En este tutorial aprenderás cómo atenuar un LED de alta potencia con el driver LD24AJTA_MINI y Arduino. Los LEDs de alta potencia son como los LEDs normales pero mucho, mucho más brillantes. Dado que necesitan una corriente más alta, no puedes conectarlos directamente a un pin GPIO, sino que debes usar un driver para LED. Cómo usar un driver de este tipo es lo que aprenderás en las siguientes secciones.
Aquí usaré el driver LD24AJTA_MINI, pero también tenemos un tutorial para el muy similar driver LD24AJTA: Control Power LEDs with LD24AJTA and Arduino .
¡Vamos a empezar!
Piezas necesarias
A continuación, la lista de piezas necesarias. Usé un Arduino Uno para este proyecto, pero cualquier otra placa Arduino o placa ESP8266/ESP32 funcionará igual de bien. Sin embargo, al usar una placa ESP8266/ESP32, el voltaje máximo de entrada para la entrada analógica es 3.3V y no 5V como en el Arduino Uno.
El enlace proporcionado para el LED de potencia es para un LED de color blanco, pero puedes conseguir otros colores y diferentes temperaturas de color (por ejemplo, blanco cálido vs blanco frío). También necesitarás un potenciómetro, pero cualquier potenciómetro en el rango de 50K a 5K estará bien.
Arduino Uno
Juego de cables Dupont
Protoboard
Cable USB para Arduino UNO
Driver LED LD24AJTA_MINI
Potenciómetro 10KΩ
LED de alta potencia (blanco)
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LEDs de alta potencia
Verás que los LEDs de alta potencia vienen en todo tipo de formas y tamaños. Pero el de menor potencia que voy a usar aquí típicamente se ve así:
Tienen una placa de refrigeración en forma de disco o estrella, ya que debido a su mayor consumo de corriente (>100mA) se calientan fácilmente y necesitan refrigeración adicional.
En contraste, los LEDs estándar típicamente funcionan con 10mA a 20mA y ni siquiera se calientan. Sin embargo, los LEDs de alta potencia son mucho, mucho más brillantes que los LEDs normales (100 veces o más) y pueden iluminar una habitación.
El LED de alta potencia que voy a usar aquí (listado arriba) puede consumir hasta 700mA y produce hasta 170 lúmenes de luz. Eso es aproximadamente 170 veces más brillante que un LED normal.
La desventaja de un LED de alta potencia es que no podemos controlarlo directamente desde un pin GPIO de un Arduino, ya que la corriente máxima de salida del GPIO es de 40mA (y es mejor evitar incluso eso). Necesitamos un driver para LED y en la siguiente sección veremos más de cerca algunos drivers para LED.
Conceptos básicos de las placas driver para LED
Las placas driver para LED son componentes esenciales en casi todos los sistemas de iluminación LED. Proporcionan la regulación de potencia necesaria para que los LEDs de alta potencia funcionen de manera óptima. Estas placas típicamente convierten un voltaje más alto (AC o DC) a un voltaje más bajo (DC) adecuado para los LEDs. Lo más importante es que mantienen un flujo de corriente constante a través del LED. Sin una regulación adecuada de corriente, los LEDs pueden dañarse fácilmente o no funcionar eficientemente.
Un driver para LED contiene un circuito regulador conmutado que enciende y apaga rápidamente el voltaje de entrada para controlar el voltaje de salida. Esta acción de conmutación permite que el driver reduzca eficientemente el voltaje minimizando la pérdida de energía. Normalmente también contiene un inductor que libera energía durante el proceso de conmutación y ayuda a regular el voltaje y la corriente de salida. Finalmente, contiene un regulador de corriente que controla la cantidad de corriente que fluye a través de los LEDs para evitar sobrecalentamiento y asegurar un brillo constante.
Muchas placas driver para LED más pequeñas utilizan un circuito integrado común, el PT4115, como componente principal. Veremos este CI más de cerca en la siguiente sección.
PT4115
El PT4115 es un convertidor reductor inductivo en modo de conducción continua. Puede alimentar uno o varios LEDs desde una fuente de voltaje mayor que el voltaje total de la cadena de LEDs. El siguiente circuito típico de aplicación muestra cómo usar el PT4115.
