7. LED (light-emitting diode)
Dioda cahaya atau lebih dikenal dengan sebutan LED (light-emitting diode) adalah suatu semikonduktor yang memancarkan cahaya monokromatik yang tidak koheren ketika diberi tegangan maju.Gejala ini termasuk bentuk elektroluminesensi. Warna yang dihasilkan bergantung pada bahan semikonduktor yang dipakai, dan bisa juga ultraviolet dekat atau inframerah dekat.
Sebuah LED adalah sejenis dioda semikonduktor istimewa. Seperti sebuah dioda normal, LED terdiri dari sebuah chip bahan semikonduktor yang diisi penuh, atau di-dop, dengan ketidakmurnian untuk menciptakan sebuah struktur yang disebut p-n junction. Pembawa-muatan - elektron dan lubang mengalir ke junction dari elektroda dengan voltase berbeda. Ketika elektron bertemu dengan lubang, dia jatuh ke tingkat energi yang lebih rendah, dan melepas energi dalam bentuk photon.
Panjang gelombang dari cahaya yang dipancarkan, dan oleh karena itu warnanya, tergantung dari selisih pita energi dari bahan yang membentuk p-n junction. Sebuah dioda normal, biasanya terbuat dari silikon atau germanium, memancarkan cahaya tampak inframerah dekat, tetapi bahan yang digunakan untuk sebuah LED memiliki selisih pita energi antara cahaya inframerah dekat, tampak, dan ultraungu dekat.
Gambar 5.6 Pemasangan LED di dalam ruangan |
6.1 Prinsip kerja LED (light-emitting diode)
Tak seperti lampu pijar dan neon, LED mempunyai kecenderungan polarisasi. Chip LED mempunyai kutub positif dan negatif (p-n) dan hanya akan menyala bila diberikan arus maju. Ini dikarenakan LED terbuat dari bahan semikonduktor yang hanya akan mengizinkan arus listrik mengalir ke satu arah dan tidak ke arah sebaliknya. Bila LED diberikan arus terbalik, hanya akan ada sedikit arus yang melewati chip LED. Ini menyebabkan chip LED tidak akan mengeluarkan emisi cahaya.
Chip LED pada umumnya mempunyai tegangan rusak yang relatif rendah. Bila diberikan tegangan beberapa volt ke arah terbalik, biasanya sifat isolator searah LED akan jebol menyebabkan arus dapat mengalir ke arah sebaliknya.
Karakteristik chip LED pada umumnya adalah sama dengan karakteristik dioda yang hanya memerlukan tegangan tertentu untuk dapat beroperasi. Namun bila diberikan tegangan yang terlalu besar, LED akan rusak walaupun tegangan yang diberikan adalah tegangan maju.
Tegangan yang diperlukan sebuah dioda untuk dapat beroperasi adalah tegangan maju (Vf).
Sirkuit LED dapat didesain dengan cara menyusun LED dalam posisi seri maupun paralel. Bila disusun secara seri, maka yang perlu diperhatikan adalah jumlah tegangan yang diperlukan seluruh LED dalam rangkaian tadi. Namun bila LED diletakkan dalam keadaan paralel, maka yang perlu diperhatikan menjadi jumlah arus yang diperlukan seluruh LED dalam rangkaian ini.
Menyusun LED dalam rangkaian seri akan lebih sulit karena tiap LED mempunyai tegangan maju (Vf) yang berbeda. Perbedaan ini akan menyebabkan bila jumlah tegangan yang diberikan oleh sumber daya listrik tidak cukup untuk membangkitkan chip LED, maka beberapa LED akan tidak menyala. Sebaliknya, bila tegangan yang diberikan terlalu besar akan berakibat kerusakan pada LED yang mempunyai tegangan maju relatif rendah.
Pada umumnya, LED yang ingin disusun secara seri harus mempunyai tegangan maju yang sama atau paling tidak tak berbeda jauh supaya rangkaian LED ini dapat bekerja secara baik.
6.2 Komponen LED (light-emitting diode)
Pengembangan LED dimulai dengan alat inframerah dan merah dibuat dengan gallium arsenide. Perkembagan dalam ilmu material telah memungkinkan produksi alat dengan panjang gelombang yang lebih pendek, menghasilkan cahaya dengan warna bervariasi.
Sumber : www.google.com [33] Gambar 5.7 Komponen LED |
6.3 LED biru dan putih
Sumber : www.google.com [33] Gambar 5.8 Lampu LED berwarna biru |
LED biru pertama yang dapat mencapai keterangan komersial menggunakan substrat galium nitrida yang ditemukan oleh Shuji Nakamura tahun 1993 sewaktu berkarir di Nichia Corporation di Jepang. LED ini kemudian populer di penghujung tahun 90-an. LED biru ini dapat dikombinasikan ke LED merah dan hijau yang telah ada sebelumnya untuk menciptakan cahaya putih.
