Luces traseras para el coche (LED)

Hace pocos días resaltamos la importancia de una buena iluminación en cualquier vehículo para mejorar la seguridad durante los viajes nocturnos, en especial, en bicicleta. En esta oportunidad llegamos con una sencilla aplicación que siempre se posterga por proyectos “más importantes”. Con un poco de paciencia, prolijidad y orden, podemos lograr luces traseras para vehículos basadas en tecnología LED que, además de ser simpáticas, pueden ayudarte a que durante la noche, los automóviles que vienen más rápido que tú, te vean sin margen de dudas. Muchos LEDs, muchas resistencias y toda la Ley de Ohm en este útil montaje que incrementará la visibilidad nocturna de tu automóvil.

La mayoría de los automóviles modernos traen desde su origen una muy buena iluminación que, además de ser eficiente en condiciones difíciles (humo o niebla), cumple con los estándares de seguridad indicados en la mayoría de los países del mundo. Uno de los grandes complementos que han agregado las terminales automotrices ha sido una importante luminaria en la luna trasera de los automóviles para que el accionar de los frenos sea visto con gran claridad, incluso desde mucha distancia, cuando viajas en ruta. Algunos traen una luz en la parte inferior, otros en la parte más elevada de este vidrio trasero y por supuesto, descartamos de esta conversación los que trae toda la iluminación en las columnas traseras como el que te mostramos en la siguiente imagen.

Aquellos que poseemos un coche más antiguo, no gozamos de estos detalles de diseño que sí incorporan los autos de última generación, por lo tanto, a este tipo de luces debemos construirlas nosotros. Para esto, nos vamos a valer de un circuito muy sencillo que podríamos encuadrar dentro de lo que se puede llamar Electrónica Básica ya que solamente intervendrán LEDs y resistencias en el montaje electrónico. No creas que por tratarse de un montaje tan básico no tiene determinados secretos a saber, ya que si no estamos atentos a estos detalles, las luces pueden durar muy pocos días o directamente, pueden llegar a no funcionar desde el primer momento. Por ejemplo, uno de los errores clásicos al diseñar este sistema de iluminación es razonar del siguiente modo: “Colocamos varios LEDs en serie hasta completar los 12Volts de la batería del coche y todas las series las unimos en paralelo. De este modo, nos ahorramos resistencias limitadoras y los LEDs, por sí solos, se encargan de limitar la corriente”.

La mayoría de los aficionados y entusiastas de la electrónica, los coches y los LEDs saben que el  sistema eléctrico de un auto tradicional, mientras funciona de manera correcta, se alimenta a través de una batería (o acumulador) de 12Volts. Por lo tanto, si vamos a trabajar con LEDs rojos de 1,8Volts de tensión de alimentación, haremos una sencilla cuenta de división y obtendremos la cantidad de LED necesarios para las luces de estacionamiento y freno. Esto es: 12Volts / 1,8Volts = 6,66 unidades, pero, para que iluminen bien, hacemos los ensayos con 6 LEDs y observamos que la luz es excelente, mejor que con 7 LEDs en serie. Un razonamiento idéntico utilizamos con los LEDs de color amarillo, colocamos todas las series en paralelo, como te mostramos en la imagen anterior y así armamos las luminarias adicionales para nuestro coche. Gastamos unos cuantos billetes en LEDs de alto rendimiento y ansiosos por salir a estrenar nuestro trabajo, conectamos todo al cableado existente, que pasa hacia el sector trasero del coche, es decir, colocamos nuestros LEDs en paralelo con las luces reglamentarias y salimos esa misma noche a ver que tal funciona nuestro diseño. Recordemos que nuestras luces no reemplazarán a las originales del coche, sino que serán un complemento de las existentes. ¿Qué te parece nuestro modelo?

Sin embargo, se nos escapan algunos conceptos muy importantes al momento de analizar el funcionamiento de este desarrollo. Por ejemplo, las variaciones de tensión que sufre una batería durante el funcionamiento del motor o cuando éste está detenido. Si la tensión es de 11Volts, los LEDs no encenderán, o lo harán con un brillo ínfimo, ya que nuestros cálculos fueron hechos para una tensión “teórica” de 12Volts. Otro caso, más grave aún, es cuando el sistema eléctrico del automóvil comienza a cargar la batería, durante la marcha del motor. En algunos casos, esta tensión alcanza casi los 15Volts y nuestros LEDs comenzarán a quemarse poco a poco cada vez que esto suceda, ya que la tensión aplicada será muy superior a la necesaria. Es decir, en la teoría, nuestros LEDs iluminaban perfecto con 12Volts, mientras que en la práctica, el sistema eléctrico nos enviaba tensiones variables entre 11Volts  y 15Volts y nuestro hermoso trabajo se caía al precipicio alternando un funcionamiento deficiente con una muerte prematura de LEDs por exceso de tensión (y de corriente, claro). ¿Cuál es la solución? Muy sencillo, una resistencia por cada LED y ajustar el valor de esta resistencia para que por el LED circule la mínima corriente necesaria para iluminar a pleno, con apenas 10Volts.

