Cara Merangkai Lampu LED (Rangkaian Seri LED dan Rangkaian Paralel LED)

Cara Merangkai Lampu LED (Rangkaian Seri LED dan Rangkaian Paralel LED) – LED adalah sejenis dioda yang dapat memancarkan cahaya. Saat ini, LED (Light Emitting Diode) telah banyak digunakan sebagai lampu untuk berbagai keperluan seperti sebagai lampu penerangan rumah dan kantor, lampu penerangan jalan, lampu lalu lintas, pencahayaan mobil, lampu indikator peralatan elektronik dan listrik serta papan-papan iklan dan dekorasi.
Baca juga : Pengertian LED (Light Emitting Diode) dan Cara Kerjanya.

Light Emitting Diode atau LED merupakan komponen elektronika yang sangat sensitif terhadap tegangan dan arus. Oleh karena itu, LED harus diberikan nilai tegangan dan arus yang ditentukan sesuai LED yang bersangkutan. Tegangan dan arus yang tidak sesuai atau yang melebihi batas kemampuannya akan menyebabkan komponen LED tersebut terbakar. Untuk mendapatkan tegangan dan arus yang sesuai untuk LED tersebut kita memerlukan Resistor dengan nilai tertentu yang pada umumnya dihubungkan secara seri dengan LED.
Untuk cara merangkai lampu LED dengan hanya menggunakan sebuah LED dan sebuah Resistor, anda dapat membaca artikel : Cara Menghitung Nilai Resistor untuk LED (Light Emitting Diode).

Cara Merangkai Lampu LED

Pada sebuah rangkaian Lampu LED yang sangat sederhana, tentunya kita hanya memerlukan 1 buah LED dan 1 buah Resistor, namun LED yang hanya berjumlah 1 buah ini mungkin tidak bisa memberikan cahaya yang cukup pada rangkaian penerangan tertentu sehingga mengharuskan kita untuk menambahkan jumlah LED ke rangkaian lampu penerangan maupun rangkaian dekorasi tertentu. Untuk rangkaian lampu penerangan yang memerlukan jumlah LED yang banyak, kita dapat menggunakan dua jenis rangkaian yaitu rangkaian Seri (series) dan rangkaian Paralel (parallel).

Rangkaian Seri LED

Rangkaian Seri LED adalah sebuah rangkaian yang terdiri dari 2 buah atau lebih LED yang disusun secara sejajar atau berbentuk Seri. Untuk merangkai rangkaian seri LED, Output Positif dari Pencatu Daya (power supply) atau Driver akan terhubung ke kaki terminal positif (Anoda) dari LED pertama sedangkan kaki terminal Negatif (Katoda) dari LED pertama tersebut akan dihubungkan ke kaki terminal positif (Anoda) pada LED kedua dan kaki terminal negatif (Katoda) LED kedua tersebut dihubungkan kaki terminal positif (Anoda) pada LED ketiga dan seterusnya hingga jumlah LED yang kita inginkan. Akhirnya, kaki terminal negatif (Katoda) LED terakhir akan dihubungkan ke Negatif Pencatu daya (power supply) atau driver. Untuk lebih jelas, silakan lihat rangkaian seri LED pada gambar dibawah ini :

Berikut ini adalah beberapa poin penting pada rangkaian seri LED :

Arus yang mengalir melalui setiap LED adalah sama
Total Tegangan pada rangkaian adalah jumlah tegangan di setiap LED
Jika satu LED rusak, seluruh rangkaian tidak akan berfungsi
Rangkaian seri LED lebih mudah untuk dirangkai

Cara Menghitung Nilai Resistor pada Rangkaian Seri LED

Dari sebuah rangkaian seri 3 LED sederhana yang ditunjukan pada gambar diatas, sebuah resistor yang berfungsi sebagai pembatas dipasangkan secara seri diantara 3 LED yang juga dihubungkan secara seri. Seperti yang disebutkan dalam poin penting diatas, total tegangan pada rangkaian seri LED adalah jumlah tegangan di setiap LED. Dengan demikian, Tegangan yang dibutuhkan oleh rangkaian seri LED akan sangat tergantung pada jumlah banyak LED yang digunakan. Sebagai contoh, apabila kita menggunakan 1 LED yang membutuhkan tegangan 1,7V maka apabila kita merangkai 3 LED secara seri, kita membutuhkan 3 kali lipat tegangan untuknya atau sekitar 5,1V (1,7V x 3).

Agar LED-LED tersebut dapat berfungsi dengan baik, maka diperlukan suatu perhitungan untuk mencari resistor pembatas yang cocok untuk rangkaian seri LED tersebut. Rumus perhitungannya juga berasal dari rumus Hukum Ohm. Berikut ini rumus untuk mencari resistor untuk rangkaian seri LED.

