Cambiar Leds

Hola,
Le quería enviar un email a Ángel nuestro experto en cambios de led, pero he pensado abrir un nuevo hilo y de esta forma compartimos todos el conocimiento de Ángel
Estaba empezando a pensar en comprar los leds para las locos y se que hay muchas paginas donde comprar yo por ejemplo tengo esta de ebay:

http://stores.ebay.es/ledbaron_WEISSWHITE_W0QQrtZncQQ_fsubZ4334379QQ_sidZ67795515QQ_trksidZp4634Q2ec0Q2em14?_trksid=p4634.c0.m14.l1581&_pgn=2

La duda es que tipo de led necesito en función de la loco que quiera cambiar que tamaño debe de tener el led. Para la resistencia, que se debe de calcular dependiendo del color del led he encontrado esta pagina, entiendo que es correcta.

http://www.ledtuning.nl/index_site.php?Name=calculator_NL

Gracias de antemano, si no contesto rapidamente es que estoy de vacaciones.

En realidad, con lo que ignoro acerca de los LEDs creo que podrían escribirse unos cuantos volúmenes de considerable grosor

No obstante, y limitándome al alumbrado de locomotoras de escala Z, he tenido ocasión de aprender algunas cosas que gustosamente puedo compartir.

Todas las transformaciones de alumbrado que he hecho se han basado en LEDs SMD de alto brillo y encapsulado 0603 cuyas dimensiones son 1,6 x 0,8 x 0,7 mm.- Este tipo de LEDs se puede encontrar en una variada gama de colores, yo he utilizado el blanco-cálido y el rojo; en algún caso concreto he utilizado el ultra-blanco que se parece más a las luces de xenon que llevan algunas locomotoras muy modernas.

En cuanto a las resistencias también las he utilizado en todos los casos en formato SMD pero de encapsulado más grande: 1206 que tiene unas dimensiones de 3,1 x 1,6 x 0,6 mm.

Sin ánimo publicitario, siempre compro los LEDs en World-trading-net; como siempre me ha servido con rapidez y tiene muy ajustados los precios y los gastos de envío no he tenido necesidad de probar con otro.- Desde luego en internet se pueden encontrar muchos más proveedores y supongo que en algunas tiendas de electrónica también se podrán conseguir.

Por el contrario, las resistencias las suelo comprar en una tienda de electrónica de las de toda la vida (lamentablemente en ésta no tienen LEDs 0603)

Para calcular las resistecias está muy bien el enlace que ha puesto Javier, aunque no contempla la posibilidad de poner LEDs en paralelo con resistencia común (ya explicaré esto)

Por mi experiencia, aunque los LEDs estén diseñados para una corriente nominal de 20 a 25 mA, pueden alcanzar la luminosidad máxima con intensidad de corriente mucho menor.- Como ejemplo, en las locomotoras 460 pongo una resistencia de 1K2 limitando la corriente a menos de 9 mA que han de repartirse entre los tres LEDs del alumbrado frontal.- Aún así, programo el decodificador para reducir la intensidad de este alumbrado al 25%.

Otro ejemplo es la última locomotora Z de Märklin, la Ludmilla, que lleva en origen una resistencia de 3K9 para cada LED y estos se iluminan visiblemente con menos de 6V en la vía.

Como no se trata (creo) de escribir una LEDpedia en una tarde, lo dejo aquí por hoy. Intentaré en los próximos días aportar alguna experiencia más.

ZaludoZ

Buenas aportaciones, ya estás tardando con la "LEDpedia" que mis conocimientos sobre los led es muy básica, saludos.

Los LEDs, como los diodos convencionales, poseen unas características que es preciso tener en cuenta para su correcta utilización, los más importantes para empezar son:

Caída de tensión.- Es la tensión medida entre los terminales del LED cuando está en funcionamiento; esta tensión, que es fija y característica de cada LED, suele estar entre 2 y 4 voltios dependiendo del modelo.

Corriente máxima.- Es la máxima intensidad de corriente que el LED puede conducir sin dañarse.- A diferencia de los diodos convencionales que pueden soportar entre 0,5 y 5 Amperios o más, en los LEDs esta corriente se sitúa entre 20 y 30 mA.

Existe cierta confusión sobre estos conceptos y circula la creencia de que poner una resistencia en serie con el LED tiene por objeto reducir la tensión de la alimentación al valor nominal del LED, y no es así.- Este valor es característico del LED e independiente de la tensión de la fuente.

Si esa fuera la razón, un LED de 3V, por ejemplo, podría alimentarse con una fuente de 3V sin más aditamentos.- Como los LEDs son baratos cualquiera puede hacer la prueba y ver cómo el LED queda inutilizado instantáneamente.

