¿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 = 20 mA = 0,02A

Con estos datos, la fórmula quedará:

Arrojando un valor de 300 Ω. En este caso optamos por una resistencia de 330 Ω x ¼ W.
Quedando el circuito montado como se exhibe en la siguiente imagen:

En la siguiente imagen se muestra el ejemplo de una barra de LEDs azules montados sobre un perfil de PVC utilizada para la iluminación de un acuario: 

 


LED

LED es una clase de bombilla, por lo general el uso de este se dio en los circuitos electricos solo para indicar si algo estaba prendido, en los experimentos del cole es para saber cual es la dirección del flujo eléctrico  amigo estos LED ya se usan en muchas partes, los televisores, es otro ejemplo como al ser mas eficiente que una bombilla incandescente  y esta consume mucho menos energía que un bombillo blando, esos llamados ahorradores, el LED es mucho mas eficiente ademas de usar poca energía se obtiene mas luz que los demás bombillos anteriores.

INSTALACIÓN ELÉCTRICA DOMICILIARIA

Consejos 
Para realizar la instalación de cualquier mecanismo eléctrico en condiciones de seguridad total, es necesario tomar las siguientes precauciones: 

¦Cortar el suministro eléctrico desconectando el interruptor general. 
¦Respetar la normativa vigente recogida en el RBT. En caso de duda, consultar con un instalador autorizado. 
¦Utilizar siempre herramientas y productos homologados. 
Cables 

El color del aislamiento del cable permite su fácil identificación. Se emplean cables rígidos, aunque es aconsejable utilizar cables flexibles porque se manejan mejor. 

Secciones 


Todas las tomas de corriente se conectan al conductor de fase, al neutro y al de tierra. 

 

La actual normativa obliga a conectar el cable de tierra a todos los circuitos, incluido el de alumbrado. 

Tubos 


Los tubos flexibles son los más recomendables para viviendas. Su diámetro depende del número y secciones de los conductores que deben alojar. 

ara facilitar el paso de los cables por los tubos, se puede utilizar una guía, anudando los cables en uno de sus extremos 

Conviene situar los tubos empotrados en las paredes en recorridos horizontales a 50 cm, como máximo, del suelo y del techo. En cuanto a los tubos verticales, no se deben separar más de 20 cm de los ángulos de las esquinas 

Estas distancias máximas de seguridad tienen como finalidad que los tubos no interfieran con otras canalizaciones. También se evitan así posibles inconvenientes a la hora de realizar taladros en las paredes. 

Cajas

Las cajas sirven para alojar los mecanismos (interruptores, tomas de teléfono y televisión, enchufes, pulsadores, etc.). Los mecanismos se colocan en el interior de las cajas y se fijan con tornillos o con unas grapas que los sujetan por presión. Para permitir el paso de los tubos, las cajas de los mecanismos se perforan por los laterales o por la parte de atrás. 

Cajas de derivación

Las cajas de derivación también se perforan para permitir el paso de los tubos y se colocan siempre de 30 a 50 cm del techo. El tamaño de la caja se decide en función del número de tubos que lleguen hasta ella. 

Los empalmes en el interior de las cajas se realizan utilizando regleteros de conexión o clemas 

Mecanismos

La altura de colocación de los mecanismos difiere según la habitación de la que se trate y del tipo de mecanismo. En la siguiente tabla se muestran las distancias aconsejables respecto al suelo: 

Instalación

Trazar en la pared la posición exacta de la caja y el recorrido del tubo, teniendo en cuenta las distancias recomendadas 

Con el martillo y el cortafríos, se pica la pared para preparar el cajeado de la caja y la roza para el tubo 

Presentar la caja en el cajeado y el tubo en la roza. 
Con la ayuda de bridas o mediante clavos, sostener el tubo para que no se mueva de su posición. 
Introducir los cables con la guía, procurando dejar suficiente longitud de cable para su posterior conexión al mecanismo. 

 

Recibir la roza y la caja del mecanismo con una paleta y un poco de yeso de construcción. Una vez terminada la instalación, habrá que dar una capa de yeso blanco y las manos necesarias de pintura para igualar la pared 

Una vez pelados los cables, conectarlos a los terminales del mecanismo. Para finalizar la instalación, colocar el mecanismo en el interior de la caja fijándolo mediante los tornillos o lasgrapas del propio mecanismo 

Cuartos de baño 

En los cuartos de baño hay que tener especial cuidado a la hora de realizar una instalación eléctrica, distinguiendo entre los volúmenes de prohibición y de protección. 

