LED-uri — cum funcționează cu adevărat
Anod, catod, polaritate, de ce ard fără rezistor și cât cade tensiunea pe fiecare culoare.
Ce înveți
- Cum recunoști anodul și catodul unui LED
- Ce se întâmplă dacă bagi LED-ul invers
- De ce LED-ul are nevoie de rezistor (calculul vine în lecția 03)
- Cât cade tensiunea pe fiecare culoare de LED
Ce ai nevoie
Ce-i un LED
LED vine de la Light Emitting Diode — diodă care emite lumină. E o piesă mică, transparentă sau colorată, cu două picioare. Înăuntru e un cip de semiconductor care, când îl străbate curentul în direcția bună, scoate fotoni.
Spre deosebire de un bec normal, un LED nu se încălzește aproape deloc și consumă foarte puțin curent — de obicei 10-20mA.
Anod și catod — picioarele nu-s la fel
Un LED are două picioare, dar nu sunt identice:
- Anodul (
+) — piciorul lung - Catodul (
−) — piciorul scurt, marcat și cu o teșitură pe marginea capsulei
Curentul intră prin anod și iese prin catod. Dacă te uiți înăuntru prin plastic, vezi că electrodul de la catod e mai mare — ăla e “cupa” în care stă cipul.
Polaritate — ce pățește dacă-l bagi invers
LED-ul e polarizat. Asta înseamnă că lasă curentul să treacă într-o singură direcție.
- Invers (catod pe
+): nu se aprinde. Pur și simplu blochează curentul. - La curent mic (sub ~5V invers): nu pățește nimic, îl scoți și-l bagi cum trebuie.
- La tensiune mare invers (peste ~5V): se sparge intern, e mort definitiv.
Pentru experimentele noastre cu 5V sau baterie 9V cu rezistor, dacă l-ai băgat invers, doar nu se aprinde. Nu-l strici.
De ce rezistor — pe scurt
LED-ul nu se descurcă singur cu curentul. Dacă-i dai tensiune mai mare decât pragul lui, trage curent până se arde. Soluția: pui un rezistor în serie care îi limitează curentul.
Cum calculezi exact ce rezistor îți trebuie — vine în lecția 03 — Rezistoare. Aici doar trebuie să știi regula: mereu rezistor lângă LED.
Tabel: tensiunea pe LED, după culoare
Fiecare culoare are un V_LED tipic, pentru că semiconductorul e diferit:
| Culoare | V_LED tipic |
|---|---|
| Roșu | 2.0V |
| Galben | 2.0V |
| Verde | 2.2V |
| Albastru | 3.0V |
| Alb | 3.2V |
LED-urile albastre, albe și UV au nevoie de mai multă tensiune ca să pornească — de aia n-au existat LED-uri albastre eficiente până prin anii 1990 (premiul Nobel pentru fizică în 2014 a fost exact pentru asta).
LED-uri în lanț — WS2812 (NeoPixel)
LED-urile obișnuite n-au inteligență — fie sunt aprinse, fie nu. Dar există LED-uri smart, cum sunt WS2812 (numite și NeoPixel): fiecare are un cip mic care primește comenzi pe un singur fir de date.
Le legi în lanț: ieșirea de date de la unul intră în următorul. Cu un singur pin de pe ESP32 controlezi 5, 50 sau 500 de LED-uri, fiecare cu propria culoare. Detaliem într-o lecție separată — pentru semafor ne trebuie exact asta.
Provocări
- Aprinde 3 LED-uri cu o singură baterie 9V. Cum le legi: serie sau paralel? Calculează rezistorul pentru fiecare caz (folosește LED-uri roșii, V_LED = 2V, I = 10mA).
- Schimbă culoarea LED-ului fără să schimbi rezistorul. Dacă ai un rezistor de 470Ω și treci de la LED roșu la albastru cu baterie 9V, cât devine curentul?
- Bagi 2 LED-uri în paralel pe același rezistor. De ce-i o idee proastă? (Tip: nu-s niciodată exact identice. Unul “fură” curentul de la celălalt.)
Pas următor
Acum că știi de ce e nevoie de rezistor, învață cum calculezi exact ce rezistor îți trebuie și cum citești codul culorilor.
După lecția asta, poți
- Recunoști anodul (lung) și catodul (scurt) al unui LED la prima vedere
- Bagi LED-ul corect în breadboard din prima — fără să-l strici
- Înțelegi de ce LED-urile albastre/albe au nevoie de mai mult voltaj decât roșu
- Știi exact când trebuie rezistor și cu ce direcție: oriunde-i un LED