√ Rangkaian Seri Paralel LED dan Cara Merangkainya Lengkap

Elektronikindo.com – √ Rangkaian Seri Paralel LED dan Cara Merangkainya Lengkap. Rangkaian seri dan paralel adalah dua konfigurasi dasar yang sering digunakan dalam berbagai aplikasi elektronik, termasuk dalam rangkaian LED. Masing-masing konfigurasi memiliki karakteristik dan keunggulan tersendiri yang mempengaruhi kinerja dan efisiensi sistem.

Pada rangkaian seri, LED dihubungkan satu per satu secara berurutan, sedangkan pada rangkaian paralel, LED dihubungkan secara paralel, dengan setiap LED memiliki jalur listrik sendiri. Memahami cara merangkai kedua jenis rangkaian ini sangat penting agar dapat mengoptimalkan penggunaan LED dalam berbagai proyek, mulai dari penerangan hingga perangkat elektronik lainnya.

Pada artikel ini, kita akan membahas secara lengkap tentang rangkaian seri dan paralel LED, serta cara merangkainya dengan benar. Penjelasan ini meliputi langkah-langkah teknis dalam menghubungkan LED, menghitung resistor yang tepat, serta pemahaman tentang bagaimana masing-masing konfigurasi mempengaruhi kinerja LED. Dengan pemahaman yang tepat, kalian akan dapat merancang rangkaian LED yang efisien dan tahan lama, baik untuk aplikasi pribadi maupun komersial.

Baca Cepat Buka

Pengertian LED (Light Emitting Diode)

Light Emitting Diode (LED) adalah komponen elektronika yang dapat memancarkan cahaya monokromatik saat diberikan tegangan maju. LED termasuk dalam keluarga dioda yang terbuat dari bahan semikonduktor, dengan warna cahaya yang dipancarkan bergantung pada jenis semikonduktor yang digunakan. Selain cahaya tampak, LED juga dapat memancarkan sinar inframerah yang tidak terlihat oleh mata, seperti yang sering ditemui pada remote control TV atau perangkat elektronik lainnya.

LED memiliki bentuk kecil yang mirip dengan bohlam dan dapat dengan mudah dipasang pada berbagai perangkat elektronika. Berbeda dengan lampu pijar, LED tidak memerlukan pembakaran filamen untuk menghasilkan cahaya, sehingga menghasilkan sedikit panas. Inilah sebabnya mengapa LED, yang berukuran kecil, kini banyak digunakan sebagai penerang dalam LCD TV, menggantikan lampu tabung konvensional.

Cara Kerja LED (Light Emitting Diode)

Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya, LED adalah bagian dari keluarga dioda yang terbuat dari bahan semikonduktor. Cara kerjanya serupa dengan dioda yang memiliki dua kutub, yaitu kutub Positif (P) dan Negatif (N). LED hanya akan memancarkan cahaya jika dialiri dengan tegangan maju (forward bias) yang mengalir dari Anoda menuju Katoda.

LED terdiri dari sebuah chip semikonduktor yang telah didoping untuk membentuk junction P dan N. Proses doping dalam semikonduktor adalah penambahan ketidakmurnian (impurity) pada semikonduktor murni untuk memperoleh karakteristik kelistrikan yang diinginkan. Ketika LED dialiri dengan tegangan maju, elektron dari material N-type akan berpindah ke wilayah yang memiliki kekurangan elektron (hole) di material P-type yang bermuatan positif. Ketika elektron bertemu dengan hole, mereka akan melepaskan foton dan menghasilkan cahaya monokromatik (satu warna). LED, yang memancarkan cahaya ketika dialiri tegangan maju, juga dapat dikategorikan sebagai transduser yang mengubah energi listrik menjadi energi cahaya.

Jenis-Jenis dan Fungsi Light Emitting Diode (LED)

Saat ini, lampu LED banyak digunakan di berbagai sektor kehidupan karena efisiensinya dalam menghemat energi. Keunggulan utama lampu LED adalah konsumsi daya yang lebih rendah dibandingkan dengan lampu konvensional, serta umur pakainya yang lebih panjang. Seiring dengan kemajuan teknologi, berbagai jenis LED pun dikembangkan untuk memenuhi berbagai kebutuhan. Berikut adalah beberapa jenis lampu LED yang populer saat ini:

1. Super FLux LED

Super Flux LED adalah jenis lampu LED yang banyak digunakan di berbagai bidang, seperti otomotif, pencahayaan sinyal, dan dekorasi. Lampu ini memiliki ukuran kecil dan desain yang sangat kompak, sehingga sangat cocok untuk aplikasi-aplikasi yang membutuhkan penerangan kecil namun terang. Selain itu, Super Flux LED juga dikenal karena kemampuannya untuk menghasilkan cahaya yang terang dengan konsumsi daya yang rendah, membuatnya sangat efisien dalam penggunaannya.

