Dudas sobre ejercicio 1 de "El libro de proyectos de Arduino"

Buenas, estoy empezando con Arduino y me he planteado un par de preguntas:

Porque conectar un LED necesita previamente una resistencia de 220homs? Se que sino se quema, pero he visto lo de la ley de ohm, pero no me acabo de aclara muy bien. Se sabe previamente el valor de la corriente que ha de atravesar el LED?

Uso la salida de 5V de Arduino.

Cuando pongo dos leds en serie, se encienden bien, al poner un tercero, casi no se encienden, como enciendo bien los tres?

En cada LED hay un "caída de tensión" de un voltio y pico a tres voltios y algo, depende del color del LED y del tipo. Lo cual has de restarlo a la tensión que tienes en la salida del PIN. Ese resto de tensión lo tendrás en la resistencia que pones en serie con el LED. Conociendo el valor de esa resistencia y la tensión que tendrás en ella ya puedes calcular la intensidad que pasará por ella. A menor resistencia más intensidad y viceversa.

Si pones LEDs en serie ten en cuenta que los 5V de la salida se han de repartir entre ellos y la suma no puede dar más de esos 5 voltios. si los tres son iguales se supone que cada uno tendrá uno 1.6V, así que si necesitan más de esa tensión para poder "trabajar" entonces no se te encenderá ninguno.

Para poner más de un LED a un mismo pin, los podrás poner en paralelo entre ellos y en serie con la resistencia. Pero procura que sean iguales ya que la tensión que tendrán es la del que trabaje con la tensión más alta. Y ten en cuenta que tal vez has de poner una resistencia de menor valor ya que tienen que dejar pasar la corriente que quieras para uno de ellos multiplicado por el número de LEDs que pongan. En paralelo las tensiones son las mismas, pero las corrientes se suman.

Bien, no necesariamente tiene que ser 220.
En realidad todo responde a un cálculo y a una decisión de qué corriente quieres que circule por el led y cúal puede entregarte el pin del Arduino.
El pin del Arduino puede entregar hasta 40mA.
El led suele ir bien con no mas de 20mA.

Asi que ahi tienes un dato Iled = 20mA

Si miras el led en su hoja de datos, algo no muy posible porque uno pide un led y no sabe como se llama, verás que para determinada corriente tiene también una caida de tensión Vled determinada. Supongamos 1.5 pero puede ser distinta como 1.3 o mayor.

Entonces cuando circulas desde el pin hasta GND por el camino que controla el led, tienes una ecuación que describe todos los elementos y dice asi

Vpin - Iled * R - Vled = 0

Donde Vpin supongamos es 5V puede ser 4.9 o por ahi.
Iled son tus 20mA pero pueden ser 10 o 15 o lo que gustes.
Mas corriente mas brillo, menos corriente menos brillo del LED.

R será tu resistencia que asegure que todo este bien

Despejando (algo de matemáticas)

R = (Vpin-Vled)/Iled = 5 / 20mA = 175 ohms aprox o sea que 180 permite una corriente algo menor pero no importa

Con dos leds ya tienes 3V de caida de leds
entonces

R = (5-3)/20= 2/20 = 100 ohms

Si no bajas la R los leds toman menos corriente y se va atenuando el brillo