¿Puedo usar LED azul-verdes como indicadores de estado de MCU con alimentación de 3,3 V?

La industria electrónica moderna ha desarrollado LED muy eficientes con colores agradables y elegantes ("verde verdadero", "cian" y "azul") basados ​​en tecnología InGaN o similar. Algunos de estos LED se especifican con voltajes directos de 3,2 a 4,2 V. Estos son ejemplos de tales LED, Kingbright WP7104PR51C/A o APT3216VBC de montaje en superficie .

Pero los MCU habituales se alimentan con un suministro de 3,3 V, y la salida GPIO suele ser de 3,1-3,2 V, lo que parece ser apenas suficiente para controlar estos LED. ¿Cómo puedo usar estos LED como indicadores de algunos estados de señal o estado del riel de alimentación? ¿Necesito una resistencia en serie R1 aquí?

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En caso afirmativo, ¿cómo elijo su valor?

DESCARGO DE RESPONSABILIDAD: Esta "pregunta-respuesta" viene como una elaboración de la pregunta original "¿Tiene sentido agregar una resistencia de 1 ohmio a este circuito LED?" , para abordar el caso de uso particular de los LED como indicadores de estado lógico.

Respuestas (1)

Puede utilizar estos LED sin reservas de ningún tipo. Los LED modernos son emisores de luz muy eficientes. La advertencia es que las especificaciones de los LED definen el voltaje directo a cierta corriente, generalmente a 20 mA. Al mismo tiempo, la intensidad luminosa también se especifica en condiciones de prueba de 20 mA. Y la intensidad de la luz es enorme, algo así como ~1000 mcd para el LED WP7104PR51 y ~150 mcd para el LED APT3216VBC típico.

Sin embargo, los LED de estilo antiguo solían emitir solo 2-3 mcd y eran perfectamente visibles para el ojo humano como indicadores de estado. Shining 1000 mcd iluminará toda la habitación y cegará los ojos si se mira directamente al LED. Por lo tanto, no hay necesidad de alimentar estos LED al máximo de sus capacidades, y será necesario reducir su salida de luz a un nivel cómodo. A continuación se encuentran las consideraciones para APT3216VBC (150 mcd a 20 mA).

Lo bueno es que (a) el voltaje directo de un LED no es una constante, el gráfico IV es fuertemente no lineal, comenzando desde aproximadamente 2.4 V:

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y (b) la intensidad de la luz cae linealmente con corriente reducida:

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Por lo tanto, para obtener una luz cómoda del LED APT3216VBC, la corriente de la unidad debe reducirse al menos 10-20 veces, a 1-2 mA, para obtener ~15 o ~7,5 mcd de luz. Por lo tanto, el punto de operación en el gráfico IV (a) debe moverse al punto (2), que corresponde al voltaje directo del LED de aproximadamente 2,6 V. Por lo tanto, el GPIO debe tener una resistencia que cae aproximadamente 0,7 V (3,3 - 2,6) en 1- 2 mA, o alrededor de 350-700 ohmios. Esta configuración dará una salida de luz de 8-15 mcd. Esto podría ser aún demasiado brillante para un ojo desnudo. Para reducir la luz a 1,5 mcd más normales, o diez veces más, la resistencia R1 puede ser tan alta como 3-4 kohms. Debe experimentar un poco con muestras de LED para elegir la resistencia adecuada para la aplicación.

Con corrientes de accionamiento en el área de ~1 mA, todas las preocupaciones sobre las variaciones de temperatura y la impedancia GPIO interna pueden ignorarse de manera segura, a menos que los LED se utilicen para algún propósito de calibración de color.

En resumen, la salida luminosa normativa de un LED seleccionado debe desempeñar un papel importante en la determinación del valor R1.