Aprenda a construir un strober con LEDs y su funcionamiento.
La lámpara de luz estroboscópica, conocida comúnmente como Strober, es un dispositivo usado para producir destellos regulares de luz. La palabra “Strober” tiene su origen partir de la palabra griega “Strobos”, que significa “dar vueltas”.
La fuente de luz utilizada en los strobers comunes es una lámpara flash de xenón, que tiene un espectro complejo y maneja una temperatura de aproximadamente 5.600 grados Kelvin. Esto los hace poco durables y con un alto riesgo de quemar el aparato.
Pensando en economía y durabilidad, hemos utilizado LEDS en vez de los obsoletos bombillos de xenón. Los LEDs (Light-Emitting Diode o Diodo Emisor de Luz), permiten hacer nuevos sistemas de iluminación y además de trabajar a muy baja temperatura, dan una mayor eficiencia, gran resistencia a las vibraciones, menor contaminación del medio ambiente y trabajo de forma intermitente por grandes periodos, entre otros. Todo esto pone en evidencia las muchas ventajas que ofrecen los LED.
Los materiales para la fabricación del estrober casero son muy económicos y fáciles de conseguir. Como se observa en la fotografía, hemos utilizado algunas partes recicladas. El recipiente plástico es un tarro de helado. También hay unos recipientes de color negro que se pueden reciclar de los tarros de grasa para automóviles. La lámina metálica que hará las veces de soporte del strober, puede ser de acero inoxidable. Si no la consigue se puede usar una de hierro y aplicarle una mano de pintura, para que no se oxide.
Los LEDs pueden ser de 4.8 mm o 5 mm, de chorro o expansivos. Esto depende del gusto y de lo que consiga en el mercado de su país.
El largo del cable de alimentación lo debe conseguir de acuerdo a sus necesidades. No olvide conseguir el interruptor de paso.
La lista de materiales la encontrará en el archivo PDF que podrá descargar al final de este artículo.
Lo primero que debemos construir es la tarjeta osciladora. Se construye a partir del dibujo que encontraremos en el archivo PDF al final de este artículo. Podemos realizar el circuito impreso con el método de planchado. Luego de tener el circuito impreso se deben colocar todos los componentes que van en la tarjeta, no olvide usar como guía la máscara de componentes y revisar muy bien antes de soldar los componentes. Las soldaduras deben ser impecables y se debe lavar el impreso por el lado de las pistas, con thinner y un cepillo de dientes, hasta que salga todo el excedente de colofonia y posibles partículas de soldadura que pueden convertirse en un dolor de cabeza al momento de hacer el ensamble final del proyecto.
NOTA: Si no tiene experiencia en el ensamble de proyectos electrónicos, antes ce comenzar no olvide leer nuestra sección de Recomendaciones.
Este sistema de luz estroboscópica se alimenta con una fuente simple diseñada sin transformador. Incorpora un circuito tanque formado por un condensador de poliéster de 2.2 uF (225) y una resistencia de 330K (R1). Después de que estos dos componentes limitan la corriente a unos 60 miliamperios, se rectifica por medio de un puente de diodos y un condensador. Como el voltaje es alto, se reduce a 6 voltios por medio de un diodo zener con su respectiva resistencia de polarización (R3). Esta resistencia debe ser a 5W, ya que disipa bastante calor. Su valor en ohmios depende del voltaje de la red pública de su pais. Si tenemos un voltaje de 120VAC, debe ser de entre 22K, hasta 39K, y si el voltaje es de 220VAC, deberá ser de entre 33K y 56K.
Resistencias en paralelo para conseguir potencia
NOTA: Si no consigue la resistencia de 5W, recuerde que la ley de ohm dice que si colocamos en paralelo varias resistencias del mismo valor, su valor se divide por la cantidad de resistencias y su potencia se suma. Así que si necesitamos una resistencia de 39K a 5W, podemos colocar en paralelo 5 resistencias de 200K a 1 W, obteniendo una de 40K a 5W, que es muy aproximada al valor requerido.
