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LEDs (TV) 2: Comprendiendo su funcionamiento. Como dice que dijo??

Atomos, elementos, electrones, protones, capas, mmhhh… No entiendo ni madres!

Podría pensarse que lo que se trata aquí, o la manera tan burda de explicar las cosas es perder el tiempo y que … para que me sirve, eso ya lo se, todo lo que necesito saber esta en Internet, etc etc, bueno pues les invito a que pongan mucha atención y lean desssppaacciito y disfruten el siguiente extracto tomado de wikipedia:

“….En los estados estacionarios de un átomo, la función de onda de un electrón en una aproximación no-relativista los estados que son función propia de la ecuación de Schrödinger {\displaystyle {\mathcal {\hat {H}}}|\psi _{k}\rangle =E_{k}|\psi _{k}\rangle }en donde {\displaystyle {\mathcal {\hat {H}}}}
 es el hamiltoniano monoelectrónico correspondiente. Para el caso relativista hay que recurrir a la ecuación de Dirac. Las funciones propias obtenidas como solución de cualquiera de estas dos estaciones se denominan orbitales atómicos, por analogía con la imagen clásica de electrones orbitando alrededor del núcleo. Estos orbitales, en su expresión más básica, se pueden enumerar mediante cuatro números cuánticosnlml y ms. Obviamente, el principio de exclusión de Pauli implica que no puede haber dos electrones en un mismo átomo con los cuatro valores de los números cuánticos iguales (porque entonces ocuparían el mismo orbital y eso está excluido por el principio)….”       

De lo anterior (la neta), lo único que entendí fueron las palabras en color verde. O soy muy tonto o necesito ir a la escuela otra vez.  La palabra en verde “Obviamente” fue la que mas me gusto:   Obvio, no entendí ni madres!  Así es que como esto que trato de explicar va dirijido a técnicos principiantes de electrónica pero también a personas que no poseen conocimientos extensos de este tema y que les llame la atención esta, seguimos pues con este interesante tema. Cual era? ah si!

lLas partículas que forman a los átomos, lo hacen de muchas maneras.     Así tenemos pues que el H, tiene 1 proton y un electrón (para simplificar solo se menciona a los electrones y a los protones), el Helio tiene 2 electrones y dos protones, el litio tiene 3 y 3 y así hasta los 118 elementos diferentes que existen (la mayoría naturales y una gran parte artificiales) Pregunta: Que pasaría si al Hidrógeno le quitásemos un electrón?   La respuesta es que seguiría siendo Hidrógeno pero este átomo, seria un “Isotopo” de Hidrógeno. Y si le agregáramos al Hidrógeno un electrón mas, o sea que tenga 2 electrones y un proton?    La respuesta seria la misma: seguiría siendo hidrógeno (otra clase de este). Y la ultima: y si al Hidrógeno le quitásemos el proton?   La respuesta es que lo que quedaría, seria un electrón “libre” y dejaría de ser Hidrógeno.      De que sirve este razonamiento?   Bueno pues este, nos conduce a afirmar que lo que diferencia a los átomos unos de otros y los convierte en elementos químicos diferentes, es la cantidad de protones (principalmente estos) que junto con los neutrones forman el nucleo del atomo.

