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28/12/2011 #1

Avatar de inventable

Tiras de LEDs con 220V


Hace tiempo que quería publicar este proyecto y gracias a una pregunta de un lector de mi blog, al final decidí de hacerlo. La idea se me ocurrió porque quería aprovechar unos trozos de tira de leds medio rotos que tenía en un cajón.



Simplemente consiste en hacer un spot luminoso con pedazos de tiras de leds conectado directamente a la red eléctrica.



Como se puede ver en los diseños, el circuito es muy simple de realizar (yo tardé 1 hora para montarlo) y bastante económico. Las tiras de leds de 12V tienen ya resistencias conectadas cada tres leds y, en nuestro caso, las aprovechamos.



Estas resistencias no calientan porque los 220V se distribuyen entre todas las tiras y a cada una llegan mas o menos 12V. El rendimiento luminoso no es máximo porque hay una parte de la tensión variable que no supera el umbral de los diodos, y por lo tanto estos últimos no conducen en una parte del semiciclo de 220V.



Por este motivo, la cantidad total de leds conectados es un poco menor respecto al cálculo normal en modo de hacer pasar mas corriente por ellos en el momento de conducción. De este modo, el valor medio de corriente (y luminosidad) es equilibrado sin tener problemas de disipación de calor.



En el caso se rompiese un led (muy raro porque los leds no se queman nunca) , todo el grupo se apagaría porque los leds están conectados en serie. Para descubrir cual es el led quemado, debemos proceder de este modo: desconectemos el sistema de la red eléctrica y con una pequeña fuente de 12V DC probamos una tira a la vez conectando los contactos + y - de cada una (no es necesario desoldar nada) hasta que encontramos la tira que no funciona.



¿220V o 311V?

Aprovecho este artículo para aclarar una cosa. La tensión alternada de 220V en realidad sigue la forma de una onda senoidal que cambia continuamente su valor y su polaridad (por eso se dice alternada). En realidad los “220V” son el “valor eficaz” de tensión que no es exactamente el promedio pero puede servir imaginarlo como tal (para los perfeccionistas les digo que el valor eficaz es un valor que, si la tensión fuera continua, disiparía el mismo calor sobre una resistencia dada. Mas información sobre este tema la pueden encontrar en wikipedia). Por lo tanto, si observamos con un osciloscopio la onda de 220V AC, veremos que en algún momento el valor de tensión será 0V y en otro será máximo.



Para saber aproximadamente este valore máximo (llamado también valor de pico) es necesario multiplicar 220V por 1,41 que nos da mas o menos 311V. Este es el valor de pico. Por lo tanto en nuestro circuito será el valor de corriente mas alto y que dura solamente un instante. Como ya dije en mis otros artículos, los leds de tipo común son relativamente tolerantes en materia de corriente y un pico de corriente mas alto del valor medio calculado no crea problemas. Lo importante es que el promedio se encuentre dentro de las especificaciones técnicas porque los leds sufren bastante el calor generado por un exceso de potencia. Lógicamente no debemos exagerar con la corriente.



En las hojas de datos, para un diodo de 20mA de corriente normal, podemos hacerle pasar una corriente doble (40mA) sin riesgo (si los picos son cortos podemos llegar a 4 veces la corriente nominal). Atención: los leds de alta potencia (1 Watt o mas) son muy delicados en materia de corriente y por lo tanto, la descripción anterior no es válida.

Nota final: Con un medidor de consumo he verificado la potencia de este spot y me dio 5,5W que coincide bastante bien con el valor calculado.



Esto es todo. Hasta la próxima!!!




Fuente (mi blog): http://www.inventable.eu

28/12/2011 #2

Avatar de alecmander



una consulta, los leds no parpadean ni nada?? seria conveniente poner un capacitor a masa depues del rectificador??
28/12/2011 #3

Avatar de inventable

alecmander dijo: Ver Mensaje


una consulta, los leds no parpadean ni nada?? seria conveniente poner un capacitor a masa depues del rectificador??
El parpadeo es de 100Hz (por estar rectificada la corriente en puente) y no se ve a simple vista. Un capacitor a masa complica un poco las cosas. Si alguien quiera experimentar, bienvenido sea
28/12/2011 #4

