En este tutorial aprenderás cómo controlar LEDs de alta potencia con el driver LD1500SB y un ESP32. Los LEDs normales pueden controlarse directamente desde un pin GPIO. Sin embargo, si quieres manejar LEDs súper brillantes, como los Cree-LEDs de una linterna, necesitas un driver para LEDs.
¡Vamos a empezar!
Piezas necesarias
Para este proyecto, estoy usando una placa ESP32 antigua (ESP32 lite), que ya está descontinuada pero aún se puede conseguir. Es la que aparece listada a continuación. Hay un modelo sucesor con especificaciones mejoradas ( link) . Pero cualquier otro ESP32, ESP8266 o placas Arduino también funcionarán para este proyecto.
El enlace proporcionado para el LED de potencia es para un LED blanco, pero puedes conseguir todo tipo de colores y diferentes temperaturas de color (por ejemplo, blanco cálido vs blanco frío). El LD1500SB incluso puede manejar pequeños COB LEDs .
Driver LD1500SB para LEDs
LED de alta potencia (blanco)
ESP32 lite
Cable USB de datos
Juego de cables Dupont
Protoboard
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LEDs de alta potencia
El LED de alta potencia que vamos a usar aquí puede consumir hasta 700mA y produce hasta 170 lúmenes de luz. En contraste con un LED estándar, los LEDs de alta potencia son mucho, mucho más brillantes (100 veces o más) y pueden iluminar una habitación.
Sin embargo, también se calientan mucho y pueden necesitar refrigeración adicional. La pequeña placa de aluminio que viene con el LED es adecuada hasta 100mA. Si usas corrientes más altas por períodos prolongados, deberías añadir un elemento de refrigeración extra.
Las especificaciones técnicas del LED de potencia mencionado son las siguientes:
- corriente hasta 700mA (continuamente)
- corriente pico de pulso 1000mA
con ciclo de trabajo 1/10 y ancho de pulso 0.1ms - voltaje: 3.2-3.6V
- potencia: 3W
- 170 lúmenes a 700mA (típico)
Otra desventaja de un LED de alta potencia es que no podemos controlarlo directamente desde un pin GPIO del ESP32 o Arduino, ya que la corriente máxima de salida del GPIO es de unos 20mA. Necesitamos un driver para LEDs y en la siguiente sección veremos más de cerca el driver LD1500SB.
El driver LD1500SB
Los drivers para LEDs proporcionan la regulación de potencia necesaria para LEDs de alta potencia. Lo más importante es que mantienen un flujo de corriente constante a través del LED para evitar sobrecalentamientos. Esto es crucial porque la resistencia de los LEDs cambia cuando se calientan. Sin regulación de corriente, los LEDs pueden dañarse.
Los drivers para LEDs convierten un voltaje de entrada en una corriente y voltaje regulados adecuados para manejar uno o varios LEDs. Por ejemplo, el driver LD1500SB que usamos en este proyecto acepta un voltaje DC de entrada de 2.9-6.1V y puede manejar hasta 16 LEDs. A continuación, las especificaciones del LD1500SB:
- Voltaje de entrada: DC 2.9-6.1V
- Para LEDs de 3V, 3.3V, 3.7V, 5V, 6V
- Corriente de salida: 28-1500mA
- Potencia máxima de salida: 8W
- Precisión de corriente de salida: ± 5%
- Voltaje de caída bajo: 0.37V @ 1.5A
- Puede manejar de 1 a 16 LEDs de 2.9-6.1V
- Corriente máxima 1.5A
- Regulación de corriente:
mediante resistencia ajustable o control PWM
Una ventaja específica del LD1500SB es su bajo voltaje mínimo de entrada de 2.9V. Esto significa que podemos usar este driver junto con un ESP32 alimentado por una batería LiPo (3.7V). Por ejemplo, el LD24AJTA y el LD24AJTA_MINI drivers LED tienen un voltaje mínimo de entrada de 6V.