Notarás que el circuito típico muestra una fuente de alimentación AC, pero todas las placas driver para LED que discutimos a continuación solo soportan alimentación DC. ¡No las conectes a voltaje AC!
El circuito típico también muestra un pequeño inductor (68uH) y una resistencia Rs (0.13Ω). Reconocerás estos elementos en las placas driver para LED mostradas abajo.
El voltaje de entrada permitido para el PT4115 va de 6V a 30V y la corriente máxima de salida es de 1.2A. Ten en cuenta que las placas listadas abajo pueden tener especificaciones ligeramente diferentes, ya sea por recomendaciones distintas o cambios en la resistencia Rs, que controla la corriente máxima de salida.
LD24AJTA_MINI
El driver LD24AJTA_MINI está basado en el PT4115. El voltaje de alimentación recomendado está entre 6V y 25V y proporciona una corriente de salida ajustable externamente de hasta 910mA. Dependiendo del voltaje de alimentación, el LD24AJTA_MINI puede entregar hasta 22 vatios de potencia de salida (a 24V). La imagen abajo muestra el frente y la parte trasera de la placa:
Pinout
El LD24AJTA_MINI tiene cinco pines para conectar. VIN+ y GND se usan para suministrar el voltaje de alimentación (6-25V). LED+ y LED- son la salida positiva y negativa para los LEDs a controlar. El pin PWM (Modulación por Ancho de Pulso) controla la corriente de salida y por lo tanto el brillo de los LEDs conectados.
El pequeño potenciómetro (Pot) en la placa permite reducir la corriente máxima de salida desde 910mA. Así que, si tus LEDs se calientan demasiado o están muy brillantes, aquí es donde ajustas la corriente. Sin embargo, si se proporciona una señal PWM, esta anula la configuración del potenciómetro. Para más detalles, consulta nuestro tutorial: Control Power LEDs with LD24AJTA and Arduino .
Cambiar la corriente máxima
Si necesitas más corriente de salida, en lugar de menos, puedes cambiar la resistencia de detección de corriente (RCS) en la placa. Mira la imagen abajo.
Al cambiar la resistencia RCS puedes alcanzar una corriente máxima de 1.2A. La siguiente tabla muestra la relación entre el valor de RCS y la corriente máxima de salida.
| RCS | corriente máxima de salida |
|---|---|
| 1.0 Ω | 100 mA |
| 0.5 Ω | 200 mA |
| 0.2 Ω | 500 mA |
| 0.1 Ω | 1000 mA |
La resistencia por defecto es de 0.11 Ω, lo que resulta en una corriente máxima de salida por defecto de aproximadamente 910 mA.
Ten en cuenta que hay otras dos placas, la LD3080SA y la LD2635MA, que se ven casi idénticas a la LD24AJTA_MINI (ver las imágenes en las siguientes secciones). La principal diferencia es la ausencia de un potenciómetro para ajustar manualmente la corriente máxima de salida.
LD3080SA
Al igual que la LD24AJTA_MINI, la LD3080SA está basada en el PT4115 y tiene esencialmente las mismas especificaciones y pinout que la LD24AJTA_MINI (entrada 6-25V, potencia máxima de salida 20W). Ver imagen abajo.
Sin embargo, puedes comprar diferentes versiones de la LD3080SA, con diferentes resistencias RCS soldadas. Como se muestra en la tabla arriba, dependiendo del valor de RCS la corriente máxima de salida varía. Puedes conseguir versiones de 330mA, 500mA, 660mA y 910mA, siendo la versión de 910mA marcada con un punto rojo en la parte trasera (ver arriba).
Ten en cuenta que aún puedes regular (a la baja) la corriente usando la entrada PWM (D) en la placa.
LD2635MA
LD2635MA es esencialmente una versión más pequeña de la LD3080SA con una corriente máxima fija de 350mA. El pinout, función y componentes de hardware son los mismos. Ver imagen abajo.
La principal diferencia es que normalmente obtienes la LD2635MA solo en la versión de 350mA, que podría ser una corriente de salida demasiado baja dependiendo del LED que quieras controlar.
En este proyecto, podrías usar la LD24AJTA, LD24AJTA_MINI o la versión de 910mA de la placa LD3080SA. Todas ellas entregan hasta 910mA de corriente de salida, que es más que los 700mA que consume el LED de alta potencia que usamos aquí.