2. Bicolor LED

Bicolor LED merupakan jenis lampu LED yang dapat memancarkan lebih dari satu warna cahaya, yang bisa menyala secara bergantian atau bahkan secara bersamaan. Jenis lampu ini sering digunakan dalam aplikasi dekoratif dan fungsional, seperti lampu hias, indikator warna pada speedometer kendaraan, serta mainan anak-anak yang membutuhkan lampu dengan efek warna yang menarik. Kelebihan utama dari Bicolor LED adalah kemampuannya memberikan variasi warna tanpa perlu menggunakan beberapa sumber cahaya terpisah.

3. Surface Mount Device LED

Surface Mount Device (SMD) LED adalah jenis lampu LED yang dipasang langsung di permukaan papan sirkuit, tanpa membutuhkan kabel eksternal. Bentuknya yang ramping dan persegi panjang membuatnya sangat ideal untuk digunakan dalam perangkat seperti monitor, televisi, dan proyektor portabel. Selain itu, SMD LED juga dikenal dengan kemampuannya untuk memberikan kualitas cahaya yang lebih merata dan memiliki umur pakai yang sangat panjang, menjadikannya pilihan yang populer dalam produk elektronik modern.

Selain beragam jenisnya, LED juga memiliki banyak fungsi yang sangat penting dalam kehidupan sehari-hari. Beberapa fungsi utama dari LED antara lain adalah sebagai sensor inframerah pada remote control, sebagai backlight pada layar LCD TV, penerangan kendaraan dan rumah, serta indikator untuk berbagai peralatan atau rangkaian elektronik. Keberagaman fungsi ini menjadikan LED sebagai salah satu komponen elektronika yang paling banyak digunakan dalam berbagai aplikasi modern.

Cara Merangkai Lampu LED

Pada sebuah rangkaian lampu LED yang sederhana, biasanya kita hanya membutuhkan satu buah LED dan satu buah resistor. Resistor berfungsi untuk mengatur arus listrik yang mengalir ke LED, mencegah LED dari kerusakan akibat arus yang berlebihan. Namun, dalam beberapa kasus, penggunaan hanya satu LED mungkin tidak cukup untuk memberikan pencahayaan yang diinginkan, terutama dalam aplikasi yang membutuhkan intensitas cahaya yang lebih tinggi. Oleh karena itu, untuk rangkaian penerangan atau dekorasi yang lebih besar, kita perlu menambahkan lebih banyak LED.

Ada dua cara utama untuk merangkai beberapa LED dalam rangkaian yang lebih besar: rangkaian seri dan rangkaian paralel. Kedua jenis rangkaian ini memiliki karakteristik dan keunggulannya masing-masing, tergantung pada kebutuhan aplikasi.

Rangkaian Seri LED

Rangkaian Seri LED adalah rangkaian yang terdiri dari dua buah LED atau lebih yang dihubungkan secara berurutan atau seri. Untuk merangkai LED dalam konfigurasi seri, output positif dari sumber daya (power supply) atau driver akan dihubungkan ke terminal positif (Anoda) dari LED pertama. Kemudian, terminal negatif (Katoda) dari LED pertama akan dihubungkan ke terminal positif (Anoda) LED kedua, dan seterusnya hingga jumlah LED yang diinginkan. Akhirnya, terminal negatif (Katoda) dari LED terakhir akan dihubungkan ke terminal negatif dari sumber daya atau driver. Untuk memperjelas, kalian dapat melihat rangkaian seri LED pada gambar di bawah ini.

Beberapa poin penting mengenai rangkaian seri LED adalah:

Arus yang mengalir melalui setiap LED dalam rangkaian seri adalah sama.
Total tegangan yang diperlukan dalam rangkaian adalah jumlah tegangan yang dibutuhkan oleh setiap LED.
Jika satu LED mengalami kerusakan, maka seluruh rangkaian tidak akan berfungsi.
Rangkaian seri LED relatif lebih mudah untuk dirangkai, karena hanya membutuhkan penghubungan LED secara berurutan.

Cara Menghitung Nilai Resistor pada Rangkaian Seri LED

Pada rangkaian seri 3 LED sederhana yang ditunjukkan pada gambar di atas, sebuah resistor dipasang secara seri di antara ketiga LED yang juga dihubungkan secara seri. Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya, total tegangan pada rangkaian seri LED adalah jumlah tegangan yang dibutuhkan oleh setiap LED. Oleh karena itu, tegangan yang dibutuhkan oleh rangkaian seri LED akan sangat bergantung pada jumlah LED yang digunakan. Sebagai contoh, jika satu LED memerlukan tegangan sebesar 1,7V, maka untuk merangkai 3 LED secara seri, kita memerlukan tegangan sekitar 5,1V (1,7V x 3) agar ketiga LED dapat menyala dengan baik.

Untuk memastikan bahwa LED-LED tersebut berfungsi dengan optimal, perlu dilakukan perhitungan untuk menentukan nilai resistor pembatas yang sesuai untuk rangkaian seri LED ini. Perhitungan ini dapat dilakukan menggunakan hukum Ohm. Berikut adalah rumus untuk menghitung nilai resistor yang diperlukan dalam rangkaian seri LED.

Dimana :

R = Nilai Resistor yang diperlukan (dalam Ohm (Ω))
Vs = Tegangan Sumber atau Tegangan Input (dalam Volt (V))
VLED1 = Tegangan LED 1 (dalam Volt (V))
VLED2 = Tegangan LED 2 (dalam Volt (V))
VLEDn = Tegangan LED n (dalam Volt (V))
I = Arus Maju LED (dalam Ampere (A))

Rangkaian Paralel LED

Rangkaian Paralel LED adalah rangkaian yang terdiri dari dua buah atau lebih LED yang disusun secara paralel. Dalam konfigurasi ini, semua terminal positif (Anoda) dari LED dihubungkan bersama dan terhubung ke output positif dari sumber tegangan, baik itu pencatu daya atau driver. Sementara itu, semua terminal negatif (Katoda) dari LED dihubungkan bersama dan terhubung ke output negatif dari sumber tegangan yang sama. Untuk memperjelas, kalian dapat melihat diagram rangkaian paralel LED pada gambar di bawah ini.

Berikut beberapa poin penting terkait rangkaian paralel LED:

Tegangan yang dibutuhkan oleh setiap LED dalam rangkaian paralel adalah sama.
Total arus yang mengalir dalam rangkaian adalah jumlah arus yang mengalir melalui setiap LED.
Arus keluaran (output) dibagi antara setiap jalur paralel LED.

Cara Menghitung Nilai Resistor pada Rangkaian Paralel LED

Seperti yang terlihat pada rangkaian paralel LED di atas, terdapat satu resistor pembatas yang dihubungkan secara seri dengan tiga LED yang dipasang secara paralel. Penting untuk diketahui bahwa LED-LED yang disusun dalam konfigurasi paralel tidak memerlukan tegangan yang berlipat gkalian. Jika satu LED membutuhkan tegangan 2,2V, maka sepuluh LED yang dihubungkan secara paralel juga hanya membutuhkan 2,2V. Hal ini berbeda dengan arus yang dibutuhkan, di mana arus yang dikonsumsi akan meningkat seiring dengan bertambahnya jumlah LED yang digunakan.

Untuk menentukan nilai resistor yang tepat dalam rangkaian ini, diperlukan perhitungan yang mengacu pada hukum Ohm. Berikut adalah rumus untuk menghitung resistor yang diperlukan untuk rangkaian paralel LED.

Dimana :

R = Nilai Resistor yang diperlukan (dalam Ohm (Ω))
Vs = Tegangan Sumber atau Tegangan Input (dalam Volt (V))
VLED1 = Tegangan LED 1 (dalam Volt (V))
VLED2 = Tegangan LED 2 (dalam Volt (V))
VLEDn = Tegangan LED n (dalam Volt (V))
I = Arus Maju LED (dalam Ampere (A))

BACA JUGA :

Penutup

Sebagai penutup, pemahaman tentang rangkaian seri dan paralel LED sangat penting untuk merancang sistem penerangan atau dekorasi yang efisien dan efektif.

Setiap konfigurasi memiliki kelebihan dan kekurangan yang perlu disesuaikan dengan kebutuhan proyek. Rangkaian seri cocok untuk aplikasi yang membutuhkan distribusi tegangan yang lebih tinggi, sementara rangkaian paralel lebih ideal untuk memastikan setiap LED menerima tegangan yang sama dengan peningkatan arus yang sesuai.

Dengan memperhatikan perhitungan yang tepat untuk resistor dan pemilihan rangkaian yang sesuai, kalian dapat merancang rangkaian LED yang tidak hanya hemat energi tetapi juga tahan lama dan efektif.

Baik untuk penerangan rumah, kendaraan, atau dekorasi, LED menjadi pilihan yang tepat berkat efisiensinya. Semoga informasi dalam artikel elektronikindo.com ini bermanfaat dan dapat membantu kalian dalam merakit rangkaian LED dengan lebih percaya diri.

√ Rangkaian Seri Paralel LED dan Cara Merangkainya Lengkap

Pengertian LED (Light Emitting Diode)