         Los electrones que orbitan alrededor del núcleo como ya se dijo lo hacen en una zona exclusiva llamada “capa” según ciertas leyes, lo hacen a cierta distancia del núcleo y por decirlo así, se adueñan de ese espacio como diciendo: *en esta capa, aquí nomas mis chicharrones truenan. Que pasa por ejemplo con el Helio que tiene 2 electrones? Bueno pues según otras teorías estos se acomodan de tal manera que orbitan en la misma capa pero guardando una distancia de tal manera que nunca chocan entre si.   En el siguiente ejemplo, utilizaremos el Sodio (Na) para avanzar.    El sodio, tiene 11 electrones y 11 protones  y…ora?   como se distribuyen los electrones?   Bueno pues, el pedo es que se forman nuevas capas porque según los que saben, en la primera capa (K), solo 2 electrones pueden circular por ahí,    otro chorro de electrones, se van agrupando en una segunda capa (L) y ahí solo caben 8 y el ultimo que nos queda, lo hace en otra nueva capa en este caso la capa M. Con estos datos pues notamos que el Helio tiene una sola capa (K) de electrones y esta es la única, ***la ultima capa y esta completa pues solo tiene 2 electrones llenándola completamente (esto es muy importante).   El Sodio, tiene la capa K completa (2), La segunda capa la L, llena también (8), (puede contener desde 1 hasta 8 electrones siendo 8 el máximo cuando la capa se llena) y el ultimo electrón, pasa a formar parte de la siguiente capa (M) la cual puede albergar hasta 18 electrones. Para el caso de este elemento (Sodio) esta ultima capa es la mas exterior(algo asi como que es  la que queda expuesta, la que se “ve” y se conoce como **capa de valencia

*Por cierto, esta característica propia de los electrones, es la que se expone en el extracto (estudio científico) que se menciona de wikipedia en el segundo párrafo de este escrito.

***Esta ultima capa es super importante, porque es en esta capa, en donde se desarrollan muchas de las reacciones químicas, fusiones, mezclas, interconexiones, propiedades eléctricas, magnéticas etc,  etc.

***Esta condición como se vera después,  es la pieza clave para desarrollar el tema que nos interesa a los que nos gusta la electrónica digital moderna… Porque todavía no empezamos, no le saquen, agárrense o huyan!

Para terminar esta segunda parte, pasemos ahora a mi pizarron para explicarlo visualmente en este video:

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Leds (TV): Comprendiendo su funcionamiento. INTRODUCCIÓN

Este tema es de suma importancia, porque  los principios básicos que expondré aquí, son la base principal de la electrónica digital moderna.

Antes de explicar como funciona un led, empezaremos con los DIODOS, y mas fundamentalmente con los materiales semiconductores. Lo haremos de forma muy fácil y sin mucho tecnicismo, solo lo mas esencial

1. El universo se compone de dos cosas: Materia y energía. 2. Según ciertas teorías, materia y energía son la misma cosa y según otras, existe una ley que dice que “la materia ni se crea, ni se destruye sino que solo se transforma”. 3. Toda la materia esta compuesta por distintas partículas que se unen entre ellas formando átomos  siendo estos “la parte mas pequeña de la materia que tiene las propiedades de un elemento químico”  4. Un elemento químico esta formado por átomos iguales, por ejemplo el elemento oxigeno, esta formado por átomos iguales de oxigeno, el elemento carbono de átomos de carbono y así sucesivamente. 5. Los átomos a su vez son compuestos por partes aun mas peque;as de materia y para no hacernos bolas, diremos que son tres las mas principales: electrones, protones y neutrones los protones y neutrones se unen entre ellos y forman el núcleo del átomo y los electrones giran alrededor del núcleo en capas alrededor del núcleo llamadas órbitas.   6. Las partículas que forman a los átomos, se combinan de muchas maneras dando como resultado también a diferentes elementos.  7. Los electrones, protones y neutrones, se mantienen unidos por fuerzas internas especiales debido a las características de estos componentes y una fundamental es la eléctrica pues en el caso de los electrones, estos tienen una masa (cantidad de materia de un cuerpo) pequeña, pero una fuerte carga negativa, los protones tienen una masa muy grande (comparada con el electrón) y una fuerte carga positiva (igual a la del electrón) y los neutrones no tienen carga, solo masa. Hasta aquí dejamos esto para no enfadarlos y pasaremos ahora a mi pizarron para visualizar lo anteriormente descrito.          https://www.youtube.com/watch?v=hpYDui64Mf4&feature=youtu.be

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LEDs (TV): Diferentes configuraciones.

El objetivo es el de establecer el voltaje necesario para probar los leds ya sea de manera individual, en sus series o en sus conjuntos (tiras de led), para identificar el que falló y proceder a su reparación.

