Un LED controlador o controlador LED bipolar es un circuito eléctrico que regula una cantidad de corriente y voltaje a una lámpara LED o LED. Una lámpara LED es una luz que contiene una disposición de LED configurados en un circuito eléctrico que está diseñado para funcionar de manera eficiente. Los circuitos de controladores LED bipolares son fuentes de alimentación optimizadas para LED y generalmente se conocen como 'controladores LED'.
Los controladores LED reciben energía de la fuente principal de corriente alterna (CA) (voltaje primario). El controlador rectifica este voltaje primario para generar un voltaje de CC constante en el lado secundario para impulsar la lámpara LED. Los controladores LED pueden tener voluminosos transformadores con núcleo de hierro para reducir el alto voltaje principal a un voltaje más bajo para la lámpara LED (12 V por ejemplo).
La mayoría de los hogares utilizan inversor de energia para reducir el voltaje de la lámpara LED debido a su menor costo y pequeño factor de forma.
La estructura básica del LED bipolar
Los diodos emisores de luz (LED) son dispositivos semiconductores de dos terminales. Un LED Unión PN libera fotones cuando una corriente fluye a través de él en un proceso llamado termoluminiscencia. El color de un LED lo establece el tipo de material utilizado, que establece las características de la banda prohibida de energía específica del semiconductor.
Estructura de un LED y un símbolo de circuito
Un LED también está hecho de una unión P-N, pero el silicio no es adecuado porque la barrera de energía es demasiado baja. Los primeros LED estaban hechos de arseniuro de galio (GaAs) y producían luz infrarroja a aproximadamente 905 nm.
La razón para producir este color es la diferencia de energía entre la banda de conducción y el nivel de energía más bajo (banda de valencia) en GaAs. Cuando se aplica un voltaje a través del LED, los electrones reciben suficiente energía para saltar a la banda de conducción y la corriente fluye. Cuando un electrón pierde energía y vuelve a caer en la banda de valencia, a menudo se emite un fotón (luz).
Emisión de luz de fotones en semiconductores
Circuito controlador LED bipolar usando microcontrolador
Este es un circuito simple que se muestra a continuación y el diseño implica la interconexión de un microcontrolador, el oscilador y restablece los circuitos para el microcontrolador y la selección de la resistencia LED.
Circuito controlador LED bipolar usando un microcontrolador
El LED que se utiliza aquí tiene una caída de tensión directa de 2,2 V y, por lo tanto, se puede polarizar con una fuente de 5 V. El circuito utiliza un microcontrolador para impulsar el LED bipolar. El control sobre el circuito del controlador LED lo realiza el Programa de microcontrolador , basado en los pulsadores de entrada. En consecuencia, el microcontrolador está programado para enviar señales apropiadas a los dos pines de salida. Estos pines de salida están conectados a los terminales del LED bipolar.
La interfaz del microcontrolador se logra conectando dos interruptores de botón al puerto P1 y conectando los dos terminales del LED bicolor al puerto P2. El diseño del oscilador se realiza seleccionando dos condensadores cerámicos de 10pF para proporcionar estabilidad. La señal de reloj se genera utilizando un oscilador de cristal de 11 MHz.
El circuito de reinicio se diseña seleccionando un condensador de electrolito de 10uF y una resistencia de 10K para lograr un ancho de pulso de reinicio de 100ms. La caída de voltaje a través de la resistencia se mantiene alrededor de 1.2V.
Funcionamiento del circuito controlador LED bipolar
Una vez que el circuito está encendido, el microcontrolador siempre escanea los pines de entrada en el puerto P1. Si se presiona el primer botón, el microcontrolador recibe una señal lógica baja en el pin de entrada correspondiente y, en consecuencia, el compilador asigna una señal lógica alta al pin P0.0 y una señal lógica baja al pin P0.1. Esto hace que la luz roja del LED brille.
Ahora, cuando se presiona el segundo botón, el compilador asignará en consecuencia una señal de lógica baja que se asignará a ambos pines de salida y el LED se apagará.
Circuito de controlador de LED para control de brillo de LED mediante temporizador 555
Circuito de controlador de LED para control de brillo de LED mediante temporizador 555 generalmente se logra cambiando rápidamente la fuente de alimentación al LED, controlando la relación ENCENDIDO / APAGADO de la fuente de alimentación mediante un proceso llamado modulación de ancho de pulso (PWM) . Los controladores LED también tienen un bucle de control integrado para mantener una corriente constante.
Circuito de controlador de LED para control de brillo de LED mediante temporizador 555
Este circuito que se muestra arriba está diseñado en base a un 555 temporizador IC . Encienda el circuito (5V), porque el voltaje en el pin de disparo del 555 IC es menor que 1/3 Vcc.
La tensión de entrada llegará al condensador a través de el potenciómetro de 10 kΩ y el diodo D2 para que el condensador comience a cargarse con una constante de tiempo RdR1C (donde Rd es la resistencia directa del diodo D2).
Cuando el voltaje del capacitor excede 2/3 Vcc, el temporizador 555 se reinicia. Entonces la salida será cero voltios. En este instante, el condensador se descarga a través del diodo D1 y el potenciómetro R1 al pin de salida ya que está a potencial de tierra. Cuando el voltaje del condensador desciende por debajo de 1/3 Vcc, la salida del 555 IC vuelve a subir a 5 V. Este proceso continúa.
Aquí, la ruta de carga y descarga es completamente diferente, ya que está aislada por los diodos D1 y D2 (consulte las imágenes de arriba). Si el punto medio del potenciómetro está al 50% (medio), podremos obtener un ciclo de trabajo del 50% (ondas cuadradas de igual ancho de pulso).
El ancho del pulso se puede variar cambiando el tiempo de carga y descarga, esto es posible ajustando el potenciómetro. Por lo tanto, obtenemos la señal PWM según nuestro nivel de intensidad necesario.
Esta señal se aplica al LED a través de una resistencia de 4,7 kΩ. El brillo del LED es proporcional al valor medio de la onda cuadrada. Para un ancho de pulso alto, es posible obtener el enorme brillo del LED. Además, si es un pulso bajo, el brillo disminuirá.
Aplicaciones de los controladores LED bipolares
Algunas aplicaciones para controladores LED son:
- Iluminación industrial / exterior
- Control automático de intensidad de las luces de la calle
- Iluminación comercial
- Iluminación residencial
- Flash de la cámara del teléfono celular
- Luces traseras o interiores automotrices
- Linterna / antorcha portátil
- Señalización
- Iluminación de ascensores
- Retroiluminación LCD
Por lo tanto, todo esto se trata del diseño del circuito del controlador LED bipolar, su construcción utilizando un microcontrolador, un temporizador IC 555 y aplicaciones. Esperamos que comprenda mejor esta información.
Además, cualquier consulta sobre este concepto o proyectos eléctricos y electrónicos , dé sus valiosas sugerencias comentando en la sección de comentarios a continuación. Aquí hay una pregunta para usted: ¿Cuál es la función del potenciómetro en un circuito de atenuación LED?
