Nueva luz en nuestra antigua casa rodante

Mi esposa y yo compramos una casa rodante antigua el año pasado y, como suele ocurrir con los vehículos que tienen muchos años, la iluminación interior no es de vanguardia. El nuevo aparato ahora tiene 29 años, y la tecnología instalada es igual de antigua.

Figura 1: Nuestra antigua casa rodante nueva. (Fuente de la imagen: Michael Marwell)

Las lámparas antiguas producen una luz tenue, que es agradable para una cena romántica, pero apenas suficiente para leer o jugar a juegos de mesa. Con la iluminación completa, también se necesita mucha energía para iluminar la casa rodante como corresponde.

Si el sitio para acampar con la casa rodante dispone de una línea de energía, el suministro eléctrico no es un gran problema. Sin embargo, este año tenemos planeado viajar a Rumania con la casa rodante y acampar allí una o más noches en la naturaleza. En este caso, la batería debe hacer funcionar las lámparas. Por lo tanto, quiero lograr la mejor luz posible con el menor consumo de energía posible. Mi solución es convertir la iluminación en leds.

La opción más simple sería tomar una tira led de 12 V e instalarla. De esa manera, el proyecto se estaría terminado.

Sin embargo, no es tan simple si los leds tuvieran que proporcionar luz fiable durante largo tiempo. Generalmente, los leds se calientan con relativa facilidad durante el uso, por lo que no se deben pegar directamente en la madera, sino en un perfil metálico para garantizar una suficiente refrigeración.

En el pasado, no tuve mucha suerte con las tiras led porque el pegamento se aflojaba con el calor y estas se separaban del suelo.

Es por eso que prefiero los módulos led en un portador sólido, como una placa de circuito. Digi-Key ofrece una variedad de módulos led disponibles del stock (iluminación led: COB (chip en placa), motores, módulos).

Al considerar la temperatura de color, el voltaje, la energía y otros parámetros, elijo el módulo led SI-B8T06128CWW de Samsung Semiconductor, Inc. Con una temperatura de color de 4000 K, la luz no es demasiado fría para mí ni demasiado cálida para mi esposa.

Aunque el voltaje en placa es de 12 V, el voltaje real es, generalmente, superior a 12 V. Los cargadores y el alternador proporcionan hasta 14.7 V, según la tecnología de la batería utilizada y el conjunto de la curva de carga. Si conecto el módulo directamente a la fuente de alimentación en placa mediante un interruptor de luz, existe el peligro de que el módulo led deje de funcionar de manera confiable debido a un alto voltaje y calentamiento y, finalmente, falle.

Por lo tanto, necesito un controlador led adecuado. Como soy un fanático de las fuentes de luz atenuables, el controlador led también debe ser atenuable.

Si bien sé poco de la atenuación led, indudablemente existen muchos más factores para tener en cuenta que los que pensaba. El artículo técnico Cómo atenuar un led sin comprometer la calidad de la luz es justo lo que necesito para obtener más información al respecto.

Sin embargo, tomé la decisión de no construir el circuito por mi cuenta y utilizar una solución ya lista.

Digi-Key ofrece diversos controladores led. Para montaje en PCB (placa de circuito impreso), así como externo.

Elijo RBD-12-0.50/W de Recom Power sobre la base de los importantes criterios de atenuación, de la limitación de corriente adecuada, del rango de voltaje de entrada y del ahorro de una PCB. Esta versión cuenta con cables que puedo conectar al módulo led y los cables existentes.

Este controlador led me ofrece la posibilidad de ajustar el brillo, ya sea con un simple potenciómetro o, de lo contrario, con un control de PWM (modulación por ancho de pulsos). Además, el controlador reductor-elevador no limita el voltaje de la batería.

Conecté rápidamente los componentes a una fuente de alimentación de laboratorio y realicé diversas pruebas.

La primera prueba con el módulo led conectado directamente a la fuente de alimentación muestra que, al incrementar el voltaje de 10 V a 15.5 V, la corriente se incrementa significativamente y los leds también aumentan el brillo. Dado que los módulos no se especifican para 15.5 V, realicé la prueba solo de manera breve para confirmar mi suposición. No aconsejo realizar esta prueba, ya que el módulo led se calentó con relativa facilidad luego de poco tiempo.

Como segundo intento, conecté el controlador led con el módulo led, aislé los extremos de los cables sin usar del controlador led y probé el voltaje de 10 V a 15.5 V en el suministro de alimentación nuevamente. El resultado cumplió con mis expectativas. De acuerdo con mi visión subjetiva, los leds mantuvieron un brillo constante en todo el rango de voltaje de entrada completo.

Figura 2: Configuración de prueba segura. (Fuente de la imagen: Digi-Key Electronics)

El voltaje medido en el módulo led se estabilizó en 12 V a pesar de los distintos voltajes de entrada. No medí la corriente de salida del controlador led, pero la corriente de entrada se redujo desde alrededor de 600 mA a 10 V hasta alrededor de 400 mA a 15 V en el rango esperado.

Para el tercer intento, cambié un potenciómetro entre el voltaje de salida de referencia del controlador led y la tierra, y conecté la derivación a la línea de atenuación analógica del controlador led. Esto funcionó de inmediato para ajustar el brillo de las lámparas.

Sin embargo, el control del brillo únicamente funcionó en una parte del rango de giro del potenciómetro. Durante aproximadamente la mitad del rango de giro del potenciómetro, el led alcanzó su brillo máximo.

El motivo puede encontrarse rápidamente en la hoja de datos. Ya en 1.5 V en la entrada analógica, la corriente de salida se regula al 100 %. Dado que el voltaje de salida de referencia proporciona un voltaje de 5 V, el potenciómetro también regula el voltaje de 0 V a 5 V. Como solución, ubiqué un resistor entre el potenciómetro y el voltaje de salida de referencia, y así ya pude utilizar el potenciómetro en todo el rango para el control del brillo. Para evitar la sobrecarga del voltaje de salida de referencia utilicé un resistor de 27 kOhm y un potenciómetro de 10 kOhm.

La atenuación analógica es suficiente para mis requisitos, por lo que no utilicé la entrada de PWM en el momento. Quizás haga mi casa rodante un poco más inteligente más adelante y atenúe las lámparas mediante un circuito de PWM. Al menos ahora tengo la posibilidad de hacer eso en el futuro sin un rediseño completo.

Acerca de este autor

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Michael Marwell es gerente de Digital Technical Marketing para Digi-Key en EMEA. Comenzó su carrera profesional obteniendo el título de Ingeniero (FS) en desarrollo de hardware (equivalente del título alemán) para sistemas de control de acceso, y luego se desempeñó en diferentes puestos de ingeniería de aplicación para proveedores y distribuidores. En su tiempo libre, disfruta de la fotografía y jugar con dispositivos electrónicos.

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