Teknologi komunikasi adalah peralatan perangkat keras (hardware) dalam sebuah struktur organisasi yang mengandung nilai-nilai sosial, yang memungkinkan setiap individu mengumpulkan, memproses, dan saling menukar informasi dengan individu-individu lainnya. Yang mendasari sesuatu hal dapat digolongkan ke dalam teknologi komunikasi adalah :
·Teknologi komunikasi dapat diimplementasikan dalam suatu alat.
·Teknologi komunikasi dilahirkan oleh sebuah struktur sosial, ekonomi dan politik.
·Teknologi komunikasi membawa nilai-nilai yang berasal dari struktur ekonomi, sosial, dan politik tertentu.
·Teknologi komunikasi meningkatkan kemampuan indera manusia terutama kemampuanmendengar dan melihat.
Sebuah perguruan tinggi di Boston mengumumkan dimulainya sebuah program yang disponsori National Science Foundation untuk mengembangkan teknologi komunikasi nirkabel yang berbasiskan cahaya, bukan gelombang radio (RF) yang biasa digunakan oleh sinyal Wi-Fi. Koneksi nirkabel jenis WiFi sudah menjadi alternatif paling dicari untuk menyambungkan semua peralatan elektronik atau gadget tetapi tetap saja ada kendala terutama penempatan router yang bisa diakses lebih luas.. Ilmuwan berharap teknologi ini kelak dapat digunakan untuk menumpangkan komunikasi data pada light emitting diodes (LED) hemat daya untuk menciptakan “Smart Lighting” yang lebih cepat dan aman daripada teknologi jaringan yang ada saat ini.
Teknologi yang disebut Data Transmitting LED bekerja seperti layaknya sebuah lampu dimana jika anda membutuhkan koneksi jaringan, tinggal nyalakan lampu tersebut. Layaknya sebuah penguat sinyal, masing-masing lampu ini bisa menjadi perantara satu dengan yang lainnya sehingga selama ada lampu-lampu tersebut maka jangkauan sinyal akan terus didapat. Sayangnya untuk masalah kecepetan, “lampu jaringan” ini hanya bisa mentransfer data antara 1 - 10 Mbps tetapi tentu saja sebuah penemuan yang berguna di masa depan.
Bayangkan jika komputer, iPhone, TV, radio dan thermostat dapat berkomunikasi dengan Anda saat memasuki ruangan hanya dengan menekan tombol lampu pada dinding tanpa menggunakan seperangkat kabel,” kata Profesor BU Engineering Thomas Little. “Ini dapat dilakukan dengan jaringan komunikasi berbasis LED yang juga sekaligus menyediakan cahaya — semua ini dengan penggunaan daya yang rendah, dapat diandalkan, dan bebas gangguan gelombang elektromagnetik.
Pada akhirnya, system ini diharapkan dapat menggantikan system pencahayaan yang ada saat ini, seperti mengganti bohlam lampu dengan LED.” Ilmuwan Boston University akan berkonsentrasi pada pengembangan aplikasi jaringan komputer, khususnya teknologi optik solid state yang kelak akan menjadi tulang punggung jaringan ini.
Hal ini kesempatan unik untuk menciptakan teknologi penting yang tidak hanya memungkinkan efisiensi daya dalam pencahayaan namun juga menciptakan teknologi nirkabel yang aman,” tambah Little.. “Sembari kita mengalihkan sistem pencahayaan tradisional menjadi LED dalam beberapa tahun mendatang, kita juga dapat secara simultan membangun infrastruktur komunikasi yang lebih cepat dan aman dengan biaya terjangkau bersamaan dengan aplikasi yang baru dan tak terpikirkan sebelumnya.”
Dengan semakin populernya sistem pencahayaan dengan LED, jaringan komunikasi berbasis cahaya besar yang luar biasa besar akan dapat diciptakan. Sebuah alat nirkabel yang berada dalam jangkauan LED dapat mengirimkan dan menerima data melalui cahaya, pada awalnya dengan kecepatan 1 hingga 10 megabit per detik — didukung oleh setiap LED yang berfungsi sebagai akses poin jaringan. Jaringan seperti itu akan menawarkan potensi penggunaan badwith yang jauh labih besar dari teknologi RF yang ada saat ini.
Terlebih lagi, karena cahaya tidak menembus permukaan seperti dinding, teknologi ini juga memberikan tingkat keamanan yang lebih tinggi karena komunikasi data tidak dapat disadap dari luar. Di sisi negatifnya, sifat cahaya ini akan menyulitkan akses jaringan dari ruangan yang berbeda, hal ini berarti juga koneksi jaringan hanya didapatkan saat lampu dinyalakan. Terlebih lagi cahaya LED membutuhkan jauh lebih sedikit daya dibandingkan teknologi RF sehingga akan lebih hemat biaya dalam jangka panjang.
LED adalah singkatan dari "Light Emitting Diode" (Dioda Melepaskan Cahaya).
Sebelum kita membahas dan mengupas lebih jauh tentang LED, terlebih dulu akan kita bahas dan kupas tentang dioda (diode), krn LED adalah sejenis dioda.
APAKAH DIODA?
Istilah dioda adalah singkatan dari "di-elektroda" (di-electrode), artinya "dua-elektroda". Yang memiliki tiga elektoda dinamakan trioda, yang empat, tetroda, yang lima, pentoda, dst., dimana salah satu jenis trioda adalah transistor, dan jenis tetroda adalah thyristor atau SCR (silicon controled rectifier).
Jadi, dioda adalah suatu komponen diskrit elektronik yang memiliki dua elektroda, sehingga ada sepasang terminal atau kaki, positiv dan negativ. Elektroda positv dinamakan anoda (anode), dan elektroda negativ dinamakan katoda (cathode).
Yang dimaksud elektroda adalah terminal atau kaki komponen pada mana ada potensial listrik dan koneksi atau sambungan dilakukan untuk membentuk rangkaian listrik.
Antara pasangan elektroda, elektron atau muatan listrik (electronic charge) mengalir dari katoda ke anoda, dari negativ ke positiv, sedangkan arus listrik (electronic current) mengalir dalam arah sebaliknya, dari anoda ke katoda, dari positiv ke negativ.
Dioda sekarang ini, terbuat dari bahan atau material semikonduktor. Dulu, dioda dibuat dari tabung vakum (vacuum tube) elektronik yg karena sifat dan perilaku operasinya disebut juga sebagai katup termionik (thermionic valve).
Dalam prakteknya, pada komponen, untuk membedakan mana kaki atau terminal positiv atau anoda dan mana yang negativ atau katoda, ukuran panjang kakinya dibedakan, dimana kaki positiv lebih panjang.
Jika ukuran kakinya sama atau hampir sama, maka untuk mengetahuinya bisa dilakukan menggunakan atau OhmMeter atau pengetes kesinambungan rangkaian (circuit continuity tester) elektronik. Untuk dioda jenis LED, bisa digunakan baterai. Kalau menyala, berarti kaki yang tersambung ke kutub positiv baterai adalah anoda, dan sebaliknya.
Pengembangan LED dimulai dengan peranti infra-merah dan merah dibuat dengan material GaAs (Gallium Arsenide). Perkembabgan dalam sains dan teknologi material telah memungkinkan produksi peranti dengan panjang gelombang yang lebih pendek, menghasilkan cahaya dengan warna bervariasi.
LED konvensional terbuat dari mineral an-organik yang bervariasi, namun LED spesial terbuat dari mineral organik. LED an-organik menghasilkan beberapa warna, antara lain sebagai berikut:
AlGaAs (Aluminium Gallium Arsenide): merah, dan infra-merah.
GaAlP (Gallium Aluminium Phosphide): hijau.
GaAsP (Gallium Arsenidr Phosphida): merah, merah-jingga, jingga, dan kuning.
GaN (Gallium Nitride): hijau, hijau murni, atau hijau zamud (emerald), dan biru.
GaP (Gallium Phosphide): merah, kuning, dan hijau.
ZnSe (Zincum Selenide): biru.
InGaN (Indium Gallium Nitride): hijau kebiruan. dan biru.
InGaAlP (Indium Gallium Aluminium Phosphide): merah-jingga, jingga, kuning, dan hijau.
SiC (Silicon Carbide): biru
C (Carbonium) [graphit, intan]: ultra-violet.
Si (Silicon, Silicium): biru [dalam pengembangan].
Al2O3 (Alumninium Oxyde) [sapphire]: biru.
LED BIRU DAN LED PUTiH
Sebuah GaN, LED ultra-violet LED, biru pertama yang dapat mencapai kebendrangan komersial menggunakan substrat Gallium Nitrida yang ditemukan oleh Shuji Nakamura pada 1993 ketika ia berkarir di Nichia Corporation di Jepang. LED ini kemudian populer di penghujung 90an. LED biru ini dapat dikombinasikan ke LED merah dan LED hijau yang telah ada sebelumnya untuk menciptakan LED putih atau yang memancarkan sinar bening.
LED dengan cahaya putih sekarang ini mayoritas dibuat dengan cara melapisi substrat GaN dengan P (Phosphorus) kuning. Karena warna kuning merangsang penerima warna merah dan hijau di mata manusia, kombinasi antara warna kuning dari P dan warna biru dari substrat akan memberikan kesan warna putih bagi mata manusia.
LED putih juga dapat dibuat dengan cara melapisi P biru, merah dan hijau di substrat ultra-violet-dekat yang lebih kurang samadengan cara kerja lampu fluoresen.
Metode terbaru untuk menghasilkan cahaya putih dari LED adalah tanpa menggunakan P samasekali, melainkan menggunakan substrat ZnSe (Zincum Selenida) yang dapat memancarkan cahaya biru dari area aktiv dan cahaya kuning dari substrat itu sendiri.
BAGAIMANAKAH LED BEKERJA?
Contoh tipikal material konduktor LED adalah molekul atomik Al, Ga, As, P (Aluminium, Gallium, Arsenicum, Phosphorus). Dalam Al, Ga, As, P murni, elektron terikat kuat pada masing-masing atom. Tapi ketika material ini mengalami "dopping" dari atom lain, keseimbangan ini terganggu, dimana elektron teransang (excited). Material yang memperoleh kelebihan elektron menjadi bermuatan negativ atau menjadi ion negativ atau disebut anion atau semikonduktor tipe-N. Sebaliknya, material yang mengalami kekurangan elektron menjadi bermuatan positiv atau menjadi ion positiv atau disebut kation atau semikonduktor tipe-P.
LED DALAM PANJER MAJU (FORWARD BIAS)
Seperti telah dijelaskan pertama diatas, dioda terbuat dari material semikondukor jungsi-PN (PN-junction), dimana semikonduktor tipe-P dipertemukan dengan semikonduktor tipe-N, dan pada masing-masing ujung yang bebas disambungkan dengan elektroda, anoda pada tipe-P, dan katoda pada tipe-N. Akibatnya, dua material ini berinteraksi satu terhadap yang lain. Pada titik-titik pertemuan yungsi-PN, anion [ion negativ] mengarah ke anoda [elektroda positiv] dan kation [ion negativ] mengarah ke katoda [elektroda negativ], dimana elektron-elektron dari tipe-N akan mengisi lubang-lubang (holes) pada tipe-P, sehingga dicapai keseimbangan atomik atau molekular. Daerah pertemuan ini disebut sebagai daetah kosong, kawasan senjang ,atau zona deplesi (depletion zone) dan membentuk lapisan deplesi (depletion layer) antara PN yang dalam keadaan seimbang atau netral berfungsi sebagai penyekat (insulator).
Ketika pasangan elektroda dioda dihubungkan ke sumber daya listrik, seperti baterai atau aki, dimana anoda dioda saling disambungkan dengan anoda baterai, dan katoda dioda saling disambungkan dengan katoda baterai, maka elektron dari katoda baterai akan menendang elektron pada katoda dioda, dan ini berlangsung secara estafet sehingga semua elektron pada zona deplesi ditendang, dari arah zona tipe-N kearah zona tipe-P, dan terus ke anoda, dan zona deplesi buyar, dan terjadi beda potensial listrik atau tegangan (electric potential difference, pd, voltage, V) tertentu antara sepasang ujung elektroda, sehingga terjadi aliran elektron dengan kuantitas muatan listrik (quantity of electronic charge, coulombage, Q) tertentu dari katoda ke anoda, dan sebaliknya tampak terjadi aliran lubang dengan kuat arus listrik (intensity of electronic current, amperage, I) tertentu dari anoda ke katoda.
TEGANGAN AMBANG (THRESHOLD VOLTAGE) PANJER MAJU LED
Kuat arus meningkat naik secara perlahan antara tegangan 0 s/d sekitar antara 0,3 Volt [untuk Germanium] dan 0,7 Volt [untuk Silikon] yang disebut sebagai tegangan ambang (threshold voltage), yakni tegangan yang dibutuhkan untuk membuyarkan zona deplesi, dan ketika tegangan ambang ini dicapai arus meningkat naik secara cepat sampai dicapai kuat arus mantap | stabil. Kuat arus listrik panjer maju ini (If) selaras dengan perbandingan tegangan panjer maju (forward bias voltage, Vf) dan hambatan dinamik panjer maju (foward bias dynamic resistance, Rf, forward bias ohmage). Tegangan ambang pada panjer maju untuk LED [Alumunium, Galium, Arsenicum, Phosporus] adalah antara 1,2 s/d 2 Volt, dengan kuat arus antara 5 s/d 20 miliAmpere.
Pada LED, ketika berlangsung gerak perpindahan elektron bebas dari ujung katoda ke ujung anoda didalam material LED, dalam perpindahan statusnya elektron-elektron ini melepaskan cahaya sehingga terjadi radiasi emisi yang membuat LED bernyala terang dan bersinar.
LED DALAM PANJER MUNDUR (REVERSE BIAS)
Jika sambungan elektroda dipertukarkan, dimana anoda dioda disambungkan ke katoda baterai, dan katoda anoda disambungkan ke anoda baterai, maka elektron pada zona tipe-N atau anion [ion negativ] melalui katoda [elektroda negativ] dioda akan ditarik oleh lubang pada anoda [elektroda positiv] baterai, dan sebaliknya lubang pada zona tipe-P atau kation [ion positiv] melalui anoda [elektroda positiv] dioda akan ditarik oleh elektron pada katoda [elektroda negativ] baterai, sehingga akibatnya zona deplesi makin lebar, dan insulasi atau resistansi dinamik panjer mundur (reverse bias dynamic resistance) dioda makin tinggi. Dengan demikian tak terjadi aliran elektron dalam LED, dan LED tidak menyala karena tak ada pelepasan cahaya.
TEGANGAN PUTUS (BREAKDOWN VOLTAGE) PANJER MUNDUR LED
Jika tegangan sumber daya dalam pajer mundur dinaikkan secara ekstrim sampai relativ cukup tinggi terhadap nilai tegangan panjer maju, maka pada suatu nilai tegangan tertentu, yang disebut tegangan ambruk (breakdown voltage), insulansi ini akan runtuh dan dioda menjadi bocor alias rusak. Tegangan ambruk tipikal untuk kebanyakan dioda adalah sekitar 100 V.
BAGAIMANA LED MENGHASILKAN CAHAYA?
RADIASI ELEKTROMAGNETIK - ABSORBSI DAN EMISI
Cahaya adalah pancaran atau radiasi elektromagnetik, memiliki tenaga atau energi dan kepesatan atau momentum, tapi tanpa bobot atau masa. Berdasarkan pada pola perpindahannya, radiasi ini terjadi karena 2 (dua) peristiwa fisik, yakni penyerapan pancaran atau absorbsi radiasi (absortion of radiation) dan pelepasan pacaran atau emisi radiasi (emission of radiation). Pada LED, yang terjadi adalah emisi radiasi, dimana cahaya dilepaskan, dan karena itu dinamakan LED (Light emitting Diode) atau dioda melepaskan cahaya.
