LED (Light Emitting Diode)

Category:
Contoh LED
LED (Light Emitting Diode) atau dalam bahasa Indonesia disebut “Dioda Pancaran Cahaya” adalah semikonduktor yang mana bila diberikan tegangan maju “forward bias” akan menghasilkan pendaran cahaya. Simbol skema elektronika untuk LED hampir sama dengan simbol dioda, hanya saja ada tambahan dua panah ke arah luar seperti terlihat pada gambar berikut.
anatomi led
Bentuk fisik umum LED, kaki Anoda (+) lebih panjang dari pada kaki Katoda (-) atau jika dilihat dari atas akan terlihat pada bagian sisi LED ada bagian yang seperti terpotong, ini digunakan sebagai tanda bahwa pada sisi tersebut merupakan Katoda (-) dan sisi sebaliknya adalah Anoda (+).

Karakteristik LED

Light Emitting Diode (LED) memiliki umur yang panjang yakni 25.000 sampai dengan 100.000 jam, bahkan menurut Wikipedia ada LED buatan tahun 1970 dan 1980-an yang masih hidup sampai sekarang. Walaupun umur LED sangat panjang, LED sangat sensitif terhadap arus listrik yang melewati-nya. Untuk itu LED harus memiliki rangkaian yang berfungsi untuk membatasi arus yang mengalir melewati-nya.
Pada umumnya LED didisain untuk beroperasi dengan arus listrik sebesar 2mA, 10mA, 20mA dan 25mA jika LED dipaksa untuk beroperasi di atas arus tersebut bisa dipastikan bahwa umur LED tersebut tidak akan panjang.
Seperti hal-nya dioda, ketika LED dalam keadaan "forward bias" maka tegangan yang melewati LED akan turun (Voltage Drop) atau biasa juga disebut “Tegangan Maju” (Forward Voltage / Vf). Besarnya tegangan yang turun pada LED tergantung pada warna LED bersangkutan, untuk lebih jelas-nya bisa diperhatikan pada tabel berikut ini.
led9

Rangkaian LED

Bagaimana LED dirangkai pada rangkaian elektronika? LED dapat disusun secara seri atauparalel, dengan syarat-syarat sebagai berikut:
  •  Sumber tegangan (Vs) harus lebih besar dari tegangan maju (Vf) LED (Vs > Vf).
  •  Arus yang mengalir melewati LED harus dibatasi sesuai dengan arus maksimum LED (If).
Rangkaian umum-nya bisa dilihat seperti tampak pada gambar berikut.
rangkaian led umum
R1 digunakan untuk membatasi arus yang akan melewati LED (If), nilai R1 dapat diketahui menggunakan persamaan berikut ini.
persamaan led 1
Dimana:
  • R1 = Resistansi yang digunakan untuk membatasi arus yang mengalir ke LED (Ohm / Ω) 
  • Vs = Tegangan Sumber (Volt / V)
  • Vf = Tegangan maju (Volt / V)
  • If = Arus LED (Ampere / A)
Sebagai contoh, kita hitung besar resistansi pada rangkaian LED di atas. Diketahui Vs = 12V, Vf = 2V dan If = 20mA = 0,02A. Jawab:
  • R1 = (Vs – Vf ) / If
  • R1 = (12 – 2) / 0,02A
  • R1 = 10 / 0,02
  • R1 = 500 Ω

Rangkaian LED Seri

Bagaimana jika LED dirangkai seri seperti tampak pada gambar berikut ini.
rangkaian led seri
Persamaan yang digunakan:
persamaan led 2
Diketahui Vs = 12V, dengan Vf masing-masing LED = 2V, dan If masing-masing LED = 20mA = 0,02A, berapa-kah nilai resistansi R1? Jawab:
  • R1 = (Vs – Vftot ) / If
  • R1 = (12 – (2 + 2 + 2)) / 0,02
  • R1 = 6 / 0,02
  • R1 = 300 Ω

Rangkaian LED Paralel

Jika LED akan dirangkai paralel, maka setiap kolom harus memiliki satu resistor yang berfungsi menahan arus, seperti tampak pada gambar berikut ini.
rangkaian led paralel
Hal ini dilakukan agar setiap kolom mendapat porsi arus yang sama. Untuk menghitung besarnya nilai resistansi pada rangkaian LED paralel sama saja dengan cara yang digunakan untuk menghitung nilai resistansi pada rangkaian LED seri.

Masalah dalam Rangkaian LED

Dalam merangkai LED baik secara seri maupun paralel tidak menjadi masalah jika LED yang dirangkai memiliki warna yang sama atau tipe yang sama. Akan berbeda jika LED yang disusun itu terdiri dari warna yang berbeda, tentu akan menimbulkan masalah karena beda warna berarti beda karakteristik (Vf dan If).
Jika hal ini terjadi maka yang harus dilakukan dalam menentukan nilai resistansi adalah dengan mengambil nilai arus LED (If) yang paling kecil. Hal ini bertujuan untuk mencegah LED yang memiliki arus LED (If) yang rendah mengalami arus berlebih (Over Current). Kekurangan dalam menyusun LED seri atau paralel yang berbeda warna adalah perbedaan kuat pancaran cahaya pada masing-masing LED.

Rangkaian LED Yang Harus Dihindari

Berikut ini adalah contoh rangkaian-rangkaian yang harus dihindari dalam merangkai suatu LED.
rangkaian led yang harus dihindari
Pada gambar (a), LED dirangkai langsung ke sumber tegangan tanpa adanya resistor pembatas arus. Hal ini berakibat tidak terkontrol-nya arus yang mengalir ke LED sehingga dapat menyebabkan LED kelebihan arus (Over Current).
Pada gambar (b), LED dirangkai paralel tetapi yang jadi masalah-nya adalah rangkaian ini hanya menggunakan satu resistor pembatas arus yang kemudian dibagi dua. Misal kedua LED memiliki arus LED (If) sebesar 20mA, maka resistor akan di-set untuk dapat mengalirkan arus listrik sebesar 40mA (untuk 2 LED). Bila salah satu LED rusak (putus) maka hal ini akan merusak LED lainnya, karena LED lainnya akan mendapat arus limpahan dari LED yang rusak.
Kekurangan lainnya dari rangkaian (b) adalah walaupun LED yang digunakan satu tipe, tetapi pada praktek-nya (dunia nyata) akan ada salah satu LED yang memiliki arus LED (If) yang lebih besar dari yang lainnya. Hal ini menyebabkan kekuatan pancaran cahaya LED tidak sama (tidak seragam) yang satu redup dan yang lainnya terang.

0 Responses to "LED (Light Emitting Diode)"

Poskan Komentar

Next Prev home