Light Emitting Diodes (LED)

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Tujuan

2. Alat dan bahan

3. Materi

4. Percobaan

5. Link Download

6. Referensi

1. Tujuan

• Mengetahui tentang komponen Light emitting diode (LED)
• Dapat mensimulasikan rangkaian LED sederhana
  

2. Alat dan bahan

a) alat

1. Power suplly DC ( 9 volt )

Power supply berfungsi sebagai sumber energi yang digunakan dalam simulasi ini sebesar 3.7 V

2. DC amperemeter

Amperemeter DC adalah sebuah instrumen yang dapat mengukur arus DC

3. Switch SPST

Memiliki fungsi untuk menghidup atau mematikan rangkaian apabila switch dibuka, maka tidak akan ada arus yang mengalir ke dalam rangkaian. Namun, apabila switch tertutup, maka akan ada arus yang mengalir ke rangkaian.

b) bahan

1. resistor 

Spesifikasi

Menghambat daya hingga 220. Resistor yang digunakan dalam percobaan ini bernilai 500 ohm

2. LED

LED adalah sebuah dioda yang memiliki fungsi untuk memancarkan cahaya, LED yang akan digunakan pada percobaan ini adalah LED berwarna biru dan hijau

3. Dasar Teori 

a) Battery

Baterai (Battery) adalah sebuah alat yang dapat merubah energi kimia yang disimpannya menjadi energi Listrik yang dapat digunakan oleh suatu perangkat Elektronik.

b) Amperemeter DC

Ampere meter arus searah atau sering disebut ampere meter DC adalaha alat ukur yang berfungsi untuk mengetahui besarnya arus listrik (DC) yang mengalir pada suatu beban listrik atau rangkaian elektronika. Ampere meter menggunakan gerak d’Arsonval yaitu gerakan dasar PMMC (permanent magnet moving coil) atau sering juga dikenal dengan galvanometer PMMC.

c) Resistor

Resistor atau disebut juga dengan Hambatan adalah komponen elektronika pasif yang berfungsi untuk menghambat dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian elektronika. Satuan nilai Resistor atau Hambatan adalah Ohm. Nilai Resistor biasanya diwakili dengan kode angka ataupun gelang warna yang terdapat di badan resistor. Hambatan resistor sering disebut juga dengan resistansi atau resistance.

s

Rumus dari Rangkaian Seri Resistor adalah :

 

Rtotal = R1 + R2 + R3 + ….. + Rn

 

Rumus dari Rangkaian Seri Resistor adalah :

 

1/Rtotal = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + ….. + 1/Rn

Cara lain untuk menentukan nilai resistor adalah dengan cara melihat gelang warnanya, tabel dibawah merupakan tabel cara menentukan nilai pada setiap warna di resistor tersebut

Dan untuk menentukan nilai di setiap gelang resistor adalah sebagai berikut:

Sumber: https://teknikelektronika.com/cara-menghitung-nilai-resistor/

Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-1 (pertama)
Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-2
Masukkan Jumlah nol dari kode warna Gelang ke-3 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10 (10n)
Merupakan Toleransi dari nilai Resistor tersebut

d) switch SPST

Kode/istilah SPST merupakan singkatan dari Single Pole Single Throw. Jika di bahasa Indoenesiakan disebut satu sumber satu arah. Switch jenis ini menunjukkan dapat menghubungkan dan memutuskan arus satu arah saja sebagaimana saklar tunggal yang sering kita lihat kerika menghidupkan dan mematikan lampu. Saklar mode ini memiliki 2 jenis posisi, yakni NO dan NC (terbuka dan tertutup).

e) LED

Semakin berkembangnya teknologi digital yang menampilkan gambar pada kalkulator, jam, dan alat lainnya membantu mempercepat perkembangan komponen elektronika yang dapat memancarkan cahaya apabila diatur sedemikian rupa. Terdapat 2 tipe umum yang banyak digunakan sekarang yaitu light-emitting diode (LED) dan liquid- crystal display (LCD). Karna LED masih menggunakan prinsip sambungan PN (pn-junction) maka hanya LED yang akan dibahas.

 

Sesuai namanya  light-emitting diodes (LED) adalah sebuah dioda yang dapat memancarkan cahaya ketika mencapai energi yang dibutuhkan. Dalam setiap sambungan PN, pada area dekat dengan sambungan tersebut, terjadi rekombinasi dari elektron dan holes dari masing – masing tipe semikonduktor. Rekombinasi ini memerlukan energi pada elektron bebas untuk diubah menjadi bentuk lain.  Pada semua semikonduktor p-n, sebagian energi akan ditransfer dalam bentuk energi panas, dan sebagian lagi dalam bentuk foton. Fhoton inilah yang memberikan Cahaya yang dapat dilihat pada LED. Proses memancarkan cahaya dengan cara memberi tegangan listrik disebut proses elektroluminesensi

 

Pada gambar di bawah dapat dilihat bahwa area konduktansi yang terhubung dengan material-p lebih kecil, untuk memungkinkan munculnya jumlah maksimal dari energi cahaya dari bentuk photon, dan agar lebih muda keluar dari material tersebut.

