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Introducción Funcional

Actuador luminoso
Información General
Nombre	Actuador Luminoso
Nombre Comercial	LED
Tipo	Digital
Tinkercad	LED

Un LED (siglas en ingles Light-Emitting Diode) es un tipo particular de diodo que emite luz al ser atravesado por una corriente eléctrica (Fig.1). Un diodo es una unión de dos materiales semiconductores con dopados distintos. Esta diferencia de dopado hace que genere una barrera de potencial, Los diodos tienen polaridad, es decir, solo dejan pasar la corriente en un sentido. Los LEDs se presentan encapsulados en una cúpula de resina de color (comúnmente de 5mm ) que tiene dos patas. La pata más larga es la de polaridad negativa y se denomina ánodo, la más corta es de polaridad positiva.

Modo de uso

Para iniciar el pin donde se conecta el LED se utiliza la función pinMode(PIN_LED, OUTPUT). Esto se realiza una sola vez, configura el pin donde esta conectado el LED como salida.
Luego utilizamos para encender o apagar el LED se utiliza:

digitalWrite(PIN_LED, true): para el encendido

digitalWrite(PIN_LED, false): para el apagado.

Donde: PIN_LED es una constante que contiene el pin del Arduino en el que esta conectado el LED.

Modo de uso con PWM

Para que el LED cambie de intensidad (brillo), se puede utilizar modulación por ancho de pulso (PWM). Esto permite que para obtener el 50% de la intensidad de iluminación, se deben enviar pulsos digitales, con un “duty cycle” del 50% del ancho del ciclo. Para una menor intensidad, el “duty cycle“ debe ser un porcentaje menor. Para calibrar la intensidad del LED, en lugar de enviar una señal continua de salida, es generar una serie de pulsos que se pueden variar en su duración pero a frecuencia constante. Así, la tensión promedio resultante es directamente proporcional a la duración de los pulsos dentro del rango del periodo indicado. Esto es, cuanto más juntos estén esos pulsos de +5v, mayor será la tensión promedio de nuestra salida, y cuanto más distantes sean estos, menor será la tensión. Esto se puede ver en la siguiente imagen, en donde se muestra como varia el voltaje promedio a medida que aumenta el ancho del pulso o que se disminuye el “duty cycle”.

Especificaciones Técnicas

Voltaje de Operación:	3V - 3.2V DC.
Corriente Máxima:	20mA.
Color azul:	Longitud de onda (460-490nm).
Color verde:	Longitud de onda (520-550nm).
Color rojo:	Longitud de onda (620.645nm).
Ángulo de apertura:	120 grados.
Diámetro:	5mm.
Intensidad lumínica:	4000-5000 mcd.

Diagrama de Conexión

La patilla larga debe ser conectada al voltaje positivo (ánodo), y la corta al voltaje negativo (cátodo).

Cálculo de la resistencia según color del LED

En el momento que se supera la tensión umbral de polarización del LED, y dado que la resistencia del diodo es muy pequeña, se genera una gran corriente que destruirá el diodo. Por ese motivo, se necesita una resistencia que limite la cantidad de corriente que circula por él. A partir de la ley de Ohm, la fórmula para obtener la resistencia para cada led es:

R = ( V_{alimentación} - V_limite ) / I

A partir de la formula anterior, tomando como V_{alimentación} a 5V y la corriente (I) como 20mA. Se puede construir el siguiente cuadro para los diferentes colores de LEDs:

Color del LED	Tensión umbral [V]	Resistencia de conexión [Ω]
Rojo	1.9	155
Azul	3.4	80
Blanco	3.4	80
Amarillo	2	150
Naranja	2.4	130
Verde	2.4	130

Ejemplo en Código

Referencias Externas

Características:	https://ross.com.es/ross01/pdf-fullwat/diodos_led.pdf
Ficha técnica actuador (Inglés):	(Local)
	https://ross.com.es/ross01/pdf-fullwat/diodos_led.pdf

Agradecimientos a Alumnos

Juan Andrés Bustamante: Estudio detallado del uso de diferentes LEDs.

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