Sumber Cahaya LED

3 Alasan mengapa LED digunakan sebagai sumber cahaya dibandingkan dengan lampu HID

• LED tidak memiliki filamen yang terbakar atau pecah, sehingga tahan lebih lama daripada bohlam konvensional. Mengingat bahwa chip semikonduktor yang sangat kecil menjalankan LED, mereka sangat tahan lama dan cenderung bertahan ribuan jam.
• LED 'menyala seketika', seperti lampu halogen, dan karenanya nyaman digunakan dalam aplikasi yang sering atau berpotensi untuk siklus on-off. Sebaliknya, lampu HID lebih rapuh dan harus dihangatkan (15-25 detik) selama penyalaan
• Teknologi LED berubah dengan cepat dan diperkirakan bahwa LED pada akhirnya akan melampaui kinerja pencahayaan HID.

Bagaimana LED digunakan sebagai sumber cahaya?

Light-Emitting Diodes (LED) adalah sumber cahaya yang memanfaatkan dioda yang memancarkan cahaya saat dihubungkan dalam suatu rangkaian. Efeknya adalah bentuk luminescence elektro di mana LED melepaskan sejumlah besar foton ke luar LED bertempat di bohlam plastik, yang memusatkan sumber cahaya. Bagian terpenting dari LED adalah chip semi-konduktor yang terletak di tengah sumber cahaya. Terdiri dari daerah p dan n dengan persimpangan di antara keduanya, daerah p didominasi oleh muatan listrik positif dan daerah n didominasi oleh muatan listrik negatif. Persimpangan adalah semacam dinding antara dua wilayah, menghalangi jalannya pembawa muatan antara dua wilayah.

Ketika tegangan yang cukup diterapkan ke chip semi-konduktor, elektron dapat bergerak dengan mudah melintasi persimpangan di mana mereka segera tertarik ke gaya positif di daerah p. Ketika sebuah elektron bergerak cukup dekat dengan muatan positif di wilayah p, kedua muatan itu 'bergabung kembali'.

Ketika sebuah elektron bergabung dengan ion positif, energi potensial listrik diubah menjadi energi elektromagnetik dan ini terjadi dalam bentuk emisi foton cahaya.

Foton ini memiliki frekuensi yang ditentukan oleh karakteristik bahan semikonduktor (biasanya gabungan dari unsur kimia galium, arsen, dan fosfor).

LED yang memancarkan warna berbeda terbuat dari bahan semikonduktor yang berbeda. Dengan kata sederhana, LED adalah komponen sirkuit listrik kecil yang berfungsi sebagai bohlam tanpa filamen. LED hanya diterangi oleh pergerakan elektron dalam bahan semikonduktor, menjadikannya hemat energi dan sangat tangguh dalam jangka waktu yang lama.

Apa jenis LED yang digunakan dalam aplikasi penerangan?

LED Putih adalah teknologi pencahayaan baru yang paling menarik sejak diperkenalkannya lampu fluoresen. LED intensitas tinggi sekarang populer karena kebutuhan arus rendahnya yang tinggi. LED Putih terang tinggi semakin banyak digunakan dalam aplikasi pencahayaan sebagai ukuran untuk menghemat energi. Aplikasi LED putih mencakup penerangan lampu belakang pada telepon seluler, lampu belakang LCD, penerangan rumah dan kendaraan, papan pajangan, dll. LED berukuran sangat kecil dan mengonsumsi sedikit energi dan secara efisien mengubah listrik menjadi cahaya.

Mengapa LED Putih lebih disukai?

Sebuah LED watt tinggi biasanya menghasilkan sekitar 75-100 lumens per watt dengan mengorbankan arus 350 mili ampere. Kehilangan energi melalui panas praktis nihil di LED dan mereka memiliki umur yang sangat panjang ribuan jam. LED adalah perangkat ramah lingkungan karena tidak mengandung timbal atau merkuri. Tidak seperti lampu fluorescent, LED tidak memancarkan sinar UV.

A1 watt White LED memberikan fluks bercahaya sekitar 100 lm yang cukup untuk menerangi area terbatas. Jumlah cahaya yang dipancarkan oleh sumber cahaya diukur dalam lumen. Misalnya, bohlam 60 Watt memancarkan 730 lumen dan dengan lampu halogen 50 Watt adalah 900 lumen. Setiap chip LED memiliki luas hanya satu milimeter persegi, yang menghasilkan luminositas keseluruhan yang sangat terkonsentrasi.

