Всё о скромном светодиоде

Почему светодиоды разных цветов

Цвет светодиода никак не связан с пластиком корпуса — прозрачный LED может светить красным, а цветной — белым. Цвет задаёт материал полупроводника крошечного кристалла внутри: разные материалы испускают фотоны разной энергии, а энергия фотона и есть цвет. Поэтому нельзя просто «перекрасить» светодиод.

Про белый: «белого» полупроводника нет — белый LED это синий кристалл с жёлтым люминофором, что в сумме даёт белый.

Что внутри 5 мм светодиода

Светодиод — не просто цветной пластик, а маленькая оптическая машина. Свет рождается в полупроводниковом кристалле меньше миллиметра, что держит отражающая чашка, направляя свет вперёд; соединён он тончайшим золотым проводником (бондингом) и сфокусирован эпоксидной линзой. Два вывода не взаимозаменяемы: длинный — анод (+), короткий, у плоской грани корпуса — катод (−).

Почему у каждого цвета своё напряжение

Когда идёт ток, электроны падают на более низкий энергоуровень и испускают фотон. Более синему, высокоэнергичному фотону нужен больший перепад энергии — а значит, выше рабочее напряжение (Vf). Поэтому красный ~2 В, а синий, белый и УФ требуют 3–3,8 В. Это напрямую важно на 3,3 В ESP32: синий или белый LED уже близко к шине, ему нужен лишь маленький резистор (а красному — чуть больше).

Как подобрать резистор

Никогда не подключай LED прямо к пину. Светодиод почти не ограничивает свой ток, так что без резистора он тянет слишком много и сгорает (и нагружает пин). Резистор задаёт ток по закону Ома — вычти рабочее напряжение LED из питания и раздели на нужный ток:

// Резистор для светодиода:  R = (Vпитания − Vf) / I
//
// Красный LED (Vf ≈ 2.0 В) при 10 мА на пине ESP32 3.3 В:
//   R = (3.3 − 2.0) / 0.010 = 130 Ом  →  берём 150 Ом (ближайший)
// Тот же красный LED на пине Arduino 5 В:
//   R = (5.0 − 2.0) / 0.010 = 300 Ом  →  берём 330 Ом

void setup() {
  ledcAttach(2, 5000, 8);      // GPIO2, 5 кГц, 8 бит — аппаратный PWM-диммер
}

void loop() {
  for (int d = 0; d <= 255; d++) { ledcWrite(2, d); delay(4); }   // разгар
  for (int d = 255; d >= 0; d--) { ledcWrite(2, d); delay(4); }   // затухание
}

Целься в 5–15 мА для обычного индикатора (пин ESP32 в любом случае держи под ~20 мА; см. 3,3 В против 5 В). Чтобы не считать каждый раз — вот повседневные номиналы (синий/белый LED при 10 мА):

Быстрое правило: на пине 3,3 В ESP32 бери 33–100 Ом; на пине 5 В Arduino — 220–330 Ом. Хочешь плавную регулировку вместо вкл/выкл? Рули пином через аппаратный PWM — резистор остаётся тем же.