¿Cuántas veces abriste un clóset o una alacena de noche y terminaste hurgando a oscuras buscando algo que estaba justo ahí? Una luz de gabinete resuelve ese problema con muy poca electrónica: se enciende sola al abrir la puerta, alumbra hasta el rincón más escondido y se apaga cuando cierras. En este proyecto vas a montar una de estas luces con un LED de potencia de 1W, alimentada con 4 pilas AA, y con un detalle entretenido: un potenciómetro para regular el brillo desde casi apagado hasta el máximo.
Lo interesante es que acá no hay microcontrolador ni código. Es electrónica analógica pura, con dos transistores haciendo el trabajo de un driver de corriente sencillo. Al terminar vas a entender por qué un LED de potencia necesita una fuente de corriente controlada (y no basta con enchufarlo a la batería), cómo funciona un atenuador analógico, y cómo usar un interruptor de puerta de tipo push to break para que la luz se prenda al abrir y no al cerrar.
Qué vas a aprender
- Por qué un LED de potencia se controla con corriente constante y no con voltaje directo.
- Cómo se arma un driver de corriente simple con dos transistores complementarios (NPN + PNP).
- La diferencia entre atenuar (dimming) en modo analógico y por PWM, y por qué acá usamos el analógico.
- Cómo conectar un interruptor de puerta push to break para que la luz responda al abrir el mueble.
El circuito de un vistazo
Este es el esquema completo. Vale la pena mirarlo con calma antes de tocar la protoboard, porque la lógica del driver se entiende mejor leyendo el diagrama que con palabras.
La alimentación viene de un pack de 4 pilas AA en serie, lo que da 6V nominales. El interruptor de puerta S1 corta esa alimentación. La parte que hace la magia son los dos transistores: T1 es un 2N2222 (NPN) y T2 es un BD140 (PNP), y juntos forman un lazo que regula cuánta corriente llega al LED. El potenciómetro VR1 de 10K es la perilla con la que ajustas el brillo, y la resistencia R4 (de 7.5Ω 2W) es la que fija la corriente máxima que pasa por el LED.
Por qué corriente y no voltaje
Un LED común de 5mm lo enciendes con una resistencia en serie y listo, porque consume poca corriente. Pero un LED de potencia de 1W maneja del orden de 350mA, y su voltaje directo cambia con la temperatura: a medida que se calienta, pide más corriente, lo que lo calienta aún más. Si lo conectas directo a una fuente de voltaje, ese círculo vicioso puede terminar quemándolo. La solución es alimentarlo con una corriente controlada en lugar de un voltaje fijo. Eso es justamente lo que arma el par T1/T2 acá: un regulador de corriente económico hecho con componentes que cualquiera tiene en el cajón.
Cómo se reparten el trabajo los transistores
En este tipo de fuente de corriente, T2 (el BD140, PNP) es el que entrega la corriente al LED, y T1 (el 2N2222, NPN) actúa como vigilante: sensa la caída de tensión sobre la resistencia de sensado y, si la corriente intenta subir de más, frena un poco a T2. Así la corriente queda acotada en un valor estable. El potenciómetro VR1 mueve el punto de referencia de ese lazo, y por eso al girarlo cambias el brillo de cero a casi el máximo.
Lista de componentes
Esta es la lista tal como aparece en el circuito original. Fíjate en los valores: el orden y la potencia de cada resistencia importan.
- BAT: batería de 6V (4 pilas AA de 1.5V en serie)
- S1: interruptor de puerta de clóset (tipo push to break, normalmente cerrado)
- R1: resistencia 22KΩ ¼W
- R2: resistencia 3.3KΩ ¼W
- R3: resistencia 10KΩ ¼W
- R4: resistencia 7.5Ω 2W (fija la corriente del LED)
- VR1: potenciómetro 10KΩ
- T1: transistor 2N2222 (NPN)
- T2: transistor BD140 (PNP)
- LED1: LED blanco de potencia 1W (tipo star, con PCB de aluminio)
Un punto clave sobre R4: su valor de 7.5Ω y su potencia de 2W están calculados para ese LED de 1W en particular. Si cambias el LED por otro de distinta corriente o voltaje, tienes que recalcular esa resistencia de sensado, o el brillo y la corriente no serán los correctos.
El LED de potencia
El LED que se usa es un blanco de 1W montado sobre una estrella de PCB de aluminio. Esa estrella no es decorativa: cumple la función de disipador, sacando el calor del chip para alargar su vida útil. Esta es la hoja de características típica del LED, con su voltaje directo (entre 3.2V y 3.6V) y su corriente recomendada de 0.35A.
Un tip estético del autor original que vale repetir: los muebles de madera lucen mejor con LED blanco cálido, mientras que los muebles blancos quedan mejor con blanco frío. Es un detalle menor, pero hace la diferencia cuando la luz queda instalada.
El interruptor de puerta
El interruptor S1 es del tipo push to break (pulsador normalmente cerrado). La lógica es simple pero al revés de lo que uno imagina: cuando la puerta está cerrada, empuja el botón y abre el circuito (luz apagada); cuando abres la puerta, el botón se libera, el contacto se cierra y la luz se prende. Por eso se llama push to break: al presionarlo, interrumpe.