Otra ventaja es que la placa es muy pequeña y silenciosa. Los drivers LD24AJTA y LD24AJTA _MINI son reguladores conmutados que producen ruido de alta frecuencia, lo cual puede ser molesto.
Una desventaja del LD1500SB es que su voltaje máximo de entrada de 6.1V es bajo comparado con los 25V del LD24AJTA y LD24AJTA _MINI. Para más información sobre otros drivers LED, LEDs de potencia y los LD24AJTA y LD24AJTA _MINI, consulta nuestros tutoriales Control Power LEDs with LD24AJTA and Arduino y Dim High-Power LED with Arduino and LD24AJTA_MINI .
CN5711 IC de regulación de corriente
Internamente, el LD1500SB usa el IC de regulación de corriente CN5711 y hereda la mayoría de sus características. Aquí tienes un enlace al CN5711 Datasheet . La placa del driver LD1500SB básicamente añade solo dos resistencias al IC. A continuación puedes ver el esquema del LD1500SB:
Hay una resistencia fija R ISET de 1KΩ y una resistencia variable de 47KΩ que controlan la corriente de salida. Puedes ajustar manualmente la corriente máxima usando la resistencia variable. La imagen a continuación muestra la ubicación de esta resistencia variable en la placa LD1500SB:
Ten en cuenta que, a diferencia de los LD24AJTA y LD24AJTA _MINI, la resistencia variable anula la señal PWM en la entrada EN (Enable). Esto significa que debes ajustar manualmente la resistencia y la señal PWM para regular la corriente de salida.
Pinout del LD1500SB
La imagen a continuación muestra el pinout y el circuito típico de aplicación del driver LD1500SB. El voltaje de entrada de 2.9-6.1V debe conectarse a IN- e IN+, mientras que la señal PWM debe conectarse al pad EN.
Los LEDs se conectan en paralelo a las salidas L+ y L- en el otro lado de la placa. Según las especificaciones, puedes conectar hasta 16 LEDs siempre que no superen la corriente máxima de salida de 1500mA.
En la siguiente sección te mostraré cómo conectar el LD1500SB al ESP32 lite para controlar un LED de potencia.
Conectando el LD1500SB y el ESP32
Conectar el LD1500SB es sencillo. En el siguiente circuito uso una batería LiPo como fuente de alimentación para el ESP32 lite y el LED de potencia.
Primero, conectemos las salidas positivo y negativo de la batería LiPo a las entradas de alimentación del ESP32 lite y la placa LD1500SB (cables rojo y negro).
Ten en cuenta que añadí una conexión a tierra (G) desde el ESP32 a la LiPo (cable negro) para asegurar que la batería LiPo, la placa y el ESP32 compartan la misma tierra, incluso cuando el ESP32 está conectado por USB.
Luego, conectamos el LED de potencia. La salida L- del LD1500SB debe conectarse al polo negativo del LED y la salida L+ al polo positivo (cables azul y rojo). A continuación puedes ver cómo queda el circuito en una protoboard real:
Y eso es todo. Ahora puedes conectar el ESP32 lite a tu ordenador vía USB y cargará la LiPo (y seguirá ejecutando su programa). Si desconectas el USB, el ESP32 lite funcionará con la batería.
En la siguiente sección te mostraré un código de ejemplo para controlar el LED.
Código para controlar LEDs de potencia con LD1500SB y ESP32
Controlar el LED de potencia a través del LD1500SB no requiere código especial. Podrías usar el programa común Blink para probar el circuito. Sin embargo, antes de hacerlo, es mejor que verifiques que la corriente de salida no sea demasiado alta.
Ajustando la corriente de salida
Comienza escribiendo un valor PWM pequeño, por ejemplo 10 mediante analogWrite() al pin al que está conectado el LED.
const byte ledPin = 5;
void setup() {
pinMode(ledPin, OUTPUT);
}
void loop() {
analogWrite(ledPin, 10);
delay(1000);
analogWrite(ledPin, 0);
delay(1000);
}
Antes de subir y ejecutar el código, conecta un multímetro al circuito como se muestra a continuación. Lo necesitamos para medir y ajustar la corriente de salida que pasa por el LED:
Asegúrate de que el multímetro esté conectado y configurado para medir corriente continua. Ahora puedes subir y ejecutar el código. Observa el multímetro y mantén la corriente por debajo de 100mA. Si superas ese valor, necesitarás refrigeración adicional para el LED o encenderlo solo por períodos muy cortos (por ejemplo, parpadeando).