Como vimos en el artículo de Electrónica Básica, en el que hablamos de LEDs, estos diodos electroluminiscentes están construidos con una amplia variedad de materiales los que, en definitiva, determinan el color de la luz emitida. Además, se encargan de establecer los valores de tensión de juntura a vencer para que un LED emita su luminosidad a pleno brillo y, por lógica, son los que rigen la corriente de trabajo de un LED. Por lo tanto, debemos comprender que, del mismo modo en que NO todos los LEDs poseen la misma tensión de trabajo, NO todos emplean la misma corriente para alcanzar un funcionamiento pleno. En los comienzos de esta tecnología, un LED trabajaba a máximo brillo con una corriente de 25mA, sin embargo en la actualidad, algunos LEDs de alta eficiencia funcionan a pleno con una corriente mucho menor. Es decir, quizás con 10mA, ya emitan el 90% de su luminosidad. Por lo tanto, el modo que utilizarás para determinar la corriente de LED, óptima y segura será mediante una fuente a la que puedas variar la tensión de salida.

Variando la tensión entre 10 y 15volts estarás simulando la actividad eléctrica “real” a la que puede estar sometido un LED dentro de la instalación eléctrica de un automóvil. La corriente, como indica el gráfico, deberá ser mínima para un brillo intenso a una tensión de 15Volts. Luego, al bajar la tensión a 10Volts, el brillo no deberá ser menor al 75%  del máximo que pueda alcanzar el LED. Ahora viene la respuesta a una duda que todos tenemos en estos casos: ¿Cuánta corriente soporta el LED que estamos utilizando? ¿Cómo sabemos cuando estamos al 90% o al 75% del brillo máximo? Pues mirando y admirando como se queman los LEDs es una de las maneras. En nuestro caso, la experiencia fue la siguiente: Ajustamos la fuente de alimentación a 12Volts de salida y colocamos una resistencia de 1K (mil Ohms)(marrón – negro – rojo) en serie con un diodo LED amarillo (usado en las flechas) y observamos que a los 10Volts la corriente en el amperímetro indicaba poco más de 9mA mientras la luminosidad era intensa y muy buena. Luego de esto, elevamos la tensión de la fuente de alimentación a 15Volts y la corriente no llegó a los 15mA con un brillo intenso (hacía mal mirar el LED durante mucho tiempo).

En un paso siguiente, subimos la tensión a 18Volts y observamos un fenómeno que debes interpretar para lograr éxito en tus trabajos con LEDs: Entre 14Volts y 18Volts el brillo emitido no variaba y si lo hacía, no se podía apreciar a simple vista. La corriente de LED variaba y se elevaba a más de 18mA pero el brillo no. Este ensayo nos demostró que no debemos exigir a un LED a que trabaje con altas corrientes cuando, con muy poco, logramos el mejor desempeño. Como te mencionamos antes, la resistencia seleccionada para los LEDs amarillos fue de 1K. Para los LEDs de color Rojo, la situación cambió y el valor adecuado, siguiendo el mismo procedimiento de alcanzar el mejor brillo con la menor corriente posible, nos dejó la necesidad de utilizar resistencias de 470 Ohms (amarillo – violeta – marrón). En ambos casos, la potencia de disipación de las resistencias fue de ¼ de vatio y utilizamos placas universales para el armado del circuito completo. Luego de formar un dibujo de nuestro agrado y de ensayar durante algunas horas el funcionamiento de los LEDs de 5 milímetros utilizados, pasamos a la parte de construcción del pequeño gabinete para alojar el indicador luminoso.

En el lado del PCB en que se montan los LEDs pintamos de color negro la placa (previo a colocar los LEDs) para que combine el color con la pintura del gabinete construido. Gracias a los nuevos materiales que ofrece el mundo de la carpintería y con algo de paciencia logramos un gabinete adecuado, con un vidrio oscuro al frente para presentar un aspecto agradable a la vista. Previo al armado, realizamos algunas ranuras en las maderas para que la placa contenedora de los LEDs y el vidrio puedan entrar con comodidad y con la previsión de dejar espacio para las resistencias limitadoras de corriente. Un par de imágenes desde arriba pueden ayudarte a visualizar el trabajo que en definitiva tú realizarás según tu gusto y necesidad. Al menos con las imágenes, ya tienes un modelo para ver.

La base de la construcción se retira fácilmente con cuatro tornillos y permite un fácil acceso a retirar la placa para reparaciones o agregados futuros (en esta versión no incluimos LEDs blancos para indicar la marcha atrás). Estamos seguros que con el análisis realizado el funcionamiento está garantizado por mucho tiempo (no es el primer letrero que construimos) y esperamos que tengas en claro el concepto fundamental a la hora de diseñar cartelería con LEDs. No vayas siempre tras el máximo brillo de un LED, busca siempre la corriente segura de trabajo y con eso lograrás que tu trabajo perdure en el tiempo, sea confiable y sin fallas prematuras.