BoardPilotCalcolo della resistenza per LED
Inserisci la tensione di alimentazione, la tensione di soglia del LED e la corrente che vuoi. Ottieni la resistenza esatta, il valore standard (E12) da comprare e la corrente che scorre davvero.
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Perché un LED ha bisogno di una resistenza
Un LED è un diodo. Sotto la sua tensione di soglia non passa quasi corrente; appena sopra, la corrente sale molto in fretta a ogni millivolt in più. Collegato direttamente all’alimentazione, il LED prende tutta la corrente che l’alimentatore o il pin riescono a dare, e si bruciano il LED, il pin o entrambi.
Una resistenza in serie risolve il problema. Il LED tiene più o meno la sua tensione di soglia, la resistenza prende il resto e la legge di Ohm fissa la corrente: la tensione rimasta divisa per la resistenza.
Come scegliere i valori
La tensione di soglia (Vf) dipende soprattutto dal colore. Valori tipici: rosso circa 1,8–2,2 V, giallo e arancione circa 2,0–2,2 V, verde classico (giallo-verde) circa 2,1–2,2 V, verde brillante, blu e bianco circa 2,8–3,4 V. Il datasheet del LED dà il valore esatto a una corrente indicata.
Corrente: i comuni LED spia da 3 mm e 5 mm reggono circa 20 mA al massimo. I LED moderni sono già luminosi a 2–10 mA, e così il pin del microcontrollore lavora meno.
Valore standard: le resistenze si vendono in serie di valori fissi. Il calcolatore arrotonda al valore E12 successivo, così la corrente reale resta un po’ sotto quella voluta, mai sopra.
La formula
R = (Valim − Vf) / I I(reale) = (Valim − Vf) / R(standard) P = (Valim − Vf)² / R(standard)
Fonte: Legge di Ohm. Valori standard: serie E12, IEC 60063.
Esempio svolto
Un LED rosso (tensione di soglia circa 2,0 V) su un pin a 3,3 V di un ESP32 o di un Raspberry Pi Pico, a 10 mA: R = (3,3 − 2,0) V / 0,010 A = 130 Ω. Il valore E12 successivo è 150 Ω, che dà 8,67 mA e circa 11,3 mW di calore: basta una comune resistenza da 1/4 W.
Lo stesso LED su un pin a 5 V di un Arduino Uno: R = (5 − 2,0) V / 0,010 A = 300 Ω, quindi compra 330 Ω: 9,09 mA e 27,3 mW.
Domande e risposte
Perché un LED ha bisogno di una resistenza?
Appena la tensione supera la soglia del LED, la corrente sale molto in fretta: senza qualcosa che la limiti, il LED assorbe troppa corrente e si rompe, e può danneggiare il pin che lo comanda. Una resistenza in serie prende la tensione in più e fissa la corrente con la legge di Ohm.
La resistenza va prima o dopo il LED?
Va bene da entrambi i lati. In un circuito in serie la stessa corrente passa in ogni componente, quindi la resistenza può stare tra l’alimentazione e l’anodo del LED (la gamba lunga) oppure tra il catodo (la gamba corta, lato piatto) e la massa.
Più LED possono usare una sola resistenza?
Non se i LED sono in parallelo: le loro tensioni di soglia sono un po’ diverse e il LED con la soglia più bassa si prende quasi tutta la corrente. Metti una resistenza per ogni LED. I LED in serie possono condividere una resistenza, se l’alimentazione supera la somma delle loro tensioni di soglia.
Di che potenza deve essere la resistenza?
Calcola il calore con P = (Valim − Vf)² / R e scegli una resistenza che regga almeno il doppio. Per i LED spia sono poche decine di milliwatt, quindi basta la comune resistenza da 1/4 W (250 mW).
Quanta corrente può dare un pin del microcontrollore a un LED?
Dipende dal chip: controlla il suo datasheet. L’ATmega328P di un Arduino Uno ammette al massimo 40 mA per pin (valore massimo assoluto), quindi è sensato restare a 20 mA o meno. I pin dell’RP2040 di un Raspberry Pi Pico sono impostati a 4 mA di forza di pilotaggio (si può scegliere da 2 a 12 mA); se chiedi di più, la tensione del pin cala. Per LED molto luminosi o per tanti LED, usa un transistor.
Posso alimentare un LED blu o bianco a 3,3 V?
Appena appena. Con una tensione di soglia intorno ai 3 V, alla resistenza restano pochi decimi di volt, quindi la corrente dipende molto dal LED preciso e dalla sua temperatura. Va bene per una spia debole; per una luminosità stabile usa 5 V con un transistor, oppure un driver per LED a corrente costante.
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