Serie y paralelo
# Un LED y una Resistencia
Un LED es un diodo emisor de luz (los diodos solo dejan pasar la corriente en una dirección). Está formado por un cuerpo de plástico y dos patas de distinta longitud. Dentro del cuerpo hay un elemento semiconductor que conecta las patas y que emite fotones de luz cuando lo atraviesa la corriente en la dirección permitida. La pata MAS LARGA es el ánodo (+) y la MAS CORTA es el cátodo (-). Para que el LED pueda emitir luz hay que respetar esta polaridad. Existen distintos tipos de LED que emiten luz de distintos colores. Electrónicamente se diferencian en la tensión que hay que aplicarles para que dejen pasar la corriente nominal (la más conveniente), que en todos los casos suele estar entre 8 y 10mA. En la siguiente tabla podemos ver las tensiones que tendremos que utilizar en cada caso (hay que comentar que las tensiones indicadas pueden variar en cada modelo comercial de LED; conviene siempre revisar la hoja de especificaciones del fabricante):
| Color | Tensión nominal (V) | Tensión máxima (V) | Corriente nominal (mA) | Corriente máxima (mA) |
|---|---|---|---|---|
| Rojo | 1,8 | 2,2 | 8 | 20 |
| Verde | 2 | 3,5 | 8 | 20 |
| Amarillo | 2 | 3,5 | 8 | 20 |
| Naranja | 2,1 | 2,2 | 8 | 20 |
| Azul | 3,4 | 3,7 | 8 | 20 |
Como vemos, el LED azul es el que más tensión requiere para trabajar. Ese fue el motivo por el que lo elegimos en la unidad anterior para ser conectado directamente a la pila de 3V. Un LED rojo podría quemarse fácilmente al aplicarle 3V directamente.
Una resistencia es un componente que se opone al paso de la corriente. Deja pasar la corriente en función de su valor, que se mide en Ohmios (simbolizado con la letra griega Ω). Cuantos más Ohmios, menos corriente deja pasar.
Las resistencias utilizan un sistema de codificación basado en colores. El cálculo de la resistencia depende de la fórmula R = V / I que es la ley de Ohm. Por ejemplo, para un LED rojo que funciona a 1,8V y que tiene un consumo de intensidad de 8mA, si queremos alimentarlo con una pila de 3V, necesitaremos una resistencia que consuma los voltios que no se lleva el LED del total que aporta la pila, es decir 3-1,8 = 1,2V. El cálculo de la resistencia utilizando la ley de Ohm es pues: 1,2/0,008 = 150Ω
Vamos a encender un LED rojo con una resistencia de 150Ω.
# Encender dos LEDs en serie
Utilizaremos dos LEDs rojos de 1,8V cada uno y dos resistencia de 150Ω, todo ello conectado a dos pilas de 3V también conectadas en serie. Al ser un circuito en serie, la intensidad de corriente que circula por todos los componentes es la misma.
Ejemplo: Antiguamente las tiras de luces de navidad se montaban con luces en serie, ¿pero si se fundía una luz, que pasaba? todo dejaba de funcionar. La solución era cortar esa luz y empalmar los cables, pero las demás lucían un poquito más. Así podías ir cortando hasta que se superaba la potencia y se estropeaba la tira completa. Por eso en la actualidad las luces se montan en paralelo.
EJERCICIO
¿Qué pasa si mientras mantenemos el circuito alimentado desconectamos un LED? ¿Por qué?
# Encender dos LEDs en paralelo
En un circuito en paralelo aplicamos el mismo voltaje a todos los componentes, es decir, aplicaremos 3V a cada LED (volvemos a usar una pila de 3V por tanto). La intensidad de la corriente que tendrá que suministrar la pila se multiplica por dos, y necesitaremos dos resistencias de 150Ω, una para cada LED.
EJERCICIO
¿Qué pasa si mientras tenemos el circuito alimentado desconectamos un LED? ¿Por qué? ¿Cuál crees que es la principal diferencia entre los circuitos en serie y en paralelo?
EJERCICIO
Diseña un circuito con 3 LEDs rojos en paralelo.
# Control de un LED con un pulsador
El pulsador es un elemento que nos permite cerrar y abrir un circuito eléctrico. A diferencia del interruptor, el pulsador solo mantiene una posición estable. Normalmente esta posición suele ser la de circuito abierto.
Montaremos el siguiente circuito con una pila de 3V y una resistencia de 150Ω.
EJERCICIO
¿Qué sucede si cambiamos el pulsador y lo colocamos interrumpiendo el cable negro?
EJERCICIO
Diseña un circuito en el que controlemos independientemente dos LEDs con dos pulsadores.
# Control de LED RGB con pulsadores
Un LED RGB tiene en su interior 3 LEDs distintos: uno rojo (R), uno verde (G) y uno azul (B). Los LEDs se pueden controlar independientemente y podemos crear con ellos combinaciones de colores.
Tiene cuatro patas de distintos tamaños. La más larga indica el terminal común (normalmente el cátodo o negativo, aunque existen LEDs RGB que utilizan como terminal común el ánodo o positivo). Las otras tres son el ánodo o positivo de los tres LEDs. Como sabemos, en los LEDs cada color suele ir acompañado con una tensión de trabajo diferente. En el caso de los LEDs RGB estas tensiones suelen ser:
| Color | Tensión de trabajo | Resistencia con pila de 3V |
|---|---|---|
| Rojo | 2V | 150Ω |
| Verde | 3,2V | 0Ω |
| Azul | 3,2V | 0Ω |
Como vemos, usando una alimentación de 3V sólo necesitaremos colocar resistencia en el terminal asociado al color rojo (el único que hay a un lado del terminal común).
EJERCICIO
Diseñar un circuito en el que se utilice solo un pulsador para obtener el color blanco.
# Control de zumbador activo con pulsador
En esta práctica vamos a usar un componente que convierte la energía eléctrica en sonido: el zumbador. Cuando alimentamos un zumbador activo, este emite una frecuencia característica. Por contra, un zumbador pasivo se comporta como un altavoz, emitiendo el sonido correspondiente a la frecuencia de la señal que se le aplica.
Un zumbador activo consta de dos patas y un cuerpo donde se encuentran el oscilador y la membrana de emisión. Este tipo de zumbadores tiene polaridad: la pata positiva está marcada con un signo "+".
EJERCICIO
Diseña un circuito en el que el pulsador active el zumbador activo y otro pulsador que encienda un LED del color que más te guste.