Penurunan tegangan maju dari LED putih 1 watt adalah 3,3 volt dan mengkonsumsi arus 350 mili ampere. Jadi LED putih biasa membutuhkan 3 volt dan arus sekitar 40 mA untuk memberikan kecerahan maksimal.

LED Putih berdaya tinggi dapat digerakkan pada arus tinggi ratusan mili ampere ke Ampere untuk menghasilkan cahaya intensitas tinggi. Beberapa merek dapat menghasilkan lebih dari seribu lumens. HPLED harus dipasang pada unit pendingin untuk memungkinkan pembuangan panas jika tidak, perangkat akan mudah rusak.

2 cara untuk membuat LED putih

• Metode ini melibatkan pelapisan chip LED (kebanyakan biru terbuat dari Indium Gallium Nitride, InGaN) dengan fosfor warna berbeda untuk menghasilkan cahaya putih. Bagian dari spektrum cahaya yang sesuai dengan cahaya biru ditransfer ke panjang gelombang yang lebih panjang, melalui proses yang disebut pergeseran Stokes. Cahaya putih LED putih berasal dari pita sempit biru yang dipancarkan secara alami oleh LED GaN, ditambah spektrum luas kuning yang dihasilkan oleh lapisan fosfor pada cetakan yang menyerap sebagian biru dan mengubahnya menjadi kuning. InGaN dapat menghasilkan panjang gelombang operasional dari hijau ke ultra-violet dengan memvariasikan jumlah relatif indium dan gallium selama produksi. Bahan fosfor yang umum digunakan adalah Cerium doped Yttrium aluminium Garnet atau Ce3 + YAG.
• LED putih juga dapat dibuat dengan melapisi di dekat LED yang memancarkan UV dengan campuran fosfor pemancar merah dan biru berbasis Europium yang berefisiensi tinggi ditambah tembaga pemancar hijau dan seng sulfida aluminium yang diolah. Ini adalah metode yang mirip dengan cara kerja lampu Fluorescent. Metode ini kurang efisien dibandingkan dengan LED biru dengan fosfor, karena pergeseran Stokes lebih besar dan oleh karena itu lebih banyak energi diubah menjadi panas. Kelemahan lainnya adalah, sinar UV dapat bocor dari LED yang tidak berfungsi dan menyebabkan kerusakan pada mata atau kulit manusia.

3 Aplikasi yang melibatkan LED sebagai sumber cahaya

• Lampu Darurat berbasis LED

Ini dapat dicolokkan ke soket AC dan menyala pada saat listrik mati. Ini memancarkan cahaya putih dingin di ruangan yang cukup untuk tujuan membaca juga. Ini didukung oleh baterai telepon nirkabel 4,5 volt dan menggunakan LED Putih 1 watt.

Bekerja dari sistem

Rangkaian ini menggunakan trafo stepdown kecil 4,5 volt 300 mA, penyearah jembatan yang terdiri dari D1 hingga D4 dan kapasitor smoothing C1 sebagai catu daya untuk mengisi baterai isi ulang 4,5 volt. Trafo 4,5 volt sudah tersedia dan umumnya digunakan dalam Lampu darurat LED . Ini menjatuhkan 230 volt AC ke AC volt rendah yang kemudian diperbaiki oleh penyearah gelombang penuh. Kapasitor C1 membuat DC bebas riak untuk pengisian daya. Resistor R1 menyediakan arus sekitar 80 mili ampere untuk pengisian. Karena sirkuit selalu dicolokkan, arus rendah sangat ideal untuk pengisian daya. Baterai isi ulang yang digunakan dalam rangkaian adalah baterai telepon nirkabel 4,5 volt.
Saat daya listrik tersedia, baterai mengisi melalui R1 dan D5. Pada saat yang sama, transistor PNP mendapat bias positif melalui R1 dan tetap mati. Ketika daya mati, bias balik D5 dan basis T1 akan menjadi negatif. Kemudian melakukan dan menyalakan LED. Saat daya menyala kembali, LED secara otomatis mati.

1W-LED-Lampu Darurat

Bagaimana mengatur?