Realmente la resistencia en serie tiene la misión de limitar la intensidad de la corriente a valores seguros para el LED.

El cálculo de la resistencia es muy sencillo : R = ( V - Vd ) / A , donde V es la tensión de la fuente de alimentación, Vd la caída de tensión del LED y A es la intensidad máxima de la corriente.

Por ejemplo, si A=20mA(0,02A); V=12V; Vd=3V.- R = (12-3)/0,02 = 450 Ohm. Ojo, esta es la resistencia mínima para no dañar el LED, pero podemos probar valores más altos hasta encontrar el que proporcione luminosidad suficiente sin que sea necesario someter el LED a la corriente máxima.

Supongamos que al probar con una resistencia de 1200 Ohm (1K2) el LED emite una luminosidad adecuada para nuestros propósitos.

Entonces tendríamos que A=(V-Vd)/R = (12-3) / 1200 = 0,0075A = 7,5 mA.

La potencia W disipada por la resistencia se calcula fácilmente: W=(V-Vd) x A = 0,067 watios , lo que nos permitirá utilizar resistencias de 1/8w sin problemas; las resistencias SMD 1206 pueden encontrarse en 1/8w y también en 1/4w.

Podemos concluir que siempre necesitaremos una fuente de alimentación de una tensión superior a la nominal del LED, a fin de que (V-Vd) > 0.- Para que podamos jugar con una gama de resistencias amplia recomendaría que la fuente superase al menos en 3V la caída de tensión del LED siempre que sea posible.


Continuará


ZaludoZ

Perfecta explicación.

Gracias, esperemos el siguiente tomo, , saludos.

Quedó visto el por qué de montar resistencias en serie con los LEDs y la forma de calcular el valor de aquellas.

Pero además de utilizar LEDs individualmente se pueden conectar de otras formas, haciendo grupos y compartiendo la misma fuente de alimentación.

La forma mas sencilla es la conexión en paralelo, según se muestra en la figura.

Los LEDs pueden ser iguales o diferentes entre sí, ya que cada uno lleva asociada su propia resistencia. Pero hay que calcular cada resistencia en función del LED al que acompaña y de las prestaciones que queramos obtener de éste. Lo que sí es común para todos es la fuente de alimentación.

Hay que tener en cuenta que la suma de las corrientes que circulan por cada LED no sea superior a la que puede suministrar la fuente de alimentación, ya que si sobrepasamos éste valor la fuente experimentará una rápida caída de tensión, se sobrecalentará e incluso podría averiarse.

La ventaja de este modelo de conexión es que se puede independizar el encendido de cada led intercalando interruptores.

Otra posibilidad es la conexión en serie.


Como se ve en la imagen es una sucesión de LEDs y una resistencia; ésta puede ir en cualquier lugar de la cadena, al principio, al final o intercalada entre los LEDs.

Para el cálculo de la resistencia hay que tener en cuenta que la caída de tensión total es la suma de las caídas de los LEDs, pudiendo ser éstos idénticos o diferentes; por tanto, dicha suma tiene que ser inferior a la tensión de la fuente.- Este factor es el que limita el número de LEDs en la serie.

Por el contrario, la corriente máxima debe tomarse del LED que la tenga más baja.

La conexión en serie tiene como ventaja respecto a la paralela que la disipación de potencia en las resistencias es mucho menor, y en consecuencia se obtiene mejor aprovechamiento de la energía.- Como inconveniente, si uno de los LEDs de la cadena se avería (muy improbable) los demás quedan también fuera de servicio.- Es evidente, por otra parte, que todos los LEDs de la serie han de encenderse y apagarse al unísono.

Lógicamente es posible conectar varias series en paralelo entre sí, el límite lo marcan las prestaciones de la fuente de alimentación.


Aún hay otra posibilidad que mencioné de pasada en el primer artículo: la conexión en paralelo con resistencia común:

Para poder hacer ésto es IMPRESCINDIBLE que los LEDs sean IDENTICOS porque de no serlo solamente llegaría a iluminarse el que tuviera la caída de tensión más baja ya que en en ese punto entraría en conducción y no dejaría que la tensión llegara a los valores de activación de los demás.

Puesto que han de ser idénticos, para el cálculo de la resistencia se tomará la caida de tensión característica de los LEDs y como corriente máxima teórica, la suma de las corrientes de todos los LEDs.- Cuando decimos "teórica" es porque en teoría la corriente debería repartirse por igual entre todos los LEDs, pero este reparto no solo no está garantizado, sino que si un LED se avería, los restantes tendrán que soportar una corriente superior.

