Caso práctico: Eliminar parpadeo en LEDs

Contexto

• Escenario: Caso práctico: Eliminar parpadeo en LEDs
• Objetivo: Usar un capacitor como filtro para reducir el rizado de tensión y estabilizar el brillo del LED.
• Topología (resumen): LED con resistencia en serie; capacitor electrolítico y cerámico en paralelo entre +5 V y GND (desacoplo local).
• Mediciones (resumen): VCC (tensión de alimentación), V_LED (tensión en el LED), I_LED (corriente del LED) antes y después de añadir el capacitor.

Materiales

• 1 × LED rojo (5 mm)
• 1 × R1 = 330 Ω, 1/4 W (resistencia limitadora)
• 1 × C1 = 220 µF, 16 V (capacitor electrolítico)
• 1 × C2 = 100 nF (capacitor cerámico)
• 1 × Fuente DC de +5 V (por ejemplo, cargador USB)
• 1 × Protoboard
• 4–6 × Cables de conexión
• 1 × Multímetro digital
• 1 × Osciloscopio y sonda 1×/10× (opcional)

Guía de conexionado

• Conecta el riel positivo de la protoboard a +5 V y el riel negativo a GND de la fuente.
• Conecta R1 en serie con el LED:
• Un extremo de R1 al riel de +5 V.
• El otro extremo de R1 al ánodo del LED (patilla larga).
• El cátodo del LED (patilla corta) a GND.
• Coloca C1 entre +5 V y GND, lo más cerca posible del LED y R1. Respeta la polaridad: terminal “+” a +5 V, “−” a GND.
• Coloca C2 en paralelo con C1 (entre +5 V y GND), muy próximo físicamente al LED (desacoplo de alta frecuencia).
• Abreviaturas de medida y cómo medir:
• VCC: tensión entre +5 V y GND. Coloca la punta roja del multímetro en el punto marcado “VCC” y la negra en GND.
• V_LED: tensión en el nodo entre R1 y el LED respecto a GND. Punta roja en “V_LED”, punta negra en GND.
• I_LED: corriente que circula por el LED. Abre el circuito en el tramo señalado “I_LED” e inserta el multímetro en modo A en serie (punta roja hacia R1, punta negra hacia el LED).

Esquemático

            +5 V
             │
             ● VCC
             │
             │                 ┌┴┐
             │─────────────────│ │  R1 = 330 Ω (limitador)
             │                 │ │
             │                 └┬┘
             │                  │
            ┌┴┐                 ● I_LED
            │ │  C1 = 220 µF    │
            │ │  (electrolítico)┌┴┐
            └┬┘                 │ │  LED1 rojo
             │                  │ │
            ┌┴┐                 └┬┘
            │ │  C2 = 100 nF     │───● V_LED
            │ │  (cerámico)      │
            └┬┘                  │
             │                   │
             └───────────────────┴────────────────
                                                GND

Mediciones y pruebas

• Antes de filtrar (solo LED + R1):
  • Mide VCC: coloca el multímetro en VDC, punta roja en “VCC” y negra en GND. Anota el valor y observa si fluctúa.
  • Observa el LED: a simple vista y con la cámara del móvil en cámara lenta. Anota presencia de parpadeo.
• Con C1 y C2 conectados:
  • Repite VCC: debería ser más estable (menos rizado). Si tienes osciloscopio, observa la onda; la envolvente debe aplanarse.
  • Mide V_LED: punta roja en “V_LED”, negra en GND. Debe ser más constante con el filtro.
• Corriente del LED (I_LED):
  • Coloca el multímetro en modo corriente DC (A o mA).
  • Abre el tramo marcado “I_LED” e inserta el multímetro en serie. La lectura I_LED debe rondar 6–12 mA dependiendo del LED y R1; con el filtro, su variación en el tiempo disminuye.
• Comprobación práctica del parpadeo:
  • Luz ambiente baja, mueve ligeramente el LED frente a la cámara del móvil. Sin filtro pueden verse bandas/estelas; con filtro deben reducirse notablemente.
• Cálculo vs. realidad (opcional con osciloscopio):
  • Estima C con C ≈ I·Δt/ΔV. Para I ≈ 10 mA, Δt ≈ 10 ms (rizado a 100 Hz), ΔV objetivo ≈ 0.5 V → C ≈ 0.01·0.01/0.5 = 200 µF. Compara C1=220 µF con la caída real observada.

Explicación breve

• El parpadeo suele venir de un rizado de la fuente (50/60 Hz rectificado a 100/120 Hz) o de conmutaciones. El capacitor C1 almacena energía y “rellena” los valles de tensión, estabilizando VCC. C2 atenúa componentes de alta frecuencia. Con VCC más plano, la corriente por R1 y el LED varía menos y desaparece el parpadeo visible.

Errores comunes

• Invertir la polaridad del electrolítico (C1). Solución: “+” a +5 V y “−” a GND.
• Usar C demasiado pequeño. Regla rápida: si aún ves parpadeo, duplica C.
• Colocar los capacitores lejos del LED. Mantén las pistas/cables cortos para reducir resistencia/inductancia parásita.
• No medir correctamente I_LED: recuerda que para corriente el multímetro va en serie en el punto “I_LED”, no en paralelo.

Seguridad

• Desconecta la fuente al insertar o retirar el multímetro en serie en “I_LED”.
• No excedas la tensión nominal del capacitor (usa 16 V o superior para líneas de 5 V).
• Evita cortocircuitos en la protoboard; revisa polaridades antes de energizar.

Mejoras y variantes

• Aumentar C1 (p. ej., 470 µF) si la carga o el rizado de la fuente son mayores.
• Añadir un diodo en serie con +5 V y un capacitor mayor detrás para formar un “reservorio” con mejor retención ante caídas breves.
• Si el parpadeo proviene de PWM lento, puedes aumentar R1 y añadir un capacitor adicional desde el nodo “V_LED” a GND para formar un RC que promedie la PWM, ajustando el producto R·C para que sea varias veces mayor que el periodo de la PWM (esto reduce variaciones de brillo).

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Carlos Núñez Zorrilla

Electronics & Computer Engineer

Ingeniero Superior en Electrónica de Telecomunicaciones e Ingeniero en Informática (titulaciones oficiales en España).

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