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Fabricar luces LED de 6 Volt, 9 Volt, 12 Volt, 24 Volt y 48 Volt DC

Este artículo esta orientado a que estas bombillas LED puedan ser fabricadas con conocimientos de electricidad muy básicos y con un mínimo de habilidad manual.

Lo primero es elegir que diodos LED vamos a utilizar. Nosotros elegimos un LED de la generación actual, de alta luminosidad color blanco transparentes, de las siguientes características:

LED elegido
Corriente directa: 20 mA
Tensión directa: 3.2 a 3,4 Volt
Diametro: 5mm
Altura: 9mm

Con el objeto de simplificar y para que la aplicación de lo que aquí se explica sea lo más rápida posible, no tendremos en cuenta ahora ninguna otra característica. El lector que desee profundizar el el tema lo puede ver en : Calcular resistencia LED en 6 Volt, 9 Volt, 12 Volt, 24 Volt y 48 Volt DC-link

A continuación identificamos cuales son los terminales positivo y negativo del diodo LED.

Terminales LED

Importante: si se conecta el diodo LED a una fuente, pila o batería, sin el resistor limitador de corriente, EL LED SE QUEMA instantaneamente.

El Diodo LED es un dispositivo polarizado, esto quiere decir que va a conducir la electricidad e iluminar, siempre y cuando lo conectemos a la fuente, pila o batería con la polaridad correcta, esto es el negativo del LED en el negativo de la fuente y el positivo del LED en el positivo de la fuente, pila o batería. A partir de aquí en adelante vamos a hablar de fuente cuando nos referimos a fuente, pila o batería indistintamente.

Para el LED elegido, según lo que se calcula en la página Calcular resistencia LED en 6 Volt, 9 Volt, 12 Volt, 24 Volt y 48 Volt DC-link

1.- para una lámpara que funcione con 6 Volt debe ser de 120 ohm, ¼ de Watt.

2.- para una lámpara que funcione con 9 Volt debe ser de 270 ohm, ¼ de Watt.

3.- para una lámpara que funcione con 12 Volt debe ser de 470 ohm, ¼ de Watt.

4.- para una lámpara que funcione con 24 Volt debe ser de 1000 ohm, 1 Watt.

5.- para una lámpara que funcione con 48 Volt debe ser de 2200 ohm, 2 Watt.

 

A continuación se muestra la técnica empleada para construir la lámpara LED, que consiste en acortar el terminal POSITIVO del LED para soldarle el resistor y luego montarlo dentro del latón de una lámpara convencional de filamento a la que se le retiró la ampolleta de vidrio. El resultado va a ser una bombilla o lámpara LED con el NEGATIVO a tierra o negativo a chasis.

 
El sellado y compactado se realizó con pegamento Epoxi de secado rápido. Aquí vale mencionar que es esencial hacer la prueba funcional en cada etapa de la construcción, antes del sellado definitivo, porque después que el epoxi fraguo, no hay vuelta atrás.

Se muestra primero el resultado final.

Bombillas LED terminadas

Detalle del método

Cortes en LED y Resistencias

Primero se acorta el terminal positivo del LED y también se acorta uno de los terminales del resistor.

Importante: no se debe recortar el terminal del LED a menos de 3 o 4 milímetros de la ampolla plástica para que el LED no pierda su capacidad de disipar calor dentro de los limites que marca el fabricante.

Terminal Positivo del Led y resistencia cortados

A continuación se suelda el terminal positivo recortado del LED al terminal recortado del resistor.

Led y Resistencia Soldados

Es conveniente estañar previamente el terminal del resistor y del LED para reducir todo lo posible el tiempo que mantenemos apoyado el soldador sobre el terminal del LED evitando sobrecalentamientos que puedan dañar la pastilla semiconductora del LED dentro del encapsulado. De todas formas la practica indica que los LED están muy bien construidos y soportan bien la soldadura dentro de limites razonables.
Nosotros para esta ocasión usamos un soldador para estaño de 30 Watt. No hay inconveniente en utilizar soldadores más potentes pero teniendo más precaución.

Nivel de iluminación, cantidad de LED

Siete Led con Resistencia Soldados

En el caso que elegimos como ejemplo en este tutorial, decidimos por experiencia previa fabricar una lámpara LED de siete LED, sabiendo que se necesitaba contar con una cantidad de luz importante.
El lector puede comprobar previamente el nivel de iluminación alcanzado antes del sellado definitivo comprobando visualmente al ir agregando cada conjunto LED-resistor y alimentando con una fuente de prueba. Con este tipo de LED actuales se alcanzan excelentes niveles de iluminación muy por encima de lo que son las lámparas incandescentes antiguas. Con pocos LED se supera la luminosidad de una lámpara incandescente común como por ejemplo la de cualquier automóvil.
Si para otro tipo de lámpara o bombilla, es necesario agregar o suprimir LED la única modificación consiste en agregar o suprimir el conjunto LED-Resistor de acuerdo a la cantidad que necesite la aplicación.

