Pengertian LED (Light Emitting Diode) dan Aplikasinya

Lampu LED sering kita lihat sebagai lampu indikator pada remote TV. Selain itu juga kita sering menumuinya di benda lain. Mungkin banyak orang sudah tau bentuk LED, namun juga belum mengetahui tentang apa itu pengertian LED? Bagaimana LED bisa bercahaya? Apa saja aplikasi LED? Untuk menjawab tersebut, mari kita simak penjelasan berikut ini.

Pengertian LED

LED adalah kepanjangan dari Light Emitting Diode (Dioda Pemancar Cahaya). Dioda ini akan mengeluarkan cahaya bila diberi tegangan sebesar 1,8 V dengan arus 1,5 mA. LED banyak digunakan sebagai lampu indikator dan peraga (display). Lampu LED terbuat dari plastik dan dioda semikonduktor yang dapat menyala apabila dialiri tegangan listrik rendah (sekitar 1,8 volt DC). Bermacam-macam warna dan bentuk dari lampu LED, disesuaikan dengan kebutuhan dan fungsinya.

Dalam LED digunakan konduktor dengan gabungan unsur logam alumunium-gallium-arsenit (AlGaAs). Konduktor AlGaAs murni tidak memiliki pasangan elektron bebas sehingga tidak dapat mengalirkan arus listrik. Oleh karena itu dilakukan proses doping dengan menambahkan elektron bebas untuk mengganggu keseimbangan konduktor tersebut, sehingga material yang ada menjadi semakin konduktif.

Bentuk dan Simbol LED

Bentuk LED bisa kita lihat seperti di gambar sebelah kiri. LED sebenarnya mempunyai banyak macamnya, ada yang persegi empat, bulat, dan lonjong. Sedangkan simbol pada dioda juga ditunjukkan dengan tanda kutub positif (+) dan negatif (-).

Cara Mengetahui Kutub Positif dan Negatif LED

LED merupakan salah satu jenis dioda yang mempunyai dua kutub, yaitu kutub (+) dikenal dengan nama anoda dan kutub (-) dengan dengan nama anoda. Kita bisa mengetahui kutub positif dan negatifnya hanya dengan melihat bentuk fisiknya yaitu pada kaki led. Kaki led yang panjang yaitu kutub positif, sedangkan kaki yang pendek merupakan kutub negatif. Permasalahan terjadi ketika LED sudah digunakan dan mempunyai kaki yang sama. Bagaimakah cara mengetahui kutubnya? Yaitu dengan melihat framenya. Frame yang berukuran kecil merupakan terminal positif sedangkan frame yang besar merupakan terminal negatif. Mudah bukan, cara mengetahui terminal LED.

 
Rangkaian Dasar Menghidupkan LED

Dalam menghidupkan atau menyalakan LED dibutuhkan rangkaian sederhana agar LED bisa menyala. Adapun rangkaiannya adalah seperti di bawah ini.

LED bisa dihidupkan dengan arus maksimal 200mA, maka dari itu nilai resistor harus ditentukan terlebih dulu. Karena besarnya nilai resistor berbanding lurus dengan tegangan sumber yang dipakai maka secara matematis besarnya nilai resistor pembatas arus LED adalah sebagai berikut:

R = (V_s – 2volt)/(0,02 Ampere)

Keterangan :

R = resistor pembatas arus

V_s = tegangan sumber

2 volt = tegangan LED

0,02 A = arus maksimum LED (20mA)

Proses Pembangkitan Cahaya pada LED

Cahaya pada dasarnya terbentuk dari paket-paket partikel yang memiliki energi dan momentum, tetapi tidak memiliki massa. Partikel ini disebut foton. Foton dilepaskan sebagai hasil pergerakan elektron. Pada sebuah atom, elektron bergerak pada suatu orbit yang mengelilingi sebiah inti atom. Elektron pada orbital yang berbeda memiliki jumlah energi yang berbeda. Elektron yang berpindah dari orbital dengan tingkat energi lebih tinggi ke orbital dengan tingkat energi lebih rendah perlu melepas energi yang dimilikinya. Energi yang dilepaskan ini merupakan bentuk dari foton. Semakin besar energi yang dilepaskan, semakin besar energi yang terkandung dalam foton.

Pembangkitan cahaya pada lampu pijar adalah dengan mengalirkan arus pada filamen (kawat) yang letaknya ada di tengah-tengah bola lampu dan menyebabkan filamen tersebut panad, setelah panas pada suhu tertentu (tergantung pada jenis filamen), filamen tersebut akan memancarkan cahaya. Namun karena pada lampu pijar yang memancarkan cahaya adalah filamen yang terbakar, tetapi jika suhu panas, akan mengakibatkan filamen lampu pijar sedikit demi sedikit meleleh dan selanjutnya putus sehingga lampu pijar sekitar 200 jam.

