Il LED - come usarlo

Il led, acronimo di Light-Emitting Diode è uno dei componenti più semplici e tra i più usati in elettronica.

Se ci pensi, praticamente qualsiasi apparecchio elettronico ne possiede uno. Qui imparerai come utilizzarli. Non ti spiegherò come sono fatti all'interno, cosa sono i semiconduttori, i "buchi di formaggio" dove alloggiano gli elettroni, eccetera eccetera, perché queste nozioni sì sono interessanti e ti danno un quadro completo del componente, ma ai fini pratici queste informazioni sono un plus.

Qui capirai come farli funzionare nella pratica assieme ad una semplice formula matematica.

Il led è un componente che emette una luce di un determinato colore in base alla lunghezza d'onda emessa, per metterla giù semplicemente. Quindi non è il colore dell'involucro esterno a determinarne il colore stesso, ma quest'ultimo serve solo per identificare immediatamente di che colore sarà la luce emessa.

Identificazione della polarità

Il led ha una polarità, vale a dire che ad un capo si deve collegare il polo negativo o Catodo (-) e all'altro capo si collega il polo positivo o Anodo (+). Può avere moltissime forme e involucri. Qui sotto ho messo la più classica: una rappresentazione di un led formato 5mm con involucro THT (Through-Hole Technology, cioè che ci salda ad un pcb tramite foro passante).

Diodo led con involucro THT da 5mm

Di base spesso si seguono queste regole per identificare i due poli, per led con questo involucro, ma non sempre sono regole universali al 100%:

1. Il piedino più lungo è il polo positivo: Questo è generalmente vero per i diodi LED convenzionali. Tuttavia, è possibile che il piedino venga tagliato o modificato durante l'installazione o la produzione, quindi non sempre si può fare affidamento su questa caratteristica per determinare la polarità.

2. La parte col taglio sull'involucro esterno è il polo negativo: Questo è comunemente vero per molti tipi di LED standard. Tuttavia, non è una regola universale. Alcuni produttori potrebbero adottare design diversi e potrebbero non seguire questa convenzione.

3. La parte più grande che si intravede all'interno del LED è il polo negativo: questo è di solito corretto. La parte più grande visibile all'interno del LED è il catodo negativo. Ma anche qui alcuni produttori non seguono sempre questo standard e quindi nemmeno questo sistema è esente da errori.

   
   

Quindi? che famo?

Soluzione: la miglior cosa in assoluto è testarli.

E' la soluzione più semplice, sicura e rapida in assoluto. Puoi farlo in due modi:

Batteria

Per LED con piedini piegabili, prendi una batteria a bottone, di quelle che si usano negli orologi da polso per capirci: appoggia un capo del led su una faccia della batteria e l'altro capo alla faccia opposta della batteria. Se si accende ottimo! se non si accende, inverti i capi. Se ancora non si accende...butta via il led, deve essere guasto 😜.

Multimetro

Un altro sistema, più professionale, è usare il multimetro ( se non sai cos'è ti invito a leggere questo articolo):

Posiziona il selettore del multimetro sul simbolo del diodo, qui in figura

Tocca con un puntale un capo del diodo e con l'altro puntale l'altro capo. Se non si accende, inverti i capi e riprova.

Qui di seguito hai una rappresentazione visiva di come fare.

Vorrei farti anche un breve accenno ai led SMD o Surface-Mount Device, cioè quei led che sono saldati al pcb senza foro passante, per capirci.

A differenza dei LED tradizionali con involucri THT, i LED SMD spesso non hanno indicazioni visibili per identificare la polarità. Per questi componenti, l'unico modo affidabile per determinare i poli è consultare il datasheet del produttore, che fornisce dettagli specifici sul design e sulle caratteristiche tecniche. In alternativa, si può testare il LED un multimetro, come spiegato.

Alimentazione del led

Ora che abbiamo identificato il + ed il - del led, rimane solo il come alimentarlo.

Finché usiamo dagli 1,5V ai 3V non ci serve niente di più. Ma quando usiamo tensioni maggiori, come 5V, 12V ad esempio, è necessario collegare in serie al diodo led una resistenza. Si ok Dani...ma da quanti ohm? Ed ecco una semplice ma efficace formula che ti permetterà di sapere il valore della resistenza che ti serve in base ai volt di alimentazione:

ohm = (Vcc - 1,5) : 0,016

Dove "ohm" sarà il valore della resistenza che ti servirà e "Vcc" sono i volt con i quali vuoi alimentare il tutto. Si vabbè Dani: ma io ho letto che ogni colore dei led ha un suo assorbimento, e quindi voltaggi diversi e resistenze tutte diverse. Adesso uso questa per tutto invece?!

Beh... si. E' una formula semplice, comoda e che di media va bene per la maggior parte dei diodi led.

Poi, se reputerai di sperimentare con le resistenze di diversi valori per ottenere una luce più o mena intensa, sentiti libero di farlo e scoprire che succede. Anzi. Ti propongo qua sotto una simulazione: premi il tasto "Start Simulation", clicca e tieni premuto col mouse la rotellina posta più in alto nella rappresentazione dell'alimentatore da banco e gioca pure col valore dei volt, notando l'assorbimento diverso di ampere, la differenza di luminosità del LED che ne consegue e l'avviso col punto esclamativo.

Se poi vuoi sperimentare di più, ti invito ad andare sul sito di Thinkecad dove ho creato questo esempio.

E' una piattaforma gratuita, con molti strumenti utili per la progettazione e la prototipazione, in cui la sezione elettronica ti permette di creare e simulare i tuoi progetti. Potrai copiare questo semplice circuito e sperimentare cambiando valore alla resistenza, colore al led e voltaggio al sistema, senza paura di rompere niente in caso di errori, ma divertendoti imparando.

Con questo ultimo consiglio si conclude la semplice ma efficace spiegazione sul diodo led.

In poche parole

Ricapitolando quindi le informazioni essenziali, per usare un led devo:

• conoscere la polarità ( qual è il + ed -)

• usare la formula ohm = (Vcc - 1,5) : 0,016 per sapere che resistenza devo usare in base ai volt di alimentazione

Buona sperimentazione! 😉

Ci rileggiamo al prossimo articolo.

Daniele