A continuación se enhebra un trozo de tubo aislante sobre la pata del resistor que cubra todo el resistor, de la forma que muestra la imagen.

Terminales LED con aislante

La siguiente etapa consiste en conectar entre sí dos conjuntos LED-resistor por su su pata mas larga, la del resistor, e ir agregando LED-resistor siguiendo una secuencia como si se tratara de una flor, manteniendo la patilla más corta del LED (la que no tiene el resistor soldado) hacia el lado exterior.

De esta forma la pata positiva del LED con el resistor podra soldarse al contacto central del casquillo de laton y la pata negativa del LED a la carcaza exterior de laton. El resultado final va a ser un bombilla con el NEGATIVO del LED a CHASIS o a TIERRA.

Dando forma a la bombilla LED

Insisto que es necesario comprobar el funcionamiento de cada LED y del conjunto en cada etapa del montaje comprobando si hay cortocircuitos o circuitos abiertos.

Prueba individual de cada conjunto LED-resistor.

Prueba LED individual

Contacto Negativo

A continuación se unen los terminales negativos del LED (los que no tienen el resistor soldado y que se orientan hacia el exterior) con un cable de cobre desnudo formando un anillo alrededor del manojo de LED.
El trozo de cable desnudo debe sobrar lo suficiente como para alcanzar a ser soldado al punto de estaño que posee el latón de la bombilla en el borde y que cumplía la misma función cuando era lámpara de filamento.

El sobrante de las patas negativas de los LED hay que cortarlos para que dentro del casquillo queden solamente las Patas con las resistencias. La altura total de la bombilla LED se puede reducir recortando la pata negativa del LED y soldando el anillo de alambre desnudo más cerca de la cabeza de plástico del LED. Recuerden que NO SE DEBEN recortar los terminales del LED a menos de 3 o 4 mm de distancia de la cabeza plástica.

Contacto Positivo

El contacto positivo va a estar formado por todos los alambres de los resistores unidos en un punto de soldadura. A partir de ese punto van a continuar hacia el contacto central del latón solamente uno o dos alambres, por lo tanto hay que recortar el resto.

Bombilla LED y la donante incandescente

En la imagen se ven las patas de las resistencias unidas en un punto con los sobrantes cortados. Solo continúa para ser soldados al contacto central del latón un solo alambre. Aqui todavía no se recortaron las patas negativas de los LED que van a ser cortadas al ras del anillo de cobre desnudo. Se puede ver claramente el trozo de alambre desnudo de cobre que sobresale para ser soldado al punto de estaño en el borde del casquillo de latón. Es el contacto negativo de la bombilla.

Contactos positivo y negativo del LED

Volvemos a probar todo el conjunto soldado.

Prueba todos los LED

En la imagen anterior se puede ver también el casquillo de latón ya preparado, sin la ampolleta de vidrio y con el contacto central libre de estaño listo para recibir la nueva conexión.

Al conjunto antes de montarse, se le rodea con dos vueltas de cinta aislante para asegurarnos evitar cortocircuitos dentro del casquillo de latón, teniendo en cuenta que al colocar la masilla Epoxi hay que apretar un poco y se pueden mover los alambres.

A esta altura, antes de estañar el contacto central del latón se puede todavía acomodar mejor los LED para centrarlos lo mejor posible. Este trabajo queda mejor terminado si empleamos una plantilla con agujeros del diámetro de los LED para mantener centrado y a la misma altura todos los LED, durante todo el proceso de soldadura y montaje.

LED montados sin soldar

En este montaje que se utilizo para el tutorial se busco fabricar una lámpara LED más alta de lo que seria un lámpara de filamento y ampolleta de vidrio normal. La razón es que la lámpara LED estaba destinada a ser colocada en un foco más profundo y con el lente plástico sobresalido. Ver el detalle en las imágenes finales con el resultado obtenido.

Repetimos el resultado final con el relleno de resina Epoxi

Bombillas LED terminadas

Probando luminosidad dentro del foco sin la lente

Bombilla LED prueba luminosidad

Prueba final

Bombilla LED resultado final

La iluminación mejoró notablemente y el ahorro de potencia es:

Potencia lámpara incandescente = 21 Watt
Potencia de cada LED = 3,2 Volt x 0,020 Amper = 64 mWatt = 0,064 Watt
Para siete LED = 0,064 Watt x 7 = 0,448 Watt
Comparando:

Mejora = 21 Watt / 0,448 Watt = 46,87 Veces

Autor: Julio A Miranda

Fuentes: Everlight Data sheet

Esta entrada también está disponible en: Francés

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