Led – Por que usar Resistor e como calcular ?

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Olá,

Se você chegou a este post por uma pesquisa ou indicação de alguém, saiba que no post anterior, explicamos o que é um LED, como identificar a sua polaridade e tensão e corrente de operação.

Neste post, vamos te ajudar a entender:

Por que usar Resistor?

O LED, como qualquer outro componentes, possui condições ideais de funcionamento, e são 2: Tensão e Corrente. A tensão do LED é dada pela cor, consulte tabela no post anterior: Tabela de tensão

O LED é um modelo de diodo com a propriedade especial de emissão de luz. Os diodos em geral, tendem a ser comportar quando polarizados corretamente como um condutor perfeito e o LED não foge a regra. Quando ele acende, ele vai tentar passar toda a tensão e toda corrente que estiver disponível na sua fonte de alimentação,  que poderá danificar e/ou queimar o LED ou no caso de usar pilhas, fazer com que a carga delas dure menos.

Esta é a função do Resistor Limitador manter tensão e corrente no limite ideal de funcionamento do LED.

Vejamos um exemplo bem simples, e vamos começar a calcular:

Para que este LED funcione corretamente, vamos precisar jogar essa tensão a mais fora e limitar a corrente que vai ser usada das pilhas.

Atenção no seu projeto: Procure sempre usar uma fonte que tenha pouca diferença entre o LED vai usar e o que ela pode fornecer. O Resistor vai transformar a tensão e a corrente com que ele limita em Calor, além do próprio aquecimento que ele vai gerar, literalmente você estará jogado energia fora.

Calculando o resistor ideal?

Precisamos saber o quanto de tensão deve ser eliminada, para isso, diminua a tensão do LED da tensão da sua fonte de alimentação, no nosso caso a pilha (Poderia ser qualquer fonte que você vá usar no seu projeto, fontes de alimentação, bateria do carro, e até mesmo as saídas do seu Arduino).
Desta forma:
Substituindo, pelos valores que precisamos calcular. Vfonte é 3 Volt e Vled é 1 Volt, temos como resultado que nosso resistor precisa consumir 1 Volt.

Agora, vamos calcular para encontrar nosso resistor, vamos usar mais uma formula, esta aqui:

Explicando a formula…

Se você está com dificuldade de entender por que essas letras R, V e A grifadas na formula, vamos explicar. Todas as unidades de medidas tem suas letras para as representar,  por exemplo o Metro representamos ao lado de cada numero, com sua forma simplificada M. A mesma coisa acontece com as unidades de medida da nossa formula.

R é a letra que representa a unidade de medida dos resistores – OHM (Ω)
V é a letra que representa a unidade de medida de tensão – Volts (V)
A é a letra que representa unidade de medida de corrente – Amper (A)

A grande maioria dos LEDS (Difuso e alto brilho de 3mm e de 5mm) consomem uma corrente de 20 mA (mili Amper).

Essa uma informação que você vai precisar ter do LED que você está usando. Outro detalhe, os Leds tem um consumo muito baixo, e isso está claro na quantidade de corrente que ele usa. 1 mA é a uma fração da da sua unidade. 1mA é 1A dividido por 1000(mil). Funciona igual a unidade de medida do Refrigerante, da sua agua por exemplo, que você consome em mL. 1mL(mili litro) é a milésima parte de 1L(1 Litro).

Voltando as contas…

Todos os valores anotados, hora de pegar a calculadora…

Contas feitas, esse resultado que encontramos é o Resistor Ideal, se chama assim, por que os valores que você pode encontrar com está formula nem sempre existem, e/ou são fabricados e/ou estão disponíveis a venda. Então, vamos precisar encontrar um valor Comercial mais próximo, sempre a cima do valor do Resistor ideal, nunca um valor menor.

Como saber se um valor é comercial ou não?

Pensando nisso e também para facilitar durante a parte de projeto, nos montamos a nossa tabela de resistor. Onde em cada valor, é um link que mostra somente os resistores para aquele valor.

Encontramos 2 valores próximos 51R e 56R. No valor de 51R, temos somente uma potencia disponível e em 56R temos mais opções de potencias a escolher.

E agora?

O que é a potencia de um resistor e como calcular ?