 

Dalam memilih LED ada beberapa spesifikasi yang wajib diketahui antara lain:         

1. Tegangan Maju (Forward Voltage) adalah tegangan dalam LED yang diperlukan untuk menyalakan LED.

2. Arus maksimum (Maximum Current) adalah besar arus maksimal yang bisa masuk ke Dalam LED.          

Agar LED bisa memancarkan cahaya, harus dipasangkan tegangan yang melebihi tegangan maju dari LED itu sendiri. Karena tegangan maju tergolong rendah, maka diperlukan resistor yang dipasang seri dengan LED agar dapat membatasi masuknya tegangan dan arus kedalam LED, yang apabila melewati batas, dapat merusak LED. Cara memilih nilai resistor yang tepat untuk membatasi arus dan tegangan dapat dicari dengan rumus berikut:

Keterangan :

R_S = Nilai resistansi yang diperlukan (Ω)

Vin/Vb = Sumber tegangan (Volts)

V_LED/V_F = Tegangan maju LED (Volts)

I_LED/I_m = Arus maksimum (A)

a. Problem

57. Dengan menggunakan informasi yang diberikan pada gambar 1.55, tentukan tegangan maju melintasi dioda jika intensitas cahaya relatif adalah 1,5

Jawab:

    Dari data grafik yang diberikan pada 1.55f, namoak bahwasannya ketika intensitas cahaya relatif menunjukkan angka 1,5 maka arus maju berada pada angka 12,78 mA. Sementara itu untuk tegangan majunya

 

Dan dari grafik 1,55e, nampak ketika arus maju berada pada 12,78V maka tegangan majunya adalah 2,2556 V

b. Soal latihan

1. Proses menghasilkan pancaran cahaya dengan cara memberi tegangan listrik disebut dengan proses:
   A. Kristaloluminensi                      C.Termoluminensi                 E.Aqualuminensi
   

   B.Elektroluminesensi                         DLuminensi
   
   Jawaban: B Elektroluminesensi
   Penjelasan: Berdasarkan definisninya Proses menghasilkan pancaran cahaya dengan cara memberi tegangan listrik disebut proses elektroluminensi

    

2. Perhatikan gambar di bawah ini:
   

   
   
   
   
   
   

   
   

   Diketahui suatu rangkaian LED sederhana memiliki Baterai sebesar 9V.. Apabila terdapat sebuah LED yang memiliki tegangan maju sebesar 2,6V dan arus maksimum sebesar 30mA. Berapa besar nilai resistansi yang diperlukan agar Rangkaian tersebut berjalan dengan baik?

   A.213 Ω                                  C.212Ω                                   E.214Ω

   B.210 Ω                                  D215Ω           
   
   Jawaban:
   Dik : V_in = 9V
   

   V_LED = 3V

   I_m = 30 mA = 0,03 A

   Dit : Resistansi yang diperlukan (R_s)
   Penyelesaian:
   Berdasarkan rumus:
   
   

   
   Didapat:
   
   
   

   

   
   

   
   

   
   
   
   Jadi, besar resistansi yang diperlukan adalah R_s = 213.333(Ω)  =  213(Ω)   (A)
   
   

4.Percobaan

a) prosedur percobaan

1. Siapkan bahan dan alat yang diperlukan pada percobaan di atas

2. pasang 2 buah LED secara pararel dengan sumber tegangannya

3. Lalu pasang resistor secara seri dengan LED untuk menjaga arus yang masuk tidak melebihi batas

4, Lalu pasang ampere meter DC secara seri dengan LED untuk mengukur arus yang masuk

5. Lalu pasang switch untuk mengatur rangkaian. 

b) rangkaian simulasi

i. Foto Rangkaian

1) saat swirch dibuka (tidak ada arus yang mengalir)

2) saat switch ditutup (terdapat arus yang mengalir)

ii. Prinsip Kerja

Ketika switch dalam keadaan open. Tidak akan ada arus yang mengalir ke resistor R1. Namun, ketika switch dalam kondisi closed, maka rangkaian akan menjadi rangkaian tertutup, dan arus akan mengalir melalui R1 dan diteruskanm ke R2 dan R3. Lalu arus akan masuk ke LED sehingga LED dapat menyaka,

iii. Video simulasi

5. Link Download

1. Download gambar rangkaian

2. Download File rangkaian

3. Download video rangkaian

4. Download HTML

6. Referensi

1. Boylestad, R. and Nashelsky, L., 2013. Electronic devices and circuit theory. Upper Saddle River, N.J.: Pearson Prentice Hall.

2.(Malvino, A. and Bates, D., 2016. Electronic principles. New York: McGraw-Hill Education.)

3.Dickson, Kho,. 2014. Cara mengukur nilai resistor. https://teknikelektronika.com/cara-menghitung-nilai-resistor/). (Diakses pada 5 Februari 2021)