En la siguiente sección te mostraré cómo conectar la LD24AJTA_MINI al Arduino y usar su salida PWM para controlar la corriente del LED y atenuarlo. La buena noticia es que la LD3080SA o la LD2635MA se conectarían y controlarían exactamente de la misma manera.
Conectando la LD24AJTA_MINI y el potenciómetro al Arduino
En esta sección aprenderás cómo conectar un driver para LED y un potenciómetro a un Arduino para regular manualmente el brillo del LED de alta potencia girando la perilla del potenciómetro.
Conectar el driver para LED es sencillo. El siguiente circuito básico muestra cómo suministrar energía y conectar los LEDs al driver LD24AJTA_MINI.
Basándonos en el circuito básico, podemos conectar el driver LD24AJTA_MINI al Arduino. En el siguiente ejemplo uso una batería de 9V como fuente de alimentación para el driver LED. Pero se puede usar cualquier fuente de 6-25V con corriente suficiente (700mA).
En el primer paso, conectamos la batería al driver LED. El polo positivo (+) debe conectarse al pin V (cable rojo) y el polo negativo (-) de la batería de 9V debe conectarse al pin G (cable azul) del driver LED.
Ahora, conectamos también el polo negativo de la batería de 9V al pin GND del Arduino. ¡Esto es importante! Arduino y driver LED deben compartir la misma tierra.
Como queremos controlar el brillo del LED, necesitamos usar el pin PWM (D) del driver LED. Conéctalo al pin 11 del Arduino (cable verde). Cualquier otro pin PWM (~3, ~5, …) del Arduino también funcionaría. Solo asegúrate de ajustar el código abajo en consecuencia.
Luego, conectamos el LED de alta potencia a los pines L+ y L- del driver LED (cables rojo y negro). ¡Cuidado con la polaridad!
Finalmente, conectamos el potenciómetro al Arduino. La salida +5V del Arduino debe conectarse al pin derecho o izquierdo del potenciómetro. El pin GND debe conectarse al pin opuesto (izquierdo o derecho). Y el pin central (cable amarillo) se conecta a la entrada analógica A0 del Arduino.
En la siguiente sección escribiremos el código para atenuar el brillo del LED girando la perilla del potenciómetro.
Código para controlar el brillo mediante potenciómetro
En el fragmento de código anterior, controlamos el brillo de un LED de alta potencia usando un Arduino, un driver LD24AJTA_MINI y un potenciómetro. Esta configuración permite ajustar el brillo del LED variando la entrada analógica del potenciómetro.
// Regulate brightness of high-power LED
// via LED driver board and Potentiometer
const byte ledDriverPin = 11;
const byte potPin = A0;
void setup() {
pinMode(ledDriverPin, OUTPUT);
}
void loop() {
int pot = analogRead(potPin);
int brightness = map(pot, 0, 1023, 0, 255);
analogWrite(ledDriverPin, brightness);
delay(100);
}
Vamos a desglosar el código para entender cómo funciona en detalle.
Constantes y variables
Comenzamos definiendo dos constantes: ledDriverPin que especifica el pin conectado a la entrada PWM (D) del driver LED, y potPin que especifica el pin analógico conectado al potenciómetro.
Si quieres conectar el driver LED a un pin GPIO diferente del Arduino, puedes hacerlo aquí. Solo asegúrate de usar un pin PWM.
const byte ledDriverPin = 11; const byte potPin = A0;
Función setup
En la función setup() , configuramos el pin ledDriverPin como salida, ya que lo usaremos para controlar el brillo del LED mediante una señal PWM.
void setup() {
pinMode(ledDriverPin, OUTPUT);
}
Función loop
La función loop() lee continuamente la entrada analógica del potenciómetro usando analogRead() . Sin embargo, la entrada analógica varía de 0 a 1023, pero la salida PWM (brillo del LED) solo varía de 0 a 255.
Por eso usamos la función map() para convertir el valor de entrada analógica del rango 0-1023 a un valor de brillo entre 0 y 255. El valor de brillo calculado se escribe luego en el pin ledDriverPin usando analogWrite() , que controla el brillo del LED generando una señal PWM adecuada.