Sedangkan pada lampu fluorensence atau lampu TL, proses pembangkitan cahaya hanya memanfaatkan ionisasi gas dalam tabung lampu TL sehingga mengakibatkan loncatan-loncatan elektron dari ujung yang satu ke ujung yang lain dan saat terjadi loncatan elektron bersamaan dengan dipancarkannya cahaya dari loncatan tersebut. Kekurangan dari lampu TL adalah jika gas yang ada dalam tabung habis, maka cahayanya tidak bisa dipancarkan lagi. Umur lampu LT lebih lama daripada lampu pijar.

Ketika sebuah dioda sedang mengalirkan elektron, terjadi pelepasan energi yang umumnya berbentuk emisi panas dan cahaya. Material semikonduktor pada dioda sendiri menyerap cukup banyak energi cahaya, sehingga tidak seluruhnya dilepaskan. LED merupakan dioda yang dirancang untuk melepaskan sejumlah banyak foton, sehingga dapat mengeluarkan cahaya yang tampak oleh mata. Umumnya LED dibungkus oleh bohlam plastik yang dirancang sedemikian sehingga cahaya yang dikeluarkan terfokus pada suatu arah tertentu.

Setiap material hanya dapat mengemisikan foton dalam rentang frekuensi sangat sempit. LED menghasilkan warna berbeda terbuat dari material semikonduktor yang berbeda pula, serta membutuhkan tingkat energi berbeda untuk menghasilkan cahaya. Misalnya AlGaAs – merah dan inframerah, AlGaP – hijau, GaP – merah, kuning, dan hijau.

Keunggulan LED

Lampu pijar lebih murah tapi kurang efisien dibanding LED. Lampu TL lebih efisien daripada lampu pijar, tapi butuh tempat besar, mudah pecah dan membutuhkan starter atau rangkaian ballast yang terkadang terdengar suara dengungnya.

LED mempunyai beberapa keunggulan dibandingkan dengan lampu pijar konvensional. LED tidak memiliki filamen yang terbakar, sehingga usia pakai LED jauh lebih panjang daripada lampu pijar, LED tidak memerlukan gas untuk menghasilkan cahaya. Selain itu, bentuk dari LED yang sederhana, kecil, dan kompak memudahkan penempatannya. Dalam hal efisiensi, LED memiliki keunggulan. Pada lampu pijar konvensional, proses produksi cahaya menghasilkan panas yang tinggi karena filamen lampu harus dipanaskan. LED hanya sedikit menghasilkan panas, sehingga porsi terbesar energi lisrik yang akan digunakan untuk menghasilkan cahaya dan membuatnya jauh lebih efisien.

RGB (Red Green Blue) LED atau LED yang mengeluarkan warna yang dipancarkan lebih dari satu warna sehingga memungkinkan aplikasi LED yang semakin luas, khusunya menambah keindahan dalam dunia desain ineterior dan eksterior.

Dalam terminologi teknik pencahayaan, LED dapat dikatakan memiliki tingkat efisiensi luminus (cahaya) atau efikasi yang tinggi, karena perbandingan banyaknya energi cahaya yang dikeluarkan LED dengan besarnya daya listrik yang dikonsumsinya cukup tinggi jika dibandingkan dengan lampu pijar konvensional.

LED dengan cahaya manokromatiknya memiliki keunggulan kekuatan yang besar lebih dari cahaya putih ketika warna yang spesifik diperlukan. Tidak seperti cahaya putih tradisional, LED tidak membutuhkan lapisan atau diffuser yang banyak mengabsorsi cahaya yang dikeluarkan. Cahaya LED mempunyai sifat warna tertentu, dan tersedia pada range warna yang lebar. Salah satunya yang baru-baru ini warnanya diperkenalkan adalah emerald green (bluish green, panjang gelombangnya kira-kira 500nm) yang cocok dengan pesyaratan sebagai sinyal lalu lintas dan cahaya navigasi. Cahaya LED kuning adalah pilihan bagus karena mata manusia sensitif pada cahaya kuning (kira-kira dipancarkan 5001m/watt).

Aplikasi LED dalam Kehidupan Sehari-hari

Karena banyaknya keunggulan pada LED maka tidak heran jika teknologi LED sering kita lihat dalam kehidupan sehari-hari, yaitu seperti pada

1.    Lampu di jalan

2.    Lampu indikator

3.    Remote control pada TV dan AC

4.    Iklan berjalan (running text)

5.    Lampu rumah

6.    Lampu dekorasi

Begitulah ulasan dari kami tentang Pengertian LED (Light Emitting Diode) dan Aplikasinya. Semoga artikel ini bisa bermanfaat dan menambah pengetahuan buat kita semua. Jangan lupa ikuti postingan kami selanjutnya dan share artikel kami. Terima kasih.

Sumber : Chandra, Franky dan Arifianto, Deni. 2010. Jago Elektronika. Jakarta : Penerbit Kawan Pustaka.