¦Volumen de prohibición: se denomina así al espacio del cuarto de baño en el que no puede existir instalación eléctrica alguna. 
¦Volumen de protección: en el interior de este espacio sólo se pueden instalar aparatos de iluminación con protección especial (clase II), sin interruptores ni tomas de corriente. En cuanto a los radiadores eléctricos, deben estar equipados con una protección diferencial de 30 mA. 

El calentador de agua o termo se debe instalar siempre fuera del volumen de prohibición. La conexión de este aparato se tiene que realizar mediante un interruptor bipolar. 

Circuitos

El circuito sencillo permite encender un punto de luz mediante un interruptor 

¦Para las conexiones en el interior de la caja de derivación, se deben utilizar regleteros normalizados o clemas. 
¦El interruptor siempre se conecta al conductor de fase. 
Con un circuito conmutado se puede encender un mismo punto de luz desde dos interruptores, de forma independiente. 

¦El conductor de fase se conecta al conector común de uno de los interruptores (P1), mientras que el conector común del otro interruptor (P2) se conecta directamente al punto de luz. 
¦El color naranja en este cable indica que se puede poner de cualquier color y aprovechar así los sobrantes de cable. 

Conexión de Tomas

FOUR WAY

Hace algún tiempo les ofrecimos la conexión Three way, conexión que utiliza 2 interruptores de 3 puntos de conexión

El que ahora les ofrecemos el es four way o conexión de 4 vías, este utiliza 2 interruptores de three way y 1 de four way. El proyecto es tanto para instalaciones domiciliarias de 220 o 120.

Se recomienda que la canalización se haga buscando el camino más corto para llegar de un interruptor al otro para ahorrar cable, otra recomendación es alambrar con conductores flexibles y del calibre adecuado, en las casas normalmente se usa No. 12, pero es tu técnico electricista el que tiene la última palabra.

OBSERVACIÓN: En el segundo interruptor, o sea el del centro, se debe de conectar los cables cruzados como se indica con las líneas roja y azul.

Obviamente, como se dijo indicó en la conexión three way, el me traje de cable es más alto, pero las ventajas que te da esta instalación es que, como se dijo anteriormente, no tendrás que levantarte para apagar la luz. Si lo colocas en un Garaje, por ejemplo, no deberás regresar hasta este para apagar las luces. Estas ventajas, bien valen la pena los metros extras de cable.

Instalación de interruptores Triway

Estos interruptores se usan mayormente en lo pasillos de las casas, así puedes apagar la bombilla desde ambos lados   en electricidad, un triway es un circuito que se enciende o apaga desde dos estaciones independientes, vale decir por ejemplo, una luz en una escalera la cual enciendes al pie de esta y la apagas al llegar arriba, la conexión se hace con dos switches especiales para triway que poseen tres tornillos en triangulo cada uno, se conectan dos cables de dos de los tornillos de un switch (identificados con igual color, para diferenciar el tercero) a los mismos dos tornillos del otro switch, luego, al tercer tornillo de uno de los switches (cualquiera de los dos) le conectas el cable de retorno que viene de una de las patas del porta lamparas  al tercer tornillo del otro switch conectaras el cable vivo de la alimentacion, y el cable neutro irá a la otra pata del porta lamparas.

COMPUERTAS LÓGICAS

Una Puerta lógica, o Compuerta Lógica, es un dispositivo electrónico que es la expresión física de un operador booleano en la lógica de conmutación. Cada Puerta Lógica consiste en una red de dispositivos interruptores que cumple las condiciones booleanas para el operador particular. Son esencialmente circuitos de conmutación integrados en un chip.

Las computadoras digitales utilizan el sistema de números binarios, que tiene dos dígitos 0 y 1. Un dígito binario se denomina un bit. La información está representada en las computadoras digitales en grupos de bits. Utilizando diversas técnicas de codificación los grupos de bits pueden hacerse que representen no solamente números binarios sino también otros símbolos discretos cualesquiera, tales como dígitos decimales o letras de alfabeto. Utilizando arreglos binarios y diversas técnicas de codificación, los dígitos binarios o grupos de bits pueden utilizarse para desarrollar conjuntos completos de instrucciones para realizar diversos tipos de cálculos.

