TECNOLOGÍA LED
Nick Holonyak, Jr. nace el 3 de noviembre de 1928 en Zeigler, Illinois. Desarrolló el primer diodo emisor de luz, LED, para propósito comercial en 1962, mientras trabajaba como científico asesor en un laboratorio de General Electric en Syracuse (New York).
Entendiendo en que consiste.
Un diodo emisor de luz (LED, de acuerdo con la Real Academia Española) es una fuente de luz constituida por un material semiconductor dotado de dos terminales. Se trata de un diodo de unión p-n, que emite luz cuando está activado. Si se aplica una tensión adecuada a los terminales, los electrones se recombinan con los huecos en la región de la unión p-n del dispositivo, liberando energía en forma de fotones. Este efecto se denomina electroluminiscencia, y el color de la luz generada (que depende de la energía de los fotones emitidos) viene determinado por la anchura de la banda prohibida del semiconductor. Los ledes son normalmente pequeños (menos de 1 mm y se les asocian algunas componentes ópticas para configurar un patrón de radiación.
El fenómeno de la electroluminiscencia fue descubierto en 1907 por el experimentador británico Henry Joseph Round, de los laboratorios Marconi, usando un cristal de carburo de silicio y un detector de bigotes de gato. El inventor soviético Oleg Lósev informó de la construcción del primer LED en 1927. Su investigación apareció en revistas científicas soviéticas, alemanas y británicas, pero el descubrimiento no se llevó a la práctica hasta varias décadas más tarde. Kurt Lehovec, Carl Accardo y Edward Jamgochian interpretaron el mecanismo de estos primeros diodos LED en 1951, utilizando un aparato que empleaba cristales de carburo de silicio, con un generador de impulsos y una fuente de alimentación de corriente, y en 1953 con una variante pura del cristal. Rubin Braunstein, de la RCA, informó en 1955 sobre la emisión infrarroja del arseniuro de galio (GaAs) y de otras aleaciones de semiconductores. Braunstein observó que esta emisión se generaba en diodos construidos a partir de aleaciones de antimoniuro de galio (GaSb), arseniuro de galio (GaAs), fosfuro de indio (InP) y silicio-germanio (SiGe) a temperatura ambiente y a 77 kelvin.
Los primeros LED fueron fabricados como componentes electrónicos para su uso práctico en 1962 y emitían luz infrarroja de baja intensidad. Estos LED infrarrojos se siguen empleando como elementos transmisores en circuitos de control remoto, como son los mandos a distancia utilizados dentro de una amplia variedad de productos de electrónica de consumo. Los primeros LED de luz visible también eran de baja intensidad y se limitaban al espectro rojo. Los LED modernos pueden abarcar longitudes de onda dentro de los espectros visible, ultravioleta e infrarrojo, y alcanzar luminosidades muy elevadas.
Los primeros LED se emplearon en los equipos electrónicos como lámparas indicadoras en sustitución de las bombillas incandescentes. Pronto se asociaron para las presentaciones numéricas en forma de indicadores alfanuméricos de siete segmentos, al mismo tiempo que se incorporaron en los relojes digitales. Los recientes desarrollos ya permiten emplear los LED para la iluminación ambiental en sus diferentes aplicaciones. Los LED han permitido el desarrollo de nuevas pantallas de visualización y sensores, y sus altas velocidades de conmutación permiten utilizarlos también para tecnologías avanzadas de comunicaciones.
Hoy en día, los LED ofrecen muchas ventajas sobre las fuentes convencionales de luces incandescentes o fluorescentes, destacando un menor consumo de energía, una vida útil más larga, una robustez física mejorada, un tamaño más pequeño así como la posibilidad de fabricarlos en muy diversos colores del espectro visible de manera mucho más definida y controlada; en el caso de LED multicolores, con una frecuencia de conmutación rápida.
