¿Qué es un LED?

Un LED (Diodo Emisor de Luz) es un dispositivo electrónico que convierte energía eléctrica en luz. Los LEDs más sencillos tienen dos terminales o “patitas” y pueden emitir luz de un solo color que depende del material con el que han sido construidos. Los colores más habituales son rojo, naranja, amarillo, verde y azul.

Existen LEDs más sofisticados que pueden iluminarse de diferentes colores y que analizaremos en una lección posterior.

A diferencia de una bombilla, que se ilumina independientemente de en qué sentido la conectemos, el LED sólo se ilumina si se conecta en el sentido correcto ya que los diodos son dispositivos que dejan circular la corriente en un sentido sí y en otro no. Por tanto, deberemos prestar atención a la hora de instalarlo en nuestro circuito para conectarlo en el sentido correcto. Se dice que un LED tiene polaridad. Una bombilla, por el contrario, no tiene polaridad.

Estructura de un LED

En un diodo emisor de luz podemos diferenciar 4 partes principales.

• El chip LED (1) es el encargado de convertir la energía eléctrica en luz. Está fabricado con materiales denominados semiconductores. El color del LED dependera de los materiales con los que se haya construido.
• La cápsula (2) sirve para mantener el chip protegido y para hacer que la luz que genera llegue al exterior de manera eficaz.
• Los terminales positivo o ánodo (3) y negativo o cátodo (4), que nos permitirán conectar el LED al resto de nuestro circuito.

Principales partes de un LED

Es importante saber diferenciar el ánodo y el cátodo ya que, como hemos comentado en el punto anterior, un LED tiene polaridad y es necesario conectarlo en el sentido correcto para que funcione. El ánodo deberá conectarse a una tensión mayor que la del cátodo. Podemos utilizar estas reglas para determinar cuál de los dos terminales es el ánodo y cuál es el cátodo.

• Si el LED tiene un terminal más largo que otro, el más largo es el ánodo.
• Si el LED tiene un terminal con un doblez junto a la cápsula, este terminal es el ánodo.
• Si la parte inferior de la cápsula tiene un recorte plano o una muesca, el terminal situado junto a la marca es el cátodo.
• Si observamos la estructura interna del dispositivo a través de la cápsula podremos ver dos pequeñas placas metálicas. El terminal conectado a la más grande de las dos es el cátodo.

Resistencia de protección

En ciertos componentes eléctricos y electrónicos, como por ejemplo una resistencia o una bombilla, la intensidad de la corriente eléctrica que los atraviesa es directamente proporcional a la tensión que se aplica entre sus terminales. Los componentes que tienen este comportamiento se denominan componentes lineales.

Sin embargo, hay otros componentes en los que la relación entre la corriente eléctrica y la tensión no es lineal. Es el caso del componente que nos ocupa. El LED, al tratarse de un tipo especial de diodo semiconductor, tiene un comportamiento no lineal.

Esta no linealidad particular del diodo provoca que un pequeño cambio en la tensión aplicada entre sus terminales pueda generar un cambio muy grande en la corriente que lo atraviesa. Si esta corriente se vuelve demasiado grande, el diodo puede dañarse y dejar de funcionar.

Para evitar que esto suceda es necesario conectar una resistencia en serie con el LED que limite la corriente que puede atravesarlo. Esta resistencia, llamada resistencia de protección, tendrá un valor que dependerá de las características del LED y de la tensión de alimentación de nuestro circuito.

En una lección posterior aprenderás a calcular el valor de esta resistencia pero, para la lección actual, emplearemos una resistencia de protección de 100 Ohm.

La placa de prototipos

Habitualmente, un circuito electrónico está formado por distintos componentes (chips, resistencias, condensadores, diodos, transistores…) montados y soldados sobre una placa de circuito impreso. Nuestra placa de desarrollo es un ejemplo de placa de circuito impreso con distintos componentes soldados. Estas placas tienen dos funciones principales: conectar los componentes entre sí y dotar al circuito de consistencia física para evitar que se dañe fácilmente.

Sin embargo, tienen un inconveniente y es que no permiten alterar el circuito con facilidad. Como durante todo este curso vamos a necesitar montar y modificar nuestros circuitos constantemente, vamos a emplear una placa de prototipos.

Una placa de prototipos está compuesta por un tablero con orificios que se encuentran internamente conectados entre sí, normalmente por filas y/o columnas. En estos orificios podemos introducir los terminales o pines de nuestros componentes o pequeños cables de conexión para poder montar circuitos de manera rápida y sencilla.

La placa incluida en el Kit Básico BatSTEM dispone de 830 orificios organizados en dos columnas de 50 orificios a cada lado, que usaremos principalmente para conectar las líneas de alimentación positiva y negativa del circuito, y dos bloques de 63 filas de 5 orificios de ancho cada una. Tanto los orificios de las columnas laterales como los de cada una de las filas están conectados eléctricamente entre sí.

Conexiones internas de la placa de prototipos

En la imagen anterior, todos los orificios unidos con una línea se encuentran conectados eléctricamente. Por tanto, un terminal de un LED introducido en el orificio A-1 estará conectado con un cable que instaláramos en el D-1.