Autor: José Ignacio Sáez Ruiz de Galarreta

En muchas ocasiones, el consumo de un diodo led indicador, si bien es mucho menor que el de una lamparita es aún excesivo para aplicaciones alimentadas mediante pilas. Si en un aparato colocamos un diodo led como piloto de encendido con un consumo de unos 5 a 10 mA, consumo que puede ser comparable o incluso superior al de algunos aparatos de bajo consumo, (polímetros, radios con auriculares etc.) con lo cual se reducirá de forma apreciable la duración de las pilas, aunque evite que se nos olvide apagar el aparato. Se trata de un problema que aparentemente no tiene solución, ya que no se puede producir luz sin consumir una energía apreciable, pero existe una solución bastante razonable, consistente en no encender el diodo de forma continua, si no intermitentemente con periodos de iluminación muy cortos y periodos de apagado relativamente largos. Esto se puede realizar gracias a la rápida respuesta de un diodo led al no tener la inercia térmica de las tradicionales bombillas de filamento.

Si el consumo del circuito de control es lo suficientemente bajo, el consumo global se reduce mucho y a la vez, al producirse destellos en lugar de una iluminación continua se aprecia mejor la señalización.

FUNCIONAMIENTO

El circuito (fig.1) consiste en un multivibrador astable de tipo complementario, menos conocido que el multivibrador simétrico tradicional de dos transistores, pero que en este caso presenta la gran ventaja de que en un semiperiodo (encendido, periodo corto) conducen los dos transistores, y, más importante, en el semiperiodo de reposo se cortan los dos, con lo que su consumo es muy pequeño (la corriente de fugas y la de carga del condensador de temporización).

El funcionamiento de este circuito es el siguiente: en un principio se encuentra el condensador descargado y los dos transistores en corte. El condensador se irá cargando a través de R5, DL1, R2, R1 y R4, Mientras el condensador está cargándose la tensión en la base del transistor PNP T2 será alta, con lo cual se mantendrá en corte. Al cabo de un tiempo el condensador se habrá cargado lo su­ficiente como para que la tensión en la base de T2 lo haga conducir (pasará una corriente de base por R4). La corriente de colector de T2 iniciará la conducción de T1, el cuál a través de su colector conectará R1 a masa, aumentando así la corriente de base de T2 con lo que se saturarán T2 y T2 por la realimentación positiva que se produce. A partir de este momento C1 tenderá a descargarse y cargarse en sentido inverso a través de la base de T2, R1 y el colector de T1. Cuando la corriente de C1 en su proceso de carga vaya disminuyendo llegará un momento en que T2 empezará a dejar de conducir y consecuentemente T1, con lo que se llegará a un estado similar al inicial, repitiéndose el ciclo.

 APLICACIONES. Aparte de la ya citada como indicador de funcionamiento de aparatos, dado su consumo tan reducido que permite su alimentación continua mediante una pila, se puede utilizar por sí solo como simulador de alarma para una vivienda (introduciéndolo en una caja suficientemente aparente), para localizar el despertador a oscuras, como broma, etc.

 MONTAJE

En la fig. 2 se muestra el diseño de la placa de circuito impreso a dos tamaños y en la fig. 3 la distribución de los componentes.

El diseño grande es más fácil de construir, pero quedará menos «profesional» que si se utiliza la placa pequeña. El único problema que se puede plantear es el montaje del condensador, que deberá ser lo más pequeño posible, siendo de tipo no polarizado. En el prototipo se ha empleado un condensador SMD de baja tensión, montado por tanto por el lado de cobre, pero en la placa de circuito impreso se han previsto también agujeros para el montaje de un componente normal (con terminales). Por lo demás el resto de componentes no tienen tanta variabilidad de tamaño, montándose casi todas las resistencias en vertical para ahorrar espacio. Deberá tenerse cuidado con las soldaduras, bastante próximas entre sí, y utilizar un soldador de punta fina especialmente en caso de utilizar el condensador SMD.

Debe prestarse atención a no soldar un componente mal orientado o intercambiar dos resistencias, ya que puede ser un poco difícil corregir el error, pero creo que el resultado, por el pequeño tamaño de la placa terminada, merece la pena. Si se quiere instalar la placa en el frontal de una caja, la placa se sostendrá gracias a su tamaño mediante el propio led, con pegamento o un clip para leds (que puede ser cromado).

CARACATERISTICAS

La alimentación del circuito puede ir de 4.5V a 12V sin modificar los valores de los componentes. Al aumentar la tensión aumentará el consumo y la intensidad de la luz, pero el led puede admitir este aumento sin problemas: Con una tensión de 4.5V el consumo es de aproximadamente 60 µA, con lo que unas pilas de tipo R6 salinas (no alcalinas) deberían tener una duración superior a un año. La corriente por el led es de aproximadamente 20 mA (según el tipo de led utilizado) con un periodo de encendido de 4 ms y apagado 1.25 s, aproximadamente.

VARIACIONES

El circuito admite una serie de variaciones en al valor de los componentes para modificar sus características y experimentar con él. Voy a comentar algunas de ellas:

– R2 determina la corriente que circula por el diodo led cuando éste se enciende. Si se reduce su valor se obtendrán impulsos más potentes, pero mayor consumo.

– C1 determina los periodos de encendido y apagado. Si se aumenta aumentarán y viceversa.

– R1 determina el periodo de encendido. Reduciéndola baja el consumo pero también la visibilidad de los destellos.

– R4 determina el periodo de apagado. No es recomendable aumentarla ya que podría no funcionar el circuito debido a las comentes de fugas de los transistores (R4 ya vale 10M).

Si se utiliza una tensión de alimentación mayor de 4.5V, para mantener bajo el consumo se puede aumentar el valor de R2.

Otra posibilidad, en caso de utilizar tensiones de alimentación mayores es sustituir el diodo led por dos o tres en serie. De esta forma se obtiene más luz con la misma comente. Se necesitará aproximadamente 1.8V extras por cada led añadido.

En caso de querer probar este tipo de variaciones, es recomendable montar el circuito sobre una placa de experimentación, y una vez determinados los valores de los componentes que dan el resultado apetecido se podrá realizar el montaje en el circuito impreso definitivo.

Si se intenta medir el consumo del circuito, se verá que es imposible. Si se utiliza un polímetro digital se obtendrán resultados inconsistentes, y con un polímetro analógico se verá claramente que hay unos picos de corriente muy grandes en los momentos de encendido. Para poder medir el consumo se necesita un desacoplo de la alimentación que promedie estos picos de corriente, utilizando el circuito de la fig. 5 (utilizar condensadores electrolíticos de buena calidad para evitar que su corriente de fugas falsee el resultado). Habrá que esperar un tiempo considerable hasta que se estabilice la indicación del polímetro debido a la gran constante RC necesaria. Conectar el circuito y esperar a que el polímetro marque casi comente nula, entonces conectar el destellador y esperar a que se estabilice la indicación del medidor.