Tradicionalmente siempre he usado una resistencia \ $ 1 \: \ mathrm {k \ Omega} \ $ como una resistencia limitadora de corriente para controlar un LED directamente desde una salida TTL (o 5V CMOS). No puedo recordar cómo obtuve este valor, se pierde en los anales de la historia.
¿Esto está bien, o es un Bad Habit ™ en el que me he metido y debo romper?
¿Debería calcular una resistencia más precisa para usar a partir del voltaje y el consumo de corriente del LED que estoy usando?
Es un mal hábito, al igual que usar sin pensar un resistor base de 1k \ $ \ Omega \ $ para un transistor de conmutación, o usar un capacitor de desacoplamiento de 100 nF. Millones de ingenieros se salen con la suya.
Incluso sin mucho cálculo, podemos ver que 1k \ $ \ Omega \ $ es una mala elección. Desde una fuente de alimentación de + 5V, no permitirá más de 5 mA, y eso es parejo sin tener en cuenta la caída de voltaje del LED.
Todo depende del LED, específicamente del color, que determina el voltaje directo . Además, ¿qué actual necesita? Un valor de uso frecuente es 20 mA, porque por encima de eso el brillo ya no aumentará tanto. Tomemos ese valor, y un voltaje directo de 2V.
También supongo que con TTL te refieres a Schottky de baja potencia, el TTL original es realmente obsoleto. OK, tomamos la hoja de datos para una parte LS-TTL típica . Las hojas de datos de TI son interesantes, porque le dan un esquema completo de una puerta. Estamos interesados principalmente en la etapa de salida. Lo primero que ve es que la salida tótem (como se le llama) es asimétrica: el transistor a \ $ V_ {CC} \ $ tiene una resistencia en serie con el colector, que el transistor inferior no tiene Esto es típico de (LS-) TTL, y significa que se hundirá más actual que la fuente . ¿Cuánto cuesta? Que encontramos en la página 5.
Corriente de salida de alto nivel: -0.4mA ,
Corriente de salida de bajo nivel: 8mA .
El 0.4mA es demasiado bajo para conducir un LED, pero también el 8mA es un poco bajo. El tótem estándar LS-TTL no es apto para conducir los LED.
La buena noticia es que hay otras configuraciones de salida. 74LS06 tiene una salida de open-collector , lo que significa que puede solo sumidero de corriente. La hoja de datos dice
Corriente de salida de bajo nivel: 40mA .
Genial, eso es lo que queremos.
Así que ahora tenemos un dispositivo que puede controlar nuestro LED, calculamos la resistencia. Hay una cosa más que necesitamos de la hoja de datos, que es \ $ V_ {OL} \ $, el voltaje de salida cuando es bajo. La hoja de datos no dice para 20 mA, así que interpolamos un poco y decimos 0.5V. Entonces
\ $ R = \ dfrac {5V - 2V - 0.5V} {20 mA} = 125 \ Omega \ $
Tome el valor E12 más cercano, eso es 120 \ $ \ Omega \ $. Un valor de 1k \ $ \ Omega \ $ fue probablemente correcto para el puerto TTL, pero no dio como resultado un brillo de LED óptimo.
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Kevin agregó CMOS a la pregunta. HCMOS es la serie más utilizada aquí. A diferencia de TTL, las salidas CMOS son simétricas y pueden absorber la corriente y la fuente. El 74HC00 puede generar y hundir 25 mA, por lo que podemos usarlo para controlar nuestro indicador LED típico.