LED (Light Emitting Diode)

[by:mfnst]

Light Emitting Dioda atau yang biasa disebut LED merupakan jenis khusus dari dioda p-n junction yang terbuat dari lapisan semikonduktor yang sangat tipis dan di doping sangat tinggi. Ketika dioda di bias maju (forward bias) “electron” dari pita konduksi berkombinasi dengan “hole” dari pita valensi melepaskan energi yang cukup untuk menghasilkaan foton yang memancarkan cahaya monokromatik (warna tunggal). Bisa disimpulkan bahwa LED ketika dioperasikan bias maju adalah perangkat semikonduktor yang merubah energi listrik menjadi energi cahaya.
LED (Light Emitting Dioda) adalah salah satu komponen elektronik yang sering dipakai dalam kehidupan sehari-hari saat ini, mulai dari permainan anak-anak, lampu lalu lintas, indikator peralataan elektronik hingga industri
Konsumsi Listrik LED yang rendah, murah dan mempunyai life time yang lama membuat LED dipergunakan secara luas sebagai lampu indikator peralatan elektronik. Meskipun intensitas cahaya yang dihasilkan termasuk kecil, LED juga digunakan sebagai penerangan untuk kawasan terpencil dengan energi terbarukan (surya, angin, hidropower, dll) karena konsumsi listrik LED yang kecil tersebut sesuai dengan kemampuan sistem pembangkit energi terbarukan yang juga kecil.
LED memiliki berbagai macam bentuk dan ukuran, bentuk yang paling umum adalah bulat lonjong berdiameter 5mm atau 3 mm. LED mempunyai polaritas seperti dioda pada umumnya.
 
 
Gambar. Gambar dan Simbol LED
Salah satu bentuk lain LED adalah LED tipe SMD, hampir sama dengan LED biasa namun hanya berbeda bentuk, untuk penentuan polaritas cara yang paling aman adalah cek datasheet. . ^_^
 
 
Gambar. LED SMD dan polaritasnya
 
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.
 
Warna LED
Tidak seperti dioda signal biasa yang dibuat untuk penyearah dan terbuat dari germanium ataupun silikon, LED terbuat dari senyawa semikonduktor eksotik seperti Gallium (GaAs), Gallium fosfida (GaP), Gallium fosfida (GaAsP), Silicon Carbide (SiC) atau Indium Gallium Nitrida (GaInN) yang dicampur pada rasio yang berbeda untuk menghasilkan panjang gelombang warna yang berbeda. Pilihan yang tepat dari bahan semikonduktor yang digunakan akan menentukan panjang gelombang keseluruhan dari emisi foton cahaya dan akan menentukan warna yang dipancarkan LED.
 
Tabel. Warna dan Material LED
 
Warna
Panjang gelombang [nm]
Material semikonduktor
 
λ > 760
Gallium arsenide (GaAs)
Aluminium gallium arsenide (AlGaAs)
 
610 < λ < 760
Aluminium gallium arsenide (AlGaAs)
Gallium arsenide phosphide (GaAsP)
Aluminium gallium indium phosphide (AlGaInP)
Gallium(III) phosphide (GaP)
 
590 < λ < 610
Gallium arsenide phosphide (GaAsP)
Aluminium gallium indium phosphide (AlGaInP)
Gallium(III) phosphide (GaP)
 
570 < λ < 590
Gallium arsenide phosphide (GaAsP)
Aluminium gallium indium phosphide (AlGaInP)
Gallium(III) phosphide (GaP)
 
500 < λ < 570
Indium gallium nitride (InGaN) / Gallium(III) nitride (GaN)
Gallium(III) phosphide (GaP)
Aluminium gallium indium phosphide (AlGaInP)
Aluminium gallium phosphide (AlGaP)
 
450 < λ < 500
Zinc selenide (ZnSe)
Indium gallium nitride (InGaN)
 
400 < λ < 450
Indium gallium nitride (InGaN)
 
multiple types
Dual blue/red LEDs,
blue with red phosphor,
or white with purple plastic
 
λ < 400
Diamond (235 nm)
Boron nitride (215 nm)
Aluminium nitride (AlN) (210 nm)
Aluminium gallium nitride (AlGaN)
Aluminium gallium indium nitride (AlGaInN) – (down to 210 nm)
 
multiple types
Blue with one or two phosphor layers:
yellow with red, orange or pink phosphor added afterwards,
or white with pink pigment or dye.
 
White
Broad spectrum
Blue/UV diode with yellow phosphor
 
LED Multi Warna
Bicolour Light Emitting Diodes (LED 2 Warna)
LED 2 warna mempunyai 2 LED dalam satu komponen yang dipasang “inverse paralel” (salah satu bias maju dan satunya bias mundur) , jadi ketika di operasikan bias maju akan menghasilkan warna 1 dan jika dioperasikan bias mundur akan menghasilkan warna kedua.
 
