Зачем светодиоду резистор
На светодиоде падает почти постоянное напряжение — прямое, а выше него ток растёт очень круто. Если ничто не ограничивает ток, светодиод перегревается и выходит из строя. Последовательный резистор задаёт ток.
Формула
R = (напряжение питания − прямое напряжение светодиода) ÷ ток
Красному светодиоду с прямым напряжением 2,0 В при 20 мА от источника 5 В нужно (5 − 2) ÷ 0,020 = 150 Ом. Белому светодиоду на 3,2 В от 12 В нужно (12 − 3,2) ÷ 0,020 = 440 Ом; возьмите следующий стандартный номинал вверх — 470 Ом.
Типичные прямые напряжения — около 1,8–2,2 В для красных, жёлтых и оранжевых светодиодов и около 2,8–3,4 В для синих, белых и большинства зелёных. Точное значение — в даташите.
Мощность
Резистор превращает лишнее напряжение в тепло: P = I² × R. Для примера со 150 Ом 0,02² × 150 = 0,06 Вт, так что обычный резистор на 0,25 Вт подходит. Выбирайте мощность хотя бы вдвое больше рассчитанной.
Несколько светодиодов
При последовательном соединении сложите прямые напряжения и используйте один резистор, пока сумма меньше напряжения питания. При параллельном дайте каждому светодиоду свой резистор, потому что небольшие различия между светодиодами заставляют их делить ток неравномерно.
Калькулятор
Калькулятор резистора для светодиода даёт точное значение, ближайший стандартный номинал и мощность. Для других схем остальное сделают Калькулятор закона Ома и Калькулятор последовательного и параллельного соединения.
Три светодиода последовательно
Три белых светодиода по 3,2 В от источника 12 В при 20 мА: на светодиодах падает 9,6 В, на резистор остаётся 2,4 В. R = 2,4 ÷ 0,020 = 120 Ом, а мощность в нём 0,02² × 120 = 0,048 Вт, с большим запасом для резистора на 0,25 Вт.
Четвёртому светодиоду понадобилось бы 12,8 В, больше напряжения источника, так что он бы не загорелся. Держите суммарное прямое напряжение ниже примерно 80% напряжения источника, чтобы резистору было с чем работать.
Светодиод потусклее
Большинство индикаторных светодиодов хорошо видны при 5 мА, а современные — при 1–2 мА. При 5 мА от 5 В с красным светодиодом на 2,0 В: R = 3 ÷ 0,005 = 600 Ом, берите 620 Ом. Это четверть тока и нагрева по сравнению с 20 мА, что важно в устройствах на батареях и на панели, полной индикаторов.
Частые проблемы
- Светодиод тусклый или не горит от 3 В. Синему или белому светодиоду самому нужно около 3 В, так что от двух батареек AA на резистор ничего не остаётся. Используйте повышающий драйвер или красный светодиод.
- Светодиоды параллельно без отдельных резисторов. Тот, у которого меньше прямое напряжение, берёт большую часть тока, греется и выходит из строя первым. Дайте каждому свой резистор.
- Светодиод прямо от вывода микроконтроллера. Выводы микроконтроллеров часто допускают не больше 20 мА, и суммарный ток всех выводов тоже ограничен. Для чего-то ярче используйте транзистор.
- Резистор сильно греется. Сверьте P = I² × R с допустимой мощностью резистора и берите деталь хотя бы с двойным запасом.