diodos LED de potencia y su circuito de control. En este montaje se utiliza el material sobrante de otros proyectos, recuperando también el driver de corriente de un foco LED averiado. Aprovechando que este driver de corriente dispone de un pin para su habilitación, se añade un circuito multivibrador astable, y así se tiene la posibilidad de funcionar como una baliza intermitente (flash). Cuando los LED funcionan en modo FLASH, el consumo se reduce a 0,6 vatios.

Luz portátil 12V

Umbral de encendido LED

Con el fin de poder utilizar el control de habilitación del driver de corriente (pin 1 del XL6001), para hacer funcionar la luz en modo intermitente (flash), se mide el umbral de encendido de una serie de 6 diodos LED.

Umbral de encendido

Se comprueba que la tensión umbral, necesaria para el encendido de los 6 diodos en serie, es de 15V. Como esta tensión es ligeramente superior a la máxima que podría entregar la batería de un automóvil en marcha, es posible realizar el efecto parpadeo controlando el estado del pin 1 (Enable) del driver de corriente XL6001. El driver de corriente que se utiliza en este montaje, está recuperado de un foco LED de 12V averiado.

Modos de funcionamiento

Después de realizar la modificación de la luz portátil, sustituyendo la bombilla de 21W por un conjunto LED de 5W, se dispondrá de 2 modos de funcionamiento:

  • Modo CONTINUO
  • Modo FLASH

Otra ventaja que se obtiene al utilizar LED como iluminación, es su baja persistencia lumínica, y así es posible hacer intermitencias con alta velocidad.

Esquema: Luz portátil LED

Como se puede ver en el esquema, el circuito encargado de realizar el efecto Flash es un sencillo multivibrador astable, compuesto por 2 transistores NPN. El cambio de modo de funcionamiento: Continuo/Flash, se realiza con un interruptor. Cuando el interruptor está en reposo, el multivibrador controla los tiempos de encendido y apagado del conjunto LED, modificando el nivel lógico en el pin 1, Enable del driver de corriente. Cuando el interruptor se cierra, se juntan la base y emisor del transistor que controla el driver de corriente, habilitando de forma permanente el driver y dejando la luz encendida sin parpadeos.

Montaje

Cada diodo LED de 1W se suelda en una pequeña placa de circuito impreso con base de aluminio, haciendo también la función de disipador. El conjunto de los 6 diodos LED se montan en 2 trozos de perfil de aluminio en forma de ‘U’, poniendo 3 diodos en cada tramo y conectando todos los diodos en serie. A pesar de que este soporte de aluminio está sobre dimensionado como disipador, es conveniente poner pasta térmica en la base de cada diodo y apretar fuertemente los tornillos contra el perfil de aluminio.

Serie de 6 LED

Para evitar posibles contactos eléctricos entre los tornillos y los terminales de conexión de los diodos LED, se intercalan arandelas de plástico.

Ensamblado del conjunto

Como se puede observar en las imágenes, hay muy poca separación entre los diodos, y algunos tornillos quedan un poco girados. A pesar de esto, como se utilizan tornillos de cabeza cónica, el asiento del perfil de aluminio con la base del diodo es bueno. También se utilizan separadores de 1 cm de longitud en lugar de tuercas, permitiendo así realizar un mejor apriete.

Consumo LED

El consumo de este portátil LED es de tan solo 5,2W cuando trabaja en modo continuo. Al reducir en 1/4 el consumo, se evita el calentamiento del proyector de luz, y también se puede mantener más tiempo encendida la luz con el coche parado.

Ciclo de trabajo en modo FLASH

Se miden los tiempos de encendido y apagado del LED con un osciloscopio, midiendo también la cadencia del parpadeo.