Estos diodos se utilizan en aplicaciones tan variadas que abarcan todas las áreas tecnológicas actuales, desde la Bioingeniería, la Medicina y la Salud, pasando por la nanotecnología y la computación cuántica, los dispositivos electrónicos o la iluminación en la ingeniería de Minas; entre los más populares están las pantallas de los televisores y dispositivos móviles, la luz de navegación de los aviones, los faros delanteros de los vehículos, los anuncios publicitarios, la iluminación en general, los semáforos, las lámparas de destellos y los papeles luminosos de pared. Desde el comienzo de 2017, las lámparas LED para la iluminación de las viviendas son tan baratas o más que las lámparas fluorescentes compacta de comportamiento similar al de los LED. También son más eficientes energéticamente y, posiblemente, su eliminación como desecho provoque menos problemas ambientales.
DESARROLLO A MODO DE EJEMPLO DE UNA LÁMPARA LED
El desarrollo se puede realizar de dos formas diferentes , con tecnología PWM (modulación de ancho de pulso) o con tecnología lineal.
Ambos tienen ventajas y desventajas , lo mejor de utilizar PWM es la eficiencia energética que produce en los componentes temperaturas bajas a alta potencia , pero en su contra tiene el ruido
electromagnético . Es importante tenerlo en cuenta ya que en aplicaciones como la automoción ,
produce interferencias en la banda de FM , inutilizando emisoras o atenuando .
En este caso existen DRIVER diseñados expresamente para automoción , también se hace necesario
incorporar elementos anti emis para evitar radiar señales perturbadoras.
El sistema con tecnología lineal , produce más calor en los componentes , por lo que el diseño tiene que ser más depurado , asegurándose de estar dentro de los límites de temperatura en las peores condiciones de trabajo.
A su favor tiene que no produce radiación electromagnética perturbadora , por lo que es interesante hoy día con tantos dispositivos funcionando a la vez .
Hoy en dia todos los circuitos integrados tienen protección contra sobretemperatura , pero será
necesario hacer pruebas reales antes de lanzar una producción.
1º-Estudiar donde se va a aplicar el proyecto y optar por una u otra opción.
2º-Realizar esquema del proyecto.(eligiendo LED y DRIVER).
3º-Diseñar la PCB.
4º-Montar el prototipo.
5º-Verificarlo , tensión de funcionamiento , temperatura , corriente de polarización del led.
DECISIÓN
1º- Queremos para esta aplicación , una lámpara a 24 voltios sin ruido electromagnético y
3W de potencia.Usaremos el led que aparece en el esquema.
2º-Esquema
4º-Montamos y verificamos el funcionamiento.
-Esta lámpara se puede aplicar para iluminación interior , exterior , armarios , apliques.
Podríamos variar la geometría de la placa y adaptarlo a cualquier proyecto.
-Se puede variar a 12 voltios , cambiando el esquema y reconectando la placa.
Versión 12 voltios.
-Actualmente se está desarrollando iluminación láser , hasta hoy no se habían conseguido
diodos de luz láser blanca.
Emiten por primera vez luz láser blanca
El objetivo es que sustituya a la LED, menos eficiente
Científicos de Arizona (EE.UU.) han conseguido por primera vez emitir luz láser blanca, con materiales semiconductores. Para ello han creado una nanolámina, de una milésima del grosor de un cabello humano, con tres segmentos para cada uno de los colores elementales (rojo, verde y azul). El dispositivo emite en cualquier color visible, incluido por supuesto el blanco. El objetivo es que sustituya a la menos eficiente luz LED, para iluminación o comunicación inalámbrica.
El avance tecnológico pone láseres un paso más cerca de ser una fuente de luz convencional y potencial reemplazo o alternativa a los diodos emisores de luz (LEDs). Los láseres son más brillantes, más eficientes energéticamente y pueden potencialmente ofrecer colores más precisos y vivos para las pantallas, como las de ordenador y los televisores. El grupo de Ning ya ha demostrado que sus estructuras podrían cubrir hasta un 70 por ciento más de colores que el estándar actual de la industria de pantallas.
Otra aplicación importante podría ser que los mismos sistemas de iluminación de las habitaciones pudieran ser utilizados tanto para la iluminación como la comunicación. La tecnología en desarrollo se llama Li-Fi, comunicación inalámbrica basada en luz, en lugar de la más prevaleciente Wi-Fi, basada en ondas de radio. El Li-Fi podría ser más de 10 veces más rápido que el actual Wi-Fi, y el láser blanco Li-Fi podría ser de 10 a 100 veces más rápido que el Li-Fi con base LED que se está desarrollando.