El 555 es un circuito integrado usado para generar oscilaciones y retardos de tiempo de precisión. En este caso lo usaremos para hacer un oscilador astable (flip flop), que entrega en la pata 3 una onda cuadrada. La frecuencia de trabajo se regula mediante un potenciometro, un par de resistencias y un condensador. Usamos una resistencia de 4.7K que va de la pata 8 (+Vcc) a la pata 7, que descarga el condensador externo del temporizador, y un potenciometro de 100K que va conectado entre la pata de descarga (7) y la pata (6), en serie con una resistencia de 10K.
El circuito integrado 555 se encarga de controlar los transistores que funcionan como interruptores, para encender los LEDs. Los LEDs son alimentados por el circuito tanque directamente desde la fuente, antes de diodo zener.
La señal cuadrada que entrega el 555 en su pata 3, llega por medio de una resistencia de 10K (R7), a la base del transistor 2N3904(Q1). Este transistor (Q1) está alimentado por colector, con una resistencia de 10K (R8) y a su vez va a la base del otro transistor (Q2). Su emisor va a tierra.
El colector de Q2 tiene en serie los LEDs que son alimentados desde el positivo del puente de diodos. Ambos transistores tienen sus emisores a tierra.
Funcionamiento: Cuando el 555 envía un voltaje positivo (estado alto), el transistor Q1 conduce entre emisor y colector, polarizando negativamente la base del transistor Q2. En ese momento Q2 no conduce y por consiguiente no prenden los LEDs. Al momento que el 555 envía el pulso negativo (estado bajo), el primer transistor (Q1) no conduce y se polariza positivamente la base del transistor Q2 y este conduce. En ese instante se encienden los LEDs.
Ahora que ya tenemos construido el circuito oscilador, debemos hacer el panel de 80 LEDs. Usaremos la tapa del tarro de helado y así nos evitamos hacer otro circuito impreso. Lo primero es imprimir la máscara de componentes que se encuentra en el archivo PDF y luego recortarla, para usarla como molde al momento de hacer las perforaciones sobre la tapa.
Además la máscara de componentes también nos va a servir como guía al momento de colocar los LEDs.
Pegamos con cinta de enmascarar el dibujo de la máscara de componentes sobre la tapa y con un taladro y una broca de 1/16, para hacer perforaciones en impresos, se perforan todos los orificios, donde irán los LEDS.
Vale la pena aclarar que usamos 80 leds por economía para el estudiante. Tengamos en cuenta que la fuente de este circuito está en capacidad de entregar 60 miliamperios. Cada serie de LEDs consume 20 miliamperios. Así que si desea usar más LEDs, lo podrá hacer, siempre y cuando no exceda los 60 miliamperios de consumo.
Por ejemplo para una alimentación de entre 110 y 125 voltios, puede usar tres series de 40 LEDs, para un total de 120 LEDs. Y para los países con voltajes de 220V, se pueden hacer tres series de 80 LEDs, para un total de 240 LEDs.
Colocamos todos los LEDs en la tapa. Hemos diseñado el panel de LEDs de tal forma que todos los LEDs tienen su polo negativomirando hacia el lado izquierdo, en otras palabras al contrario de las manecillas del reloj. Esto facilita su colocación.
Para identificar cual es el polo negativo de un LED, debemos observarlo detenidamente y se verá una parte plana. Además la pata más corta es el negativo.
Si por alguna razón no puede identificar la polaridad, utilice el multímetro en escala de continuidad y cuando el LED encienda levemente, observe que pata está en contacto con la punta negra del multímetro y esa es la pata negativa. Como no todos los multimetros logran encender los LEDs, puede usar una batería de 3 voltios de las utilizadas en los relojes o en la placa base de los computadores y prender el LED, identificando así su polaridad.
Doblamos las patas de los LEDs y las cortamos al tamaño suficiente, para que se encuentre la pata positiva de cada LED, con la pata negativa del LED que sigue. Es en este momento que debemos tener claro el voltaje con que alimentaremos nuestro circuito. Si en nuestro país tenemos un voltaje de 220V en la red pública, debemos hacer una sola serie con los 80 LEDs de principio a fin, pero si tenemos un voltaje de 120 voltios, debemos hacer 2 series de 40 LEDs.
En este caso como estamos en Colombia y el voltaje es de 120VAC, hicimos las dos series de 40 LEDs.
Teniendo clara la conexión de los LEDs, procedemos a soldar sus patas en la unión entre un LED y el otro. Tenga cuidado de no derretir el plástico de la tapa. Haga buenas soldaduras y de manera rápida.
NOTA: Una serie es una fila como los vagones de un tren. La parte trasera de cada vagón, esta enganchada a la parte delantera del siguiente vagón. Revise muy bien que cada LED este en su posición correcta y conectado al siguiente LED por su polo contrario. Si por alguna razón llega a colocar un LED al revés, el circuito no prende.
Ahora viene la instalación del circuito oscilador en el recipiente de helado. Se deben hacer tres perforaciones en la parte trasera: La primera perforación se hace en todo el centro con una broca que tenga el diámetro del eje o codillo del potenciometro. Al lado de este orificio, a unos 3 milímetros se hace una perforación con una broca de 1/8 de pulgada, para que encaje el pin de seguridad del potenciometro, que se encarga de no dejar girar el circuito oscilador, al graduar el potenciometro. En la parte inferior se hace otra perforación por donde saldrá el cable de alimentación del circuito.
Vista trasera del circuito instalado Vista del potenciómetro de control
Nota: Ahora se instala la tarjeta, asegurando el potenciómetro con su tuerca y arandela.
Es importante antes de sacar el cable de alimentación, hacerle un nudo, para que al halar el cable, no se vaya a maltratar el circuito.
La lámina que hará las veces de soporte del strober debe ser de un calibre de al menos 20, según la tabla de calibres para lámina. Hemos usado una lámina de 30 centímetros de largo, por 2 centímetros de ancho. Como el tarro tiene 10 cm de diámetro en su parte central, doblamos la lámina cada 10 cm , haciendo una (U). En cada extremo se hace una perforación con una broca de 3/16, que es el diámetro de los tornillos con mariposa que se encargan de ajustar la lámina al tarro de helado.
Es aconsejable pulir los bordes de la lámina, redondeándolos, para evitar posibles lesiones o heridas generadas con los filos de esta.
Ahora hacemos un par de perforaciones a los lados del recipiente, teniendo en cuenta de medir la altura para que queden en el centro y totalmente enfrentados. Colocamos la lámina sujetándola con los tornillos, dejando las mariposas por la parte externa, para poder ajustar al gusto y cambiar de ángulo el strober.
En el extremo del cable de alimentación colocamos la clavija toma corriente macho y alistamos la tapa con los LEDs, para su instalación.
Si en su país el voltaje de la red pública es de 220 voltios, se deben colocar todos los 80 LEDs en serie y no van los cables haciendo dos series, si no que solo salen dos cables del circuito oscilador, hasta el panel de LEDs.
NOTA: Revise muy bien como va a hacer estas conexiones antes de soldar y estudie bien los diagrama que se encuentran en el archivo PDF que podrá descargar al final de este articulo.
Colocar un interruptor para encender o apagar el strober es muy importante. Haga este procedimiento cuidadosamente, para así evitar riesgos de electrocución. Tome las precauciones necesarias al momento de realizar un trabajo con electricidad.
Comenzamos por soltar los tornillos del interruptor y retiramos sus piezas. Luego disponemos el punto del cable en donde instalará el interruptor y separamos las dos líneas a lo largo, unos 4 cms aproximadamente. Ahora cortamos sólo uno de ellos, en la mitad de la separación. Se pela 1/2 cm de cada extremo cortado, se enrosca el cobre y se estaña.
Soltamos los dos tornillos de los conectores interiores del interruptor y se entorchan los cables estañados. Apretamos los tornillos, cuidando de aislar bien los filamentos de cobre de uno y otro. Se acomoda el cable en el interruptor, encajándolo en sus salidas laterales
Para finalizar colocamos la tapa del interruptor y la ajustamos con su tornillo.
Tenemos nuestro strober o luz estroboscópica terminada. Podemos usarla en nuestras fiestas o colocarla en el establecimiento al lado de nuestra videorockola, animando la rumba, dándole un ambiente de discoteca a nuestro negocio.
Esperamos que este proyecto sea de gran utilidad y además les deje un conocimiento en electrónica.
Video que complementa y muestra el funcionamiento del strober con LEDs
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El archivo PDF con el diagrama eléctrico, diagrama de conexión, montaje en protoboard y el circuito impreso de la luz estroboscópica (strober).