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 menekan pemanasan global karena efisiensinya. Lampu
LED sekarang sudah digunakan untuk, penerangan ruma, penerangan untuk
jalan, lalu lintas, advertising, interior/eksterior gedung
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.
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.
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 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 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.
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).
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
