Materi LED dan Photo Diode.do

  

Teknologi LED

  1. Fungsi Fisikal

  Sebuah LED adalah sejenisstimewa. Seperti sebuah dioda normal, LED terdiri dari sebuah chip bahan semikonduktor yang diisi penuh, atau di-dop, dengan ketidakmurnian untuk menciptakan sebuah struktur yang disebut Pembawa- muatan -berbeda. Ketika elektron bertemu dengan lubang, dia jatuh ke

  2. Emisi Cahaya

  dari cahaya yang dipancarkan, dan oleh karena itu warnanya, tergantung dari selisih pita energi dari bahan yang membentuk p-n junction. Sebuah dioda normal, biasanya terbuat dari memancarkan cahaya tampak inframerah dekat, tetapi bahan yang digunakan untuk sebuah LED memiliki selisih pita energi antara cahaya inframerah dekat, dan ultraungu dekat.

  3. Polarisasi

  Tak seperti(p-n) dan hanya akan menyala bila diberikan arus maju. Ini dikarenakan LED terbuat dari bahan semikonduktor yang hanya akan mengizinkan arus listrik mengalir ke satu arah dan tidak ke arah sebaliknya. Bila LED diberikan arus terbalik, hanya akan ada sedikit arus yang melewati chip LED. Ini menyebabkan chip LED tidak akan mengeluarkan emisi cahaya.

  Chip LED pada umumnya mempunyaiyang relatif rendah. Bila diberikan tegangan beberapa volt ke arah terbalik, biasanya sifat isolator searah LED akan jebol menyebabkan arus dapat mengalir ke arah sebaliknya.

  4. Tegangan Maju

  Karakteristik chip LED pada umumnya adalah sama dengan karakteristik dioda yang hanya memerlukan tegangan tertentu untuk dapat beroperasi. Namun bila diberikan tegangan yang terlalu besar, LED akan rusak walaupun tegangan yang diberikan adalah tegangan maju.

  Tegangan yang diperlukan sebuah dioda untuk dapat beroperasi adalah tegangan maju (Vf).

  5. Sirkuit LED Sirkuit LED dapat didesain dengan cara menyusun LED dalam posisi

  Bila disusun secara seri, maka yang perlu diperhatikan adalah jumlah tegangan yang paralel, maka yang perlu diperhatikan menjadi jumlah arus yang diperlukan seluruh LED dalam rangkaian ini.

  Menyusun LED dalam rangkaian seri akan lebih sulit karena tiap LED mempunyai tegangan maju (Vf) yang berbeda. Perbedaan ini akan menyebabkan bila jumlah tegangan yang diberikan oletidak cukup untuk membangkitkan chip LED, maka beberapa LED akan tidak menyala. Sebaliknya, bila tegangan yang diberikan terlalu besar akan berakibat kerusakan pada LED yang mempunyai tegangan maju relatif rendah.

  Pada umumnya, LED yang ingin disusun secara seri harus mempunyai tegangan maju yang sama atau paling tidak tak berbeda jauh supaya rangkaian LED ini dapat bekerja secara baik.

  6. Subtrak LED

  Pengembangan LED dimulai dengan alat inframerah dan merah dibuat dengantelah memungkinkan produksi alat denganng lebih pendek, menghasilkan cahaya dengan warna bervariasi.

  LED konvensional terbuat dari mineral inorganik yang bervariasi, menghasilkan warna sebagai berikut:  (AlGaAs) - merah dan inframerah  - hijau    gallium phosphide (GaP) - merah, kuning, dan hijau  (ZnSe) - biru  gallium nitride (InGaN) - hijau kebiruan dan biru  indium gallium aluminium phosphide - oranye-merah, oranye, kuning, dan hijau  (SiC) - biru  (C) - ultraviolet  (Si) - biru (dalam pengembangan)  (Al ^{2 O 3 ) – biru}

  7. LED Biru dan Putih

   LED ini kemudian populer di penghujung tahun 90-an. LED biru ini dapat dikombinasikan ke LED merah dan hijau yang telah ada sebelumnya untuk menciptakan cahaya putih.

  LED dengan cahaya putih sekarang ini mayoritas dibuat dengan cara melapisi substrat galium nitrida (GaN) dengankuning. Karena warna kuning merangsang penerima yang lebih kurang sama dengan cara kerja lampu fluoresen. Metode terbaru untuk menciptakan cahaya putih dari LED adalah dengan tidak menggunakan fosfor sama sekali melainkan menggunakan substratyang dapat memancarkan cahaya biru dari area aktif dan cahaya kuning dari substrat itu sendir

  

Photo Dioda

  1. Pengertian Photo Dioda Photo Dioda adalah jenis dioda yang berfungsi untuk mendeteksi cahaya. Berbeda

  dengan dioda biasa.Komponen elektronik ini akan mengubah cahaya menjadi arus listrik.Cahaya yang dapat di deteksi oleh dioda ini,mulai dari infrared,sinar ultra violet,sampai otomatis di jalan-jalan umum.

