Temperatura de trabajo de los LEDs

Uno de los factores más importantes en cuanto a la vida útil de una pantalla de precios de estación de gasolina es la temperatura de trabajo de los LEDS. El otro factor, no menos importante es la calidad del chip. El chip es elemento de estado sólido en cargado de generar la luz en un LED.

Esta es una lección que aprendimos en INGENIO ELECTRONICO con el paso de los años.

Nuestras pantallas, al inicio, se componían de las tarjetas de los dígitos de LED, la tarjeta de control y una fuente de poder. Todo ello iba ensamblado en una carcasa metálica con un frontal en acrílico translúcido del color de los LED.

Durante los primeros años no percibimos ningún problema de temperatura con los LED debido a dos razones:

• Los primeros años se vendieron la mayoría de pantallas en Bogotá. Bogotá es una ciudad situada a 2.600 m.s.n.m. sobre la Cordillera de los Andes con una temperatura promedio de 18 °C.
• Curiosamente la gran mayoría de estaciones de gasolina donde se instalaron pantallas LED de precios tenían el aviso de precios en el sentido oriente – occidente, razón por la cual los rayos del sol no impactaban directamente sobre los LED.

Paralelamente a esto, y por cuestiones logísticas, se cambio el uso del acrílico translúcido de colores por un acrílico cristal (transparente). Me explico, para fabricar pantallas de LED verde tocaba tener en “stock” acrílico translúcido verde, para fabricar pantallas de LED rojo tocaba tener en “stock” acrílico translúcido rojo y así sucesivamente. Al utilizar acrílico cristal se facilitaba el tema de los inventarios de acrílico.

Las primeras evidencias de problemas de temperatura se tuvieron cuando la petrolera Terpel fue adquirida por la empresa chilena Copec, la cual tomó la decisión de cambiar las pantallas de LED verde y rojo por pantallas de LED blanco. Al cabo de 4 meses la intensidad de los LED blancos se había disminuido notablemente.

Parece ser que de todos los colores, el blanco es el más sensible a problemas de temperatura. Esto no es de extrañar, ya que hablando estrictamente,  el LED blanco no existe. El LED blanco es un LED azul con el chip recubierto de unas sales de fósforo las cuales generan el “color” blanco.

Por cuestiones de suerte en parte, y de observación de otros productos que habíamos elaborado con LED blanco, se tomó la decisión de no usar más el LED DIP blanco ovalado que veníamos usando, por un LED blanco SMD (Surface Mounting Device).

En electrónica se manejan dos tipos de componentes desde el punto de vista del montaje sobre el PCB (Printed Circuit Board). El PCB es el circuito impreso o tarjeta donde van soldados los componentes electrónicos.

Los componentes DIP son aquellos que tienen unas “patas” (en inglés las llaman “legs”) las cuales atraviesan el PCB para ser posteriormente soldadas en la cara trasera del PCB. Los componentes SMD llevan unos contactos laterales o “patas” muy cortas que van soldadas por la cara frontal del PCB.

Parece ser que los LED SMD, al quedar el chip más cerca al PCB, disipa mejor el calor que los LED DIP, en los cuales el chip queda a unos  3 milímetros de altura con respecto al PCB.

Es importante anotar, que los LED rojos, verdes y amarillos DIP no presentaron el problema mostrado por los LED blancos DIP.

Posteriores observaciones de pantallas con LED rojos y verdes instaladas en ciudades con climas cálidos mostraron un buen comportamiento a pesar de no ventilación. La explicación para esto es que, además de la buena calidad del chip, los acrílicos translúcidos del color del LED filtran los rayos solares protegiendo a los LED.

Hoy en día, y basados en la experiencia de varios años, las pantallas de LED de precios para estaciones de gasolina las fabricamos con unos ventiladores traseros, los cuales han demostrado una efectividad del 100%.

Lo ideal es fabricar pantallas con ventiladores y acrílico translúcido del color de los LED. Desafortunadamente, lo del acrílico no aplica para los LED blancos que están tan de moda.