Pengertian Lampu LED
Lampu LED atau kepanjangannya Light Emitting Diode adalah suatu
lampu indikator dalam perangkat elektronika yang biasanya memiliki
fungsi untuk menunjukkan status dari perangkat elektronika tersebut.
Misalnya pada sebuah komputer, terdapat lampu LED power dan LED
indikator untuk processor, atau dalam monitor terdapat juga lampu LED
power dan power saving.
Lampu LED terbuat dari plastik dan dioda semikonduktor yang dapat
menyala apabila dialiri tegangan listrik rendah (sekitar 1.5 volt DC).
Bermacam-macam warna dan bentuk dari lampu LED, disesuaikan dengan
kebutuhan dan fungsinya.
Fungsi Lampu LED
LED (Light Emitting Diode)
merupakan sejenis lampu yang akhir-akhir ini muncul dalam kehidupan
kita. LED dulu umumnya digunakan pada gadget seperti ponsel atau PDA
serta komputer. Sebagai pesaing lampu bohlam dan neon, saat ini
aplikasinya mulai meluas dan bahkan bisa kita temukan pada korek api
yang kita gunakan, lampu emergency dan sebagainya. Led sebagai model
lampu masa depan dianggap dapat menek
an pemanasan global karena efisiensinya.
Lampu LED sekarang sudah digunakan untuk:
- penerangan untuk rumah
- penerangan untuk jalan
- lalu lintas
- interior/eksterior gedung
Cahaya Led
Kualitas cahayanya
memang berbeda dibandingkan dengan lampu TL atau lampu lainnya. Tingkat
pencahayaan LED dalam ruangan memang tak lebih terang dibandingkan
lampu neon, inilah mengapa LED dianggap belum layak dipakai secara
luas. Untungnya para ilmuwan di University of Glasgow menemukan cara
untuk membuat LED bersinar lebih terang. Solusinya adalah dengan
membuat lubang mikroskopis pada permukaan LED sehingga lampu bisa
menyala lebih terang tanpa menggunakan tambahan energi apapun.
Pelubangan tersebut menerapkan sistem
nano-imprint litography yang sampai saat ini proyeknya masih dikembangkan bersama-sama dengan Institute of Photonics.
Sementara ini beberapa jenis lampu LED sudah dipasarkan oleh Philips.
Anda bisa menemui beberapa model lampu LED bergaya bohlam yang hadir
dalam warna putih susu dan juga warna-warni. Daya yang diperlukan lampu
jenis ini hanya sekitar 4-10 watt saja dibandingkan lampu neon sejenis
yang mencapai 12-20 watt. Jika dihitung secara seksama memang bisa
diakui bahwa lampu LED menggunakan daya yang lebih hemat daripada lampu
TL.
LED sebagai Sumber Cahaya Masa Depan
Sumber
cahaya dari waktu ke waktu semakin berkembang, mulai dari penemuan
lampu pijar oleh Edison dan dalam waktu yang hampir bersamaan ditemukan
juga lampu fluorescence (TL) dan merkuri. Saat ini ada beberapa jenis
lampu yang digunakan manusia untuk berbagai keperluan, yaitu lampu
pijar, TL, LED, Merkuri, Halogen, Sodium dan sebagainya. Namun masih
ada kekurangan pada lampu generasi pertama sehingga lampu terus
dikembangkan agar bisa menghasilkan cahaya yang terang, memberikan
warna yang bagus, hemat energi, portable (mudah dibawa) dan lain
sebagainya. Yang paling menarik dari beberapa jenis lampu adalah LED.
LED Sebagai Dioda Semikonduktor
Light Emitting Diode (LED) merupakan jenis dioda semikonduktor yang dapat mengeluarkan energi cahaya ketika diberikan tegangan.
Struktur Dasar LED (diambil dari marktechopto.com)
Semikonduktor
merupakan material yang dapat menghantarkan arus listrik, meskipun
tidak sebaik konduktor listrik. Semikonduktor umumnya dibuat dari
konduktor lemah yang diberi ‘pengotor’ berupa material lain. Dalam LED
digunakan konduktor dengan gabungan unsur logam
aluminium-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.
Proses Pembangkitan Cahaya pada LEDCahaya
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 sebuah 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 ditengah-tengah bola lampu dan menyebabkan
filamen tersebut panas, setelah panas pada suhu tertentu (tergantung
pada jenis bahan filamen), filamen tersebut akan memancarkan cahaya.
Namun karena pada lampu pijar yang memancarkan cahaya adalah filamen
yang terbakar, tapi jika suhu pada filamen melewati batas kemampuan
filamen untuk menahan panas, akan mengakibatkan filamen lampu pijar
sedikit demi sedikit meleleh dan selanjutnya putus sehingga lampu pijar
tidak akan bisa memancarkan cahaya lagi. Umur dari lampu pijar kurang
lebih sekitar 2000 jam. Sedangkan pada lampu flurescence atau
lampu TL, proses pembangkitan cahaya hanya memanfaatkan ionisasi gas
dalam tabung lampu lalu diberikan beda potensial diantara kedua ujung
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 dari lampu TL relatif
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
yang 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.
LED sebagai sumber cahaya
Lampu pijar lebih murah tapi juga 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 juga 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 dari energi listrik yang ada digunakan untuk menghasilkan
cahaya dan membuatnya jauh lebih efisien.
RGB (Red Green Blue)
LED atau LED yang bisa mengeluarkan warna yang dipancarkan lebih dari
satu warna sehingga memungkinkan aplikasi LED yang semakin luas,
khususnya menambah keindahan dalam dunia desain interior 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.
Salah satu contoh produk dari LED adalah LedVision yang dikeluarkan oleh Philips sebagai traffic light (lampu lalu lintas) yang tersusun dari ribuan LED yang dipasangkan pada lampu lalu lintas dengan umur (life time)
mencapai 100.000 jam atau sekitar 10 tahun lebih sehingga efektif
dalam mengurangi biaya perawatan.LedVision beroperasi pada tegangan
rendah dan arus yang lebih kecil sehingga bisa menghemat sampai 90%
energi listrik yang dikonsumsi oleh lampu pijar (yang sekarang banyak
digunakan) dan umurnya 10 kali lebih panjang.
LED
dengan cahaya monokromatiknya 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 mengabsorpsi 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 persyaratan sebagai sinyal lalu lintas dan cahaya
navigasi. Cahaya LED kuning adalah pilihan bagus karena mata manusia
sensitif pada cahaya kuning (kira-kira yang dipancarkan 500lm/watt).
Kelebihan
LED dari lampu yang ada sekarang (lampu pijar, TL,dll) yaitu dalam hal
efisiensi energi dan umur yang panjang menjadikan LED sangat
berpotensi untuk dijadikan sumber pencahayaan pengganti lampu di masa
depan. Kemajuan teknologi mungkin akan mengurangi biaya sehingga LED
bisa menjadi idola sebagai lampu dimasa depan.