Cómo construir circuitos de luces LED secuenciales y parpadeantes

Escrito por douglas quaid | Traducido por jose luis gomez liedo
Cómo construir circuitos de luces LED secuenciales y parpadeantes

Los LED tienen bajos requerimientos de tensión y corriente, por lo tanto son ideales para los sistemas digitales.

LED image by URIO from Fotolia.com

Es relativamente sencillo hacer una fila de luces LED que parpadean en secuencia utilizando simple electrónica digital. No te asustes por la palabra "digital": este proyecto no requiere ningún tipo de programación, sólo un par de chips lógicos comunes que cuestan centavos. Vamos a usar un chip llamado "inversor" para crear un oscilador simple, y después utilizaremos el oscilador para controlar un chip llamado "contador", que encenderá los LED sucesivamente. Como con cualquier cosa en electrónica, hay otras formas de lograr el objetivo, pero esta es una solución bastante simple que utiliza una cantidad mínima de componentes.

Nivel de dificultad:
Moderadamente fácil

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Necesitarás

  • Una placa de prototipos
  • Un CI Inversor Schmitt Trigger (un chip, "CI" es sinónimo de "circuito integrado")
  • Resistencias, condensadores y alambres surtidos
  • Pinzas pelacables
  • Un CI contador
  • Luces LED
  • Una batería de 9V
  • Un clip para batería de 9V

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Instrucciones

  1. 1

    Inserta ambos circuitos integrados en la placa. Una placa es un dispositivo que permite que sea fácil construir circuitos. Es una red de perforaciones sobre una base de cobre. Todos los agujeros en cada columna están conectados eléctricamente, y las columnas están aisladas unas de otras. En cada extremo de la placa hay dos filas de orificios que están separados de las columnas. La práctica común consiste en utilizar una de las filas para la tensión de alimentación positiva, y la otra fila como tierra. De esta manera, todo lo que necesita conectarse a la energía o la tierra sólo debes conectarlo a la fila adecuada. Una línea en el centro de la placa la divide en dos secciones. Conecta los circuitos a la placa instalando la línea central de cada uno de los CI sobre la línea central de la placa. Teniendo cuidado de no doblar las patas, empuja los chips con firmeza en la placa para que las patas encajen en los agujeros. De esta forma cada pin en cada chip tendrá su propia columna de agujeros.

  2. 2

    Conecta el voltaje de alimentación y los pines de tierra del chip inversor a la fuente de alimentación y a las filas de tierra en la placa, respectivamente. Consulta la hoja de datos del inversor para ver su diagrama de pines. El diagrama muestra cuáles pines son para alimentación y tierra, y cuáles son de entrada y salida para cada sección del inversor.

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    Convierte una de las secciones del inversor en un oscilador conectando la entrada a tierra por medio de un condensador y después conecta la salida a la entrada por medio de una resistencia. El CI del inversor en realidad incluye varios inversores, cada uno con su propio pin de entrada y de salida. Un inversor toma una entrada digital y la voltea: si la entrada es baja, la salida es alta, y viceversa. La resistencia y el condensador trabajan en conjunto para mantener el inversor moviéndose hacia atrás y adelante, creando un oscilador. Conecta un componente a un pin en el CI conectando uno de los cables del componente en un agujero en la placa en la misma columna que el pin.

  4. 4

    Realiza las conexiones de energía y tierra correctas para el chip contador. Nuevamente consulta la hoja de datos para el diagrama del pin y su descripción.

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    Conecta la salida del inversor oscilador a la entrada del contador.

  6. 6

    Conecta cada salida del contador al ánodo de un LED. Cuando el contador dispare un pulso hacia una salida, este encenderá el LED conectado a esa salida.

  7. 7

    Calcula el valor de la resistencia que necesitas para tus LED usando la ley de Ohm. Busca en la hoja de datos de tu LED su voltaje de avance y voltaje actual. Resta el voltaje de avance del LED del suministro de voltaje del circuito para obtener la caída de tensión a través de la resistencia. Si estás utilizando una batería de 9 voltios, la tensión de alimentación es de 9 voltios. Divide eso entre la corriente del LED (en amperios, no miliamperios) para obtener el valor de la resistencia mínima en ohmios. Las resistencias vienen en los valores estándar, así que usa el siguiente valor más alto disponible. Si no tienes la documentación del LED disponible, 2 voltios y 0,02 amperios (20 mA) es una buena regla práctica. Si tienes dudas, cualquier resistencia entre unos 400 y 1000 ohmios debe de funcionar. Utilizar los valores más bajos hará que el LED se ilumine con más intensidad, pero si la resistencia es demasiado baja, el LED se apagará.

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    Conecta el cátodo de cada LED a la tierra por medio de una resistencia con el valor que calculaste en el paso previo.

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    Conecta el clip de la pila a la placa. El clip de la batería debe tener dos cables saliendo de el mismo, rojo y negro. El rojo es positivo y el negro es tierra. Conecta el cable rojo a la fila en la placa que desees utilizar para la alimentación de energía y conecta el cable negro a la fila que estés utilizando para la tierra. Conecta la batería en el clip y observa cómo parpadean los LED.

Consejos y advertencias

  • Las hojas de datos para cualquier chip ("circuito integrado", o "CI") están disponibles en línea de forma gratuita en los sitios web de los fabricantes y vendedores. Una hoja de datos proporciona toda la información pertinente que necesitas para utilizar un CI.
  • Es necesario utilizar un tipo especial de inversor llamado "Inversor Schmitt Trigger". Un Schmitt Trigger es una especie de filtro que suaviza la acción del inversor. El simple oscilador resistencia/condensador utilizado en este proyecto sólo funciona con un inversor Schmitt, no con uno normal. Los inversores Schmitt Trigger están ampliamente disponibles en paquetes de circuitos integrados con varias secciones de inversores en un solo chip.
  • El valor de la resistencia y el condensador en el oscilador controla su frecuencia. Cuanto más alto sea el valor, más lento es el oscilador. Experimenta con diferentes combinaciones de componentes para encontrar una velocidad que te guste. Puedes hacer la velocidad variable mediante la sustitución de la resistencia con un potenciómetro. Un potenciómetro es una resistencia variable con una perilla que puedes activar para tu control. Dispone de tres terminales, y girando la perilla cambia la resistencia entre la terminal del centro y las dos en el exterior. Conecta la toma central del potenciómetro a la entrada del inversor, y conecta la terminal de la derecha a la salida del inversor.
  • Cuenta los ciclos de los circuitos integrados por medio de sus salidas cada vez que haya un pulso en la entrada. Para este proyecto, lo más útil puede ser un contador de decenas. Un contador de decenas tiene 10 salidas. Cada vez que recibe un pulso en la entrada (a partir de nuestro oscilador) envía un pulso de una salida sucesiva, y se restablece a la primera salida cada diez pulsos de entrada.
  • Los condensadores electrolíticos están polarizados. Si usas un condensador electrolítico, el cátodo (marcado con un símbolo "-" en la carcasa) debe conectarse a tierra. Invertir la polarización de un condensador electrolítico lo dañará.

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