R = (Vs – (V_LED1 + V_LED2 + … + V_LEDn)) / I

Dimana :

R = Nilai Resistor yang diperlukan (dalam Ohm (Ω))
Vs = Tegangan Sumber atau Tegangan Input (dalam Volt (V))
V_LED1 = Tegangan LED 1 (dalam Volt (V))
V_LED2 = Tegangan LED 2 (dalam Volt (V))
V_LEDn= Tegangan LED n (dalam Volt (V))
I = Arus Maju LED (dalam Ampere (A))

Contoh Kasus Menghitung Nilai Resistor untuk rangkaian seri LED

Kita ingin merakit sebuah rangkaian dengan 3 buah LED merah secara seri, tegangan maju (VF) pada LED merah adalah 1,7V sedangkan arus maju (IF) LED merah tersebut adalah 30mA. Tegangan INPUT yang akan kita berikan adalah 12V. Berapakah nilai Resistor yang diperlukan?

Diketahui :

Vs = 12V
V_LED1= 1,7V
V_LED2= 1,7V
V_LED3= 1,7V
I = 30mA atau 0,03A
R = ?

Penyelesaian :

R = (Vs – (V_LED1 + V_LED2 + … + V_LEDn)) / I
R = (12 – (1,7 + 1,7 + 1,7)) / 0,03
R = (12 – 5,1) / 0.03
R= 6,9 / 0.03
R = 230 Ohm

Jadi, Resistor pembatas yang diperlukan adalah Resistor yang bernilai 230 Ohm.

Rangkaian Paralel LED

Yang dimaksud dengan rangkaian Paralel LED adalah rangkaian yang terdiri dari 2 buah atau lebih LED yang disusun secara berderet atau berbentuk paralel. Dalam rangkaian Paralel LED ini, semua kaki terminal positif LED dihubungkan bersama ke output Positif-nya tegangan sumber yaitu pencatu daya ataupun driver. Sedangkan kaki terminal negatif LED dihubungkan bersama dan dikoneksi ke output Negatif-nya tegangan sumber (pencatu daya atau driver). Untuk lebih jelas, silakan lihat rangkaian Paralel LED pada gambar dibawah ini :

Berikut ini adalah beberapa poin penting pada rangkaian paralel LED :

Tegangan yang dibutuhkan di setiap LED adalah sama
Total Arus yang mengalir pada rangkaian adalah jumlah arus yang mengalir melalui setiap LED
Total Arus keluaran (Output) dibagi melalui setiap baris paralel LED

Cara Menghitung Nilai Resistor pada Rangkaian Paralel LED

Seperti yang dilihat pada rangkaian paralel LED diatas, terdapat 1 buah resistor pembatas yang dihubungkan secara seri dengan 3 buah LED yang dipasangkan secara Paralel. Perlu diketahui bahwa LED-LED yang disusun berdasarkan paralel tidak membutuhkan tegangan yang berkali lipat, jika 1 buah LED membutuhkan 2,2V maka 10 buah LED yang dihubungkan secara paralel juga hanya membutuhkan 2,2V saja. Hal ini akan berbeda dengan Arus yang dibutuhkannya, arus yang dikonsumsinya akan menjadi berkali lipat tergantung pada jumlah banyaknya LED yang digunakan.

Untuk mencari nilai resistor yang cocok untuk rangkaian tersebut, diperlukan perhitungan yang juga berdasarkan rumus Hukum Ohm. Berikut ini rumus untuk mencari resistor untuk rangkaian paralel LED.

R = (Vs – V_LED) / (I_LED1 + I_LED2+ … + I_LEDn)

Dimana :

Contoh Kasus Menghitung Nilai Resistor untuk rangkaian Paralel LED

Kita ingin merakit sebuah rangkaian dengan 3 buah LED hijau secara paralel, tegangan maju (VF) pada LED hijau adalah 2,2V sedangkan arus maju (IF) LED merah tersebut adalah 25mA. Tegangan INPUT yang akan kita berikan adalah 12V. Berapakah nilai Resistor yang diperlukan?

Diketahui :

Vs = 12V
V_LED1= 2,2V
V_LED2= 2,2V
V_LED3= 2,2V
I = 25mA atau 0,025A
R = ?

Penyelesaian :

R = (Vs – V_LED) / (I_LED1 + I_LED2+ … + I_LEDn)
R = (12 – 2,2) / (0,025 + 0,025 + 0,025)
R = 9,8 / 0,075
R = 130,6 Ohm

Jadi, Resistor pembatas yang diperlukan dalam rangkaian paralel LED ini adalah Resistor yang bernilai 130,6 Ohm.

Cara Merangkai Lampu LED (Rangkaian Seri LED dan Rangkaian Paralel LED)