Atenuación: analógico vs PWM
Hay dos formas clásicas de regular el brillo de un LED. La atenuación analógica cambia directamente la corriente continua que pasa por el LED: menos corriente, menos brillo. La atenuación por PWM, en cambio, mantiene la corriente constante pero la prende y apaga muy rápido, variando el ciclo de trabajo para cambiar la corriente promedio.
Este circuito usa atenuación analógica, y la razón es la simplicidad: con solo girar el potenciómetro mueves la corriente y listo, sin necesidad de generar una señal PWM ni de un microcontrolador. Tiene sus desventajas (a corrientes muy bajas el color del LED puede variar levemente), pero para una lucecita de mueble es más que suficiente y mucho más fácil de armar.
Montaje y pruebas
Como en todo proyecto analógico, lo mejor es armarlo primero en una protoboard y medir antes de soldar nada definitivo. Acá está el prototipo con todos los componentes ubicados: el potenciómetro al frente, los dos transistores al centro y la resistencia de sensado a la derecha, con el panel LED conectado por los cables rojo y negro.
Una vez conectado todo, al energizar el circuito el LED debería encender. Girando el potenciómetro vas a ver cómo el brillo sube y baja suavemente. En esta foto el prototipo ya está funcionando con un panel LED blanco encendido al máximo.
El autor original cuenta que probó el circuito tanto con el LED star de 1W como con un panel LED blanco genérico de 3.7V a 4V, y funcionó como se esperaba en ambos casos. Eso te da flexibilidad: no estás amarrado a un LED exacto, siempre que ajustes la resistencia de sensado a la corriente del LED que elijas.
Errores comunes al armar
- El LED no enciende: revisa la orientación de los transistores. El 2N2222 y el BD140 tienen pinout distinto entre sí, y un pin cambiado deja el lazo de corriente sin funcionar.
- El LED enciende pero no atenúa: verifica que el potenciómetro esté conectado por sus tres patas (los dos extremos y el cursor), no solo por dos.
- R4 se calienta mucho: es normal que disipe algo de calor (por eso es de 2W), pero si quema, mide la corriente del LED; probablemente estás pasando más de los 350mA recomendados.
- El LED parpadea o brilla poco: con pilas gastadas el voltaje cae bajo 6V y la fuente de corriente deja de tener margen. Prueba con pilas nuevas.
Variantes y mejoras
Una vez que tengas la versión básica andando, hay varias formas de subirle el nivel al proyecto:
- Apagado automático con retardo: si quieres que la luz quede unos segundos encendida después de cerrar la puerta, puedes agregar un condensador electrolítico en paralelo a la entrada del lazo para que la corriente decaiga lentamente en lugar de cortarse de golpe.
- Sensor de movimiento en vez de interruptor de puerta: reemplaza S1 por un módulo PIR para que la luz se active al detectar movimiento dentro del mueble, útil en cajones grandes o despensas donde el interruptor mecánico es incómodo de instalar.
- Versión recargable: en lugar de las 4 pilas AA puedes usar una batería de litio 18650 con su módulo de carga USB tipo C, así no tienes que andar cambiando pilas y recargas la luz por un cable.
- Más de un LED: si necesitas iluminar un mueble largo, puedes poner varios LED de potencia, recalculando la resistencia de sensado R4 para la nueva corriente total.
Personalización para Chile
En Chile puedes conseguir casi todos los componentes de este proyecto en MechatronicStore, con stock local y despacho a todo el país:
- Transistor 2N2222 NPN (SKU GA4-6): $200 CLP. Es el T1 del circuito, el que sensa la corriente.
- Transistor de potencia PNP BD140 (SKU GI2-7): $500 CLP. Es el T2, el que entrega la corriente al LED.
- LED COB 1W blanco: $590 CLP. Equivalente funcional del LED star de 1W del tutorial original: misma potencia, disponible en blanco y blanco frío. Si el original usa un 1W star white LED, este LED de potencia cumple la misma función.
- Potenciómetro rotacional 10K: $490 CLP. El VR1 con el que regulas el brillo (elige la variante de 10K).
- Porta pila 4 x AA con jack DC: $2.000 CLP. Te entrega los 6V de alimentación a partir de 4 pilas AA, con jack DC listo para conectar.
- Pack 600 resistencias (30 valores): $5.990 CLP. Trae las resistencias de ¼W que necesitas para R1 (22KΩ), R2 (3.3KΩ) y R3 (10KΩ) en un solo pack.
- Protoboard 830 puntos GL-12 (SKU C-320): $3.790 CLP. Para armar y probar el circuito antes de soldarlo.
Dos componentes son más específicos y conviene comprarlos aparte según lo que encuentres: la resistencia R4 de 7.5Ω 2W (un valor de potencia poco común, no incluido en el pack estándar de ¼W) y el interruptor de puerta push to break del mueble. Ambos los puedes conseguir en una ferretería de electrónica o adaptar desde un kit de luz de clóset comercial.
Recursos
- Tutorial original (inglés): Cupboard Light DIY por T.K. Hareendran en Codrey Electronics.
- Documentación adicional: hoja de características del LED de potencia 1W incluida más arriba (voltaje directo 3.2V a 3.6V, corriente recomendada 0.35A).
Proyecto inspirado en el diseño de Codrey Electronics. Versión chilena con componentes en stock local en MechatronicStore.
