Le problème est que vous ne comprenez pas (encore) la bonne théorie de base à appliquer :-).
Cependant - félicitations pour avoir essayé de le résoudre vous-même. Continuez ainsi et vous vous familiariserez bientôt avec la façon de le calculer correctement.
La tension, le courant et la résistance peuvent être modélisés assez bien par une analogie avec l'eau. La tension est similaire à la pression de pompage ou à la pression de "tête" dans un réservoir, le courant est similaire au débit de courant et la résistance est similaire à la résistance du tuyau au débit d'eau ou à la résistance au débit offerte par un moteur hydraulique.
Donc, l '"erreur" avec votre modèle suppose que le courant nominal de l'Arduino est ce qui a motivé ce qui s'est passé, alors que ce qui importe est la tension ou la pression de pompage.
Si le circuit 3V3 de l'Arduino a une valeur nominale de 50 mA, c'est le courant maximum qui doit être autorisé à circuler , et non la quantité de courant qui doit circuler.
Utilisation de votre schéma de circuit ASCII art:
330 ohms .......
------------------^^^^---------| LED |-----
| ``````` |
| |
(3.3V) |
| |
| |
-------------------------------------------
L'équation clé ici (un arrangement de la loi d'Ohm) est
Cela signifie que le courant augmentera avec l'augmentation de la tension appliquée et diminuera avec l'augmentation de la résistance. Il y a un facteur supplémentaire ici juste pour rendre les choses plus intéressantes. Les LED agissent approximativement comme un "puits" à tension constante. C'est-à-dire que lorsque le courant augmente au-dessus d'une certaine limite initiale, la tension n'augmentera pas linéairement avec le courant - elle augmentera mais à un taux inférieur au taux d'augmentation du courant.
Réorganiser cette équation que vous obtenez
Cela vous permet de calculer la valeur de résistance requise nécessaire pour obtenir un courant donné avec une tension disponible donnée. Avant de pouvoir l'appliquer, il y a un "gotcha" que nous devons comprendre.
Lorsqu'elles sont utilisées dans leurs plages de courant de conception, la plupart des LED ont une plage raisonnablement limitée de chutes de tension. Une LED blanche moderne peut commencer à émettre de la lumière visiblement avec environ 2,8 V de «chute» à travers la LED, avoir une chute de disons 3V3 (= 3,3 Volt) à 20 mA (qui est généralement le courant de fonctionnement de conception maximal pour les LED au plomb de 3 mm et 5 mm ) et brûler à cause d'un excès de courant, disons 3V8 à travers la LED. Les chiffres typiques varient mais cela donne une idée. Une LED rouge moderne peut avoir une chute de tension directe lorsqu'elle fonctionne à un courant nominal de 2,5 V et une LED infrarouge peut fonctionner à 1,8 V. Lors du calcul du courant LED, vous pouvez commencer par utiliser la chute de tension directe typique de la fiche technique de la LED.
LED rouge typique
Voici la fiche technique d'une LED rouge moderne typique . C'est un Kingbright WP7113ID. Je l'ai choisi en trouvant la LED au plomb 5 mm en stock la moins chère vendue par chez Digikey. Dans 1, c'est 11 cents US.
La fiche technique indique que la tension directe est généralement de 2,0 V à 20 mA, je vais donc utiliser ce chiffre.
Fonctionnement à 20 mA
Parce que la LED a une tension approximativement constante à travers elle, nous devons soustraire cette tension de la tension disponible qui "pompera" le courant à travers la résistance. Nous allons concevoir le circuit pour donner 20 mA - la valeur maximale nominale des LED. Donc, notre formule antérieure devient.
- R = (V_supply - V_LED) / I
Pour V_LED = 2v0 et Vsupply = 3V3, nous obtenons
- R = (3,3 - 2,0) / 0,020 = 1,3 / 0,02 = 65 ohms.
68 Ohms est la valeur de résistance standard "E12" * la plus proche.
La chute de tension aux bornes de la résistance = 3,3 - 2,0 = 1,3 V - comme ci-dessus. La feuille de données indique que le Vf du LEd PEUT être autant que 2V5 à 20 mA. Voyons ce qui se passerait si nous utilisions une LED avec Vf = 2,5 V à 20 mA.
Comme ci-dessus I = V / R = (Vsupply-VLED) / R
Ici, nous utilisons maintenant I = (3,3-2,5) / 68 = 0,8 / 68 = 0,00176A ~ = 12 mA.
Nous avons donc conçu pour 20 mA mais obtenu environ 12 mA dans ce cas. De même, si le Vf de la LED avait été inférieur à 2,0 V à 20 mA (comme cela peut arriver), le courant aurait été supérieur à 20 mA. Globalement, le courant des LED peut varier de> 2: 1 en raison des variations de production du Vf des LED. C'est la raison pour laquelle la conception «réelle» de LED utilise des sources de courant constant, ou des circuits se rapprochant d'une source de courant constant. Mais c'est une autre histoire.
Fonctionnement avec une résistance de 330 ohms
Pour votre résistance 330R.
Avec LED Vf = 2V0. I_LED = V / R = (3,3-2 V) / 330 = ~ 4 mA
Avec LED Vf = 2V5. I_LED = V / R = (3,3-2,5 V) / 330 = ~ 2,4 mA
La fiche technique ne dit pas ce qu'est le Vf minimum - seulement typique et maximum - mais supposons qu'il soit de 1,8 V.
I_LED = V / R = (3,3-1,8) / 330 = 4,5 mA
Le courant LED peut donc varier de 2,4 mA à 4 mA = un rapport de 1: 1,666 en fonction de la LED Vf.
MAIS le Vf dans la fiche technique était à 20 mA. Au fur et à mesure que le courant baisse, Vf chute "quelque peu". Voici les caractéristiques de la LED choisie dans sa fiche technique.
Nous pouvons voir que Vf est d'environ 1,7 V à 2 mA et d'environ 1,78 V à 4 mA, donc la valeur supposée de 1,8 V est suffisamment bonne pour nos besoins.
- E12 - série de résistances la plus courante avec une précision de 5% - 12 résistances par décennie.
Séries de numéros préférées - recherchez E12, puis lisez le reste :-)
Spécifique E12 - valeurs et codes de couleur - plus ciblé mais moins utile dans l'ensemble
