Cara Tepat Menghitung Resistor untuk Lampu LED
LED (Light-Emitting Diode) adalah sumber cahaya semikonduktor yang memancarkan cahaya ketika terdapat arus mengalir melaluinya.
LED masih tergolong jenis dioda, tetapi LED adalah jenis dioda yang fungsi utamanya untuk dapat memancarkan cahaya.
LED memiliki dua kaki, yaitu positif (anoda) yang memiliki ukuran lebih panjang, sedangkan negatif (katoda) ukurannya lebih pendek.
LED hanya dapat bekerja satu arah di mana kaki positif harus di hubungkan dengan sumber tegangan positif dan kaki negatif dengan sumber tegangan negatif.
Dalam menyalakan lampu LED tentu saja tidak sembarangan, perlu adanya perhitungan tegangan dan arus yang sesuai agar LED menyala dengan baik.
Mengapa demikian, hal ini karena jika LED diberi tegangan terlalu besar dari standar yang sudah ditentukan maka sudah pasti LED tersebut akan rusak, tetapi jika tegangan yang diberikan terlalu kecil maka LED akan menyala redup atau malah tidak menyala sama sekali.
Maka dari itu, perlu adanya hambatan atau resistansi agar tegangan pada LED sesuai. Komponen yang berperan sebagai hambatan dan paling sering digunakan adalah resistor.
Dalam memasang resistor ke LED yang paling umum adalah resistor dipasang pada bagian kaki positif LED, walaupun jika dipasang ke kaki negatif juga tetap dapat bekerja.
Kemudian, LED bekerja dalam arus DC, Anda dapat menggunakan baterai atau power supply untuk menghidupkannya.
Rumus Menghitung Resistor untuk Lampu LED
LED memiliki berbagai pilihan warna, di mana setiap warna memiliki perbedaan penurunan tegangan atau batas tegangan kerja, tetapi Anda dapat menggunakan tegangan yang “umum” digunakan, yaitu 2 V.
Sementara Itu, untuk arus maksimum yang dapat dilalui LED adalah 20 mA atau 0,02 A.
Untuk menentukan nilai hambatan resistor yang sesuai terhadap LED yang digunakan, Anda dapat menggunakan rumus di bawah ini.
R = (VS – VLED) / ILED
Keterangan:
- VS = Tegangan sumber, diukur dalam volt (V).
- VLED = Penurunan tegangan pada LED, diukur dalam volt (V).
- ILED = Arus yang melalui LED, diukur dalam Ampere (Amp/A).
- R = Resistansi, diukur dalam Ohm (Ω).
Kemudian, untuk menentukan kemampuan atau peringkat (rating) daya resistor Anda dapat menggunakan rumus di bawah ini.
P = VR x IR
Keterangan:
- P = Daya satuannya (Watt)
- VR = Tegangan pada resistor (V)
- IR = Arus dari resistor (A)
Bisa juga menggunakan rumus P = I² x R atau P = V²/R.
Peringkat daya resistor menentukan daya maksimum yang dapat dihamburkan oleh resistor dengan aman.
Alasan mengapa resistor diberi peringkat daya adalah karena arus dapat melelehkan komponen dan mungkin membuat korsleting dalam rangkaian jika jumlah daya maksimum yang dapat melewati resistor tidak ditentukan.
Contoh Soal
Keterangan: Setiap LED memiliki penurunan tegangan sebesar 2 V dan arus maksimum yang melalui LED sebesar 20 mA. Berikut adalah penyelesaian dari soal pada gambar di atas.
Soal no.1
R = (VS – VLED) / ILED
= (9 – 2) / 20 mA
= 7 / 0,02 A
= 350 Ohm
P = VR x IR
= 7 x 0,02 A
= 0,14 W
Dapat menggunakan resistor yang peringkat dayanya 1/4 W.
Soal no.2
R = (VS – VLED) / ILED
= (3 – 2) / 20 mA
= 1 / 0,02 A
= 50 Ohm
P = VR x IR
= 1 x 0,02 A
= 0,02 W
Dapat menggunakan resistor yang peringkat dayanya 1/8 atau 1/4 W.
