Uso de valores de resistencia más grandes

Elección de la resistencia en serie para un LED:

• Debe conocer el voltaje directo de su LED (Vf en la hoja de datos). Esto variará según el color. Por ejemplo, un LED rojo típico tiene un VF de ~2V, un LED azul un Vf de ~3,5V.

• Luego debe decidir la corriente a la que desea ejecutar su LED. Debe estar por debajo de la corriente continua máxima (Imax) especificada en la hoja de datos. Un indicador LED típico de 5 mm (como se ve en el tutorial) tiene un Imax de 20 mA.
  Como guía aproximada, para este tipo de LED, solo será visible a 1-2 mA y bastante útil para un indicador interior a 5-10 mA. A 20 mA, será muy brillante (dolorosamente si se ve un LED ultrabrillante demasiado cerca)

• Digamos que opta por 10 mA y tiene un LED rojo con un VF de 2V. Supongo que el voltaje de suministro Rpi es de 3,3 V, por lo que la salida del pin alto será de 3,3 V. La resistencia va en serie con el LED. El voltaje a través de la resistencia será el voltaje de suministro menos el LED Vf. Con esta información, para calcular el valor de la resistencia usamos la ley de Ohm:
  R = V/I = (3.3V - 2V) / 0.010A = 130Ω
  En el caso de que la tensión de alimentación sea inferior a la del LED Vf, la fórmula anterior no aplicar (el suministro V debe ser > Vf) El LED no se encenderá (si justo debajo de Vf puede fluir una pequeña cantidad de corriente, vea la curva IC a continuación, no es una esquina perfectamente afilada en el punto marcado como Vd [también conocido como Vf]) Ver editar al final para la solución.

Por lo tanto, podría usar la resistencia de 100 Ω y tener una corriente de LED de 13 mA ((3,3 V - 2 V) / 100 Ω = 13 mA), que debería estar dentro de las especificaciones para la mayoría de los LED estándar. Con la resistencia de 1kΩ, el LED será bastante tenue a solo 1,3 mA.

En caso de que se pregunte por qué el voltaje de los LED parece estar fijo en un cierto voltaje, no es tan simple, pero es una aproximación útil. Dado que un LED es un tipo de diodo, cuando el voltaje a través de él es más bajo que Vf, el LED parece una impedancia muy alta y no pasa corriente. Cuando el LED alcanza su Vf, la corriente aumenta muy bruscamente por un pequeño cambio en el voltaje, por lo que de repente parece de baja impedancia. Esto significa que si ponemos una resistencia en serie con él, podemos elegir una amplia gama de corrientes por solo un pequeño cambio en Vf.
Para ilustrar esto, eche un vistazo a este diagrama que muestra una curva típica de diodos IV (corriente en relación con el voltaje):

Puede ver que cuando el voltaje alcanza el punto Vd, la corriente aumenta bruscamente por un cambio muy pequeño en el voltaje, por lo que podemos "elegir" una corriente en cualquier lugar de este rango y obtener un voltaje similar.

¿Qué pasa con la conducción de LED con un Vf más alto que el voltaje de suministro disponible?

En este caso, necesitamos aumentar el voltaje y, afortunadamente, hay muchos circuitos integrados baratos disponibles para hacer esto por nosotros. Se conifican en diversas variedades y utilizan topologías lineales, de corriente constante, reductor/elevador (inductor conmutado) y bomba de carga (condensador conmutado).

Por ejemplo, el NCP5006 controlará hasta 5 LED blancos/azules en serie desde un suministro de 2,7 V - 5,5 V:

Para una opción multicanal que puede controlar cada LED individualmente, el TPS60250 basado en la bomba de carga controlará hasta 7 LED blancos/azules desde una entrada de hasta 3 V. I2C se utiliza para la interfaz de control:

Estos se eligieron al azar entre más de 700 opciones en Farnell (en "Controlador LED" y opciones de bomba de refuerzo/carga seleccionadas)

1K funcionará bien. Alternativamente, tres resistencias de 100 ohmios en serie le darán 300 ohmios, que está tan cerca de 270 que no notará la diferencia. Pero de cualquier manera está bien si todo lo que quiere hacer es observar cómo se enciende o apaga el LED.

Necesitaremos la Ley de Ohm y la Ley de Voltaje de Kirchhoff (KVL) para eso. KVL dice que el total de los voltajes en un circuito cerrado es cero. El voltaje de salida del RPi es un hecho, eso es 3.3 V. El voltaje del LED también es más o menos constante, aunque depende del color , para un LED rojo, 2 V es un valor típico. Entonces solo queda un componente y ese es el resistor, que, debido a Kirchhoff, tendrá 3,3 V - 2 V = 1,3 V a través de él.

La resistencia controla la corriente a través del LED. Ohm dice que la corriente es voltaje/resistencia, o dicho de otro modo, resistencia = voltaje/corriente. Un LED indicador a menudo se especificará a 20 mA (el 70 % de los 15 000 LED de Digikey lo son). Funcionarán con menos corriente pero brillarán con menos intensidad. Así que supongamos que tiene un LED de 20 mA y elige 20 mA porque también quiere verlo iluminado en un día soleado. Entonces la resistencia debe ser

$R = \dfrac{V}{I} = \dfrac{1.3 V}{20 mA} = 65 \Omega$

Si solo tiene resistencias de 100 Ω, puede hacer una de 65 Ω colocando dos de 100 Ω en serie y una tercera en paralelo. O puede probar con solo 100 Ω, luego

$I = \dfrac{1.3 V}{100 \Omega} = 13 mA$

En cualquier caso, consulte siempre la hoja de datos del LED para conocer la caída de tensión directa y la corriente máxima permitida. El voltaje directo también se puede medir usando un valor seguro para la resistencia en serie (el 1 kΩ está bien).