¿Puedo conectar un LED sin resistor?

Seguramente muchos se habrán hecho esta pregunta alguna vez, ¿por qué en un principio se nos enseña que todo LED debe llevar un resistor? Si cuando conectamos un LED sin resistor desde un Arduino o cualquier microcontrolador no le pasa nada.

Hay LEDs que son muy grandes y de hecho se recomienda conectar sin resistor, son utilizados para sistemas de iluminación, pero en general suelen quemarse no se les coloca un resistor ¿Por qué se queman los LEDs? ¿Qué diferencia existe entre los 5V de una fuente de voltaje y los 5V de un pin de un microcontrolador o Arduino?

 

Sin entrar en muchos detalles en una situación ideal la corriente se calcula usando la Ley de Ohm, restando el voltaje del LED de 2.1V, de los 5V de la fuente de voltaje y dividiendo el resultado entre el valor de la resistencia, que en este caso es cero y por lo tanto la corriente es infinita, matemáticamente hablando y con componentes ideales.

ledsinresistor

El problema radica en que al conectar al LED sin resistor se supondría que la fuente de voltaje entregará una corriente infinita debido a que la resistencia del circuito es cero. Este es el resultado matemático, claro que en la realidad el LED se quema antes de alcanzar algunas centenas de miliamperes.

Esto explica porque se quema el LED, pero ¿por qué no se quema cuando utilizas un microcontrolador o Arduino?

Las fuentes de voltaje ideales tienen la propiedad de tener un voltaje fijo proporcionando una corriente que puede llegar hasta el infinito, lo cuál es mucha energía, por lo que las fuentes de voltaje reales tienen un voltaje fijo proporcionando una corriente que puede llegar hasta cierto nivel de corriente, mientras más grande sea su límite de corriente mayor es su parecido a lo ideal.

Entonces aunque puedes obtener 5V a partir de muchos dispositivos, como reguladores de voltaje, baterías, pines de un microcontrolador o Arduino, la diferencia radica en que todos estos dispositivos pueden entregar diferentes niveles máximos de corriente.

Cada fuente de voltaje tiene especificada cuánta corriente puede suministrar, por ejemplo en la imagen de abajo vemos un cargador que entrega 5V con hasta 1A de corriente.

cargador5v1

Normalmente si exigimos más corriente de la que puede entregar la fuente el voltaje empezará a caer, esto no es una regla, depende de cada fuente de voltaje.

Ahora si buscamos cuánta corriente puede suministrar un pin de un ATmega328, el microcontrolador que llevan los Arduino, en la página 299 de su hoja de datos, en la sección de parámetros máximos absolutos, encontramos lo siguiente:

corrientepinarduino

Lo que significa que el fabricante recomienda cómo máximo que cada pin proporcione 40mA, hasta ese límite se garantizan aproximadamente 5V, se puede proporcionar más corriente que eso pero ya no se garantiza que su voltaje sea 5V. En la página 600 se encuentra una gráfica que muestra como el voltaje disminuye cuando la corriente que se le exige a la salida aumenta, y también depende de la temperatura.

graficacorrientepinarduino

Si de manera experimental conectamos desde un pin del Arduino un LED sin resistor, podemos medir una corriente que alcanza los 70mA pero el voltaje de salida del pin es de solamente 2.1V. Los 70mA son la máxima corriente que puede suministrar el pin, los 2.1V se mantienen por ser los requeridos para encender el LED.

El LED no alcanza a quemarse pero cuidado, el fabricante advierte que forzar el dispositivo más allá de los parámetros recomendados puede dañar el dispositivo permanentemente.

Por ello es importante leer las hojas de especificaciones, porque podemos dañar permanentemente nuestro dispositivo si no conectamos su LED con resistor, por no conocer sus parámetros máximos, sin embargo si lo conectamos sólo poco tiempo desde un pin de Arduino no pasará nada, sólo no lo hagas con fuentes de voltaje que entreguen mucha corriente.

Además de cuidar los pines de salida digital también hay que cuidar los pines de alimentación, los cuáles soportan una corriente de máximo 200mA, de modo que si conectas varios LEDs sin resistor puedes consumir en total más de la corriente de la recomendada y puedes quemar todo el circuito integrado.

corrientealimentacic3b3narduino

Si tienes curiosidad así se ve cuando se funden los LEDs (es una imagen GIF, si no ves movimiento espera a que descargue por completo la imagen):

ledfundido-2

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