Soal no.3
R = (VS – VLED) / ILED
= (12 – 2) / 20 mA
= 10 / 0,02 A
= 500 Ohm
P = VR x IR
= 10 x 0,02 A
= 0,2 A
Dapat menggunakan resistor yang peringkat dayanya 1/4 W.
Contoh Soal Rangkaian Seri
Keterangan: Setiap LED memiliki penurunan tegangan sebesar 2 V dan arus maksimum yang melalui LED sebesar 20 mA. Berikut adalah penyelesaian dari soal pada gambar di atas.
Soal No.1
R = (VS – VLED) / ILED
= (9 – 2 – 2 – 2 – 2) / 20 mA
= 1 / 0,02 A
= 50 Ohm
P = VR x IR
= 1 x 0,02 A
= 0,02 W
Dapat menggunakan resistor yang peringkat dayanya 1/8 atau 1/4 W.
Soal No.2
R = (VS – VLED) / ILED
= (9 – 2 – 2 – 2) / 20 mA
= 3 / 0,02 A
= 150 Ohm
P = VR x IR
= 3 x 0,02 A
= 0,06 W
Dapat menggunakan resistor yang peringkat dayanya 1/8 atau 1/4 W.
Soal No.3
R = (VS – VLED) / ILED
= (12 – 2 – 2 – 2 – 2) / 20 mA
= 4 / 0,02 A
= 200 Ohm
P = VR x IR
= 4 x 0,02 A
= 0,08 W
Dapat menggunakan resistor yang peringkat dayanya 1/8 atau 1/4 W.
Contoh Soal Rangkaian Paralel
Keterangan: Setiap LED memiliki penurunan tegangan sebesar 2 V dan arus maksimum yang melalui LED sebesar 20 mA. Berikut adalah penyelesaian dari soal pada gambar di atas.
Soal No.1
R = (VS – VLED) / ILED
= (9 – 2) / 20 mA
= 7 / 0,02 A
= 350 Ohm
P = VR x IR
= 7 x 0,02 A
= 0,14 W
Total arus = 0,02 A x 4 LED = 0,8 A
Jadi, setiap resistor memiliki hambatan 350 Ohm dan dapat menggunakan resistor yang peringkat dayanya 1/4 W.
Soal No.2
Penurunan tegangan setiap cabang = 2V + 2V = 4V
R = (VS – VLED) / ILED
= (9 – 4) / 20 mA
= 5 / 0,02 A
= 250 Ohm
P = VR x IR
= 5 x 0,02 A
= 0,10 W
Total arus = 0,02 A x 4 = 0,8 A
Jadi, setiap resistor memiliki hambatan 250 Ohm dan dapat menggunakan resistor yang peringkat dayanya 1/8 atau 1/4 W. Setiap cabang arusnya masih 0,02 A dan setiap cabang masih dapat ditambah LED hingga penurunan tegangan mencapai batas maksimal tegangan power supply atau baterai.
Soal No.3
Total arus = 0,02A+0,02A+0,02A=0,06A
R = (VS – VLED) / ILED
= (9 – 2) / 0,06 A
= 7 / 0,06 A
= 116,66 Ohm
P = VR x IR
= 7 x 0,06 A
= 0,42 W
Jadi, setiap resistor memiliki hambatan 116,66 Ohm atau dapat juga menggunakan yang mendekatinya misalnya 120 Ohm, dan peringkat daya resistornya 1/2 W.
Dalam rangkaian soal nomor 3, Anda harus usahakan menggunakan LED yang sewarna, ini karena setiap jenis warna LED memiliki penurunan tegangan yang berbeda-beda.
Catatan Penting!
Setiap LED pada contoh soal hanya menggunakan LED yang sewarna. Jadi, apabila Anda menerapkan langsung dengan LED yang berbeda-beda warna maka hasilnya akan berbeda. Ini karena setiap jenis warna LED memiliki penurunan tegangan yang berbeda-beda.
Contohnya saja warna biru yang penurunan tegangannya bisa mencapai lebih dari 3V. Untuk lebih jelasnya Anda dapat mengamati tabel gambar di bawah ini.