Resistores transformam energia em calor, que é dissipado por eles no ambiente. A quantidade de energia que eles conseguem dissipar é medido em Watt, que é como medimos potência. Para chegar ao valor de potência vamos usar a seguinte formula:

A Potência (P) do resistor vai ser igual a Tensão(V) que o resistor está consumindo multiplicado pela corrente(A) que passa por ele até o LED.

Vamos colocar os dados na formula e calcular:

Este valor encontrado é o valor Ideal de Potência, e ele vai nos ajudar a fazermos a melhor escolha de resistor. Agora com todos os valores, podemos avaliar que no caso deste exemplo, o resistor de 51R 1 Watt é uma escolha exagerada, podemos usar o 56R de 1/8 Watt.

Nos casos de você ver ou ouvir sobre resistores de 1/8W (um oitavo de Watt) ou 1/4W(um quarto de Watt ou também pode ser chamado de CR25), equivale a potencia fracionada.

1/8 Watt é o mesmo que 0,125 Watt
1/4 ou CR25 é 0,25 Watt

e por fim, chegamos a esta montagem:


Detalhe do uso do LED, você pode usar ele, ou no terminal positivo ou no terminal negativo do led, ele vai funcionar igual. Eu prefiro usar no terminal positivo do led.

Led em serie e em paralelo, como calcular?

Quando você for usar LED em Serie, as formulas são as mesmas, você só precisa somar, o valor de tensão de cada LED, para encontrar o valor total que eles vão usar, antes de diminuir do valor da fonte. No caso do exemplo a baixo, temos 3 LEDs, cada um precisa de 2V para acender. Isso que dizer que temos precisamos de 6V para alimentar eles e que precisamos “queimar” 3V. A corrente, calculamos como de somente 1 LED, como eles estão em serie, todos estão consumindo o mesmo valor de corrente.

Vantagem de usar LED em serie, é que você consegue ligar mais LEDS, com uma fonte com um valor de tensão maior, e usando um resistor com um valor mais baixo do que se você fosse ligar cada LED separadamente (Lembrando que quanto mais tensão você “queimar” no resistor, maior o aquecimento na placa e terá que usar uma fonte de alimentação maior sem necessidade).

Desvantagem, é que se um LED queimar, vai apagar todos, por que estão todos na mesma sequência.

Também podemos usar LEDs ligados em Paralelo,  você consegue usar uma quantidade maior de LED, mesmo usando uma fonte de alimentação com tensão mais baixa. Desta forma, a formula é a mesma, muda somente que agora você vai usar o mesmo valor de tensão para todos os LEDs, porém vai somar a corrente de cada um deles.

Vantagem: Se um LED queimar os demais permanecem aceso.
Desvantagem: Precisa usar um resistor para cada LED.

Existe outra forma de ligar os LED em paralelo, você pode usar somente 1 resistor, para todos os LEDs, para isso basta calcular ele somando a corrente de todos eles. Usando o mesmo exemplo a cima. Você calcularia o resistor considerando 80mA (4 x 20mA) e tensão de 2V já que todos estariam usando a mesma alimentação.

Para você entender melhor, usando a formula dada, Vresistor seria 1Volt e Aled seria 0,08, temos como resultado 12,5R. Usando a tabela de resistor, podemos ver que resistor mais próximo do ideal é o 15R.

Se você observar, o valor do nosso resistor diminui de 56R para cada LED, pra um único de 15R. Isso aconteceu por que o resistor precisa deixar passar mais corrente para LED, pra isso ele precisa ter menos Resistencia a passagem da corrente. Porém a potencia do LED aumentou, agora ele está liberando 0,08W em um único resistor. Quase foi necessário usar um resistor mais potente.

Vantagem: Montagem mais simplificada, você consegue usar uma fonte de menor tensão e um único resistor.
Desvantagem: Nem todos os LEDs acendem igual, se um LED conseguir conduzir mais corrente que o outro, ele vai acender mais forte que este que conduz menos. E quando você usa um único resistor para vários LEDs, cada um Consome (“pega”) o que conseguir de corrente. Podendo gerar um efeito visual insatisfatório (estranho) ao seu projeto.

Gostou? deixe sua opinião ou se ficou com alguma duvida, deixe nos comentários, que nos te ajudamos.

Escrito por: Venâncio Miranda
Revisado por: Jefferson Proesi

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