Rabu, 09 Juli 2014

Sensor Cahaya dengan Light Dependent Resistor (LDR)



A.      PENGERTIAN SENSOR CAHAYA




Gambar Sensor Cahaya dengan Menggunakan LDR
     Sensor cahaya adalah sebuah alat yang digunakan untuk mengubah besaran cahaya menjadi besaran listrik. Alat ini memungkinkan kita untuk melakukan pendeteksian cahaya dan kemudian untuk melakukan perubahan terhadapnya menjadi sinyal listrik dan dipakai dalam sebuah rangkaian yang memakai cahaya sebagai pemicunya. Sensor ini dapat mengalami perubahan resistansinya apabila mengalami perubahan penerimaan cahaya. Besarnya nilai hambatan pada Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor) tergantung pada besar kecilnya cahaya yang diterima oleh LDR itu sendiri.
     Beberapa komponen yang dipakai dalam saklar cahaya LDR ini adalah LDR, Resistor, Transistor, Potensiometer, dan LED.
Aplikasi sonsor cahaya dengan LDR dapat digunakan sebagai :
- Sensor pada rangkaian saklar cahaya
- Sensor pada lampu otomatis
- Sensor pada alarm brankas
- Sensor pada tracker cahaya matahari
- Sensor pada kontrol arah
- Sensor pada robot line follower


B.       KOMPONEN SENSOR CAHAYA
     Beberapa komponen yang dipakai dalam membuat saklar cahaya dengan LDR adalah sebagai berikut :
1.      LDR (Light Dependent Resistor)


Gambar Light Dependent Resistor

                        LDR (Light Dependent Resistor) merupakan salah satu komponen elektronika yang dapat berubah resistansinya ketika mendeteksi perubahan intensitas cahaya yang diterimanya sehingga LDR dapat juga dikatakana sebagai sensor cahaya, karakteristik dari LDR ini ialah LDR akan berubah resistansinya / tahanannya ketika terjadi perubahan cahaya yang dideteksinya. Biasanya LDR terbuat dari cadmium sulfida yaitu merupakan bahan semikonduktor yang resistansnya berupah-ubah menurut banyaknya cahaya (sinar) yang mengenainya. Resistansi LDR pada tempat yang gelap biasanya mencapai sekitar 10 MΩ, dan ditempat terang LDR mempunyai resistansi yang turun menjadi sekitar 150 Ω. Seperti halnya resistor konvensional, pemasangan LDR dalam suatu rangkaian sama persis seperti pemasangan resistor biasa. Jika cahaya yang mengenainya memiliki frekuensi yang cukup tinggi, foton yang diserap oleh semikonduktor akan menyebabkan electron memiliki energy yang cukup untuk meloncat ke pita konduksi. Elektron bebas yang dihasilkan (dan pasangan lubangnya) akan mengalirkan listrik, sehingga menurunkan resistensinya.

2.      RESISTOR ( R1 4.7 KΩ, R2 100Ω )
           Resistor adalah komponen dasar elektronika yang digunakan untuk membatasi jumlah arus yang mengalir dalam suatu rangkaian. Kemampuan resistor dalam menghambat arus listrik sangat beragam disesuaikan dengan nilai resistansi resistor tersebut. Resistor bersifat resistif dan umumnya terbuat dari bahan karbon. Satuan resistansi dari suatu resistor disebut Ohm atau dilambangkan dengan simbol Ω (Omega). Bentuk resistor yang umum adalah seperti tabung dengan dua kaki di kiri dan kanan. Pada badannya terdapat lingkaran membentuk cincin kode warna untuk mengetahui besar resistansi tanpa mengukur besarnya dengan Ohmmeter.

3.      POTENSIOMETER ( 5KΩ )
           Potensioeter adalah Resistor yang mempunyai 3 kaki dengan penghubung atau kontak antara kaki-kaki didalamnya yang dapat diatur ataupun adjust nilai resistansinya. Potensiometer merupakan komponen elektronika yang biasanya digunakan alat pengontrol atau pengendali perangkat elektronik, contohnya seperti sebagai pengendali suara pada rangkaian elektronika penguat suara/amplifier, televisi, radio, dll. Di dalam sebuah rangkaian elektronika potensiometer disimbolkan dengan huruf VR.

4.      LED
                        Lampu LED atau kepanjangannya Light Emitting Diode adalah suatu lampu indikator dalam perangkat elektronika yang biasanya memiliki fungsi untuk menunjukkan status dari perangkat elektronika tersebut. LED merupakan komponen elektronika yang terbuat dari bahan semi konduktor jenis dioda yang mampu memencarkan cahaya. LED merupakan produk temuan lain setelah dioda. Strukturnya juga sama dengan dioda, tetapi belakangan ditemukan bahwa elektron yang menerjang sambungan P-N. Untuk mendapatkna emisi cahaya pada semikonduktor, doping yang pakai adalah galium, arsenic dan phosporus. Jenis doping yang berbeda menghasilkan warna cahaya yang berbeda pula.