LED dengan cahaya putih sekarang ini mayoritas dibuat dengan cara melapisi substrat galium nitrida (GaN) dengan fosfor kuning. Karena warna kuning merangsang penerima warna merah dan hijau di mata manusia, kombinasi antara warna kuning dari fosfor dan warna biru dari substrat akan memberikan kesan warna putih bagi mata manusia.
LED putih juga dapat dibuat dengan cara melapisi fosfor biru, merah dan hijau di substrat ultraviolet dekat yang lebih kurang sama dengan cara kerja lampu fluoresen.
Metode terbaru untuk menciptakan cahaya putih dari LED adalah dengan tidak menggunakan fosfor sama sekali melainkan menggunakan substrat seng selenida yang dapat memancarkan cahaya biru dari area aktif dan cahaya kuning dari substrat itu sendiri.
6.4 Prinsip kerja LED
Di dalam LED terdapat sejumlah zat kimia yang akan mengeluarkan cahaya jika elektron-elektron melewatinya. Dengan mengganti zat kimia ini, kita dapat mengganti panjang gelombang cahaya yang dipancarkan, seperti infrared, hijau/biru/merah dan ultraviolet.
6.5 Cara Kerja LED
Kita sudah tau bahwa LED adalah dioda, sehingga memiliki kutup ( polar ). Arah arus konvensional hanya dapat mengalir dari anoda ke katoda. Dan bagaimana kita dapat membedakan kutup-kutupnya ?? Perhatikan bahwa 2 kawat ( kaki ) pada LED memiliki panjang yang berbeda. Kawat yang panjang adalah anoda sedangkan yang pendek adalah katoda.
Sumber : www.google.com [33] Gambar 6.0 Prinsip kerja lampu LED  |
Ada cara lain lagi, yaitu jika kamu melihat dari atas, kamu akan mengetahui ada sisi yang datar. Sisi yang datar itu adalah katoda. Jika kamu lihat ke dalamnya, kamu dapat membedakannya berdasarkan bentuk yang terlihat.
6.7 Kelebihan lampu LED (light-emitting diode)
· Umur nyala lebih lama
· Secara teknis nyala lampu LED = 100.000 jam jika dipakai untuk traffic light bergantian Merah, Kuning, dan Hijau maka sehari rata-rata menyala selama 8 jam, maka umur nyala 100.000 : 8 : 365 = ± 34 tahun.
· Tidak memerlukan perawatan.
· Pemakaian daya kurang dari 10 watt.
· Sinar lebih kuat. Distribusi sinar lebih merata.
· Dapat dipasang pada semua jenis box lampu traffic light dengan ukuran yang sama. Terdapat 2 ukuran yaitu : 200 mm dan 300 mm Module LED (Merah, Amber, Hijau)
6.8 Kekurangan lampu LED(light-emitting diode)
· Terdapat kandungan kimia yang tidak baik bagi kesehatan tubuh.
· Pemasangan yang sulit.
BAB III
PENUTUP
Demikianlan Makalah macam-macam lampu listrik saya buat, semoga bermanfaat.
Kesimpulan dan Saran
Dengan mengetahui macam-macam lampu diatas ternyata Kita bisa mengetahui lampu mempunyai jenis yang banyak . baik dari segi bentuk,operasinya ,kegunaannya , kekurangannya, dll.
Saya menjadi bisa memilih lampu yang hemat energi tetapi kinerjanya bisa maksimal. Karena kita mengetahui bahwa bumi yang kita tinggali sudah sangat rapuh. Dilanda berbagai bencana.mungkin masalah yang terkait dengan makalah ini adalah global warming. Sudah saatnya melakukan efisiensi terhadap penggunaan energi dengan cara :
- Kurangi tingkat pencahayaan yang berlebih ke tingkat standar dengan menggunakan saklar, pengurangan lampu, dll. (Ketahui terlebih dahulu pengaruh listrik sebelum melakukan pengurangan lampu)
- Rajin mengontrol cahaya dengan jam waktu, pelambat waktu, photocells, dan/atau sensor penempatan.
- Pilih balas dan lampu secara hati-hati dengan faktor daya tinggi dan efisiensi jangka panjang dari sistim neon yang sudah usang ke neon kompak dan balas elektronik.
- Pertimbangkan cahaya siang hari, kaca atap, dll.
- Pertimbangkan pengecatan dinding dengan warna yang lebih terang dan menggunakan sedikit peralatan pencahayaan atau menurunkan watt.
- Gunakan lampu tugas dan kurangi pencahayaan latar belakang.
- Evaluasi kembali kontrol, jenis, strategi pencahayaan luar ruangan. Kontrol dengan giat.
- Ubah penggunaan dari lampu pijar ke lampu TL, Karena lampu TL lebih hemat energi
Tetapi kita juga harus mewaspadai penggunaan lampu hemat energi karena di dalamnya terdapat bahan kimia salah satunya Uap raksa. Uap raksa ini adalah neurotoksin/ racun yang sangat berbahaya dan berakibat fatal pada otak dan ginjal
DAFTAR PUSTAKA
Pengertian lampu pijar http://id.shvoong.com/exact-sciences/physics/2120371-pengertian-lampu-pijar/#ixzz1ISpIZy4x
