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
ijin copas ya gan, bwt tugas ni
BalasHapusoke gan
BalasHapusTeh kalau lampu led bisa diganti sama lampu ac gak?
BalasHapussederhana tetapi mantap...
BalasHapus