  2. Prinsip Kerja Photo Dioda

  Photodioda dibuat dari semikonduktor dengan bahan yang populer adalah silicon ( Si) atau galium arsenida ( GaAs), dan yang lain meliputi InSb, InAs, PbSe. Material ini menyerap cahaya dengan karakteristik panjang gelombang mencakup: 2500 Å - 11000 Å untuk silicon, 8000 Å – 20,000 Å untuk GaAs. Ketika sebuah photon (satu satuan energi dalam cahaya) dari sumber cahaya diserap, hal tersebut membangkitkan suatu elektron dan menghasilkan sepasang pembawa muatan tunggal, sebuah elektron dan sebuah hole, di mana suatu hole adalah bagian dari kisi-kisi semikonduktor yang kehilangan elektron. Arah Arus yang melalui sebuah semikonduktor adalah kebalikan dengan gerak muatan pembawa. cara tersebut didalam sebuah photodiode digunakan untuk mengumpulkan photon - menyebabkan pembawa muatan (seperti arus atau tegangan) mengalir/terbentuk di bagian-bagian elektroda.

  Photodioda digunakan sebagai penangkap gelombang cahaya yang dipancarkan oleh Infrared. Besarnya tegangan atau arus listrik yang dihasilkan oleh photodioda tergantung besar kecilnya radiasi yang dipancarkan oleh infrared.

  3. Sensor Warna Menggunakan Photo Dioda

  Setiap warna bisa disusun dari warna dasar. Untuk cahaya, warna dasar penyusunnya adalah warna Merah, Hijau dan Biru, atau lebih dikenal dengan istilah RGB (Red-Green- bit.

  4. Perancangan dan Pembuatan Sensor Sistim sensor yang digunakan adalah sensor warna. Rangkaian sensor terdiri dari 2 bagian, yaitu bagian pemancar cahaya dan penerima cahaya. Rangkaian pemancar terdiri dari resistor sebagai pembatas arus serta LED sebagai piranti yang memancarkan cahaya. Sedangkan rangkaian penerima terdiri dari resistor sebagai pull-up tegangan dan photodioda sebagai piranti yang akan menerima pantulan cahaya LED obyek. Rangkaian komparator akan membandingkan tegangan input dari sensor dengan tegangan referensi untuk

  LED akan memancarkan cahaya ke obyek dan photodioda akan menerima cahaya yang

dipantulkan oleh obyek tersebut. Intensitas cahaya yang diterima oleh photodioda akan

mempengaruhi nilai reistasinya. Obyek berupa Warna merah dan Warna biru akan

memantulkan cahaya dengan intensitas yang berbeda. Warna merah akan memantulkan

cahaya dengan intensitas yang lebih tinggi daripada Warna hijau, sehingga nilai

resistansinya akan berbeda. Semakin besar intensitas cahaya yang diterima oleh

photodioda, maka nilai 15 resistansinya akan semakin kecil dan nilai tegangan outputnya

akan Semakin kecil pula. Perbedaan nilai tegangan output dari photodioda saat menerima

cahaya pantulan dari Warna merah atau Warna hijau akan dideteksi oleh rangkaian

komparator. Tegangan referensi dapat diatur dengan memutar variabel resistor. untuk dapat

membedakan Warna merah atau Warna hijau, nilai tegangan referensi diatur sehingga

memiliki nilai diantara nilai tegangan output dari photodioda saat menerima pantulan cahaya

dari obyek.

  Untuk mendapatkan hasil yang baik maka pemasangan sensor warna harus tertutup dan dipasang tegak lurus terhadap obyek serti pada gambar 3.5 berikut :

  Untuk mendetek si warna merah maka digunakan sensor photodioda yangdisinari

dengan LED superbright warna merah. Pada saat photodioda menerima pantulan

cahaya dari Warna merah, nilai tegangan output pada photodioda akan lebih kecil dari

tegangan referensi, sehingga output dari komparator akan bernilai “0”. Sedangkan saat

photodioda menerima pantulan cahaya dari Warna hijau, nilai tegangan outputnya akan lebih

besar dari tegangan referensi, sehingga output dari komparator bernilai “1”. Sebaliknya,

Untuk mendeteksi warna hijau maka digunakan sensor photodioda yang disinari dengan

LED superbright warna hijau. Pada saat photodioda menerima pantulan cahaya dari Warna

hijau, nilai tegangan output pada photodioda akan lebih kecil dari tegangan referensi,

sehingga output dari komparator akan bernilai “0”. Sedangkan saat photodioda menerima

pantulan cahaya dari Warna merah, nilai tegangan outputnya akan lebih besar dari tegangan

referensi, sehingga output dari komparator bernilai “1”.