No necesitamos hacer esto muy rápido, así que usamos un pequeño retardo de 100 milisegundos para aliviar la carga computacional. Esto también hará que las transiciones de brillo sean un poco más suaves pero más lentas.
void loop() {
int pot = analogRead(potPin);
int brightness = map(pot, 0, 1023, 0, 255);
analogWrite(ledDriverPin, brightness);
delay(100);
}
Si necesitas más detalles sobre cómo leer valores de potenciómetro, echa un vistazo a nuestro tutorial sobre How use Arduino to control an LED with a Potentiometer .
¡Y eso es todo! Con el código y circuito anteriores puedes atenuar LEDs de alta potencia de hasta 22W.
Conclusión
En este tutorial has aprendido cómo atenuar un LED de alta potencia usando el driver LD24AJTA_MINI y un Arduino mediante un potenciómetro. Ahora entiendes por qué se necesita un driver para LED si quieres controlar LEDs de alta potencia. También discutimos los drivers LD24AJTA, LD3080SA y LD2635MA y sus diferencias.
Con los ejemplos proporcionados deberías tener suficiente información para construir aplicaciones más avanzadas. Por ejemplo, controlar el brillo de un LED de alta potencia según la luz ambiental usando un sensor LDR, o construir una solución de iluminación activada por movimiento para vigilancia.
Si tienes más preguntas, echa un vistazo a la sección de preguntas frecuentes a continuación y no dudes en preguntar ; )
Preguntas frecuentes
P: ¿Cómo conecto el driver LD24AJTA_MINI al Arduino?
R: Para conectar el driver LD24AJTA_MINI al Arduino, simplemente conecta los pines de entrada y salida según el diagrama de circuito proporcionado. Asegúrate de las conexiones correctas de alimentación y tierra.
P: ¿El driver LD24AJTA_MINI soporta funciones de atenuación para LEDs de alta potencia?
R: Sí, el driver LD24AJTA_MINI soporta funciones de atenuación mediante control PWM, permitiéndote ajustar los niveles de brillo de LEDs de alta potencia.
P: ¿Cuál es la diferencia entre el driver LD24AJTA_MINI y los LD24AJTA, LD3080SA o LD2635MA?
R: Todos son esencialmente los mismos drivers basados en el chip PT4115. La principal diferencia es que las placas LD24AJTA tienen un potenciómetro que permite regular la corriente máxima de salida. Sin embargo, si usas una señal PWM para controlar el driver, no necesitarás esto.
P: ¿Hay precauciones de seguridad específicas al trabajar con LEDs de alta potencia?
R: Al trabajar con LEDs de alta potencia, asegúrate de proporcionar una refrigeración adecuada. Los LEDs de potencia, incluso con disipadores, pueden calentarse mucho.
P: ¿Puedo usar el driver LD24AJTA_MINI junto con sensores para control de iluminación automatizado?
R: Sí, puedes integrar sensores como sensores de movimiento, luz o temperatura con el driver LD24AJTA_MINI y Arduino para habilitar iluminación automatizada.
P: ¿Puedo usar una placa driver diferente en lugar del LD24AJTA_MINI?
R: Sí, puedes usar otro driver para LED siempre que sea compatible con el LED de alta potencia que usas y pueda ser controlado por un Arduino.
P: ¿Necesito componentes adicionales para atenuar el LED de alta potencia?
R: Aparte del Arduino, el driver LD24AJTA_MINI y el potenciómetro, podrías necesitar una fuente de alimentación adecuada y conectores de cableado apropiados.
P: ¿Cómo puedo proteger el LED de alta potencia del sobrecalentamiento?
R: Para evitar el sobrecalentamiento, asegúrate de una disipación de calor adecuada usando un disipador o un ventilador si es necesario. Monitorea la temperatura del LED durante su funcionamiento.
P: ¿Puedo controlar el brillo del LED de forma remota usando Bluetooth o Wi-Fi?
R: Sí, puedes integrar módulos Bluetooth o Wi-Fi con el Arduino para controlar el brillo del LED remotamente mediante una app móvil o una interfaz web.
P: ¿Cuál es la potencia máxima soportada por el driver LD24AJTA_MINI?
R: El driver LD24AJTA_MINI puede soportar LEDs de alta potencia con una potencia máxima de 22 vatios.