5.      TRANSISTOR ( 25C828 )
           Transistor adalah sebuah komponen elektronik yang bersifat semikonduktor dan dapat digunakan sebagai penyambung, pemutus, ataupun penguat arus listrik. Transistor juga dapat berfungsi sebagai elemen kunci dalam amplifikasi, deteksi, dan switching untuk arus listrik. Selain itu transistor juga merupakan komponen elektronik aktif dalam semua sistem elektronik yang mengubah daya baterai menjadi arus listrik. Hampir di setiap jenis transistor diproduksi dalam bentuk semikonduktor, sering kali berupa material kristal tunggal, biasanya berbahan dari silikon. Ada beberapa jenis transistor yang sudah diklasifikasikan berdasarkan arus inputnya (BJT) dan tegangan inputnya (FET), keduanya memungkinkan pengaliran listrik menjadi sangat akurat dari sirkuit sumber listriknya.

C.      PRINSIP KERJA LDR
     Pada dasarnya LDR terbuat dari sebuah cakram semikonduktor yang mempunyai dua buah elektroda pada permukaannya. Pada saat gelap atau intensitas cahaya rendah, bahan tersebut menghasilkan elektron bebas dengan jumlah yang relatif kecil. Sehingga hanya sedikit elektron yang dihasilkan untuk mengangkut muatan elektrik. Hal ini berarti, pada saat keadaan gelap atau intensitas cahaya rendah, maka LDR akan menjadi konduktor yang buruk, sehingga LDR memiliki resistansi yang besar pada saat gelap atau intensitas cahaya rendah.
     Pada saat terang atau intensitas cahaya tinggi, bahan tersebut lebih banyak menghasilkan elektron yang lepas dari atom. Sehingga akan lebih banyak elektron yang dihasilkan untuk mengangkut muatan elektrik. Hal ini berarti, pada saat terang atau intensitas cahaya tinggi, maka LDR menjadi konduktor yang baik, sehingga LDR memiliki resistansi yang kecil pada saat terang atau intensistas cahaya tinggi.

D.      PRINSIP KERJA RANGKAIAN
     Ketika keadaan ruangan terang, resistansi pada LDR sangat kecil, bahkan lebih kecil dibandingkan dengan resistor yang kita pakai (100 ohm). Arus mempunyai karakteristik dominan mengalir pada hambatan yang kecil dibandingkan hambatan yang besar. Analoginya seperti arus yang lebih deras mengalir pada sungai dengan batuan kerikil dibandingkan sungai dengan batuan besar. Sehingga, arus akan dominan mengalir melewati LDR, sedangkan arus pada resistor 100 ohm (kaki collector) sangat kecil bahkan dianggap nol. Pada kondisi inilah transistor bekerja di daerah cut off (bekerja sebagai saklar terbuka). Oleh karena itu tidak ada arus yang melewati LED sehingga LED tidak menyal .
     Berbeda jika pada keadaan ruangan gelap, Resistansi pada LDR akan sangat besar, sehingga tidak akan ada arus yang bisa mengalir melewatinya. Pada kondisi ini, rangkaian yang tersambung dengan LDR bisa kita anggap terputus dan tegangan diantara kaki collector dan emitter (Vce = 0), jadi arus dari catuan (Vcc) sepenuhnya mengalir melewati resistor 100 ohm (kaki collector) dan langsung ke LED sehingga bisa menyala. Pada kondisi ini transistor bekerja di daerah saturasi (bekerja sebagai saklar tertutup).

E.       APLIKASI PENGEMBANGAN LDR
     Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor) dapat digunakan sebagai sensor pada rangkaian saklar cahaya yang di tempatkan pada industri krupuk. Cara kerjanya adalah sensor ditempatkan pada alat (mesin) penjemur kerupuk seperti pada gambar di atas yang terlebih dahulu di desain dengan mesin konveyor, kemudian LDR di tempatkan pada ujung mesin yang terkena sinar matahari. LDR dirangkai dengan prinsip apabila tidak terkena cahaya matahari maka LDR akan bekerja dan memutar mesin konveyor untuk menarik kerupuk masuk ke dalam ruangan. Alat ini cocok dipakai saat cuaca mendung dan musim hujan, jadi pengrajin kerupuk tidak perlu repot-repot memasukkan kerupuknya saat hujan datang.

F.       DAFTAR PUSTAKA







4 komentar: