PCB merupakan komponen penting dalam perangkat elektronik yang membantu menekan biaya, meningkatkan keandalan perangkat, dan mempersingkat waktu produksi. Papan sirkuit cetak yang dilengkapi dengan LED umumnya dikenal sebagai PCB LED (Light-emitting diode).
Ini adalah komputer kecil yang dibangun di atas lembaran tembaga tunggal dengan jalur tembaga yang menghubungkan berbagai komponen, sehingga memungkinkan pengguna untuk memasukkan data, menyimpan data, dan menampilkan data dalam format yang terlihat. Artikel ini membahas segala hal yang perlu Anda ketahui tentang PCB LED dan aplikasinya di berbagai industri.
Apa itu PCB LED?
PCB LED adalah papan sirkuit tercetak yang dilengkapi dengan sekumpulan LED (dioda pemancar cahaya) yang terhubung ke jalur tembaganya. PCB LED merupakan papan sirkuit yang paling banyak digunakan di dunia. Papan ini banyak digunakan dalam aplikasi komersial dan industri. Beberapa aplikasi umum papan sirkuit cetak LED meliputi peralatan rumah tangga, peralatan kantor, mobil, dan mesin industri. Papan sirkuit cetak LED biasanya berbentuk persegi panjang dan dapat dipotong sesuai ukuran yang dibutuhkan oleh aplikasi. Jalur tembaga pada papan sirkuit cetak terhubung ke sekelompok terminal yang disebut pad. Pad-pad ini digunakan untuk menghubungkan komponen-komponen individu seperti resistor, kapasitor, dan transistor guna membentuk sirkuit.
Mengapa Menggunakan Lampu LED pada PCB?
Lampu LED semakin populer, dan memang ada alasannya.
- Lebih hemat energi
Lampu ini lebih hemat energi daripada lampu pijar tradisional, dan umur pakainya jauh lebih lama. Artinya, Anda akan menghemat biaya listrik dan tidak perlu sering-sering mengganti lampu. - Aman & tidak beracun Lampu
LED juga jauh lebih dingin daripada lampu pijar, sehingga tidak akan membuat ruangan Anda terlalu panas. Dan karena tidak mengandung bahan beracun, lampu ini lebih aman bagi lingkungan. - Umur pakai lebih
lama LED digunakan dalam PCB karena efisien dan mudah digunakan. Mereka merupakan komponen yang sangat baik untuk komunikasi, pencahayaan, dan sinyal. Mereka andal dan tahan lama dibandingkan dengan lampu pijar, lampu halogen, dan jenis lampu lainnya.
Jadi, jika Anda mencari lampu yang lebih efisien, tahan lama, dan ramah lingkungan, LED adalah pilihan yang tepat.
Bagaimana cara kerja PCB LED?
Struktur LED
Inti dari LED adalah wafer semikonduktor, dan seluruh wafer tersebut dilapisi oleh resin epoksi. Wafer semikonduktor terdiri dari dua bagian; satu bagian merupakan semikonduktor tipe-P, di mana lubang (hole) mendominasi, sedangkan bagian lainnya adalah semikonduktor tipe-N, yang didominasi oleh elektron. Namun, ketika kedua semikonduktor ini dihubungkan, terbentuklah "sambungan PN" di antara keduanya, yang setara dengan medan listrik.
Ketika elektron datang, mereka akan ditolak oleh kutub negatif, yaitu kutub N, dan didorong ke kutub positif, yaitu area P. Di area P, elektron dan lubang akan bergabung kembali, dan kemudian energi akan dipancarkan dalam bentuk foton, yang merupakan prinsip LED memancarkan cahaya. Warna cahaya (panjang gelombang cahaya) ditentukan oleh bahan yang membentuk sambungan PN.
Menghubungkan PCB dan LED
Sambungan antara pad pada PCB dan LED dibuat menggunakan kabel (yang disebut konduktor) yang terbuat dari logam konduktif seperti tembaga atau emas. Konduktor tersebut disambungkan ke pad pada PCB dan dihubungkan ke terminal LED. LED yang digunakan dalam berbagai aplikasi memiliki warna yang berbeda-beda, yaitu merah, biru, kuning, hijau, dan putih. PCB LED memiliki terminal positif dan negatif yang terhubung ke catu daya. Penting untuk menghubungkan terminal positif dan negatif PCB LED ke terminal positif dan negatif catu daya. Jika terminal positif dan negatif terhubung secara salah, PCB LED tidak akan menyala.
Pengatur LED
Penggerak LED ini menggunakan papan penggerak LED kecil dari Microchip. Papan tersebut dilengkapi dengan pengisi daya baterai 9V dan beberapa LED yang terhubung padanya. Papan penggerak LED ini dihubungkan ke sumber daya (2V/3A) melalui dua baterai 12V (sepasang baterai).
Catu daya ini juga digunakan untuk mengontrol LED. Namun, Anda tidak perlu menggunakan ini sebagai sirkuit terpadu dalam proyek Anda karena ada banyak jenis driver yang tersedia untuk berbagai platform mikrokontroler (misalnya, PIC, Altera, dll.). Anda dapat menggunakan regulator tegangan apa pun atau regulator dengan penurunan tegangan kecil pada saluran keluarannya jika Anda menggunakan sirkuit terpadu dari Microchip alih-alih sumber daya eksternal.
Aplikasi PCB LED
Komunikasi dan transmisi data
PCB LED digunakan dalam sistem komunikasi dan sistem transmisi data. Sistem transmisi merupakan tulang punggung internet, sedangkan sistem komunikasi sangat penting untuk menjaga kelancaran layanan kesehatan. Sistem komunikasi sangat krusial dalam situasi darurat, dan sistem komunikasi serta transmisi data dapat dirancang menggunakan PCB LED.
Cahaya dan penerangan
Papan sirkuit cetak (PCB) LED umumnya digunakan dalam sistem penerangan untuk menghasilkan cahaya. PCB LED digunakan pada lampu jalan, sistem penerangan dalam ruangan, serta senter. Selain itu, PCB LED juga digunakan dalam penerangan dekoratif seperti lampu Natal.
Papan pajangan dan papan petunjuk
Papan sirkuit cetak LED merupakan pilihan yang sangat tepat untuk sistem tampilan dan sistem papan reklame. Papan ini digunakan pada papan iklan dan iklan, serta pada papan reklame digital.
Peralatan rumah tangga
Peralatan rumah tangga seperti AC, kulkas, mesin cuci, dan peralatan dapur menggunakan papan sirkuit cetak LED. Papan sirkuit ini juga digunakan pada stopkontak untuk menandakan adanya aliran listrik dan apakah peralatan tersebut terhubung ke sumber listrik.
Mesin industri
Mesin-mesin industri menggunakan papan sirkuit cetak LED untuk penerangan, komunikasi, dan tampilan. Komponen ini sangat penting untuk mengendalikan dan memantau berbagai proses di industri.
Apa saja yang perlu diperhatikan saat membeli PCB LED?
Ada banyak faktor yang perlu Anda pertimbangkan saat membeli PCB LED. Misalnya, Anda perlu mengetahui besaran fluks cahaya, suhu warna, dan tegangan. Berikut ini rinciannya:
1. Parameter LED
Karakteristik kinerja umumnya mencakup parameter fluks cahaya LED, panjang gelombang dominan LED, tegangan nominal LED, parameter suhu warna LED, dan sebagainya.
Fluks Cahaya
Fluks cahaya menggambarkan jumlah total cahaya yang dipancarkan oleh sumber cahaya. Semakin besar fluks cahaya sumber cahaya, semakin banyak cahaya yang dipancarkan, semakin tinggi kecerahannya, dan semakin tinggi efisiensinya pada daya yang sama. Fluks cahaya ini harus difokuskan pada arus uji yang sesuai. Perhatikan bahwa arus di sini adalah arus uji, bukan arus maksimum.
Panjang gelombang dominan LED
Panjang gelombang utama digunakan untuk mewakili warna LED, satuan pengukurannya adalah nm, terutama untuk LED berwarna; panjang gelombang utama yang berbeda memiliki warna yang berbeda, misalnya merah untuk panjang gelombang utama 620-630 nm, hijau untuk 520-540 nm, dan seterusnya.
Suhu warna LED
Suhu warna adalah parameter yang menggambarkan warna cahaya putih. Suhu warna hangat adalah 2700-3200K, suhu warna netral adalah 4000K-5000K, dan suhu warna putih dingin adalah di atas 5600.
Tegangan pengenal LED
Tegangan pengenal mewakili nilai tegangan LED pada arus pengenal. Umumnya, tegangan chip LED tunggal adalah 3-4V, dan tegangan chip LED merah akan relatif lebih rendah.
2. Kurva Karakteristik
Kurva karakteristik umumnya mencakup diagram distribusi spektral LED, kurva hubungan suhu-fluks cahaya, kurva hubungan arus-fluks cahaya, dan kurva hubungan arus-tegangan. Output fluks cahaya LED bergantung pada kondisi arus dan suhu LED.
3. Dimensi Mekanis
Ukuran mekanis kadang-kadang disebut sebagai ukuran kemasan, yang menggambarkan ukuran, arah polaritas positif dan negatif, serta penandaan pada LED, dan umumnya digunakan untuk penataan LED dan papan PCB-nya. Pad yang lebih besar merupakan kutub positif (Anoda) dari LED. Jika dilihat dari depan, arah yang ditandai dengan segitiga merupakan arah kutub positif LED.
4. Lain-lain
Spesifikasi LED juga memuat beberapa hal lain, seperti aturan penomoran, pedoman penyolderan, ketentuan pengemasan, dan sebagainya. Di antaranya, pedoman penyolderan menetapkan suhu dan waktu proses penyolderan reflow setelah pemasangan LED.
Kesimpulan
Manfaat penggunaan PCB LED sangat banyak – PCB LED merupakan sumber cahaya yang efisien, memberikan penerangan yang baik, dan mengonsumsi lebih sedikit energi. PCB LED digunakan dalam sistem komunikasi dan transmisi data, serta merupakan pilihan yang sangat baik untuk layar tampilan dan papan reklame. Mesin-mesin industri menggunakannya untuk penerangan, komunikasi, dan tampilan. PCB LED adalah papan sirkuit yang andal dan dapat digunakan untuk berbagai macam aplikasi.
