Desde niño siempre he sentido pasión por la electrónica, una de las cosas que siempre disfruté fue hacer mis propias linternas comprando un bombillo pequeño y unas pilas para luego adaptar todo en un cilindro y aunque para entonces no obtenía mucha iluminación era una gran sensación salir a alumbrar algo con mi pequeña linterna. Ya ha pasado mucho tiempo desde entonces y actualmente tengo un título profesional en electrónica sin embargo mi pasión por la iluminación no ha cambiado mucho que digamos, hace una semana pude reciclar algunas cosas para crear mi propio bombillo LED y desde hace algún tiempo he tenido en mente diseñar un prototipo para producción en serie, dado que considero que la tecnología LED tiene gran importancia en muchos de los avances científicos actuales relacionados con iluminación, pantallas e incluso transmisión de información he considerado importante escribir un artículo dedicado al LED para que podamos conocer su estructura y aplicaciones además de como se ha convertido en el instrumento de iluminación más usado en estos tiempos pongo mucho corazón en este artículo y lo dedico a toda la comunidad en general esperando aportar información útil para ti.
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Light-Emitting Diode (LED) un poco de teoría
Estructura física de un LED básico. Imagen copiada de Pixabay
Un diodo LED funciona bajo el mismo principio que un diodo rectificador en el cual el material es dopado para que mediante una tensión exista una recombinación de electrones y huecos pero en el caso del LED los electrones recombinados producen luz visible. Los electrones que luego de saltar a un nivel mayor regresan a su nivel de energía inicial pueden devolver la energía sobrante en forma de radiación, esto es lo que ocurre en un LED cuando los electrones que debido a la tensión son elevados a niveles superiores de energía y luego vuelven a caer en niveles inferiores desprendiendo luz, el color de la luz emitida dependerá del material usado en la fabricación del mismo 1. Las bandas de conduccion y valencia son modificadas para que pueda haber un mayor número de electrónes y huecos cuyos niveles de energía permitan la emisión de luz al recombinarse, de esta forma se pueden obtener los LEDs de alto brillo usados actualmente para aplicaciones de iluminación
El LED como indicador
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Hoy en día es problable que la mayoría de la población haya escuchado la palabra LED debido a la gran importancia que están teniéndo en nuestra civilización sin embargo el uso de ledes se remonta al año 1962 cuando comenzarón a usarse por primera vez en aplicaciones de transmisión por infrarrojo y luego se desarrollaron diodos de baja emisión limitados al color rojo y luego con el tiempo se lograron otros colores con lo cual tomaron amplio uso en aplicaciones de monitoreo, incluso hoy en día podemos notarlos en nuestros equipos electrónicos en esa luz que nos indica si un artefacto esta encendido o en algunos smartphones indicando alguna notificación, hoy en día podemos encontrar muchas aplicaciones que van desde una simple luz indicadora hasta aplicaciones muy complejas.
A pesar de que los primeros ledes no emitían grandes cantidades de luz encontraron muchas aplicaciones no solo como indicadores de un estado en equipos electrónicos pues muy rápido fueron asociados al indicador alfanumérico conocido como LED 7 segmentos en el cual se podían hacer presentaciones alfanuméricas agrupando bloques de 7 ledes dispuestos de tal forma que al ser encendidos mostraran la representación de un dígito y pronto ya se estaban usando en relojes digitales. 2
Transmisión a alta velocidad
Lo que hace del LED un componente revolucionario frente a otros tipos de iluminación es su bajo consumo energético y capacidad de ser miniaturizado y encapsulado en un circuito integrado, recordemos que el LED es un componente de estado sólido, puede responder a señales de baja potencia dando lugar al surgimiento de los optoacopladores.
Un optoacoplador, también llamado optoaislador o aislador acoplado ópticamente, es un dispositivo de emisión y recepción que funciona como un interruptor activado mediante la luz emitida por un diodo LED que satura un componente optoelectrónico, normalmente en forma de fototransistor o fototriac. De este modo se combinan en un solo dispositivo semiconductor, un fotoemisor y un fotorreceptor cuya conexión entre ambos es óptica. Estos elementos se encuentran dentro de un encapsulado que por lo general es del tipo DIP. Se suelen utilizar para aislar eléctricamente a dispositivos muy sensibles3.
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Aplicaciones avanzadas
No puedo dejar pasar este artículo sin mencionar la tecnología OLED (LED ORGÁNICO) que ha permitido dar un salto en la fabricación de monitores y displays para teléfonos inteligentes mediante AMOLED y SUPERAMOLED, estas pantallas reemplazan las LCD brindando imágenes con mejor calidad; más brillantes y visibles desde ángulos cerrados, en estas pantallas los pixeles están formados por LEDS que pueden ser encendidos de forma independiente, es decir, se puede usar el color negro apagando los ledes correspondientes. El uso de ledes representa un menor consumo de energía y mayor tiempo de vida útil de los equipos. De este tema se podría decir mucho pero ocuparía otro artículo y no quiero salir de contexto.
De Matthew Rollings de Wikipedia en inglés, CC BY 3.0
ILUMINACIÓN LED
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Si bien las aplicaciones mencionadas anteriormente son de gran importancia no deja de serlo el hecho de que mediante la tecnología actual se pueden construir ledes que superan ampliamente en brillo a los bombillos comunes usando un consumo de energía mucho menor, además ofrecen una mayor durabilidad. La iluminación no consiste en solo encender una luz, también sirve para acentuar zonas, destacar texturas, crear ambientes, y, mejor aún, dar sensación de amplitud. Debemos añadir que el uso de LED representa un ahorro en nuestro bolsillo al momento de pagar la factura del servicio eléctrico.
Hoy en día es posible usar iluminación LED en interiores y exteriores gracias al brillo que se puede alcanzar actualmente, también se pueden usar como luces de vehículos, y los de diversos colores para crear ambientes coloridos. Los LEDs tienen tantas aplicaciones que la tendencia es favorable a su uso, por eso he considerado importante este artículo de hoy, además si Dios me lo permite tengo pensado en un futuro producir mis propios bombillos leds (ya construí el primero) y quizas otras aplicaciones, en cualquier caso espero siempre poder compartir con ustedes estos temas, gracias por leerme una vez más. Saludos.
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Referencias Bibliográficas y lecturas recomendadas
[1] Albert Paul Malvino. Principios de Electrónica, Sexta Edición
West Balley College
[2] Wikipedia, LED
[3] Wikipedia, Optoacoplador
[4] Robert L. Boylestad, Electrónica: Teoría de Circuitos, Sexta edición.
[5] Iluminación LED: El futuro de la iluminación