La información binaria se representa en un sistema digital por cantidades físicas denominadas señales, Las señales eléctricas tales como voltajes existen a través del sistema digital en cualquiera de dos valores reconocibles y representan una variable binaria igual a 1 o 0. Por ejemplo, un sistema digital particular puede emplear una señal de 3 volts  para representar el binario "1" y 0.5 volts  para el binario "0". La siguiente ilustración muestra un ejemplo de una señal binaria.

Como se muestra en la figura, cada valor binario tiene una desviación aceptable del valor nominal. La región intermedia entre las dos regiones permitidas se cruza solamente durante la transición de estado.  Los terminales de entrada de un circuito digital aceptan señales binarias dentro de las tolerancias permitidas y los circuitos responden en los terminales de salida con señales binarias que caen dentro de las tolerancias permitidas.

La lógica binaria tiene que ver con variables binarias y con operaciones que toman un sentido lógico. La manipulación de información binaria se hace por circuitos lógicos que se denominan Compuertas.

Las compuertas son bloques del hardware que producen señales en binario 1 ó 0 cuando se satisfacen los requisitos de entrada lógica. Las diversas compuertas lógicas se encuentran comúnmente en sistemas de computadoras digitales. Cada compuerta tiene un símbolo gráfico diferente y su operación puede describirse por medio de una función algebraica. Las relaciones entrada - salida de las variables binarias para cada compuerta pueden representarse en forma tabular en una tabla de verdad.

A continuación se detallan los nombres, símbolos, gráficos, funciones algebraicas, y tablas de verdad de las compuertas más usadas.

Compuerta AND:   Cada compuerta tiene dos variables de entrada designadas por A y B y una salida binaria designada por x. La compuerta AND produce la multiplicación lógica AND: esto es: la salida es 1 si la entrada A y la entrada B están ambas en el binario 1: de otra manera, la salida es 0. Estas condiciones también son especificadas en la tabla de verdad para la compuerta AND. La tabla muestra que la salida x es 1 solamente cuando ambas entradas A y B están en 1. El símbolo de operación algebraico de la función AND es el mismo que el símbolo de la multiplicación de la aritmética ordinaria (*). Las compuertas AND pueden tener más de dos entradas y por definición, la salida es 1 si todas las entradas son 1.
Compuerta OR:   La compuerta OR produce la función sumadora, esto es, la salida es 1 si la entrada A o la entrada B o ambas entradas son 1; de otra manera, la salida es 0. El símbolo algebraico de la función OR (+), es igual a la operación de aritmética de suma. Las compuertas OR pueden tener más de dos entradas y por definición la salida es 1 si cualquier entrada es 1.
Compuerta NOT:  El circuito NOT es un inversor que invierte el nivel lógico de una señal binaria. Produce el NOT, o función complementaria. El símbolo algebraico utilizado para el complemento es una barra sobra el símbolo de la variable binaria. Si la variable binaria posee un valor 0, la compuerta NOT cambia su estado al valor 1 y viceversa. El círculo pequeño en la salida de un símbolo gráfico de un inversor designa un inversor lógico. Es decir cambia los valores binarios 1 a 0 y viceversa.
Compuerta Separador (yes): Un símbolo triángulo por sí mismo designa un circuito separador, el cual no produce ninguna función lógica particular puesto que el valor binario de la salida es el mismo de la entrada. Este circuito se utiliza simplemente para amplificación de la señal. Por ejemplo, un separador que utiliza 5 volt para el binario 1, producirá una salida de 5 volt cuando la entrada es 5 volt. Sin embargo, la corriente producida a la salida es muy superior a la corriente suministrada a la entrada de la misma. De ésta manera, un separador puede excitar muchas otras compuertas que requieren una cantidad mayor de corriente que de otra manera no se encontraría en la pequeña cantidad de corriente aplicada a la entrada del separador.
Compuerta NAND:  Es el complemento de la función AND, como se indica por el símbolo gráfico, que consiste en una compuerta AND seguida por un pequeño círculo (quiere decir que invierte la señal). La designación NAND se deriva de la abreviación NOT - AND. Una designación más adecuada habría sido AND invertido puesto que es la función AND la que se ha invertido. Las compuertas NAND pueden tener más de dos entradas, y la salida es siempre el complemento de la función AND.
Compuerta NOR:    La compuerta NOR es el complemento de la compuerta OR y utiliza el símbolo de la compuerta OR seguido de un círculo pequeño (quiere decir que invierte la señal). Las compuertas NOR pueden tener más de dos entradas, y la salida es siempre el complemento de la función OR.