Зачем нужен резистор для светодиодов?

В поисках основной задачи, чтобы познакомиться с Raspberry Pi и его выводами GPIO, я решил, что управление светодиодом звучит достаточно просто.

Исследуя, как выполнить эту задачу, я заметил, что в большинстве инструкций указывается размещение резистора между выводом GPIO и светодиодом. Размер резистора варьируется в зависимости от инструкций, но обычно составляет от 260 до 1 кОм.

Тем не менее, ни одна из инструкций не указывает причину этого и не указывает, почему они выбрали (казалось бы) произвольный размер резистора.

Зачем нужен резистор, и как вы узнаете, каким он должен быть?

Причина общая для всех светодиодных приложений, а не только для Raspberry Pi (или выводов GPIO).

Светодиод может только пропустить такой большой ток, прежде чем он разрушит себя (очень ярко!). Максимальный ток варьируется в зависимости от размера и цвета светодиода, но для красного светодиода среднего размера обычно можно принять значение 20 мА (однако, проверьте это значение, если у вас есть спецификация для светодиода под рукой - и крошечные светодиоды могут работать только с крошечная доля этого).

Стандартный красный светодиод обычно имеет падение напряжения около 1,7 В, поэтому можно выбрать значение резистора для пропускания 20 мА при (напряжение - 1,7). Предполагая, что вход 5 В, это означает, что резистор будет пропускать 20 мА при напряжении 3,3 В, что (используя закон Ома) дает нам абсолютное минимальное сопротивление 165 Ом.

Самое худшее, что может случиться при использовании резистора большего размера, это то, что светодиод будет тусклее, чем его максимальная яркость, и поэтому для размещения светодиодов меньшего размера, которые могут пропускать только 10 мА, весьма обычно использовать 330 Ом и выше.

Я бы поставил резистор на 470 Ом для источника питания 5 В для красного светодиода среднего размера, а если он слишком тусклый, то немного уменьшу его.

Если используется миниатюрный красный светодиод, то 1 кОм не звучит возмутительно, а для более экзотических цветов (в частности, синего, розового и белого) вы захотите рассчитать значение самостоятельно.

Прежде всего, светодиод - это полупроводниковый диод. Соотношение тока и напряжения в диоде (в общем):

I = I (s) * [exp (eV / nkT) -1] (хотя это соотношение не совсем верно) \

И самое заметное, что небольшое изменение напряжения приводит к большему изменению тока. И это является основной причиной использования резистора со светодиодом последовательно.

Другое дело, что обычно рабочая точка светодиода составляет менее 5 вольт (примерно 3,3 В). Вот почему мы используем резистор правильного значения последовательно со светодиодом.

Пройдите основы: комплектующие резисторы для светодиодов . И вы получите представление о том, как подобрать подходящий резистор для конкретного светодиода.