Lampu LED

Lampu LED
Lampu LED merupakan jenis lampu generasi baru yang mempunyai banyak keunggulan. Selain umur lampu yang panjang, daya yang dibutuhkan lampu ini juga relatif tidak besar. Untuk menghasilkan cahaya yang kuat seperti dapat kita lihat pada lampu lain, maka digunakan banyak diode.

Prinsip Dasar LED
LED merupakan salah satu jenis dari dioda. Dioda termasuk komponen elektronika yang terbuat dari bahan semikonduktor. Beranjak dari penemuan dioda, para ahli menemukan juga komponen turunan lainnya yang unik.
Dioda
Dioda memiliki fungsi yang unik yaitu hanya dapat mengalirkan arus satu arah saja. Struktur dioda tidak lain adalah sambungan semikonduktor P dan N. Satu sisi adalah semikonduktor dengan tipe P dan satu sisinya yang lain adalah tipe N. Dengan struktur demikian arus hanya akan dapat mengalir dari sisi P menuju sisi N.
Gambar 1 Lambang dioda
Gambar 1 di atas menunjukkan sambungan PN dengan sedikit porsi kecil yang disebut lapisan deplesi (depletion layer), dimana terdapat keseimbangan hole dan elektron. Seperti yang sudah diketahui, pada sisi P banyak terbentuk hole-hole yang siap menerima elektron sedangkan di sisi N banyak terdapat elektron-elektron yang siap untuk bebas. Lalu jika diberi bias positif, dengan arti kata memberi tegangan potensial sisi P lebih besar dari sisi N, maka elektron dari sisi N dengan serta merta akan tergerak untuk mengisi hole di sisi P. Tentu kalau elektron mengisi hole disisi P, maka akan terbentuk hole pada sisi N karena ditinggal elektron. Ini disebut aliran hole dari P menuju N, Kalau mengunakan terminologi arus listrik, maka dikatakan terjadi aliran listrik dari sisi P ke sisi N.
Sebalikya apakah yang terjadi jika polaritas tegangan maka tidak akan terjadi perpindahan elektron atau aliran hole dari P ke N maupun sebaliknya. Karena baik hole dan elektron masing-masing tertarik ke arah kutup berlawanan. Bahkan lapisan deplesi (depletion layer) semakin besar dan menghalangi terjadinya arus.
LED adalah singkatan dari Light Emiting Dioda, merupakan komponen yang dapat mengeluarkan emisi cahaya. LED merupakan produk temuan lain setelah dioda. Strukturnya juga sama dengan dioda, tetapi belakangan ditemukan bahwa elektron yang menerjang sambungan P-N juga melepaskan energi berupa energi panas dan energi cahaya. LED dibuat agar lebih efisien jika mengeluarkan cahaya. Untuk mendapatkan emisi cahaya pada semikonduktor, doping yang pakai adalah galium, arsenic dan phosporus. Jenis doping yang berbeda menghasilkan warna cahaya yang berbeda pula.
Pada saat ini warna-warna cahaya LED yang banyak ada adalah warna merah, kuning dan hijau.LED berwarna biru sangat langka. Pada dasarnya semua warna bisa dihasilkan, namun akan menjadi sangat mahal dan tidak efisien. Dalam memilih LED selain warna, perlu diperhatikan tegangan kerja, arus maksimum dan disipasi daya-nya. Rumah (chasing) LED dan bentuknya juga bermacam-macam, ada yang persegi empat, bulat dan lonjong.
LED (Light Emitting Diode) digunakan hampir pada sebagian besar perangkat elektronik seperti televisi, radio kaset, alat musik, alat kesehatan, perangkat pengujian, otomotif, dan lain-lain, sebagai lampu isyarat atau indikator. Lampu LED mempunyai banyak keunggulan ketimbang lampu lainnya seperti: Mempunyai umur pakai yang sangat panjang, membutuhkan daya listrik yang sangat kecil (hemat energi), respon kerja yang sangat cepat dan baik.
Pada tahun 1999 Philips Lumileds Lighting Company menemukan LED yang diharapkan dapat menggantikan fungsi lampu yang biasa digunakan untuk penerangan. LED tersebut mengeluarkan cahaya yang sangat terang dengan warna putih. LED tersebut dinamakan LUXEON.

Menghasilkan warna putih dari LED
LED hanya memiliki 4 macam warna yang kasat mata, yaitu merah, kuning, hijau, dan biru. Untuk menghasilkan sinar putih yang sempurna, spektrum cahaya dari warna-warna tersebut digabungkan. Yang paling umum dilakukan adalah penggabungan warna merah, hijau, dan biru, yang disebut RGB. Sampai saat ini, pengembangan terus dilakukan untuk menghasilkan lampu LED dengan komposisi warna seimbang dan berdaya tahan lama. LED secara alami dipancarkan oleh cahaya dalam band yang sangat kecil dari panjang gelombang, menghasilkan cahaya berwarna kuat. Untuk menciptakan cahaya putih dari LED, maka dilakukan pencampuran cahaya baik dari warna merah, hijau, dan biru, atau dengan menggunakan fosfor untuk mengubah beberapa cahaya warna lain.

Metode pertama (RGB-LED) menggunakan beberapa LED chip yang masing-masing memancarkan panjang gelombang yang berbeda untuk menciptakan luas spektrum cahaya putih. Keuntungan dari metode ini adalah kenyataan bahwa seseorang dapat menyesuaikan intensitas setiap LED untuk “tune” karakter cahaya yang dipancarkan. Kekurangan utama adalah tingginya biaya produksi, yang mungkin paling penting dalam keberhasilan komersial.
Metode kedua, dengan menggunakan fosfor, dengan menggunakan satu panjang gelombang pendek LED (biasanya biru atau ultraviolet) dengan mengkombinasikannya dengan fosfor. Sinar UV akan berpendar dan mengeluarkan cahaya putih ketika mengenai fosfor. Keuntungan utama di sini adalah biaya rendah, sementara kerugiannya adalah ketidakmampuan untuk menyetel karakter cahaya tanpa benar-benar mengubah lapisan fosfor.