No obstante, como hemos comentado anteriormente, los LEDs proporcionan una iluminación cercana a la máxima con corrientes muy bajas lo que hace posible utilizar esta modalidad sin demasiado riesgo de averías.

Siempre que se pueda, recomendaría utilizar resistencias individuales para cada LED o conexiones en serie, pero en nuestro caso vamos a encontrar que casi todas las locomotoras Märklin-Z que tienen alumbrado por LEDs llevan estos en paralelo con resistencia común, por tanto tenemos dos opciones: mantener esta arquitectura aprovechando los circuitos originales o construir nuevas placas de circuito a nuestro gusto.

Alguien pensará ¿ para qué tanto lío si las locomotras ya llevan LEDs ? pero es que Märklin sigue creyendo que la escala Z es analógica, y por tanto necesita que los LEDs se iluminen con muy poca tensión, antes de que el motor arranque, y por eso recurre a la conexión en paralelo y LEDs de muy poca caída de tensión, que también proporcionan una luz muy pobre.- El resultado de cambiar los LEDs originales por los SMD de alto brillo es espectacular.

Mañana más, si el tiempo no lo impide y con permiso de la autoridad competente

ZaludoZ

Excelente, excelente, con tu permiso guardaré esta disertación sobre led's, a buen recaudo. Saludos.

Evidentemente, este montaje con un solo LED tiene polaridad, por lo que ha de tenerse en cuenta al instalarlo en locomotoras que utilizan diodos para alternar el alumbrado con el sentido de marcha.

Este LED tiene una caída de tensión de 3,5V.- Al poner 2 resistencias de 560 ohm, y suponiendo una tensión de alimentación de 10 V, la corriente en circulación es aproximadamente 6 mA, frente a los 50 mA que circularían por la lámpara.- Estas resistencias están calculadas para funcionamiento en digital, donde siempre tenemos la tensión máxima.- Para funcionamiento analógico podríamos poner dos resistencias de 220 ohm; así con 4,5V en la vía tendríamos una corriente de unos 2 mA, suficiente para que el LED comience a brillar, y con 10V serían unos 15 mA que el LED soportará perfectamente.

Para las de vapor es posible montar dos LEDs en contraparalelo (los testeros de las resistencias tienen anchura suficienta) de forma que siempre estará encendido uno de ellos aunque cambie la polaridad.

Si una de las resistencias sobresale del zócalo más que la otra, el LED quedará en una posición oblicua.- Esto puede ser de utilidad en algunas locomotoras dependiendo de la posición en que estén los difusores de alumbrado (por ejemplo, en la V-221 y la E-144 se consigue mejor iluminación si los LEDs quedan sensiblemente orientados hacia arriba ... )

Cuando describí la digitlización de la Br.86 comenté también algún truco como poner un led hacia adelante y otro hacia abajo ....

En fin, con un poco de práctica podemos mejorar el alumbrado de nuestras locomotoras con un coste muy reducido; las resistencias solo cuestan unos pocos céntimos, y los LEDs alrededor de un cuartillo de euro.

Quizá lo más complicado sea conseguir bombillas fundidas para aprovechar los zócalos , pero éstos se pueden hacer con circuito impreso de doble cara y 0,8 mm de grueso.

Aún me queda alguna cosilla en el tintero; en los próxmos días intentaré ponerlo aquí.

ZaludoZ

Hola a todos,

He estado unos días fuera y no podía dar una respuesta. Enhorabuena Ángel, has echo un verdadero monográfico sobre el tema. Ahora ya tengo mis dudas despejadas, referente a tamaños, colores, valores de las resistencias etc. Estupendo el video que has creado para ilustrar tus excelentes explicaciones. Ya he echo el primer pedido de leds y estoy esperando a recibirlos para hacer las primeras pruebas. Nada más, permíteme darte las gracias por compartir tu experiencia y conocimiento con todos nosotros.

Desde hace ya bastante tiempo Märklin utiliza LEDs para el alumbrado de muchas locomotoras, todos los nuevos diseños de eléctricas y diesel, y algunas de vapor.- Además, las Eléctricas y Diesel incorporan luces rojas traseras, reversibles en función del sentido de la marcha.

El esquema de alumbrado en la mayoría de los casos es como el de la imagen:



Podemos ver que en cada testero hay un bloque de dos LEDs rojos y tres blancos (en realidad son amarillos) montados en antiparalelo.- Los dos bloques a su vez conforman un montaje paralelo con resistencia común.