Avatar de alecmander

inventable dijo: Ver Mensaje
El parpadeo es de 100Hz (por estar rectificada la corriente en puente) y no se ve a simple vista. Un capacitor a masa complica un poco las cosas. Si alguien quiera experimentar, bienvenido sea
Gracias por la respuesta, mira estuve hacdiendo calculos para conectar un led de 3w directo a 220v ( como lo haces tu) y no me cierran los numeros, la potencia que tiene que disipar la R es muy alta, tiene una idea de como implementarlo?.
28/12/2011 #5

Avatar de inventable

alecmander dijo: Ver Mensaje
Gracias por la respuesta, mira estuve hacdiendo calculos para conectar un led de 3w directo a 220v ( como lo haces tu) y no me cierran los numeros, la potencia que tiene que disipar la R es muy alta, tiene una idea de como implementarlo?.
La ventaja de las tiras con leds es que aprovecho las resistencias internas de ellas mismas y la potencia disipada se distribuye en todas ellas por lo que el calentamiento es muy poco. Por otro lado, el elevado número del leds en serie baja mucho la tensión que cae en las resistencias. En el caso de un led único de alta potencia, la corriente sería muy alta y la potencia disipada por una sola resistencia sería excesiva. No encuentro una solución
07/06/2016 #6


Hola, usando el buscador me pareció que es el más adecuado para revivir y exponer mi problema, antes de nada pido disculpas por abrir anteriormente temas nuevos estando estes, sorry.

El problema que tengo es que no me dan las cuentas comparando algun circuito que vi por internet, subo foto.

El tema es que tengo bobinas de muchos metros en las cuales vienen diodos leds dentro con resistencias y solo se pueden cortar a la distancia minima de 1m, desperdicio mucho por no poder cortar 50cm o menos alguna vez.

esto va conectado a 220 por medio de un rectificador, 4 diodos y un fusible. Cada metro tiene 19 res de 390 Ohms y 54 leds, por lo tanto es 7k4 ohm...

Ahora si hago el calculo "ley de ohm" para 54 leds en serie me sale una resistencia de:

54 leds x 3.5v=189v 20mA

R=(220 - 189)/0.02 = 1k5

P= 189 x 0.02 = 3.78w

Osea no tiene sentido, no se corresponde en nada, hay una gran diferencia en ohm de mi calculo al que trae la manguera...

Tenia la intención de poner una resistencia al quitar 50cm pero es imposible así, no lo entiendo.

Probre de dos formas, al ser la mitad, puse una resistencia de la mitad del total ceramica de 15w para no arriesgar y se calentaba como un horno... despues hice el calculo anterior y le reste los ohm que tenia la manguera dentro de los 50cm y tambien se calentaba, a ver si alguien me puede ayudar que no entiendo lo que pasa.

Espero haberme explicado bien...

Saludos.
Imágenes Adjuntas
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07/06/2016 #7

Avatar de Mostdistortion

No veo ninguna imagen desde el del, pero podés usar un capacitor en vez de una resistencia.
En las lámparas led baratas tienen un típico puente de diodos con capacitor electrolítico, pero en la entrada, en serie llevan un capacitor (0.22uF x 400V normalmente) en paralelo con una resistencia de algunos mega ohm.
Seguramente podés encontrar el circuito en internet sino yo lo posteo.

Una forma fácil pero no muy exacta de calcular el valor del capacitor es, primero calcular la resistencia en serie que iría, y luego, el cap que funciona como esa resistencia a 50Hz es = 1/(2*pi*50Hz*R a emular)

Saludos.
07/06/2016 #8

Avatar de ruben90

Mostdistortion dijo: Ver Mensaje
En las lámparas led baratas tienen un típico puente de diodos con capacitor electrolítico, pero en la entrada, en serie llevan un capacitor (0.22uF x 400V normalmente) en paralelo con una resistencia de algunos mega ohm.
La corriente de salida de una fuente capacitiva es:
Código:
Io = Vin * 2 * pi * f * C
Y es mejor que una fuente resistiva porque la potencia que disipa el capacitar es casi nula.
La resistencia en paralelo es de aproximadamente 1Mohs y es para prevenir las EMI de la línea.

Si aplicas un Puente rectificador la corriente se multiplica 1.414 veces con el doble de frecuencia. El capacitor de filtrado es,
Código:
C = I / (2 * f * Vripple)
donde Vripple tú lo limitas (10V, 1V, 0.1V, etc). Para un mejor filtrado se elige un valor de C cinco veces mayor al calculado. El Voltaje del capacitar debe ser mayor al voltaje de entrada.

mfi dijo: Ver Mensaje
Ahora si hago el calculo "ley de ohm" para 54 leds en serie me sale una resistencia de:
54 leds x 3.5v=189v 20mA
R=(220 - 189)/0.02 = 1k5
P= 189 x 0.02 = 3.78W
Wow, wow vaquero, recuerda que al rectificar la onda completa el voltaje se multiplica por 1.414, y entonces no tienes 220V sino 311V, con eso tendrías una resistencia limitadora de 6.2kohms/5W.