Agar lampu LED dapat digunakan sebagai sumber cahaya untuk sebuah ruangan, maka sejumlah LED harus ditempatkan dekat bersama-sama dalam sebuah lampu untuk menambahkan efek iluminasinya. Hal ini karena sebuah LED hanya menghasilkan sedikit cahaya, sehingga membatasi efektivitas sebagai pengganti sumber cahaya.

Aplikasi
Lampu LED dapat digunakan baik untuk pencahayaan umum maupun khusus. Ketika cahaya warna-warni dibutuhkan maka lampu LED dapat menghasilkannya tanpa membutuhkan filter. Hal ini akan meningkatkan efisiensi energi. Karena biasanya cahaya warna-warni dihasilklan dari memfilter cahaya putih, hal ini akan menyebabkan energi yang dibutuhkan untuk menghasilkan cahaya tersebut lebih besar dibandingkan pada lampu LED.
Lampu LED mempunyai karakteristik yaitu mempunyai ekspekstasi hidup yang panjang dan mengkonsumsi energi yang lebih kecil. Sumber cahaya LED lengkap, yang mana akan memberikan fleksibilitas dalam mendesain tata cahaya dan mempunyai control yang baik dalam mendistribusikan cahaya dengan reflector yang kecil atau lensa.Lampu LED juga tahan terhadap getaran. Selain itu lampu LED juga tidak mengandung merkuri.
Lampu pijar dan neon tidak berguna lagi setelah bohlamnya pecah, namun tidak demikian dengan lampu LED. Lampu ini merupakan jenis solid-state lighting (SSL), artinya lampu yang menggunakan kumpulan LED, benda padat, sebagai sumber pencahayaannya sehingga ia tidak mudah rusak bila terjatuh atau bohlamnya pecah.
Lampu LED juga berperan dalam menekan pemanasan global dan mengurangi emisi karbon dunia. Lampu ini berasal dari bahan semikonduktor, jadi tidak diproduksi dari bahan karbon. Bila lampu LED digunakan di seluruh dunia, total energi listrik untuk penerangan dapat berkurang hingga 50%. Selisih emisi karbon yang dihasilkan dunia bisa mencapai 300 juta ton per tahunnya.
Walaupun biaya awal adalah tiga kali lebih banyak daripada campuran tradisional pijar dan lampu neon, biaya tambahan akan dibayar kembali dalam jangka waktu dua tahun dari penghematan listrik, karena tidak memerlukan penggantian lampu selama 20 tahun

Perbandingan dengan lampu lain
• Lampu Incandescent atau lampu pijar menghasilkan cahaya dengan memanaskan filament oleh aliran listrik. Filamen tersebut dipanaskan pada temperature tinggi sehingga akan berpendar dan menghasilkan cahaya tampak. Rentang frekuensi yang lebar dihasilkan dari pemanasan filament ini, mengeluarkan cahaya kuning-hangat atau putih. Lampu ini sangat tidak efisien, sekitar 98% dari energi yang masuk diemisikan dalam bentuk panas. Meskipun demikian lampu ini murah untuk diproduksi. Mempunyai waktu hidup sekitar 1000 jam.
• Lampu fluorescent Dihasilkan dengan melewatkan listrik ke uap merkuri, yang kemudian akan menghasilkan sinar ultraviolet. Sinar ultraviolet ini kemudian akan diabsorpsi oleh fosfor yang melapisi bagian dalam lampu, dan akan berpendar. MEskipun panas yang dihasilkan oleh lampu floresens ini lebih sedikit dari lampu pijar, energi tetasp ada yang terbuang saat mengkonversikan sinar ultraviolet ke cahaya tampak. Jika lampu pecah, maka uap merkuri yang berbahaya akan keluar. Meskipun biaya produksi dari lampu ini 5 sampai 6 kali lebih mahal, tetapi lampu flouresens mempunyai waktu hidup lebih panjang, sekitar 10000 sampai 20000 jam.
Kekurangan lampu LED
Meskipun lampu LED banyak memiliki keunggulan yang sangat banyak, tatapi hingga saat ini penggunaan LED belum tersebar luas, karena biaya produksi LED yang masih mahal. Selain itu masih terdapat kerummitan dalam proses produksinya.
Selain itu, saat ini lampu LED masih mempunyai Color Rendering index (CRI) yang rendah. CRI adalah index untuk pengenalan warna asli jika dipapar cahaya, cahaya matahari didefinisikan mempunyai nilai CRI 100, lampu fluoresens mempunyai CRI sekitar 50-98. Generasi LED saat ini , misalnya LED biru+fosfor kuning, mempunyai CRI sekitar 70, yang mana CRI tersebut masih rendah khususnya dalam pencahayaan dalam ruangan (indoor lighting). Lampu LED yang mempunyai CRI yang tinggi masih relative mahal.

  1. i leke this and i am looking for specification for LED

    • Lazuardy
    • October 14th, 2013

    penjelasan yg sangat bagus. Boleh saya bertanya ? saya pasang lampu led untuk ruangan di rumah saya, tapi entah mengapa saya merasa ruangan jadi berwarna merah padahal lampu led saya berwarna putih. (6000 Kelvin). Terima kasih.

  1. No trackbacks yet.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

Follow

Get every new post delivered to your Inbox.

%d bloggers like this: