¿Por qué no es buena idea conectar un LED a Arduino sin resistencia?

¿Por qué no es buena idea conectar un LED a Arduino sin resistencia?

Hay dos tipos de personas, los que conectan los LEDs con resistencia y los que no… y solo una de ellas lo está haciendo bien.

¿Por qué complicarse la vida poniendo una resistencia para iluminar un LED?

Todo LED se caracteriza por su forward voltage (Vf), el voltaje que hay que aplicar en sus polos para que se ilumine, y la corriente (If) que fluye por él a ese voltaje. Si pasa muy poca corriente no se ilumina, si en cambio pasa mucha corriente… ¡lo quemas!
Símbolo del LED con el voltaje y la corriente

Estos valores vienen en la hoja de datos, sin embargo, con frecuencia desconocemos el fabricante de un LED. Valores típicos (léase como seguros) para los LEDs de 5mm (los que usamos habitualmente en la breadboards) son 2,1V y 20mA, si bien cada LED tiene unos valores distintos que varían incluso en función del color con el que se iluminen.

Las placas con las que trabajamos habitualmente trabajan a 5V (la mayoría de Arduinos, empezando por Arduino UNO) o 3,3V (Raspberry Pi, algunos Arduinos…). Si utilizamos estas placas para encender un LED le estaremos aplicando un voltaje mayor del que necesita. Al tener un voltaje mayor entre sus polos, la corriente que pasa por él también crece, lo que solo puede llevar a dos consecuencias: el deterioro del LED y el deterioro del pin del microcontrolador.

¿Deterioro del microcontrolador? ¡Sí! Los pines de los microcontroladores tienen un límite de corriente que pueden entregar (en el caso de Arduino UNO es 40mA) y hacerlos trabajar cerca de ese límite o superándolo acorta la vida del microcontrolador.

Por suerte la solución es muy sencilla… ¡poner una resistencia!

¿Cómo calculo el valor de la resistencia para conectar el LED?

Si puedes, toma los valores típicos de funcionamiento de la hoja de datos de tu LED. Si no, cuando usamos los LEDs de 5mm podemos tomar 2,1V como voltaje “seguro” de funcionamiento y 20mA como la corriente que debe pasar por él. Así es como lo hacemos en nuestros talleres de Arduino.

En el circuito siguiente tenemos:

  • V como el voltaje que sale del pin de nuestro microcontrolador, por ejemplo 5V.Un LED con una
  • Vf e If determinadas, por ejemplo 2,1V y 20mA respectivamente.

¿Cuál es el valor de la resistencia que garantiza que el LED trabaja en los valores adecuados?

Circuito LED y resistencia

En primer lugar, SABEMOS que Vf tiene que ser 2,1V. Si el pin de mi microcontrolador da 5V, el voltaje que debe caer por la resistencia es 5V – 2,1V = 2,9V.

Por otro lado, SABEMOS que If es 20mA. La corriente, a diferencia del voltaje, se conserva durante todo el recorrido del circuito (la corriente que entra es igual a la corriente que sale), por lo que por nuestra resistencia pasa la misma corriente que por el LED, 20mA.

La Ley de Ohm relaciona el valor de resistencia con el voltaje y la corriente que la atraviesa, de la forma V = I·R, despejando, R = V/I. Tenemos que V es 2,9V y que I es 20mA, por lo que R = 2,9V / 0,02A = 145 Ohm.

145 Ohm es el valor de la resistencia que debemos poner en nuestro circuito con el LED del ejemplo. Si no nos sale un valor de resistencia que no tenemos intentaremos acercarnos lo máximo posible, siempre prefiriendo valores por encima del ideal.

La calculadora de resistencias de LED

Ahora que sabes cómo se calcula la resistencia del LED, podemos simplificarnos un poco la vida con esta calculadora:

¡Tan solo rellena los datos necesarios y listo! Si quieres acceder solo a la calculadora sin tener que llegar al final de este post, aquí tienes el enlace directo.

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