Cable electroluminiscente

El cable electroluminiscente (a menudo abreviado como cable EL ) es un fino hilo de cobre recubierto de fósforo que produce luz por electroluminiscencia al aplicarle una corriente alterna . Se puede utilizar en una amplia variedad de aplicaciones: decoración de vehículos y edificios, iluminación de seguridad y emergencia, juguetes, ropa, etc., de forma similar a como se utilizan las guirnaldas de luces o las luces navideñas . A diferencia de estas últimas, el cable EL no consiste en una serie de puntos, sino que produce una línea continua e ininterrumpida de luz visible. Su fino diámetro lo hace flexible e ideal para diversas aplicaciones, como ropa o disfraces.

La construcción del cable EL consta de cinco componentes principales. Primero, un núcleo de alambre de cobre macizo recubierto de fósforo. Un alambre muy fino, o un par de alambres, se enrolla en espiral alrededor del núcleo de cobre recubierto de fósforo, y luego se evapora la capa conductora exterior de óxido de indio y estaño (ITO). Este alambre fino está aislado eléctricamente del núcleo de cobre. Este conjunto de alambre, fósforo y alambre fino está rodeado por una funda de PVC transparente . Finalmente, esta funda delgada y transparente de PVC está rodeada por otra funda de PVC transparente, translúcida o fluorescente de color .

Se aplica una tensión alterna de aproximadamente 90 a 120 voltios a unos 1000  Hz entre el núcleo de cobre y el hilo conductor que lo rodea. Este hilo conductor puede modelarse como un condensador coaxial con una capacitancia de aproximadamente 1  nF por cada 30  cm, y la rápida carga y descarga de este condensador excita el fósforo para que emita luz. Los colores de luz que pueden producir eficientemente los fósforos son limitados, por lo que muchos tipos de hilo conductor utilizan un tinte orgánico fluorescente adicional en la funda transparente de PVC para obtener el resultado final. Estos tintes orgánicos producen colores como el rojo y el violeta cuando son excitados por la luz azul verdosa del núcleo.

Para generar la señal de alta tensión, se suele utilizar un oscilador resonante . Debido a la carga capacitiva del cable electroluminiscente, el uso de un transformador inductivo (bobinado) convierte al controlador en un oscilador LC sintonizado de alta eficiencia . La eficiencia del cable electroluminiscente es muy alta, por lo que se pueden alimentar hasta cien metros de cable con pilas AA durante varias horas.

En los últimos años, el circuito LC se ha sustituido en algunas aplicaciones por un circuito integrado inversor de condensador conmutado de un solo chip, como el Supertex HV850. Este circuito puede alimentar hasta 30  cm de hilo conductor de alta eficiencia y es adecuado para linternas solares y aplicaciones de seguridad. Otra ventaja de estos chips es que las señales de control pueden obtenerse de un microcontrolador, lo que permite variar el brillo y el color mediante programación. Esto se puede controlar utilizando sensores externos que detectan, por ejemplo, el estado de la batería, la temperatura ambiente o la luz ambiental, entre otros.

El cable EL, al igual que otros dispositivos EL, tiene limitaciones: a alta frecuencia disipa mucho calor, lo que puede provocar su degradación y la pérdida de brillo con el tiempo. Debido a que el cable no está blindado y suele funcionar a un voltaje relativamente alto, puede producir interferencias de alta frecuencia (correspondientes a la frecuencia del oscilador) que pueden ser captadas por equipos de audio sensibles, como las pastillas de guitarra. También existe un límite de voltaje: el cable EL típico se degrada a unos 180 voltios pico a pico, por lo que, si se utiliza un transformador no regulado, es fundamental el uso de diodos Zener en serie y resistencias limitadoras de corriente en serie.

Además, la lámina y el cable EL a veces se pueden usar como sensor táctil, ya que al comprimir el condensador cambiará su valor.

Los secuenciadores de hilo EL pueden hacer parpadear el hilo electroluminiscente (o hilo EL ) en patrones secuenciales. El hilo EL requiere un controlador de baja potencia y alta frecuencia para iluminarse. La mayoría de los controladores de hilo EL simplemente encienden un hilo de forma continua, y algunos controladores también pueden tener un modo de parpadeo o estroboscópico. Un controlador activado por sonido encenderá el hilo EL en sincronía con música, voz u otros sonidos ambientales, pero un secuenciador de hilo EL permitirá que varios tramos de hilo EL parpadeen en la secuencia deseada. Los tramos de hilo EL pueden ser todos del mismo color o de diferentes colores.

Las imágenes de arriba muestran un letrero que muestra un número de teléfono, donde los números se formaron usando diferentes colores de cable EL. Hay diez números, cada uno de los cuales está conectado a un canal diferente del secuenciador de cable EL. ^{[ a ]}

Al igual que los controladores de cable EL, los secuenciadores están diseñados para controlar (o alimentar) un rango o longitud específica de cable EL. Por ejemplo, si se utiliza un secuenciador con una longitud de cable de entre 1,5 y 14 metros (4,9 y 45,9 pies) , existe el riesgo de que el secuenciador se queme, y si se utilizan más de 14 metros, el cable EL no brillará con la intensidad deseada.

Existen secuenciadores de hilo electroluminiscente (EL) disponibles comercialmente, capaces de iluminar tres, cuatro, cinco o diez hilos. Hay secuenciadores profesionales y experimentales con muchos más de diez canales, pero para la mayoría de las aplicaciones, diez canales son suficientes. Los secuenciadores suelen ofrecer opciones para cambiar la velocidad, invertir la secuencia, modificar su orden y, en ocasiones, para controlar si los primeros hilos permanecen encendidos o se apagan al encenderse el resto. Los secuenciadores de hilo EL suelen ser más pequeños que una cajetilla de cigarrillos y la mayoría funcionan con pilas. Esta versatilidad permite su uso en eventos nocturnos donde no hay acceso a la red eléctrica .

Patente estadounidense 5,753,381, filamento electroluminiscente

• Cómo funciona el cable electroluminiscente (EL) , por Joanna Burgess // Cómo funcionan las cosas