  • Ciclo ON: 12,2%
  • Ciclo OFF: 87,8%
  • Cadencia: 4,8 Hz
  • Consumo:  0,63W

Ciclos de trabajo en modo FLASH

Cuando se utiliza la luz portátil para señalizar un obstáculo, es mejor utilizarla en modo FLASH y colocar su carcasa de plástico rojo encima del proyector de luz. De esta forma funciona a modo de baliza, sin deslumbrar ni molestar a nadie, pero haciendo muy visible el obstáculo. Además, cuando se utiliza el modo FLASH se reduce notablemente el consumo, permitiendo dejar la lámpara encendida durante horas sin provocar una descarga excesiva de la batería… y evitando un problema posterior cuando se tenga que arrancar el coche de nuevo.

Construye una barra LED

Construcción de una barra de diodos LED de 8W, para mejorar la iluminación en una mesa de taller. Posibles alternativas a la hora de elegir el circuito driver de corriente más adecuado para los diodos LED. Detalles de funcionamiento y pruebas comparativas con 2 driver de corriente diferente.

Construcción de la barra LED

Como soporte de la barra LED, se utiliza un perfil de aluminio en forma de ‘U’. El ancho del perfil es de 2,5 cms. y sus laterales de 2 cms. La longitud del perfil de aluminio es de 2 metros, pero se corta a 1,60 metros. En total se montan 8 diodos LED de 1W, separados 20 cms. entre ellos.

Soporte de aluminio para la barra LED

Los diodos LED se sueldan en una pequeña placa, que hace las funciones de soporte y disipador. Esta placa dispone de 6 contactos, 2 para soldar el diodo LED y otros 4 para realizar las conexiones. Antes de soldar los diodos LED, es importante aplicar pasta térmica en su base metálica y mantener el diodo presionado contra el soporte mientras se realiza la soldadura. Un buen contacto térmico es decisivo para no acortar la vida útil del diodo LED.

Detalles de conexión en la barra LED

Los soportes de cada diodo LED se fijan al perfil de aluminio, aplicando también pasta térmica, y se sujetan con dos tornillos de métrica 3. Para facilitar el apriete, se utilizan separadores metálicos de 1 cm de longitud en lugar de tuercas, y se intercala una arandela de material aislante para evitar contactos entre el separador/tuerca y los puntos de conexión del diodo LED. La conexión de los 8 diodos LED es en serie, conectando el anódo de un diodo con el cátodo del siguiente. El ánodo y cátodo libre de los diodos extremos, serán los puntos de conexión con el driver de corriente.

Driver de corriente constante

Los diodos LED utilizados en iluminación, deben estar alimentados con fuentes de corriente constante. De otra manera, las fluctuaciones de tensión en el suministro podrían ocasionar bajos rendimientos lumínicos cuando cae la tensión, o averías prematuras cuando se producen picos de sobretensión.

Componentes para la barra LED

Dependiendo de la tensión de suministro, ya que podría ser con baterías o con la red eléctrica, habrá que elegir el driver adecuado. En la siguiente imagen se muestra el esquema de dos tipos de driver de corriente, uno para funcionar a 12V y el otro para conectarlo a la red eléctrica.

Comparativa, controladores de corriente constante

 

La corriente de funcionamiento de los driver no es ajustable, viene prefijada de fábrica y hay que elegirla en función de la corriente de trabajo y el número de diodos LED en serie que se utilicen. En este caso, la corriente de los diodos LED es entre 250 y 300 mA. Este margen de corriente es la aconsejable por el fabricante para obtener un rendimiento lumínico adecuado, sin acortar la vida útil del diodo. Como es lógico, si los diodos los hacemos funcionar con su corriente mínima aconsejable (250 mA), se calentarán menos los diodos LED y se asegura su vida útil.

Medida de la corriente en la barra LED

A pesar de que la corriente de trabajo de un driver de corriente comercial no es ajustable, se puede modificar sustituyendo el valor de alguno de sus componentes. En ambos esquemas, el ajuste de corriente lo determinan el valor de una resistencia.

Modificar la corriente del driver

Esta barra LED se va a utilizar conectada a la red eléctrica, y se modifica el circuito para fijar la corriente de trabajo a 250 mA. La modificación consiste en eliminar la resistencia RS2 de 4,7 ohmios del circuito (ver imagen anterior).

Todos los detalles de montaje y ajustes, se muestran en el siguiente video: