Como Testar LEDs (INS029)

O que são
Os LEDs (Light Emitting Diodes) são dispositivos semicondutores semelhantes aos diodos comuns mas feitos com materiais que formam uma junção emissora de luz visível (ou infravermelha) quando percorrida por uma corrente no sentido direto. Esses dispositivos são usados portanto como fontes de luz para sinalização, iluminação ou transmissão de dados. na figura 1 temos o símbolo adotado para representar esse componente, assim como os aspectos dos principais tipos encontrados na prática.

 




Para usar um LED é preciso limitar por um resistor ou outro componente externo a corrente ciorculante. A queda de tensão típica num LED em conudção depende do material e portanto da cor da luz variando tipicamente entre 1,6 V para os vermelhos e infravermelhos até 2,7 V para os azuis. Os LEDs não devem ser submetidos à tensões inversas maiores do 5 V, pois isso pode danificá-los. Existem também LEDs denominados RGB que na verdade são formados por três LEDs nas cores vermelho (Red), verde (Green) e azul (Blue) ligados em paralelo conforme mostra a figura 2.




Muitos desses LEDs não consistem simplesmente nos elementos emissores que podem ser testados como diodos independentes, mas possuem circuitos excitadores (fontes de corrente constante). Para esses LEDs os procedimentos que descreveremos a seguir não se aplicam.

 


O que testar
A prova da junção é a mais simples, mas deve ser feita com um provador que forneça uma tensão maior do que a necessária à polarização direta, ou seja, maior que 1,6 a 2,7 V, dependendo do LED testado. A melhor maneira de se testar um LED é com um circuito simples de polarização que o faça emitir luz.
O multímetro apenas revela se um LED está em curto, nada informando sobre outros eventuais problemas que possam ocorrer.


Instrumentos Usados
Provador de continuidade (com ressalvas)
Multímetro (teste parcial)
Circuito de prova (teste completo)
Traçador de curvas e osciloscópio

 


As Provas
1.Multímetro e Provador de Continuidade
Essa prova apenas detecta um LED em curto, não servindo para indicar se ele está aberto ou com outro tipo de problema. Para o provador de continuidade será possível fazer um teste mais completo se sua tensão de prova for maior do que 3 V.


Procedimento

a)Coloque o multimetro numa escala baixa de resistências (ohms x10 iou ohms x100 se for analógico e zere-o). Se usar um provador de continuidade em condições de operação.

b)Meça a resistência direta e inversa do LED em teste.

c)Para o provador de continuidade faça os testes nos dois sentidos, observando o LED se ele for de luz visível (não infravermnelho)

O procedimento para este teste é mostrado na figura 3.





Interpretação dos Resultados
A resistência deve ser alta nos dois sentidos ou num único sentido. Se houver um sentido em que a resistência seja baixa, pois a tensão é suficiente para levar o LED à conduçãio, se ele for de luz visível, acenderá. Se a resistência for alta nos dois sentidos, nada podemos afirmar sobre o estado sem um circuito de prova. No entanto, se for baixa nos dois sentidos, podemos afirmar que ele se encontra em curto.


Observação
Para os LEDs brancos ou que possuam fontes de corrente constante interna é possível, que dependendo da tensão aplicada pelo provador ele acenda, mas isso não ocorre sempre. Se na prova, o LED não acender, o melhor é comprovar seu estado com o circuito de teste.

 


2.Circuito de Teste
Uma maneira mais segura de se fazer o teste de LEDs de luz visível é com o simples circuito de teste da figura 4.



Ligando o LED a esse circuito, ele deve acender. Para os LEDs infravermelho, como não podemos ver a luz emitida, recomendamos o teste específico dado no item 5 esta seqüência. Com esse circuito podemos também testar os LEDs brancos e RGB ue possuam circuitos internos de controle de corrente.

 


3.Medida de Tensão Direta
Usando o circuito de teste da figura 4 podemos usar um multímetro comum para determinar a tensão direta que esse LED exige para conduzir. Na figura 5 mostramos como isso pode ser feito, lembrando que um LED polarizado no sentido direto pode ser usado como referência ou regulador de tensão, quase de forma tão precisa quanto um zener.



4.Com o Osciloscópio
Na figura 6 mostramos como usar o traçador de curvas para levantar as características de um LED, com a ajuda de um osciloscópio. Esse circuito é semelhante ao que usamos para analisar diodos, já que o LED nada mais é do que um diodo.



Na figura 5.25(a) temos o circuito simulado no Electronics Workbench (MultiSim 9) e na mesma figura, em (b) a imagem obtida para um LED em bom estado. No eixo vertical podemos medir a tensão direta de condução do LED. O oscilosópio é ajustado para varredura externa (B/A, A/B ou X/Y).

 


5.Teste de LEDs infravermelhos
O teste de LEDs infravermelhos pode ser feito com um circuito de prova para o emissor e um circuito detector ligado a um multímetro comum. Um sensor infravermelho (foto-transistor comum) vai acusar se radiação for produzida e portanto o LED estiver em bom estado. O circuito completo para esta prova é mostrado na figura 7.



Esse circuito simples pode ser implementado com facilidade usando uma matriz de contacto. Veja que o LED em teste deve ser acoplado ao foto-transistor através de um tubinho, conforme mostra a figura 8.
.


Com o acoplamento indicado, garante-se que o foto-transistor vai ser excitado apenas pela radiação infravermelha do LED em teste. É claro que, como o foto-transistor também responde à radiação visível, qualquer tipo de LED pode ser testado neste circuito, e também (conforme veremos mais adiante), foto-transistores.

 


Observações
Lembramos que os LEDs brancos ou RGB, usados em painéis de diversos tipos de equipamentos são formados, na realidade, por 3 pastilhas de LEDs de cores diferentes (vermelho, azul e verde) cuja luz se combina para produzir as cores desejadas, conforme mostra a figura 9.




Nos LEDs em que os terminais dos três emissores internos são acessíveis o teste de funcionamento pode ser feito como se fossem três LEDs independentes. No entanto, nos casos em que existe apenas um terminal é preciso considerar que em alguns a pastilha não apenas de emissores mas também contém circuitos excitadores mais complexos que não podem ser testados de forma simples. Para esses casos o circuito de teste é o mais indicado, pois simula a alimentação do LED em condições normais de funcionamento.

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