Tienes dos formas de ajustar la corriente de salida. O cambias los valores PWM o giras la resistencia variable en la placa LD1500SB. La mejor forma es subir lentamente el valor PWM hasta su máximo de 255 y al mismo tiempo ajustar la resistencia variable para mantener la corriente por debajo de 100mA.
Una vez que hayas ajustado la corriente de salida, puedes escribir el mismo código que usarías para controlar un LED normal. En la siguiente sección escribiremos código para atenuar el LED de potencia.
Atenuando el LED
Suponiendo que hayas ajustado la corriente de salida, puedes atenuar el LED con este código. Aumenta lentamente el brillo de 0 al máximo de 255 y luego apaga el LED durante un segundo. Ese ciclo se repite indefinidamente.
const byte ledPin = 5;
void setup() {
pinMode(ledPin, OUTPUT);
}
void loop() {
for (int b = 0; b < 255; b++) {
analogWrite(ledPin, b);
delay(100);
}
analogWrite(ledPin, 0);
delay(1000);
}
Y eso es todo. ¡Ahora sabes cómo usar el driver LD1500SB para controlar LEDs de potencia!
Conclusión
En este tutorial aprendiste a controlar un LED de potencia con un ESP32 usando el driver LD1500SB. El mismo circuito y código funcionarían con un ESP8266 o Arduino. Pero si quieres alimentarlo con una batería LiPo, elige un microcontrolador que funcione a 3.3V.
El cableado y funcionamiento del driver LD1500SB es muy similar al de los LD24AJTA y LD24AJTA_MINI drivers LED que hemos usado en proyectos similares. La mayor diferencia es el menor voltaje de entrada de 2.9V. Esto lo hace especialmente adecuado para proyectos pequeños alimentados por batería que usan una sola batería LiPo o dependen de la alimentación de 3.3V o 5V del microcontrolador.
Sin embargo, el voltaje máximo de entrada relativamente bajo de 6.1V limita sus aplicaciones. El LD24AJTA con un máximo de 25V permite una gama más amplia de opciones de alimentación.
¡Diviértete jugando con LEDs de potencia y si tienes alguna pregunta no dudes en preguntar!
Preguntas frecuentes
P: ¿Cómo conecto el driver LD1500SB al ESP32?
R: Para conectar el driver LD1500SB al ESP32, simplemente conecta los pines de entrada y salida según el diagrama de circuito proporcionado. Asegúrate de las conexiones correctas de alimentación y tierra.
P: ¿Es posible usar varios drivers LD1500SB para controlar múltiples LEDs de potencia?
R: Sí, puedes usar varios drivers LD1500SB para controlar múltiples LEDs de potencia simultáneamente.
P: ¿Cómo puedo proteger el driver del LED de potencia contra sobrecorriente o sobrecalentamiento?
R: Para proteger el LED de potencia contra sobrecorriente, debes usar un driver de corriente constante para LEDs. Por ejemplo, el LD1500SB que usamos aquí.
Para proteger el LED contra sobrecalentamiento, no excedas la corriente máxima del LED y añade un elemento de refrigeración adicional en la parte trasera.
P: ¿El driver LD1500SB soporta funciones de atenuación para LEDs de potencia?
R: Sí, el driver LD1500SB soporta funciones de atenuación mediante control PWM.
P: ¿Hay precauciones de seguridad específicas al trabajar con LEDs de alta corriente y el driver LD1500SB?
R: Al trabajar con LEDs de alta corriente y el driver LD1500SB, vigila las corrientes y asegúrate de proporcionar una refrigeración adecuada. ¡Los LEDs de potencia pueden calentarse mucho!
