¿Puedo usar LED azul-verde como indicadores de estado de MCU con una potencia de 3.3 V?

La industria electrónica moderna ha desarrollado LED muy eficientes con colores agradables y elegantes ("verde verdadero", "cian" y "azul") basados ​​en tecnología InGaN o similar. Se especifica que algunos de estos LED tienen voltajes directos de 3.2 a 4.2 V. Aquí hay ejemplos de tales LED, Kingbright WP7104PR51C / A o APT3216VBC de montaje en superficie .

Pero las MCU usuales se alimentan con un suministro de 3.3 V, y la salida GPIO generalmente es de 3.1-3.2 V, lo que parece ser apenas suficiente para controlar estos LED. ¿Cómo puedo usar estos LED como indicadores de algunos estados de señal o estado del riel de alimentación? ¿Necesito una resistencia en serie R1 aquí?

En caso afirmativo, ¿cómo elijo su valor?

DESCARGO DE RESPONSABILIDAD: Esta "pregunta-respuesta" viene como la elaboración de la pregunta original "¿Hay algún punto en agregar una resistencia de 1 Ohm a este circuito LED?" , para abordar el caso de uso particular de los LED como indicadores de estado lógicos.

Puede usar estos LED sin reservas de ningún tipo. Los LED modernos son emisores de luz muy eficientes. La advertencia es que las especificaciones de los LED definen el voltaje directo a cierta corriente, típicamente a 20 mA. Al mismo tiempo, la intensidad luminosa también se especifica en condiciones de prueba de 20 mA. Y la intensidad de la luz es enorme, algo así como ~ 1000 mcd para WP7104PR51 LED, y ~ 150 mcd para APT3216VBC LED típico.

Sin embargo, los LED de estilo antiguo solían emitir solo 2-3 mcd, y eran perfectamente visibles para el ojo humano como indicadores de estado. Shining 1000 mcd iluminará toda la habitación y cegará los ojos si mira directamente al LED. Por lo tanto, no es necesario alimentar estos LED a sus capacidades máximas, y será necesario reducir su salida de luz a un nivel cómodo. A continuación se presentan consideraciones para APT3216VBC (150 mcd a 20 mA).

Lo bueno es que (a) el voltaje directo de un LED no es una constante, el gráfico IV es fuertemente no lineal, mirando desde aproximadamente 2.4 V:

y (b) la intensidad de la luz cae linealmente con corriente reducida:

Por lo tanto, para obtener una luz cómoda del LED APT3216VBC, la corriente de la unidad debe reducirse al menos 10-20 veces, a 1-2mA, para obtener ~ 15 o ~ 7.5 mcd de luz. Por lo tanto, el punto de operación en el gráfico IV (a) debe moverse al punto (2), que corresponde al voltaje de avance del LED de aproximadamente 2.6 V. Por lo tanto, el GPIO debe tener una resistencia que caiga aproximadamente 0.7 V (3.3 - 2.6) en 1- 2 mA, o aproximadamente 350-700 ohmios. Esta configuración dará la salida de luz a 8-15 mcd. Esto podría ser aún demasiado brillante a simple vista. Para reducir la luz a 1.5 mcd más normales, u otra décima parte, la resistencia R1 puede alcanzar los 3-4 kohms. Debe experimentar un poco con muestras de LED para elegir la resistencia adecuada para la aplicación.

Con corrientes de accionamiento en el área de ~ 1 mA, todas las inquietudes sobre las variaciones de temperatura y la impedancia interna GPIO pueden ignorarse con seguridad, a menos que los LED se usen para algún propósito de calibración de color.

En resumen, la salida luminosa normativa de un LED seleccionado debe desempeñar un papel importante en la determinación del valor R1.