Calculateur de résistance pour LED

Calculateur de résistance pour LED

Ce calculateur détermine la bonne valeur de résistance de limitation de courant et la puissance nominale requise pour tout circuit à LED. Saisissez votre tension d'alimentation, la tension directe de la LED et le courant de fonctionnement souhaité pour trouver la résistance exacte nécessaire, la valeur de résistance standard E24 la plus proche et la puissance minimale requise pour un fonctionnement fiable et durable. Il fonctionne pour une LED seule, des chaînes en série et toute tension d'alimentation de 3.3V à 24V.

Comment fonctionne le calcul de résistance pour LED

La formule découle de la loi d'Ohm appliquée à la résistance série :

R = (Vsupply - Vf) / I

Où Vsupply est la tension d'alimentation en volts, Vf la tension directe de la LED en volts et I le courant direct souhaité en ampères. La résistance absorbe la tension excédentaire et maintient le courant à la valeur cible. La puissance dissipée sous forme de chaleur dans la résistance est :

P = (Vsupply - Vf) x I

Choisissez toujours une résistance dimensionnée pour au moins 2x la puissance calculée -- un résultat de 174 mW exige donc une résistance d'au moins 1/2W (500 mW), et non une résistance standard 1/4W (250 mW).

Exemples chiffrés

Exemple 1 -- LED rouge sur alimentation USB 5V : Vf = 2.0V, courant cible = 20 mA. R = (5.0 - 2.0) / 0.020 = 150 ohms exactement -- une valeur standard E24. P = 3.0 x 0.020 = 60 mW. Une résistance 1/4W absorbe cela avec une large marge.

Exemple 2 -- LED bleue sur pile 9V : Vf = 3.2V, courant cible = 20 mA. R = (9.0 - 3.2) / 0.020 = 290 ohms. La valeur standard E24 la plus proche est 300 ohms (donne 19.3 mA -- légèrement en dessous, ce qui convient). P = 5.8 x 0.020 = 116 mW. Utilisez une résistance 1/4W.

Exemple 3 -- LED blanche sur alimentation automobile 12V : Vf = 3.3V, courant cible = 20 mA. R = (12.0 - 3.3) / 0.020 = 435 ohms. La valeur standard E24 la plus proche est 470 ohms (donne 18.5 mA). P = 8.7 x 0.020 = 174 mW. Une résistance 1/4W (250 mW) est juste -- utilisez 1/2W pour un fonctionnement fiable et durable.

Tableau de référence des tensions directes de LED

Quand utiliser ce calculateur

• Câbler une LED d'état sur une broche GPIO d'Arduino, de Raspberry Pi (logique 3.3V ou 5V) ou d'un microcontrôleur
• Dimensionner la résistance de limitation de courant d'un panneau de voyants 12V ou 24V sur un véhicule ou une machine
• Ajouter des LED à un prototype sur plaque d'essai avant de passer à la conception d'un circuit imprimé
• Calculer la résistance d'une chaîne de deux ou trois LED en série sur une tension d'alimentation plus élevée
• Vérifier qu'un circuit existant utilise la bonne résistance avant une série de production

Erreurs courantes

1. Brancher une LED directement sur une source de tension sans résistance. Une LED n'a presque aucune résistance interne une fois qu'elle conduit -- sans résistance série, le courant grimpe jusqu'à la destruction de la LED. Même un branchement direct de 5 secondes sur une alimentation 5V détruit généralement la LED. Placez toujours la résistance en série.
2. Utiliser le courant de la LED en mA dans la formule sans le convertir en ampères. La formule R = (Vsupply - Vf) / I exige I en ampères. Diviser (5.0 - 2.0) par 20 donne 0.15 ohms, et non 150 ohms. Convertissez : 20 mA = 0.020 A.
3. Choisir une valeur de résistance standard inférieure au résultat calculé. Une résistance légèrement plus faible que la valeur calculée laisse passer un peu plus de courant, ce qui fait chauffer davantage la LED et réduit sa durée de vie. Lorsque la valeur exacte calculée n'est pas disponible, montez toujours à la valeur standard E24 supérieure, jamais en dessous.
4. Ignorer la puissance nominale de la résistance sur les alimentations à haute tension. Les résistances 1/4W des kits pour amateurs conviennent aux alimentations 5V et 9V, mais une alimentation 24V avec une LED rouge de 2.0V dissipe (24 - 2.0) x 0.020 = 440 mW dans la résistance -- bien au-dessus de 1/4W. Utilisez une résistance 1W ou envisagez un pilote de LED à courant constant.

Applications concrètes

Le calcul de résistance pour LED intervient à chaque niveau de l'électronique -- des voyants sur les circuits imprimés d'appareils grand public aux pilotes d'éclairage sur mesure des tableaux de bord automobiles. Les concepteurs de circuits imprimés qui font fonctionner des LED à luminosité réduite pour des applications de longue durée -- des voyants d'état censés durer 50 000+ heures -- visent délibérément 5-10 mA au lieu de 20 mA ; la même formule de résistance s'applique, simplement à courant plus faible. Les fabricants de machines industrielles qui dimensionnent des voyants de panneau 24V utilisent ce calcul quotidiennement, car une alimentation 24V pilotant une LED rouge de 2.0V à 20 mA dissipe 440 mW dans la résistance, ce qui exige un composant plus gros que ce que la plupart des concepteurs anticipent au départ.

Conseils

1. Utilisez toujours une résistance de limitation de courant -- brancher une LED directement sur une source de tension, même brièvement, la détruira immédiatement.
2. Pour plusieurs LED sur une même alimentation, câblez-les en série avec une seule résistance lorsque la tension d'alimentation le permet -- cela garantit un courant identique et supprime les résistances individuelles.
3. Lorsque vous câblez des LED en parallèle, donnez à chacune sa propre résistance -- de petites différences de Vf entre LED provoquent un déséquilibre de courant, et la LED à la Vf la plus basse tire tout le courant et lâche en premier.
4. Choisissez la valeur de résistance standard E24 immédiatement supérieure lorsque la résistance calculée exacte n'est pas disponible -- un courant légèrement plus faible est toujours plus sûr qu'un courant légèrement plus fort pour la longévité de la LED.
5. Pour les tensions d'alimentation qui varient (comme un circuit automobile 12V qui oscille entre 11 et 14.4V), calculez la résistance pour la tension maximale afin d'éviter la surintensité au pic d'alimentation.
6. Pour les LED de puissance de 1W et plus, utilisez un circuit intégré pilote de LED à courant constant dédié plutôt qu'une résistance -- les résistances gaspillent beaucoup d'énergie et ne peuvent pas réguler le courant lorsque la tension d'alimentation fluctue.