La potencia que calculaste es la suma de todos los leds,
PD = (3.5V) (20mA) x 54 = 3.78W

La resistencia que tu calculaste (1k5) disipa 10W y deja pasar 80mA, de milagro no reventaron los leds.
08/06/2016 #9

Avatar de yosimiro

mfi dijo: Ver Mensaje
Hola, usando el buscador me pareció que es el más adecuado para revivir y exponer mi problema, antes de nada pido disculpas por abrir anteriormente temas nuevos estando estes, sorry.

El problema que tengo es que no me dan las cuentas comparando algun circuito que vi por internet, subo foto.

El tema es que tengo bobinas de muchos metros en las cuales vienen diodos leds dentro con resistencias y solo se pueden cortar a la distancia minima de 1m, desperdicio mucho por no poder cortar 50cm o menos alguna vez.

esto va conectado a 220 por medio de un rectificador, 4 diodos y un fusible. Cada metro tiene 19 res de 390 Ohms y 54 leds, por lo tanto es 7k4 ohm...

Ahora si hago el calculo "ley de ohm" para 54 leds en serie me sale una resistencia de:

54 leds x 3.5v=189v 20mA

R=(220 - 189)/0.02 = 1k5

P= 189 x 0.02 = 3.78w

Osea no tiene sentido, no se corresponde en nada, hay una gran diferencia en ohm de mi calculo al que trae la manguera...

Tenia la intención de poner una resistencia al quitar 50cm pero es imposible así, no lo entiendo.

Probre de dos formas, al ser la mitad, puse una resistencia de la mitad del total ceramica de 15w para no arriesgar y se calentaba como un horno... despues hice el calculo anterior y le reste los ohm que tenia la manguera dentro de los 50cm y tambien se calentaba, a ver si alguien me puede ayudar que no entiendo lo que pasa.

Espero haberme explicado bien...

Saludos.
Si hablas de tiras de led, estas están formadas por varias series de 3 leds, y la resistencia.


Ahora, si quieres pones 54 en serie, puedes probar con un capacitor de de poliester de 470 nanos (0,47µf).
Si al medir, hay 15ma, estás bién.
Si mides más que eso, tus leds, durarán menos, ya que 20ma es demasiado.
08/06/2016 #10

Avatar de TRILO-BYTE

una forma simple de saber que corriente consume una tira de leds es simple

para averiguar de un modulo con 3 leds hay que alimentar con 12v y con el multimetro medir cuanta corriente pasa por esa mini tirita.

lo mismo puedes hacer con 1 metro de leds

digo un modulo trae 3 leds, hay 10 modulos en 1 metro , sabiendo cuanta corriente pasa por un modulo puedes saber facilmente cuanta corriente pasa en un metro 10 veces mas

y si ya sabes cuanta corriente pasa por un modulo puedes saber perfectamente cuanta corriente pasa atravez de la medida que quieras.

ahora veraz que si aplica la ley de ohm.
08/06/2016 #11


Hola a todos, no son tiras de leds, os explico como está formado 1m.

rectificador 220v => led, led, led, (27 leds), en estos 27 leds, hay 7 resistencias de 390 ohms colocadas así: led, led, res, led, led, res, led, led, res, led (Así asta 7 resistencias) osea son 27 leds más 7 resistencias.

los 50 cm restantes son 27 leds y 12 res de 390 ohms, colocadas como el primero cada dos leds res.

Y no dan las cuentas para 1m

---------- Actualizado después de 2 minutos ----------

ruben90 dijo: Ver Mensaje
La corriente de salida de una fuente capacitiva es:
Código:
Io = Vin * 2 * pi * f * C
Y es mejor que una fuente resistiva porque la potencia que disipa el capacitar es casi nula.
La resistencia en paralelo es de aproximadamente 1Mohs y es para prevenir las EMI de la línea.

