Come selezionare il resistore corretto per un LED - #A4

I LED (Light Emitting Diode) sono componenti elettronici molto diffusi che convertono l'energia elettrica in luce. Sono utilizzati in un'ampia varietà di applicazioni, dall'illuminazione domestica agli indicatori di stato nei dispositivi elettronici.

Per far funzionare correttamente un LED, è necessario collegarlo a una fonte di alimentazione tramite un resistore. Il resistore limita la corrente che fluisce attraverso il LED trasformando energia in calore, proteggendolo da eventuali danni.

Andremo a vedere come collegare i vari componenti, i valori in gioco e come scegliere il resistore corretto.

Facciamo la nostra lista della spesa:

- LED rosso (o il colore che preferite) 

- Resistore (poi vedremo il valore della sua resistenza)

- Jumper

- Breadboard 

- Arduino

         

Come possiamo osservare dalla foto il resistore è solitamente posto tra il positivo dell'alimentazione e il positivo del LED (anodo) anche se può essere spostato tra il catodo del LED e il negativo, la cosa importante è non invertire i piedini del Led, ruotando il LED questo non funzionerà essendo polarizzato in modo errato.

La caduta di tensione e la corrente di funzionamento si possono trovare all'interno del data sheet del LED, qui vediamo alcuni esempi con valore della corrente di 15 mA che può essere portata anche a valori di 20mA o poco più a seconda dei modelli. 

On line possiamo imbatterci in molti siti che mettono a disposizione piccoli calcolatori che in automatico selezionano il corretto valore della caduta di tensione , gli stessi valori che ho riportato in tabella, per poi calcolare il valore della resistenza e potenza dissipata. ( CLAREDOT)

Facciamo subito un esempio per prendere dimestichezza con questi valori e i vari componenti.

Il circuito che andremo ad analizzare è molto semplice, avremo una tensione di alimentazione V_IN  (5Volt nel caso di arduino) , un resistore che andremo a dimensionare correttamente e un LED, tutti i componenti sono collegati in serie. 

Prossimamente analizzeremo anche le due possibilità di collegamento dei vari componenti , in serie e in parallelo, e le principali differenze; per ora osserviamo solo che nel circuito analizzato i vari componenti in serie saranno attraversati dalla stessa corrente i .

Fissata quindi la tensione di alimentazione su 5 V , la corrente di funzionamento del LED sui 15 mA e la caduta di tensione del LED rosso su 1,8 V possiamo calcolare i dati rimanenti.

Per prima cosa andiamo a calcolare la caduta di tensione del resistore che dovrà "equilibrare" insieme al LED la tensione di alimentazione, passiamo poi alla formula ( Legge di Ohm ) che mette in relazione la tensione di un conduttore elettrico con la corrente che scorre al suo interno e la resistenza che incontrerà.

Possiamo pensare alla resistenza proprio come un ostacolo, come la difficoltà che incontrerà la corrente lungo il suo percorso, ed è la grandezza rappresentativa del resistore ( si misura in Ω , Ohm ).  

Trasformiamo il valore della corrente in Ampere, dalla formula inversa ricaviamo il valore del resistore che in questo caso sarà necessario. Molto probabilmente il calcolo effettuato non ci restituirà un valore realmente esistente per il resistore (abbiamo dei valori limitati) oppure molto più semplicemente non lo  avremo disponibile nella nostra cassettina degli attrezzi. In questi casi si utilizza sempre il valore più alto disponibile rispetto a quello calcolato per metterci in sicurezza, nel nostro caso il kit di arduino è munito di un resistore da 220 Ω che sembra un'ottima alternativa. 

Visto che stiamo utilizzando un valore diverso da quello calcolato , utilizzando la stessa formula e facendo le dovute sostituzioni, calcoliamo la corrente effettiva che circolerà nel circuito per vedere se rispetta ancora le nostre necessità. La formula evidenziata in blue ci dice correttamente che la corrente è leggermente inferiore, anche se di poco, a quella imposta inizialmente permettendo il corretto e sicuro utilizzo del nostro LED.

Prova ad inserire un LED verde o giallo e vedere come cambiano i rispettivi valori e ti chiedo: sapresti individuare il resistore corretto tra quelli disponibili leggendo le bande colorate che li identificano?

Lo scopriremo prossimamente.

👉 QUI ti spiego come leggere le bande colorate se non avessi il valore segnato della resistenza.

Raffaele  

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