El motivo de utilizar este tipo de montaje es poder activar la iluminación de los LEDs con la menor tensión posible.- En efecto, se están utilizando LEDs con una caída de tensión del orden de 2,4V .- La resistencia es de 180 Ω, con lo que para una tensión en la vía de 5V tendríamos una corriente de 14 mA que deben repartirse entre cinco LEDs, casi 3 mA por cada uno, suficiente para que sea perceptible la emisión de luz.- Con 10V la corriente es de unos 42 mA, demasiado para un solo LED, pero al repartirse entre cinco tocan a poco más de 8mA, con mucho margen de seguridad aún.

Este modelo de alumbrado lo llevan todas las eléctricas de las series 101 , 152, Taurus, las diesel 218, V100 ... y muchas más.

Pero los LEDs utilizados por Märklin son de muy baja luminosidad (al menos para mi gusto) y están construidos directamente sobre la placa de circuito impreso, sin ningún encapsulado estanco; eso sí, quedan protegidos por una carcasa opaca y un difusor transparente ensamblados en un solo cuerpo,

Y el difusor, curiosamente, tiene previstos los huecos necesarios para haber utilizado LEDs de encapsulado 0603, por lo que la sustitución no tiene, en principio, mayor dificultad.

Pero los LEDs 0603 rojos tienen una caída de tensión del orden de 2,4V, en tanto que los blanco-cálido la tienen de 3,4V.- La consecuencia de esto es que si mantenemos el mismo esquema paralelo con resistencia común, cuando la tensión alcance 2,4V los LEDs rojos comenzarán a conducir y los blancos no podrán iluminarse aunque llevemos la tensión al máximo.

Para que se iluminen todos será necesario poner los dos bloques de alumbrado en serie, de esta forma:



Esta configuración se consigue con mínimas modificaciones en la placa de circuito impreso; a modo de ejemplo ésta es la placa de una locomotora eléctrica típica:



Para poner el alumbrado en serie tan solo se necesitan dos cortes en las pistas y un puente.

La resistencia de 180Ω podría mantenerse sin riesgo de exceder la corriente máxima de los LEDs y si estos resultaran demasiado brillantes solo sería necesario sustituirla por otra mayor

Así los LEDs rojos siempre estarán en serie con los blancos del testero opuesto y ambos se iluminarán.- El inconveniente es que para llegar al umbral de encendido será necesario elevar la tensión hasta 5,8V y es probable que antes de alcanzarla la locomotora haya iniciado la marcha.

Evidentemente todo esto se refiere a funcionamiento analógico, donde tanto el alumbrado como el funcionamiento del motor dependen de la tensión y la polaridad.- Bajo control digital las luces se controlan independientemente del motor y las modificaciones necesarias en el circuito impreso son algo más complejas, pero eso ya es otra historia ...

ZaludoZ

Continuando con el tema de los LEDs SMD y comprobando después de instalar un par de ellos en un vagón de cola 8610 exitosamente, me llené de valentía y comencé la idea de iluminar algunos coches de pasajeros.
La operación no es tan compleja, solo se debe cortar con el dremel a la medida de la parte interior del techo de los coches un trozo de placa perforada para circuitos (es mucho mas fácil) o en su efecto diseñar algo mas “profesional” en un editor de mapas de circuitos y continuar con el proceso, pero para el caso da lo mismo.
En la placa se soldan 6 LEDs SMD formato 0603 y en el extremo de la pequeña placa he instalado una resistencia de 160 Ohm en formato 1206. (¿Por qué seis? Porque son tres puntos luminosos donde he puesto dos LEDs en cada punto con las polaridades invertidas para lograr que se enciendan en ambos sentidos de marcha)
La placa se pega al techo con silicona líquida o caliente para poder remover en cualquier caso sin dañar ni el circuito no mucho menos el coche.
Se instalan al reverso del chasis con silicona caliente los colectores gentileza de z-hightech (http://www.z-hightech.de/?a=3900&wg=2&sprache=englisch) y se unen los colectores a los terminales de la placa con unos cables aislados que vienen incluídos en el kit de colectores de 0,1 o 0,2 mm lo que los hace fácil de trabajar ya que son muy maleables y su diámetro prácticamente “invisible” (en algunas fotos salen los cables con funda negra que yo se la añadí debido a mi ignorancia, después me enteré que estaban aislados)
En este caso he utilizado LEDs de color amarillo para tratar de simular el color de la iluminación de la época, este efecto también puede ser logrado con una especie de pintura que “amarillenta” la luz blanca para los mismos fines. (también otra gentileza de z-hightech)
He preferido usar silicona caliente para que el proceso fuese totalmente reversible, acá no he metido dremel ni nada , fue un trabajo poco invasivo.
Le debo agradecer nuevamente a Ángel, quién con su buena disposición, conocimiento y paciencia me enseñó en su blog como instalar LEDs. Muchas gracias
Espero les guste este trabajo. Un abrazo
OZcar














Pintura para LEDs