Si aplicas un Puente rectificador la corriente se multiplica 1.414 veces con el doble de frecuencia. El capacitor de filtrado es,
Código:
C = I / (2 * f * Vripple)
donde Vripple tú lo limitas (10V, 1V, 0.1V, etc). Para un mejor filtrado se elige un valor de C cinco veces mayor al calculado. El Voltaje del capacitar debe ser mayor al voltaje de entrada.



Wow, wow vaquero, recuerda que al rectificar la onda completa el voltaje se multiplica por 1.414, y entonces no tienes 220V sino 311V, con eso tendrías una resistencia limitadora de 6.2kohms/5W.

La potencia que calculaste es la suma de todos los leds,
PD = (3.5V) (20mA) x 54 = 3.78W

La resistencia que tu calculaste (1k5) disipa 10W y deja pasar 80mA, de milagro no reventaron los leds.
Si entiendo lo que dices que tendria que tener más voltaje pero resulta que al medir me sale 215v... asi que...

No hay que poner ningun condensador, el rectificador que digo se compra, viene todo sellado con algun tipo de silicona y abrí uno para mirar y solo trae 4 diodos y un fusible,
08/06/2016 #12

Avatar de ruben90

Viste el modelo del rectificador? A que voltaje funciona y cuanta corriente entrega, y el fusible es de filamento o parece una resistencia?
08/06/2016 #13


ruben90 dijo: Ver Mensaje
Viste el modelo del rectificador? A que voltaje funciona y cuanta corriente entrega, y el fusible es de filamento o parece una resistencia?
No tiene modelo, es todo blanco, a ver si lo encuentro en la web, te aseguro que es un fusible hasta ahí llego, xd, son 4 diodos y un fusible de 2.5A

los diodos son IN5408

De hecho quise protegerlo poniendo un fusible exterior pero no hay manera porque el interno debe ser ultrarrapido y al ser 2.5A no lo puedo poner mucho más pequeño, despues a ver si quito fotos a los leds para que veais la manguera


saludos
08/06/2016 #14

Avatar de Mostdistortion

ruben90 tenés algunos errores que me gustaría aclararte, pero el fondo de tu idea es correcta

ruben90 dijo: Ver Mensaje
(...) es mejor que una fuente resistiva porque la potencia que disipa el capacitar(...)
Si quisiste escribir "al capacitar" el capacitor es un componente pasivo reactivo, lo poco que disipa son sus pérdidas (de resistencia en serie equivalente y en el dieléctrico) en el circuito que describí, solo "entretiene" la energía.
Es eficiente por eso, porque está cerca de no disipar energía.

ruben90 dijo: Ver Mensaje
(...) La resistencia en paralelo es de aproximadamente 1Mohs y es para prevenir las EMI de la línea. (...)
La resistencia en paralelo es para descargar el capacitor al desconectar el circuito y evitar así algún pico de corriente inicial (aunque igual lo filtraría todo el cap (400v 4,7uF) después del puente de diodos.

ruben90 dijo: Ver Mensaje
(...) Si aplicas un Puente rectificador la corriente se multiplica 1.414 veces (...)
Lo que se multiplica por 1.4142 (raíz de dos, a ese producto habría que restarle la caída de tensión en diodos) es la tensión (voltaje) no la corriente.



-

La resistencia en paralelo de 560KΩ es de 2 wats, no por que vaya a disipar mucho, sino porque las resistencias normales de 1/4W tienen una aislación dieléctrica máxima de 200V.

Por cierto me faltó una recomendación general con este tipo de circuitos:
NUNCA MANIPULEN UN CIRCUITO QUE NO ESTÁ AISLADO DE LA RED ELECTRICA!!! y
TOMEN TODAS LAS PRECAUCIONES DE AISLACIÓN ANTES DE PONERLO EN MARCHA DEFINITIVAMENTE!!!

Ya di la fórmula fácil pero inexacta. Para que sea exacta habría que tener en cuenta que la impedancia total del circuito va a ser real por la parte de la carga (los leds) y reactiva por parte del capacitor y entonces hay que tomar el módulo de dicha impedancia por pitágoras.

Saludos.
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08/06/2016 #15

Avatar de Mostdistortion

mfi dijo: Ver Mensaje
(..) resulta que al medir me sale 215v... asi que...

