Light Emitting Diode (LED)

Pengertian LED

LED atau singkatan dari Light Emitting Diode adalah salah satu komponen elektronik yang tidak asing lagi di kehidupan manusia saat ini. LED saat ini sudah banyak dipakai, seperti untuk penggunaan lampu permainan anak-anak, untuk rambu-rambu lalu lintas, lampu indikator peralatan elektronik hingga ke industri, untuk lampu emergency, untuk televisi, komputer, pengeras suara (speaker), hard disk eksternal, proyektor, LCD, dan berbagai perangkat elektronik lainnya sebagai indikator bahwa sistem sedang berada dalam proses kerja, dan biasanya berwarna merah atau kuning. LED ini banyak digunakan karena komsumsi daya yang dibutuhkan tidak terlalu besar dan beragam warna yang ada dapat memperjelas bentuk atau huruf yang akan ditampilkan. dan banyak lagi

Pada dasarnya LED itu merupakan komponen elektronika yang terbuat dari bahan semi konduktor jenis dioda yang mampu memencarkan cahaya. LED merupakan produk temuan lain setelah dioda. Strukturnya juga sama dengan dioda, tetapi belakangan ditemukan bahwa elektron yang menerjang sambungan P-N. Untuk mendapatkna emisi cahaya pada semikonduktor, doping yang pakai adalah galium, arsenic dan phosporus. Jenis doping yang berbeda menghasilkan warna cahaya yang berbeda pula.

Cara Kerja LED :

Karena LED adalah salah satu jenis dioda maka LED memiliki 2 kutub yaitu anoda dan katoda. Dalam  hal ini LED akan menyala bila ada arus listrik mengalir dari  anoda menuju katoda. Pemasangan kutub LED tidak boleh terebalik karena apabila terbalik kutubnya maka LED tersebut tidak akan menyala. Led memiliki karakteristik berbeda-beda menurut warna yang dihasilkan. Semakin tinggi arus yang mengalir pada led maka semakin terang pula cahaya yang dihasilkan, namun perlu diperhatikan bahwa besarnya arus yang diperbolehkan 10mA-20mA dan pada tegangan 1,6V –  3,5 V menurut karakter warna yang dihasilkan. Apabila arus yang mengalir lebih dari 20mA maka led akan terbakar. Untuk menjaga agar LED tidak terbakar perlu kita gunakan resistor sebagai penghambat arus.

Gambar LED :

Simbol LED:

Sebuah LED :

Pada saat ini warna-warna cahaya LED yang banyak ada adalah warna merah, kuning dan hijau.LED berwarna biru sangat langka. Untuk menghasilkan warna putih yang sempurna, spectrum cahaya dari warna-warna tersebut digabungkan, dengan cara yang paling umum yaitu penggabungan warna merah, hijau, dan biru, yang disebut RGB. Pada dasarnya semua warna bisa dihasilkan, namun akan menjadi sangat mahal dan tidak efisien. Dalam memilih LED selain warna, perlu diperhatikan tegangan kerja, arus maksimum dan disipasi daya-nya. Rumah (chasing) LED dan bentuknya juga bermacam-macam, ada yang persegi empat, bulat dan lonjong. Bahan semikonduktor yang sering digunakan dalam pembuatan LED adalah:

1.    Ga As (Galium Arsenide,) meradiasikan sinar infra merah,

2.    Ga As P (Galium Arsenide Phospide) meradiasikan warna merah dankuning,

3.    Ga P (Galium Phospide) meradiasikan warna merah dan kuning.

Gambar Fisik LED :

Cara Menghitung Nilai Resistor pada LED :

Tegangan kerja / jatuh tegangan  pada sebuah menurut warna yang dihasilkan :

1.      Infra merah : 1,6 V

2.      Merah : 1,8 V – 2,1 V

3.      Oranye : 2,2 V

4.      Kuning : 2,4 V

5.      Hijau : 2,6 V

6.      Biru : 3,0 V – 3,5 V

7.      Putih : 3,0 – 3,6 V

8.      Ultraviolet : 3,5 V

Berdasarkan Hukum Ohm,  V=I.R

Keterangan : V = tegangan,  I = arus listrik,  R = Resistor.

Apabila kita mencari nilai resistor maka : R = V/I

R =(Vs-Vd) / I

Vs = tegangan sumber(batry,accu,power suply).

Vd = jatuh tegangan.

Contoh : Misal kita mempunyai sebuah LED warna merah (memiliki jatuh tegangan 1,8 Volt) yang akan dinyalakan menggunakan  sumber tegangan(misalnya accu) : 12Volt maka kita harus mencari nilai resistor yang akan dihubungkan secara seri dengan LED.Sebelumnya kita mengetahui bahwa arus maksimal yang diperbolehkan adalah 20mA Jadi dari masalah diatas dapat diketahui : tegangan yang digunakan : 12V, jatuh tegangan : 1,8V, dan Arus listrik : 20mA=0,02Ampere. R=(12-1,8) / 0,02 = 510 ohm

Menghitung nilai resistor secara parallel :

R LED Merah = (12 V- 1.8V) /0.02 A = 510 ohm

R LED Biru = (12V – 3V) / 0.02 A = 450 ohm

Menghitung resistor secara seri :
R = (12V – 9.6 V) / 0.02 A = 120 ohm

Mennghitung resistor pada LED nyala putih(super bright). Kita memiliki 3 buah led nyala putih(super bright) dan akan kita nyalakan dengan mengguynakan accu 12 Volt maka, R = (-12V (3.6 V * 3)) / .0,3 A = 40Ω

Gambar LED super bright :

Kelebihan dari LED :

·         LED memiliki efisiensi energi yang lebih tinggi dibandingkan dengan lampu lain, dimana LED lebih hemat energi 80 % sampai 90% dibandingkan lampu lain.

·         LED memilki waktu penggunaan yang lebih lama hingga mencapai 100 ribu jam.

·         LED memiliki tegangan operasi DC yang rendah.

·         Cahaya keluaran dari LED bersifat dingin atau cool (tidak ada sinar UV atau energi panas).

·         Ukurannya yang mini dan praktis

Kelemahan LED

·         Suhu lingkungan yang terlalu tinggi dapat menyebabkan gangguan elektrik pada LED.

·         Harga LED per lumen lebih tinggi dibandingkan dengan lampu lain.

·         Kelemahan dari LED di atas yang menyebabkan masyarakat lebih memilih menggunakan cara penerangan biasa dengan lampu pijar maupun neon dibandingkan menggunakan LED.