Cálculo de resistores

Procurando no Google por "Cálculo de resistores" já se pode encontrar muitas explicações diferentes utilizando as mesmas fórmulas.

Como essa questão deverá ser citada em nosso projeto do cofrinho eletrônico, então achei melhor escrever um post exemplificando esses cálculos, assim minha referência estará sempre segura para que você possa consultar durante a leitura ou em qualquer momento que visitar o site.

Assim sendo, é provável que a maioria dos leitores já saibam o cálculo ou que simplesmente utilizam um resistor de 330ohms em LEDs de 5mm, mas sempre haverá também gente nova precisando aprender.

O ideal é ler o datasheet do LED que for adquirido. No datasheet você encontrará as duas informações primordiais para o cálculo de resistor ideal, sendo corrente e tensão.

O que é tensão

Não é algo que possa ser resumido em uma linha de texto, mas guarde pelo menos essa informação superficial e pobre:

Tensão é a diferença de potencial entre quem empurra os eletrons e o destino ao qual sao empurrados.

Quando você aplica uma tensão, ela por ser positiva ou negativa e a tensão determina o fluxo dos elétrons. Nível mega-iniciante (meu nível):

Você sempre aplica uma tensão para ligar qualquer coisa com seu Arduino, e faz o aterramento, certo? Ok, a tensão aplicada diretamente do pino do Arduino pode ser até 5v e se não houver pull-ups nem divisor de tensão, o aterramento recebe os 5v porque ground está em 0.

Diferença de potencial

No exemplo acima, a alimentação sai do pino 5v do Arduino e aterra em seu ground. Então a diferença de potencial é de 5v. Mas você poderia estar utilizando um divisor de tensão e o fluxo dos elétrons seriam diferentes. Um exemplo poderia ser um barramento com 5v e desse barramento um resistor o conecta a um LED. Seguindo pelo barramento de 5v poderiamos ter um motor DC diretamente conectado. Supondo que no LED a tensão seja de 1.8v, a diferença de potencial entre o motor e o LED é de 3.2v (e espero que esse exemplo seja bom, porque não consegui pensar em nada mais no momento).

O que é corrente

Esse é mais fácil. Corrente é a quantidade de eletrons que passa por um condutor em um tempo X. É como abrir uma torneira e seu fluxo varia conforme a quantidade de água corrente.

O que acontece se você colocar mais corrente do que o limite recomendado, é a redução da vida útil do LED até sua queima. Algumas pessoas desconfiam dos próprios fabricantes em questão de vida útil, por dizer que eles recomendam usar o LED no limite de sua corrente e assim gerar mais micro candelas. De qualquer forma, é muito saudável utilizar um valor um pouco abaixo do limite do LED e dessa forma "poupá-lo de esforços".

O cálculo para o LED é bastante simples e as possíveis variações estão diretamente relacionadas ao modo em que os LEDs são conectados ou interconectados.

Cálculo de resistor para 1 LED

Seguindo a lei de ohm, para cálculo de um resistor tendo em mãos a tensão do LED, tensão de alimentação e corrente, aplica-se a fórmula:
V=r\*i, logo:
V/i = r

Supondo uma alimentação de 6v para um LED de 1.8 a 20mA:

6-1.8=4.2  
4.2/0.02=r  
r=210ohms.

Então, um resistor de 220ohms.

LEDs em série

Ligar LEDs em série tem a vantagem de baixa corrente, ou seja, a corrente se mantém em 20mA, porém a tensão tem que ser mais alta, sendo a soma de todos os LEDs. Além disso, se um LED queimar, os demais se apagam por causa da abertura do circuito.

Supondo 3 LEDs de 1.8:
tensão = 1.8\*3 = 5.4v Usando a mesma fonte de 6v e sabendo que a corrente continua sendo 20mA:

6-5.4=0.6  
0.6/0.02=r  
r=30ohms.

LEDs em paralelo

Em paralelo a tensão é baixa porém a corrente é maior. Se um LED queima os demais não se apagam, mas a corrente sobre os LEDs restantes aumenta e isso poderá desencadear a queima dos demais LEDs.

A tensão nesse caso permanece sendo 1.8, mas a corrente passa a ser 0.02\*3:

6-1.8=4.2  
4.2/0.06=r  
r=70ohms

Esses dados são suficientes para seguirmos adiante em nosso projeto, mas há muito mais sobre LEDs do que posso explicar em um ou dois posts. De qualquer modo, este post nos servirá de referência cruzada mais adiante!

Se utilizar um PCF8574,  nem precisará de resistores para "drivar" LEDs 5mm, então, recomendo a leitura.

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Próximo post a caminho!