LEDになぜ330Ωの抵抗を使うか？

前回のLチカに330Ωの抵抗を使用しましたが、なぜその抵抗が必要なのでしょうか？

なぜ抵抗が必要か？

LEDは、抵抗を挟まずそのままラズパイに配線すると、ショートしてしまう可能性があります。LEDが破損するか寿命が縮まってしまわないように、抵抗を「直列」に接続しましょう。つまり、抵抗は電流を制限するための素子ということになります。抵抗を大きくすればするほど電流を抑えるので、LEDは暗くなります。

LEDについて

秋月電気商店などの一般的な砲弾型LEDを見ると、製品によって異なりますが「明るさ：・・・20mA」や「VF 1.85V」などの記述があります。

最大電流

「明るさ：・・・20mA」は、最大電流を表します。20mAまで電流を抑えるという意味です。

順方向電圧

「VF 1.85V」は、順方向電圧を表します。LEDには極性があり、アノード（プラス）からカソード（マイナス）に対して正電圧を加えて使用します。電圧が低いと電流が流れても発光しませんが、ある電圧を超えるとそれまで流れなかった電流が流れ出します。この電圧を順方向電圧（順電圧）といい、「VF」という略語を使って表現されます。

LEDに流れる電流

電圧を330Ωにした場合の電流量を計算しましょう。

・GPIOの電圧が3.3Vで、LEDが1.85Vですので、直列の抵抗にかかる電圧は1.45Vです。

3.3V – 1.85V = 1.45V

・オームの法則により、1.45Vを330Ωで割ると、電流が4.4mAとなります。

オームの法則：E(V) = R(Ω) × I(A)

1.45V ÷ 330Ω = 4.4mA

・LEDと抵抗は直列接続です。そのため、LEDと抵抗の電流値は同じ4.4mAとなります。LEDの最大電流は20mA程度なので、上限に収まります。

結論

ラズパイでは、330〜1kΩの抵抗を挟めば問題ありません。ラズパイは1つのGPIOにつき電流量が16mAまでとなっております。私は330Ωの抵抗を使いましたが、330〜1kΩの範囲であれば大丈夫です。