LED
Kako radi LED-ica: kako je okrenuti, zašto treba otpornik i kako ga izračunati, napon za svaku boju, svjetlina i PWM, više LED-ica i RGB LED-ica.

Što je LED-ica?
LED-ica je dioda koja svijetli. Ime dolazi od engleskog light-emitting diode, dioda koja daje svjetlo. Kao i svaka dioda, struju propušta samo u jednom smjeru, od anode prema katodi, i svijetli samo dok ta struja teče.
LED-ice su u semaforima, svjetiljkama, zaslonima i na svakoj pločici koju koristimo: i Arduino i micro:bit imaju svoje. Troše malo struje, malo se griju i traju desetke tisuća sati. Boja svjetla ovisi o materijalu od kojeg je LED-ica napravljena, a ne o boji plastike oko nje.
Kako je okrenuti?
LED-ica ima dvije nožice, a važno je koja je koja:
- dulja nožica je anoda (A), plus,
- kraća nožica je katoda (K), minus. Na toj strani je i ravni rub na donjem obodu LED-ice, a unutra veći komadić metala.

Ako LED-icu okreneš obrnuto, ne svijetli, ali se obično ne pokvari. Okreni je i probaj ponovno. Pazi samo da obrnuto okrenuta ne dobije više od oko 5 V, koliko obično izdrži.
Zašto LED-ica treba otpornik?
LED-ica sama ne ograničava struju. Graf pokazuje struju kroz crvenu, zelenu i plavu LED-icu dok napon na njima raste:

Dok je napon malen, kroz LED-icu ne teče struja i ona ne svijetli. Kad napon dosegne napon vođenja, za crvenu oko 1,8 V, struja naglo raste. Već malo više napona daje mnogo više struje. Spojena izravno na 5 V, LED-ica bi povukla mnogo više struje nego što smije i pregorjela bi, a s njom možda i pin Arduina. Zato je uvijek spajamo preko otpornika, koji ograničava struju (zabluda 13).

Boje i napon
Svaka boja ima svoj napon vođenja. Plavoj i bijeloj treba gotovo dvostruko više napona nego crvenoj, pa uz isti otpornik kroz njih teče manja struja:
| Boja | Napon vođenja (pri 20 mA) | Otpornik na 5 V za oko 15 mA |
|---|---|---|
| crvena | oko 1,8 V | 220 Ω |
| narančasta i žuta | oko 2,0 V | 220 Ω |
| zelena | oko 2,1 V | 220 Ω |
| plava i bijela | oko 3,0 V | 150 Ω |
Za plavu: (5 V − 3 V) / 0,015 A ≈ 133 Ω, pa uzimamo prvu veću vrijednost, 150 Ω. Točan napon piše u tehničkoj dokumentaciji (datasheetu) LED-ice.
Svjetlina i PWM
Što kroz LED-icu teče veća struja, to jače svijetli. Arduino joj ne može lagano mijenjati struju, ali je može vrlo brzo paliti i gasiti. To se zove PWM. Na grafu je napon na pinu kad je LED-ica upaljena četvrtinu, pola i tri četvrtine vremena:

Ne gledaj izravno u jaku LED-icu
Male LED-ice s radionice nisu opasne za oči, ali jake LED-ice iz svjetiljki, osobito plave i bijele, mogu zaslijepiti i oštetiti oko. Ne gledaj izravno u njih i ne usmjeravaj ih nikome u oči.
LED-ica na Arduino radionici
Od ovog mjesta stranica je za Arduino radionicu.
Koliko LED-ica smije jedan pin?
Pin Arduina Uno smije dati oko 20 mA (apsolutni maksimum je 40 mA), a svi pinovi zajedno najviše oko 200 mA. Jedna LED-ica s otpornikom od 220 Ω troši oko 15 mA, pa na jedan pin spajamo jednu LED-icu. Za više LED-ica ili jače svjetlo trebaš tranzistor, pogledaj stranicu Tranzistor.
Više LED-ica
- Paralelno svaka LED-ica treba svoj otpornik. Dvije LED-ice na zajedničkom otporniku ne dijele struju jednako, pa jedna svijetli jače od druge, a može i pregorjeti (zabluda 15).
- Serijski kroz sve LED-ice teče ista struja, a naponi vođenja se zbrajaju. Dvije crvene LED-ice na bateriji od 9 V trebaju (9 V − 2 · 1,8 V) / 0,015 A = 360 Ω, pa uzimamo 390 Ω. Na 5 V tako možeš spojiti najviše dvije crvene LED-ice, a dvije plave ne možeš, jer trebaju 6 V.
RGB LED-ica
RGB LED-ica u jednom kućištu ima tri LED-ice: crvenu (R), zelenu (G) i plavu (B). Miješanjem njihovih svjetlina dobiješ gotovo svaku boju: crvena i zelena daju žutu, a sve tri bijelu. Ima četiri nožice. Najdulja je zajednička: katoda kod LED-ica sa zajedničkom katodom ili anoda kod onih sa zajedničkom anodom.

LOW, pa je u programu sve obrnuto.LED trake i adresabilne LED-ice
Neke LED-ice, kao WS2812 (prodaju se i pod imenom NeoPixel), u sebi imaju mali čip. Sve su spojene jednom podatkovnom žicom, a svaka zna svoju boju. Tako se jednim pinom upravlja trakom od stotinu LED-ica. Ali pazi na struju: jedna takva LED-ica na punoj bijeloj troši do 60 mA, pa traka od 100 LED-ica treba do 6 A. Takva traka ne smije se napajati iz Arduina, nego iz vlastitog napajanja, uz zajednički GND.
Što smo naučili?
- LED-ica je dioda koja svijetli. Dulja nožica je anoda (plus), a kraća katoda (minus), na strani ravnog ruba.
- LED-ica sama ne ograničava struju, pa je uvijek spajamo preko otpornika: R = (U − UF) / I, zaokruženo na prvu veću vrijednost.
- Svaka boja ima svoj napon vođenja: crvena oko 1,8 V, a plava i bijela oko 3 V.
- Arduino mijenja svjetlinu LED-ice PWM-om: brzo je pali i gasi, a oko vidi prosjek.
- Paralelne LED-ice trebaju svaka svoj otpornik. Pin Arduina smije dati oko 20 mA.
Mali kviz
1. Kako znaš koja je nožica LED-ice plus?
2. Zašto LED-icu ne spajamo izravno na 5 V?
3. Izračunaj otpornik za zelenu LED-icu (2,1 V) na 5 V i struju od 15 mA.
4. Plava i crvena LED-ica imaju isti otpornik od 220 Ω na 5 V. Kroz koju teče veća struja i zašto?
5. Zašto LED-ica na PWM-u od 25 % izgleda tamnija, iako se pali na punih 5 V?
6. Smiješ li tri LED-ice spojiti paralelno na jedan otpornik?