Calculadora de Resistencia para LED

Acerca de Calculadora de Resistencia para LED

La resistencia en serie de un LED se calcula como R = (Vs − n·Vf) ÷ I, donde Vs es la tensión de alimentación, Vf la tensión directa de un LED, n el número de LED en serie en una rama e I la corriente deseada. Es la ley de Ohm aplicada a la tensión que le queda a la resistencia. Junto al valor ideal, la calculadora da la potencia que disipa la resistencia, una potencia nominal recomendada (la menor estándar que sea al menos el doble de la disipación), el rendimiento y los valores comerciales E12 y E24 más cercanos, con la corriente que produce cada uno.

Los valores estándar siempre se redondean hacia arriba. Una resistencia mayor solo puede dejar la corriente un poco por debajo del objetivo, nunca por encima, así que redondear en ese sentido no sobrecarga el LED.

Por qué un LED necesita resistencia

A diferencia de una bombilla de filamento, la corriente de un LED se dispara con pequeños aumentos de tensión. En la curva del LED rojo de la hoja de datos del Kingbright WP117EGWT se ven unos 10 mA a 1,9 V y unos 30 mA a 2,1 V: el triple de corriente por 0,2 V. Si se conecta un LED directamente a una fuente de tensión, nada fija la corriente. La corriente continua máxima absoluta de esa pieza es de 30 mA.

La resistencia en serie suaviza esa curva tan empinada. Como su tensión es proporcional a la corriente, un pequeño cambio en la tensión del LED solo altera la corriente en proporción a ese cambio respecto a la tensión de la resistencia. Por eso la resistencia necesita una parte razonable de la alimentación para que la corriente sea estable.

Vf es un intervalo, no un número

Las hojas de datos dan una tensión directa típica y otra máxima. En el WP117EGWT a 20 mA, el chip rojo (GaAsP/GaP) tiene 2,0 V típicos y 2,5 V máximos, y el verde (GaP) 2,2 V típicos y 2,5 V máximos. Además, Vf baja unos 2 mV por cada grado que se calienta el LED, y dos LED de la misma bolsa no son idénticos.

Los valores predefinidos de la calculadora (rojo 2,0 V, azul y blanco 3,2 V, etc.) son valores típicos habituales, no garantías. El verde depende mucho del material: los antiguos verdes amarillentos de GaP rondan 2,2 V, mientras que los verdes intensos modernos de InGaN están en torno a 3 V. El valor predefinido Verde usa los 3,0 V del InGaN, y su etiqueta indica también el valor del GaP antiguo. Sustituye el valor por el de tu propia hoja de datos.

Si la Vf real es mayor de lo supuesto, la corriente simplemente baja. Un LED rojo a 5 V con 150 Ω da 20 mA con Vf = 2,0 V, pero si ese LED está en su máximo de 2,5 V, la corriente es 2,5 ÷ 150 ≈ 16,7 mA: algo menos de brillo y ningún riesgo. El error peligroso es el contrario, suponer una Vf mayor de la real, porque la resistencia sale demasiado pequeña.

Qué pasa cuando sobra poca tensión

Encender un LED de 3,0 V a 20 mA desde 3,3 V deja solo 0,3 V a la resistencia: 15 Ω. La cuenta es correcta, pero el circuito es frágil. Si la Vf real es 3,1 V, la corriente es 0,2 ÷ 15 ≈ 13 mA, y con 3,2 V, unos 7 mA. La calculadora avisa cuando la resistencia recibe menos del 15 % de la tensión de alimentación.

Las soluciones son una alimentación más alta (usar 5 V), menos LED en serie o un controlador de corriente constante en lugar de la resistencia. El extremo opuesto desperdicia energía: un solo LED a 12 V convierte casi toda la potencia en calor en la resistencia. Tres LED blancos en serie a 12 V dejan solo 2,4 V en la resistencia y el 80 % de la potencia llega a los LED.

Elegir el valor normalizado y la potencia

Las resistencias se venden en series de valores preferentes definidas por la norma IEC 60063. La E12 tiene doce valores por década (10, 12, 15, 18, 22, 27, 33, 39, 47, 56, 68, 82) y la E24 veinticuatro, así que con E24 te acercas más a la corriente objetivo. Un LED blanco a 5 V y 20 mA necesita 90 Ω ideales; la E12 ofrece 100 Ω (18 mA, −10 %) y la E24, 91 Ω (19,8 mA, −1,1 %).

En potencia, apunta al menos al doble de la disipación real P = V × I. Una resistencia trabajando a su potencia nominal se calienta bastante, y dentro de una caja cerrada admite todavía menos. Los LED indicadores disipan decenas de milivatios, así que bastan resistencias de 1/8 W o 1/4 W. Un LED de 1 W a 350 mA alimentado con resistencia desde 12 V es otra historia: la resistencia quema unos 3 W, más del doble de lo que consume el LED. El doble son 6,16 W, demasiado para 5 W, así que la calculadora recomienda 10 W, y muestra un aviso cuando ni siquiera 10 W, la mayor potencia que ofrece, llega al doble de la disipación. Eso es trabajo para un controlador de corriente constante.

Las ramas en paralelo necesitan su propia resistencia

Si varios LED en paralelo comparten una sola resistencia, la mayor parte de la corriente pasa por el de menor Vf. Al calentarse, su Vf baja todavía más y se lleva aún más corriente. La opción de ramas en paralelo de la calculadora supone una resistencia por rama; lo único que se multiplica es la corriente y la potencia totales de la fuente.

Ejemplos

Cómo se usa

1. Introduce la tensión de alimentación y elige un LED predefinido o escribe Vf y corriente de tu hoja de datos.
2. Indica cuántos LED van en serie y cuántas ramas en paralelo.
3. Consulta las resistencias E12 y E24, la corriente real y la potencia recomendada.

Preguntas frecuentes