No hay que poner ningun condensador, el rectificador que digo se compra, viene todo sellado con algun tipo de silicona y abrí uno para mirar y solo trae 4 diodos y un fusible,
Como no pusiste capacitor después del puente rectificador, tu multímetro está midiendo el valor medio (no de pico, el que verías con el capacitor)

El capacitor último no es necesario, igual no vas a ver el parpadeo de 100Hz, no sé si cause algún tipo de fatiga visual.
No hace falta que compres componentes específicos, como ese que decís que viene todo sellado. Con dos pares de diodos para mas de 400V y desde 1A te sirve perfectamente.

POR CIERTO!
Esas tiras de leds que tenés, lo más probable es que tenga sus circuitos en paralelo, y se conecten a 12V, lo mejor que podrías hacer es empezar por ahí: conectalo a una fuente de 12V y medí cuanta corriente consume.

Saludos.
08/06/2016 #16


No sé si sirva, pero dejo acá el enlace: 500 led's de 10 mm blancos a 220v



Saludos.
08/06/2016 #17
Moderador

Avatar de elaficionado

Hola.

1m tiene 54 LED más 19 resistores de 390 ohm.

Asumiendo:
Vled =3.5v

El voltaje sobre los 54 LED es:
VT_led=53x3.5V=189V

La resistencia total:
RT=19x390 ohm=7410 ohm.

Calculando la corriente sobre los LED:
Vmáx=√2x220V = 311.127v
Iled =(Vmáx - VT_led) / RT
Iled=(311.127v - 189v) / 7410 ohm

Iled=0.01648A =16.48mA

Cálculo de la resistencia limitadora de corriente de lo 1eros 50cm RLim1
Para los primero 50cm (27LED y 7 resistores)
Vled1_50=27x3.5V= 94.5V
Iled=0.01648A =16.48mA
RT1_50=7x390 ohm = 2730 ohm
R1_50=(Vmáx - Vled1_50) / Iled
R1_50=13144.84 ohm
RLim1 = (R1_50 - RT1_50) = (13144.84 - 2730) = 10414.8 ohm

RLim1 = 10415 ohm P1=2.8W (usar 5W)

De manera similar se calcula la resistencia limitadora para los siguiente 50cm, RLim2.
27 LED y 12 resistores.
RLim2 = 8464.84 = 8465 ohm P2=2.3W (usar 5W).

También puede usar el método de la reactancia capacitiva.
Asume el valor de RL1 como la reactancia y hayas el capacitor C1, del mismo modo para C2 (RL2).
Chao.
elaficionado.
09/06/2016 #18

Avatar de ruben90

Pero al no colocar un capacitor de filtrado el voltaje de salida es,
Código:
Vo = (2 * Vrms) / (0.707 * pi) = 0.9 * Vrms
Bueno, eso lo leí en un libro. O estoy mal? Se siguen contando los 311V?
16/06/2016 #19


elaficionado dijo: Ver Mensaje
Hola.

1m tiene 54 LED más 19 resistores de 390 ohm.

Asumiendo:
Vled =3.5v

El voltaje sobre los 54 LED es:
VT_led=53x3.5V=189V

La resistencia total:
RT=19x390 ohm=7410 ohm.

Calculando la corriente sobre los LED:
Vmáx=√2x220V = 311.127v
Iled =(Vmáx - VT_led) / RT
Iled=(311.127v - 189v) / 7410 ohm

Iled=0.01648A =16.48mA

Cálculo de la resistencia limitadora de corriente de lo 1eros 50cm RLim1
Para los primero 50cm (27LED y 7 resistores)
Vled1_50=27x3.5V= 94.5V
Iled=0.01648A =16.48mA
RT1_50=7x390 ohm = 2730 ohm
R1_50=(Vmáx - Vled1_50) / Iled
R1_50=13144.84 ohm
RLim1 = (R1_50 - RT1_50) = (13144.84 - 2730) = 10414.8 ohm

RLim1 = 10415 ohm P1=2.8W (usar 5W)

De manera similar se calcula la resistencia limitadora para los siguiente 50cm, RLim2.
27 LED y 12 resistores.
RLim2 = 8464.84 = 8465 ohm P2=2.3W (usar 5W).

También puede usar el método de la reactancia capacitiva.
Asume el valor de RL1 como la reactancia y hayas el capacitor C1, del mismo modo para C2 (RL2).
Chao.
elaficionado.
Esos valor de 10k para los primeros 50cm lo proble con una resistencia ceramica de 15w y se calentaba la resistencia, se iba a acabar quemando...
16/06/2016 #20
Moderador

Avatar de elaficionado

Hola.

Mide el voltaje en la resistencia de 10K.

Chao.
elaficionado.
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