PERINGKAT TENAGA | LEVEL ENERGI ELEKTRONIK
Secara alami, tiap atom terdiri dari nukleon pada nukleus atau inti (kernel, core) dan elektron pada kelopak atau kulit (shell, skin). Makin besar dan makin berat suatu atom, makin banyak nukleonnya dan makin banyak elektronnya, shg makin berat intinya dan makin tebal atau makin banyak kelopaknya. Elektron yang dekat ke inti dan elektron yang jauh dari inti memiliki energi potensial dan energi kinetik berbeda karena jaraknya. Dalam suatu atom, elektron-elektron dalam radius atau kelopak berbeda membentuk lapisan-lapisan peringkat tenaga atau level energi elektronik (electronic energy level) berbeda terhadap nukleon.
Makin jauh jarak elektron dari nukleon atau makin besar radius orbit elektron pada kelopak, makin tinggi level energi elektron tersebut, dimana makin besar energi potensialnya, tapi makin kecil energi kinetiknya. Elektron yang berada pada radius semestinya atau lebih dekat atau pada kelopak terdekat, dinyatakan berada pada status landas (ground state) atau status mantap (stable state), dan sedangkan elektron yang berada pada radius tak semestinya atau lebih jauh atau pada kelopak terjauh, dinyatakan berada pada status terangsang (excited state) atau status labil atau tak-stabil (unstable state).
Ketika suatu atom terganggu atau diganggu keseimbangannya, maka atom goncang, sehingga terjadi perpindahan elektron-elektron pada kelopaknya, dari status stabil ke status labil, atau sebaliknya. Ketika suatu elektron berpindah dari kelopak lebih luar ke kelopak lebih dalam, maka ia berpindah dari level energi tinggi ke level energi rendah, sehingga ia melepaskan energi dalam bentuk emisi radiasi sebagai cahaya. Sebaliknya, ketika suatu elektron berpindah dari kelopak lebih dalam ke kelopak lebih luar, maka ia berpindah dari level energi rendah tinggi ke level energi tinggi, sehingga ia menyerap energi dalam bentuk absorsi radiasi.
BAN ENERGI ELEKTRONIK
Pada bahan padat seperti material semikonduktor, jarak antar atom dipak rapat, sehingga level energi sempit yang berdekatan membentuk level energi lebar, dan disebut sebagai sabuk energy (energy belt) atau ban energi (energy band). Tiap ban energi terdiri dari beberapa level energi dan sub-level yang bisa menampung maksimum sepasang elektron. Ban energi yang masih bisa menerima elektron disebut ban diperkenankan (allowed band). Diantara ban-ban ini ada area yang membentuk celah atau kesejangan (gap) atau ban kosong (empty band) yang tak dapat ditempati elektron, dinamakan ban terlarang (forbidden band). Dalam molekul-molekul semikonduktor, atom-atom terikat satu terhadap yang lain pada ban-ban yang dinamakan ban valensi (valence band). Sedangkan ban-ban dimana elektron bisa berpindah dan bergerak bebas dinamakan ban hantaran atau ban konduksi (conduction band).
Dalam material semikonduktor ada gap terlarang kecil antara ban valensi dan ban kosong yang lebih tinggi. Pada suhu nol mutlak atau status stabil penuh, elektron-elektron memenuhi semua ban valensi, sehingga material tak dapat menghantarkan listrik dan berlaku sebagai insulator. Ketika terjadi peningkatan temperatur, beberapa elektron teransang (excited), dan menyerap (absorb) energi panas untuk melepaskan diri (escape) dan keluar dari ban valensi dan bergerak menyeberangi gap terlarang menuju ban konduksi dan membiarkan sebagian ban valensi kosong. Dengan demikian hantaran atau konduksi elektronik dimungkinkan melalui peningkatan temperatur.
Ketika pasangan elektroda material semikonduktor diberikan tegangan atau beda potensial listrik, karena hambatan material, sebagian tenaga listrik ini diubah menjadi tenaga panas dan menaikkan temperatur material, membebaskan sebagian elektron valensi, menurunkan resistansi dinamik, dan meningkatkan konduktansi elektronik. Dengan demikian, material semikonduktor yang semula berlaku sebagai insulator atau resistor berubah jadi konduktor, dan karena itu ia dinamakan semikonduktor.
sumber
ixbtlabs.com
Dwiantoro.com
www. Cellular news.com
www.kumpulblogger.com
Tidak ada komentar:
Posting Komentar