Een LED aansluiten lijkt eenvoudig. Twee draadjes, spanning erop, licht. Tot het niet werkt, of erger: tot hij direct kapotgaat.
Het probleem is dat een LED geen weerstand heeft die zichzelf begrenst. Geef je er meer spanning op dan hij aankan, dan trekt hij steeds meer stroom — tot hij doorbrandt. Dat gaat razendsnel. Je hebt geen second chance.
De voorschakelweerstand: altijd, bijna altijd
De oplossing is een voorschakelweerstand in serie met de LED. Die weerstand neemt het spanningsverschil op en begrenst de stroom tot een veilige waarde.
De berekening: trek de spanningsval van de LED af van je voedingsspanning, en deel het resultaat door de gewenste stroom. Een rode LED heeft een spanningsval van ongeveer 1,8 tot 2,2 V. Blauw en wit zitten hoger, rond 3 V. Op 5 V voeding met een rode LED (2 V) en 10 mA gewenste stroom: (5 - 2) / 0,01 = 300 Ω. De standaardwaarde 330 Ω is dan prima.
Voor een gewone indicatie-LED is een stroom van 5 tot 10 mA al meer dan genoeg. Helderder hoeft niet altijd beter — en het spaart de pin van je microcontroller. Een goede keuze is de CRCW0805330RFKEA (330 Ω, 1%, SMD 0805) of de CRG0805F10K (10 kΩ) als pull-up naast de LED-schakeling.
Polariteit: lange poot is plus
Een LED geleidt alleen in één richting. De anode (plus) is bij doorsteek-LED's bijna altijd de lange poot; de kathode (min) is de korte poot. De behuizing heeft ook een vlak kantje aan de kathodezijde.
Heb je een 5 mm rode LED nodig voor je prototype? De HLMP-EG24-PS000 van Broadcom is een betrouwbare standaard doorsteek-LED met ruim 20.000 stuks op voorraad. Voor 3 mm groen is de HLMP-1503 een goede keuze.
Bij SMD-LED's is de markering anders per fabrikant. Kijk altijd naar de datasheet of de markering op de tape.
GPIO-pinnen zijn geen voeding
Bij Arduino, ESP32 of Raspberry Pi wordt een LED vaak direct aan een pin gehangen. Doe dat voorzichtig. Een GPIO-pin levert maximaal 8 tot 40 mA afhankelijk van het platform, maar continu op de grens werken verkort de levensduur van de microcontroller.
Houd je LED-stroom onder 10 mA per pin, gebruik altijd een weerstand, en schakel nooit meerdere LED's parallel op één pin zonder individuele weerstanden.
LED-strips zijn een ander verhaal
Een losse LED en een LED-strip zijn niet uitwisselbaar. Veel strips hebben al weerstanden aan boord per segment, maar de totale stroomvraag kan tientallen amperes zijn bij langere strips. Dan kijk je naar een aparte voeding, voldoende dikke bedrading en eventueel schakelen via een MOSFET.
Veelgemaakte fouten
LED verkeerd om plaatsen (werkt gewoon niet, zelden schade), geen weerstand gebruiken (LED kapot), te veel stroom trekken uit een GPIO-pin (microcontroller beschadigd), en aannemen dat alle LED-kleuren dezelfde spanningsval hebben (wit en blauw zijn hoger dan rood en geel).
Begin bij twijfel met een hogere weerstandwaarde. Minder fel is beter dan kapot.