¿Cómo puedo determinar qué chips son seguros para colocar los LED sin una resistencia y cuáles requieren la resistencia limitadora de corriente?
Leyendo sus hojas de datos. Esto realmente debería haber sido obvio.
A menos que un chip esté específicamente diseñado para controlar LEDs o tenga una salida de corriente controlada, realmente debería usar resistores en serie.
La mayoría de las salidas digitales se especifican para fuente o sumidero cierta corriente mínima con cierto aumento o caída de voltaje máximo. Por ejemplo, una especificación podría ser un sumidero de 15 mA a no más de 500 mV para un nivel lógico bajo.
El ingenuo, vago o simplemente irresponsable podría decir que 15 mA es menor que los 20 mA para los que está calificado mi LED, por lo que no hay problema. No funciona de esa manera porque 15 mA es la especificación mínimo , y generalmente no hay especificación máxima. Cualquier parte puede ser capaz de hacer 20 mA o más. Y, eso es solo a 500 mV de voltaje de salida en este ejemplo. Digamos que conecta un LED verde con 2.1 V entre una fuente de 5 V y esta salida digital. La salida digital se verá forzada a más de 2 V. No se sabe qué corriente puede hundir en ese momento. Ya que está fuera de especificaciones para la salida digital, ni siquiera sabes si sobrevivirá a eso.
Veamos cuál sería la respuesta correcta en este ejemplo con una resistencia en serie. En este caso, debe diseñar para 15 mA, ya que eso es lo menos que puede manejar el LED y la salida digital puede hundirse de manera segura. Se podría decir que dado que el LED cae 2.1 V y la salida digital está a 500 mV, la resistencia cae 2.4 V, pero eso sería incorrecto. La salida digital solo garantiza que no exceda 500 mV al hundir 15 mA. Podría ser menos y probablemente lo sea. No sabe cuánto menos, por lo que debe asumir que el peor de los casos es que la salida digital se encuentre a 0 V.
Eso deja 2,9 V a través de la resistencia a 15 mA. (2,9 V) / (15 mA) = 193. En este caso, probablemente utilice el siguiente tamaño común, que es de 200 Ω.
Veamos lo que tenemos. Si la salida digital permanece a 0 V, la corriente será (2,9 V) / (200) = 14,5 mA. Si aumenta la cantidad máxima pero aún dentro de las especificaciones, entonces la corriente es (2.4 V) / (200) = 12 mA. Podría obtener cualquier cosa dentro del rango de 12 a 14.5 mA. En realidad, el rango sería aún más si tuviera en cuenta la variación del voltaje directo del LED. Afortunadamente, se necesita una diferencia de corriente bastante grande para ver una diferencia de brillo obvia, incluso en una comparación de lado a lado. Una variación del 25% es bastante intrascendente. Se necesita una diferencia actual de 2: 1 para notar la diferencia de brillo cuando los dos no están uno al lado del otro.
Hay diseñadores de circuitos ingenuos, perezosos e irresponsables. Una fracción desproporcionada escribe páginas web sobre sus diseños, por lo que hay mucha mierda por ahí. La respuesta más probable y simple a por qué algunos circuitos tienen resistores en serie con LED y otros no es que los que no son malos diseños.