Analisa Rumus Cara Menghitung Resistor untuk LED Menggunakan Multisim

Menganalisa rumus cara menghitung resistor untuk lampu LED ini kita lakukan agar kita lebih paham dan yakin mengenai cara menentukan resistor yang dibutuhkan untuk lampu LED. Kalau teman-teman membutuhkan informasi terkait resistor dapat membacanya terlebih dahulu.

LED atau Light Emitting Diode

LED atau Light Emitting Diode merupakan komponen yang masuk kedalam kategori dioda. Tetapi berbeda dengan jenis-jenis dioda yang lainnya. LED ini merupakan jenis dioda yang dapat menyala jika dialiri arus listrik. Jadi LED dapat dikatakan juga sebagai lampu. Tepatnya lampu LED.

Pengalaman saya dulu ketika sekolah. LED ini saya gunakan sebagai lampu indikator untuk menandakan bahwa ada aliran listrik pada suatu titik rangkaian listrik tertentu.

Bisa saja sih tidak menggunakan lampu LED. Untuk mengetahui ada atau tidak nya arus listrik yang mengalir pada rangkaian mungkin alternatif lain dapat menggunakan alat ukur multimeter. Tetapi itu akan menyulitkan ketika kita sudah berbicara mengenai suatu sistem yang lebih kompleks lagi.

Untuk itu diperlukan komponen lampu LED sebagai indikator.

Implementasi Lampu LED

Terkait lampu LED kita dapat menjumpainya pada berbagai peralatan elektronika disekitar kita, seperti misalnya remote TV, TV nya sendiri memiliki lampu LED, pada laptop juga biasanya pada bagian samping terdapat lampu LED dan masih banyak lagi.

Secara fisik bentuk ukuran lampu LED ini sangatlah kecil. Nilai arus forward current (arus maju) yang dialirkannya pun sangatlah kecil yaitu sekita 25 mA hingga 30 mA. Jadi mesti berhati-hati ketika memasang lampu LED ini karena jika arus dan tegangan melebihi kemampuan lampu LED maka komponen ini dapat hangus, terbakar atau putus.

Lampu LED memiliki standar ukuran nilai tersendiri. Setiap warna lampu LED memiliki nilai maksimum tegangan dan maksimum nilai arusnya tersendiri. Seperti tabel berikut ini.

Teori Rangkaian dan Cara Menghitung Nilai Resistor Untuk Lampu LED

Dari tabel di atas kita dapat menentukan berapa nilai resistor yang diperlukan untuk dipasang secara seri dengan komponen lampu LED. Karena, jika lampu LED tidak dibarengin dengan resistor maka lampu LED tersebut akan rusak atau terbakar yang diakibatkan oleh arus terlalu besar.

Untuk itu fungsi resistor disini adalah agar arus yang mengalir hingga ke lampu LED nilainya kecil sehingga lampu LED menyala dengan aman. Jika nilai arus yang mengalir ke lampu LED besar hingga melebihi kemampuan maksimum arusnya maka khawatir lampu LED tersebut akan rusak. Untuk itu diperlukan rumus untuk menentukan berapa besaran nilai resistor yang diperlukan.

Rumus untuk Menentukan Besaran Resistansi dari Sebuah Resistor

Resistor (ohm) = (Tegangan Input - Tegangan LED) / Arus LED

Dimana :

Nilai resistansi dari resistor adalah R (ohm)
Tegangan input adalah Vs (volt)
Tegangan LED adalah VL (volt)
Arus maju LED adalah I (ampere)

Kita melakukan pengujian dengan komponen resistor yang dipasang secara seri dengan lampu LED. Agar nilai arus yang mengalir kecil sehingga Lampu LED akan menyala dengan aman. Jadi, fungsi resistor disini yaitu sebagai pembatas arus. Berikut rangkaiannya :

Kita langsung saja membuat rangkaian seperti diatas menggunakan software multisim. Kita lihat fenomena-fenomena apa saja yang terjadi ketika rangkaian tersebut disimulasikan dengan mulitsim.

Percobaan pertama

Kita berikan tegangan Vs sebesar 12 V DC. Karena kita akan menggunakan lampu LED berwarna hijau maka jika dilihat pada tabel diatas tegangannya sebesar VL 2.2 V dengan arus yang akan kita gunakan sebesar 80% dari arus maksimum yaitu sebesar 20 mA atau 0.02 A. (lihat arus maksimum LED pada tabel gambar diatas yaitu sebesar 25 mA)

Catatan : 80% disini bukanlah keharusan. Saya hanya mencari aman saja terhadap komponen LED. Karena kalau arus yang digunakan 100% khawatir LED akan cepat panas dan rusak. Karena kita sedang belajar melakukan perancangan dan menentukan berapa nilai resistor yang dibutuhkan, maka saya mengambil asumsi arus yang melewati LED mesti dibawah nilai arus maksimum dari kemampuan lampu LED itu sendiri. Arus maksimum merujuk pada tabel diatas.

Baik, kita hitung nilai resistor yang dibutuhkan berdasarkan rumus yang telah dijelaskan diatas :

R = (12 v - 2.2 v) / 0.02 A = 490 ohm nilai resistansi yang dibutuhkan untuk dipasang di rangkaian. Selanjutnya untuk pembuktian kita akan coba praktekan menggunakan software multisim. Fenomena apa yang akan terjadi jika pada rangkaian diberikan resisitor sebesar 490 ohm.

Ketika sakelar dihidupkan atau dikontakan atau dihubungkan maka lampu LED akan menyala berwarna hijau perhatikan gambar berikut ini :

Percobaan Kedua

Kita lihat apa yang terjadi jika kita berikan resistor dengan nilai yang lebih kecil dari 490 ohm. Misalnya kita berikan nilai yang lebih ekstrim sebesar 100 ohm. Maka apa yang akan terjadi :

Ternyata ketika disimulasikan (run) pada multisim resistor terbakar dan lampu LED pun ikut putus terbakar juga. Mengapa hal itu dapat terjadi. Mari kita analisa dengan menggunakan rumus.

Diketahui :

Vs sebesar 12 V DC, VL sebesar 2.2 V, Nilai R sebesar 100 ohm, maka :

100 ohm = (12 - 2.2) volt / I arus mengalir

Jadi Nilai arus yang mengalir di (I) = (12 - 2.2) volt / 100 ohm = 0.098 A (Nilai arusnya terlalu besar)

Kesimpulan

Jika kita lihat pada tabel diatas bahwa lampu LED berwarna hijau memiliki kemampuan untuk dialiri arus maksimum sebesar 0.025 A. Sehingga jika melebihi dari 0.025 A maka lampu LED akan meledak.

Jadi kesimpulannya adalah rumus untuk menentukan nilai resistor pada lampu LED adalah R = (Vs - VL) / I arus LED.