Sirkuit ini dapat dirakit pada sepotong kecil papan kinerja. Lampirkan sirkuit, transformator, dan baterai dalam kotak adaptor tipe colokan. Perbaiki LED di luar kotak sebaiknya dengan latar belakang reflektif. Anda dapat menempelkan kertas Foil untuk tujuan ini, dan juga berfungsi sebagai heat sink untuk LED. Karena arus tinggi mengalir melalui T1 saat lampu LED, T1 membutuhkan heat sink. LED putih 1 Watt berharga sekitar Rs. 50 dan baterai Rs. 150.

• Lampu Otomatis menggunakan LED 1 W.

Ini dia Lampu Otomatis menggunakan daya tinggi LED putih yang menyala di malam hari dan terus menyala hingga pagi. LED putih digunakan akhir-akhir ini karena mereka membutuhkan catu daya DC sederhana untuk memberi daya dan mengontrolnya, berbeda dengan lampu pelepasan gas pijar. LED yang digunakan memiliki rating 1 W dan catu daya yang diatur tanpa transformator digunakan untuk menyalakan perangkat.

Bekerja dari Sistem

Kapasitor c1 dan c2 menurunkan tegangan AC ke nilai yang lebih rendah. Biasanya kapasitor bernilai tinggi digunakan. Bagian penyearah jembatan menghasilkan output DC yang berdenyut dari sinyal ac. Kapasitor menghilangkan riak ac yang ada dalam sinyal dc. Sinyal yang difilter ini diterapkan melintasi dioda zener, yang menyediakan output DC yang diatur melintasi terminalnya. Kapasitor c3 umumnya memungkinkan sinyal ac melewatinya dan memblokir sinyal DC. Ini bertindak sebagai elemen bypass. LDR dan T1 membentuk sakelar peka cahaya untuk menghidupkan / mematikan LED. LDR menawarkan resistansi tinggi dalam gelap dan resistansi rendah dalam cahaya. Jadi pada siang hari, LDR bekerja dan Base T1 akan ditarik ke ground potensial dan tetap mati untuk mematikan LED Putih. Pada malam hari, ketika siang hari berhenti, resistensi LDR meningkat dan T1 mendapat bias dan perilaku dasar yang cukup. LED yang terhubung ke T1 kolektor kemudian menyala. BD 139 adalah transistor NPN daya sedang dan koneksi pinnya adalah Base - Collector - Emitter dari sisi depan. Unit pendingin diperlukan untuk T1 karena LED melewati arus sekitar 100miliampere. LED yang digunakan pada rangkaian adalah LED putih 1 watt yang memiliki penurunan tegangan maju 3,3 volt dan membutuhkan arus 350miliampere untuk mendapatkan kecerahan penuh.

• Lampu Darurat Portabel dengan pengisi daya Ponsel

Berikut adalah Lampu Darurat Portabel dengan pengisi daya Ponsel. Ini menggunakan LED Putih terang tinggi yang dapat memberi cahaya yang cukup di ruangan ketika listrik mati. LED putih dapat berupa LED Indium Gallium Nitride yang memancarkan cahaya putih kebiruan, yang dapat disaring menggunakan filter fosfor di lensa atau menggunakan campuran LED multi-warna. Ini juga dapat digunakan sebagai pengisi daya Seluler dalam mode colokan juga selama perjalanan.

Bekerja dari Sistem

Catu daya untuk rangkaian berasal dari transformator step-down 0-6 volt 300 mA, penyearah gelombang penuh yang terdiri dari D1 hingga D4 dan kapasitor pemulusan C1. Rangkaian lampu Emergency terdiri dari dioda D5, resistor R2 dan Transistor T1. Jika daya listrik tersedia, forward bias dioda D5 dan baterai 6 volt mengisi melalui resistor R2. Pada saat yang sama, transistor PNP T1 akan keluar dari konduksi karena basisnya dijaga tetap tinggi melalui R1. LED putih yang terhubung ke kolektor T1 tetap mati. Ketika daya listrik mati, bias balik D5 dan basis T1 mendapat bias negatif dan bekerja. LED putih kemudian menyala menggunakan daya dari baterai. Bagian pengisi daya ponsel dari rangkaian terdiri dari catu daya teregulasi berbasis Zener. Arus pengisian dapat disadap dari titik A dan B menggunakan konektor yang sesuai.

Lampu Darurat portabel pengisi daya ponsel

Sekarang saya harap Anda sudah mendapat gambaran tentang konsep sumber cahaya LED dan jika Anda memiliki pertanyaan dari artikel dan dari proyek elektronik kelistrikan tinggalkan bagian komentar di bawah ini.