 
 
Gambar. Bicolour LED
 
Multi or Tricolour Light Emitting Diodes (LED multi atau 3 Warna)
LED 3 warna yang paling terkenal adalah LED berwarna merah dan hijau, dan warna ketiganya adalah kombinasi dari keduanya yaitu kuning. LED 3 warna mempunyai 3 kaki, 2 kaki anoda dan 1 kaki yang di tengah merupakan katoda.
 
 
 
Gambar. Multi colour LED
LED Displays
LED display merupakan beberapa LED yang dijadikan satu membuat bentuk tertentu, contoh yang umum adalah, 7-segmen, LED display yang berfungsi menampilkan angka (digit 0-9)
§  Common Cathode Display (CCD) – Pada display common katoda, semua katoda LED di gabung menjadi satu. Masing-masing segmen akan menyala jika diberi logika “HIGH” logic “1”.
§  Common Anode Display (CAD) – Pada display common anooda, semua anoda LED di gabung menjadi satu. Masing-masing segmen akan menyala jika diberi logika “LOW” logic “0”.
 
 
 
Gambar. LED display
 
Menghitung nilai Resistor LED
Sebuah rangkaian LED harus mempunyai sebuah resistor yang dipasang seri untuk membatasi arus listrik yang melewati LED agar LED tidak hangus. Arus yang melewati LED berbanding lurus dengan nyala LED, semakin besar arus yang melewati LED semakin terang LED menyala dan sebaliknya. Arus LED biasanya antara 10 – 20 mA. Jadi Resistor juga berfungsi mengatur nyala LED atau sebagai pembatas arus untuk efisiensi daya.
Nilai R ditentukan dengan rumus berikut:
R = (VS – VL) / I
Dimana :
VS = Tegangan sumber (V)
VL = Tegangan LED (biasanya bernilai 2V, atau 4V ntuk LED putih dan Biru) (V)
 I = Arus yang maksimal yang akan melewati LED (A)
 
Cttn : 
*Pastikan Arus LED yang ditentukan dibawah arus maksimum yang di izinkan Jika tidak ada resistor yang sama dengan nilai kalkulasi maka gunakan nilai resistor yang lebih besar, jadi arus yang mengalir akan sedikit berkurang pada LED.
*Untuk pemilihan intensitas LED, pada datasheet biasanya dicantumkan grafik hubungan Arus dan Intensitas, maka pemilihan arus bisa mengacu pada grafik tsb.
*Untuk Tegangan bias maju LED biasanya juga tergantung warna LED, juga tercantum pada datasheet.
 
 
Gambar. Menghitung Nilai Resistor LED
 
Table of technical data for LEDs
Pada datasheet biasanya dicantumkan data mengenai LED, data ini berisi informasi mengenai karakteristik LED, tabel dibawah ini merupakan contoh beberapa data teknis LED.
 
Tabel. LED’s Technical data
Type
Colour
IF
max
VF
typ
VF
max
VR
max
Luminous
intensity
Viewing
angle
Wavelength
Standard
Red
30mA
1.7V
2.1V
5V
5mcd @ 10mA
60°
660nm
Standard
Bright red
30mA
2.0V
2.5V
5V
80mcd @ 10mA
60°
625nm
Standard
Yellow
30mA
2.1V
2.5V
5V
32mcd @ 10mA
60°
590nm
Standard
Green
25mA
2.2V
2.5V
5V
32mcd @ 10mA
60°
565nm
High intensity
Blue
30mA
4.5V
5.5V
5V
60mcd @ 20mA
50°
430nm
Super bright
Red
30mA
1.85V
2.5V
5V
500mcd @ 20mA
60°
660nm
Low current
Red
30mA
1.7V
2.0V
5V
5mcd @ 2mA
60°
625nm
Keterangan
IF max.
Arus maksimum LED
VF typ.
Tegangan bias maju LED, VL pada perhitungan resistor LED.
Sekitar 2V, kecuali intuk LED biru dan putih sekitar 4V
VF max.
Tegangan bias maju maksimal
VR max.
Tegangan bias mundur maksimal.
Luminous intensity
Intensitas Cahaya LED pada arus tertentu yang diberikan,
mcd = millicandela.
Viewing angle
LED standar mempunyai “viewing angle” 60°, dan yang lain sekitar 30°.
Wavelength
Panjang gelombang LED, yang menentukan warna LED.
nm = nanomeer.
 
Beberapa hal penting tentang LED
*Viewing angle
Viewing Angle yang lebar membuat sinar LED tidak akan terlalu jauh tapi akan lebih menyebar ke sekitarnya, dan Viewing angle yang kecil akan membuat sinar LED lebih terfokus ke area yang kecil.
 
 
Gambar. Viewing angle LED
*Panjang gelombang
Data ini penting pada saat LED digunakan untuk sensor warna, pemilihan LED yang optimal adalah yang panjang gelombang nya sama dengan sensor.
 
 
 

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

%d blogger menyukai ini: