N 33 V 72 Final

LUJÁN-RAMÍREZ, C.A., SANDOVAL-GÍO, J., RODRÍGUEZ-SOLÍS, D.G., MANDUJANO-LÓPEZ, G.A. Y PUERTO-LOEZA, J.A.
Es de gran importancia conocer cómo utiliza una lámpara la
energía eléctrica suministrada por la fuente de energía. Este
parámetro se conoce como rendimiento luminoso y depende
del dispositivo emisor utilizado como convertidor de energía
eléctrica a luminosa [10].
El presente trabajo ilustra el desarrollo de un método para
calcular el rendimiento luminoso de una lámpara LED
diseñada en el Instituto Tecnológico de Mérida [5] y usada
para fototerapia en neonatos que utiliza el control de
corriente mediante un circuito integrado (CI) “driver” de uso
general.
MATERIAL Y MÉTODOS
El esquema de control del sistema para tratamiento por
fototerapia se plantea como se ilustra en la Figura 1.
Figura 2. LEDs y drivers instalados en el PCB. Fuente: elaboración propia.
La curva característica V F vs. I F del LED usado muestra el
típico comportamiento de un diodo polarizado directamente.
Esto se ilustra en la Figura 3.
Figura 1. Conexión del panel de LED en la lámpara para fototerapia. Fuente:
Elaboración propia.
El circuito integrado usado como “driver” es el TLC5940 de
Texas Instruments [11], este tiene un control de 16 canales
con una capacidad de corriente de hasta 120 mA por canal.
La configuración y el control se realizan mediante
comunicación serial con un microcontrolador. Cada circuito
driver TLC5940NT lleva un potenciómetro, este va
conectado a la terminal I ref y permite ajustar la corriente
máxima de cada canal en 20 mA, asegurando que esta sea la
corriente que circule por cada LED. El microcontrolador que
se utiliza para la comunicación y configuración del driver es
el Atmega 328P-PU, instalado en la plataforma de desarrollo
libre Arduino UNO, el cual cuenta con una librería para el
control del TLC5940NT [12]. Esta librería permite ajustar el
número de circuitos TLC5940NT que se conectan en serie;
en este caso se conectan 4 en serie para un total de 64 canales,
y a su vez cada canal alimenta a 3 LED dispuestos en serie
haciendo un total de 192 LEDs.
Los LED empleados en el diseño son del modelo 510LB7C,
de Nitruro de Galio (GaN), con una longitud de onda
dominante de 465 nm, de color azul súper brillante.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
En la Figura 2 se muestra una vista del PCB (Printed Circuit
Board) de los drivers y LEDs.
Figura 3. Curva característica del LED 510BLTC. Fuente:
http://www.hebeiltd.com.cn/led.datasheet/510LB7C.pdf
El punto de operación se elige considerando los límites de
corriente especificados en el chip “driver” TLC5940. La
corriente I F elegida para cada LED es de 20mA,
encontrándose una caída de tensión V F de 3.2V de acuerdo
con la Figura 3, suministrada por el fabricante.
La potencia disipada por cada LED del conjunto operando en
modo continuo está dada por [13].
P LED = V F I F (Ec. 1)
Entonces, de la Figura 3 se tiene
P LED = (3.2 V)(0.02 A) = 0.064 W = 64mW
P LED es la potencia eléctrica suministrada por la fuente de
alimentación para activar cada LED. Dado que la lámpara
REVISTA DEL CENTRO DE GRADUADOS E INVESTIGACIÓN. INSTITUTO TECNOLÓGICO MÉRIDA Vol. 33 NÚM. 72 147