  1. 1.    como se aprecia en la foto de este televisor, la iluminación de la pantalla, se divide en dos series (las flechas rojas indican 2 conectores que van a la fuente) de tres tiras de leds. La mitad izquierda, consta de dos tiras de 5 leds y una de 6, mientras que el lado derecho se compone de 2 tiras de 6 leds y una tira de 5. En total suman 33 leds los que deben ser alimentados por la fuente. Cada led funciona con 3.5vdc Entonces tenemos 7 posibilidades de prueba: 1. aplicando 115vdc a todo el conjunto, 2. 60vdc a la serie de 17 leds, 3. 55vdc a la serie de 16, 18vdc a las tiras de 5, 20vdc a las tiras de 6, y por último 7. 4vdc a cada led de uno por uno. Un TIP rápido para este tipo de led, consiste en probar los leds usando el multímetro en modo de continuidad (diodo) ya que éste, proporciona un pequeño voltaje suficiente para activar al diodo led encendiéndolo débilmente.
  2.  
  3.  
  4. 2.    Aquí la distribución es mas sencilla y consta de 8 tiras cortas unidas de dos en dos, para formar 4 conjuntos largos de 8 leds cada uno, dando en total 32 leds en serie. La fuente de éste televisor que alimenta a todos los leds, suministra 208 vdc y con 235 ma. Por lo tanto dividiendo el voltaje entre la cantidad de leds, nos da 6.5 vdc para cada diodo. Este tipo de led, podemos probarlo con el multímetro como un diodo normal solamente pero para “encenderlo”  necesitamos usar una fuente de voltaje variable de por lo menos 30v para probar cada tira o unos 7vdc para exitar y encender los leds individualmente.
  5. Esta es una tv pionner de 32 pulgadas y pues como se puede ver aquí, ya no se ve tan obvia la manera en como estan conectados. Pueden estar en serie, en serie paralelo o en paralelo las tiras pero lo que si se sabe, es que los leds funcionan con un voltaje especifico y en este caso, lo mejor es probar de uno en uno hasta encontrar el o los dañados. En la foto se ven tres tiras de 10 leds; las tres tiras son distintas entre si: la tira superior, tiene un conector en medio (2) y se conecta a la fuente de manera individual. La tira de en medio tiene 2 conectores (1 y 3) y un cable hacia la fuente (5) que alimenta en este caso a dos tiras (la central y la inferior a través de un tercer cable que va del conector 3, al 4, o sea que 20 leds están alimentados por un circuito diferente de el que alimenta a la tira superior (10 leds) y esto lo podemos comprobar en la foto siguiente en donde se ven 2 IC que controlan la corriente de los leds.Los dos (led drivers) son idénticos y uno controla la corriente a 10 leds y el otro a 20. Se aprecia allí, a cada conector, con su correspondiente chip. No es cosa fácil descifrar sin diagrama ni información en la placa el voltaje de funcionamiento sin estar encendido el tv, por lo que aquí solo se tiene la opción de probar individualmente cada led, con un voltaje inicial de 4v e ir aumentando poco a poco este, hasta que encienda. Una vez encendido el led, ese es el voltaje de funcionamiento de ese tipo de led en particular. Lo bueno en casi todas las tiras, es que vienen con unos puntos expuestos especial para probarlos. Los leds que utiliza este tv, son del mismo tipo de los de el primer ejemplo por lo que aplica el TIP rápido para este tipo de led.
  6.  
  7. Esta otra, es una TV de 46 pulg, y consta de 5 lineas de leds, cada una con dos tiras (una de 6 apareada con otra de 5 leds) haciendo un total de 55 leds todos conectados en serie. No hay mucho que analizar aquí y también aplica el TIP rápido para este tipo de led. En la foto que nos ocupa ahora, ahí se ven físicamente dañados varios leds (arriba a la derecha) y en este caso, como hubo un exceso de corriente causado por los leds que se pusieron en corto, se recomienda probar TODOS los leds, a fin de comprobar que no quedo por ahí, uno que otro “sentido” que pueda ocasionar problemas con el tiempo.