Mengapa resistor diperlukan untuk LED?

Sambil mencari tugas dasar untuk mengenal Raspberry Pi dan pin GPIO-nya, saya memutuskan bahwa mengendarai LED terdengar cukup sederhana.

Saat menyelidiki bagaimana menjalankan tugas ini, saya perhatikan bahwa sebagian besar instruksi menunjukkan untuk menempatkan resistor antara pin GPIO dan LED. Ukuran resistor bervariasi berdasarkan instruksi, tetapi biasanya dalam kisaran 260 ohm hingga 1 kilohm.

Namun, tidak ada petunjuk yang menunjukkan alasannya dan mereka juga tidak menunjukkan mengapa mereka memilih ukuran resistor (yang tampaknya) sewenang-wenang.

Mengapa resistor bahkan diperlukan, dan bagaimana Anda tahu apa ohm seharusnya?

Alasannya umum untuk semua aplikasi LED, bukan hanya Raspberry Pi (atau pin GPIO).

Sebuah LED hanya dapat melewati begitu banyak arus sebelum akan menghancurkan dirinya sendiri (sangat cerah!). Arus maksimum bervariasi berdasarkan ukuran dan warna LED, tetapi untuk LED merah berukuran sedang biasanya dapat diasumsikan 20mA (periksa nilai ini, jika Anda memiliki lembar spesifikasi untuk perangkat praktis LED - dan LED kecil hanya dapat menangani sebagian kecil dari ini).

LED merah standar biasanya memiliki penurunan tegangan sekitar 1,7v, dan nilai resistor dapat dipilih untuk melewati 20mA pada (tegangan - 1,7). Dengan asumsi input 5v, ini berarti resistor yang akan melewati 20mA pada 3.3v, yang (menggunakan Hukum Ohm) memberi kita resistensi minimum absolut 165 ohm.

Yang terburuk yang dapat terjadi dengan menggunakan resistor yang lebih besar, adalah bahwa LED akan lebih redup daripada kecerahan maksimumnya, dan dengan demikian untuk mengakomodasi LED yang lebih kecil yang hanya dapat melewati 10mA, tidak jarang menggunakan 330 ohm ke atas.

Saya akan meletakkan resistor 470-ohm untuk pasokan 5v untuk LED merah berukuran sedang, dan jika LED terlalu redup maka kurangi sedikit.

Jika menggunakan miniatur merah LED, maka ohm 1K tidak terdengar keterlaluan, dan untuk warna yang lebih eksotis (khususnya biru, merah muda dan putih), Anda harus menghitung nilainya sendiri.

Pertama-tama, LED adalah dioda semikonduktor. Dioda hubungan tegangan - arus (secara umum):

I = I (s) * [exp (eV / nkT) -1] (meskipun hubungan ini tidak sepenuhnya nyata) \

Dan hal yang paling penting adalah bahwa perubahan kecil dalam tegangan menghasilkan perubahan arus yang lebih besar. Dan ini adalah alasan di balik penggunaan resistor dengan seri LED.

Hal lain adalah bahwa umumnya titik operasi LED kurang dari 5 volt (sekitar 3,3 V). Itulah sebabnya kami menggunakan resistor dengan nilai yang sesuai secara seri dengan LED.

Buka Dasar - Dasar: Memilih Resistor untuk LED . Dan Anda akan mendapatkan ide bagaimana memilih resistor yang tepat untuk LED tertentu.