alarm cahaya
TRANSCRIPT
PRAKTIKUM INSTRUMENTASI
SENSOR CAHAYA (ALARM CAHAYA)
Oleh :
FEBRYAN ANGGRIEAWAN PUTRA
05081006012
TEKNOLOGI PERTANIAN
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SRIWIJAYA
INDRALAYA
2010
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Kemajuan teknologi semakin hari terus menunjukkan peningkatan. Dari hari
ke hari kecanggihan teknologi membuat manusia menjadi mudah dalam melakukan
aktivitas bahkan mungkin manusia akan menjadi malas karena terus menerus
dipermudah. Seiring dengan kemajuan teknologi tersebut, bidang elektronika pun
juga mengalami perkembangan banyak sekali industri melakukan pekerjaan dengan
pengendalian secara otomatis walaupun juga ada yang masih manual atau juga
menghasilkan benda - benda yang semakin kecil dan memilki daya yang lebih bagus.
Salah satu perkembangan di bidang elektronik yaitu pemanfaatan energi cahaya.
Komponen – komponen elektronik pun diciptakan untuk memanfaatkan energi
cahaya tersebut, missal elemen – elemen sensitive cahaya. Alat ini melebihi
sensitivitas mata manusia terhadap semua spectrum warna dan juga bekerja dalam
daerah-daerah ultraviolet dan infra merah.
Salah satu elemen sensitive cahaya adalah sensor cahaya. Sensor cahaya
adalah alat yang digunakan untuk merubah besaran cahaya menjadi besaran listrik.
Prinsip kerja alat ini adalah mengubah energi dari foton menjadi elektron. Idealnya
satu foton dapat membangkitkan satu elektron.
Praktikum kali ini adalah membuat rangkaian sensor cahaya menggunakan
LDR dengan tujuan mendapat pembelajaran mandiri mengenai rangkaian
elektronika. Rangkaian sensor cahaya ini menggunakan aplikasi LDR sebagai
sensornya. LDR bekerja saat keaadan gelap dan berhenti saat keadaan terang
Penggunaan praktis alat sensitif cahaya ditemukan dalam berbagai pemakaian
teknik seperti halnya :
Tabung cahaya atau fototabung vakum (vaccum type phototubes).
Sel-sel fotokonduktif (photoconductive cell), juga disebut tahanan cahaya (photo
resistor) atau tahanan yang bergantung cahaya (LDR-light dependent resistor).
Sel-sel foto tegangan (photovoltatic cells), Contohnya adalah sel matahari (solar
cell).
1.2 Rumusan Masalah
Dalam praktik perancangan dan pembuatan rangkaian ini rangakaian tersebut
harus dapat dipahami cara kerjanya oleh pratikum. Dari latar belakang di atas, dapat
dirumuskan masalah sebagai berikut:
a) Bagaimana bentuk gambar rangkaian sensor cahaya?
b) Bagaimana cara kerja dari gambar rangkaian tersebut?
1.3 Tujuan dan Manfaat Penulisan
1. Tujuan Dari Pembuatan Alat
1. Mengaplikasikan komponen-komponen elektronika sesuai fungsinya
2. Untuk mengetahui cara kerja sensor cahaya LDR dalam sebuah
rangkaian.
3. Mempelajari cara pembuatan rangkaian sensor cahaya secara sederhana.
2. Manfaat Alat
1. Mampu membuat rangkaian sensor cahaya dengan
LDR sebagai sensornya.
2. Memahami sistem kerja rangkaian yang memakai
sensor khususnya sensor cahaya.
3. Mempermudah pekerjaan manusia yang digantikan
oleh energi cahaya.
BAB II
LANDASAN TEORI
Sensor cahaya adalah alat yang digunakan untuk merubah besaran cahaya
menjadi besaran listrik. Prisip kerja alat ini adalah mengubah energi dari foton
menjadi elektron. Sensor cahaya sangat yang digunakan pada praktikum ini adalah
LDR (Light Dependent Resistor).
LDR (Light Dependent Resistor)
LDR (Light Dependent Resistor) adalah merupakan komponen yang peka
cahaya. Komponen ini akan berjalan apabila berada ditempat yang menjadi pulsa -
pulsa sinyal listrik. Semakin kecil intesitas cahaya yang diterima maka sinyal pulsa
listrik akan baik, dan jika intensitas cahaya yang diterimanya besar maka sinyal pulsa
yang dihasilkan akan tidak ada. Fotoresistor atau Light Dependent Resistor (LDR)
ketika dikenai cahaya akan berubah resistansinya.
Prinsip kerja dari LDR adalah resistansi LDR akan berubah seiring dengan
perubahan intensitas cahaya yang mengenainya. Dalam keadaan gelap resistansi
LDR sekitar 10 MΩ dan dalam keadaan terang sebesar 1 KΩ atau kurang. Atau
dengan kata lain, jika cahaya terang, maka hambatan akan kecil dan bila cahaya
gelap maka hambatan besar. LDR terbuat dari bahan semi konduktor seperti
cadmium sulfide. Dengan bahan ini energy dari cahaya yang jatuh menyebabkan
lebih banyak muatan yang dilepas atau arus listrik meningkat. Artinya resistensi
bahan telah mengalami penurunan.
Sensor cahaya LDR
LDR digunakan untuk mengubah energy cahaya menjadi energy listrik.
Saklar otomatis dan alarm pencuri adalah beberapa contoh alat yang menggunakan
LDR.
Resistor
Resistor merupakan komponen yang paling sering digunakan dalam
rangkaian – rangkaian elektronika. Resistor adalah salah satu komponen pasif yang
berfungsi sebagai penahan atau penghambat adanya arus atau tegangan yang masuk
pada rangkaian secara berlebihan.
Selain itu juga resistor merupakan suatu komponen pengatur tegangan dan
alat pendeteksi sinyal yang mengatur jalannya operasi rangkaian. Resistor dengan
harga yang teapt, diperlukan agar tegangan jatuh yang tepat bias mengoperasikan
transistor dan IC dengan sempuna.
Karakteristik utama resistor yang perlu diketahui:
- Harga resistansinya
- Rating Dayanya
Harga resistansi ini dapat dilihat dari kode warnanya, ada yang beberapa Ω
(ohm) di belakang koma sampai beberapa MΩ (mega ohm) di depan koma. Rating
dayanya sangat penting, sebab rating daya menunjukkan daya maximum yang bisa
didisipasikan tanpa menimbulkan panas yang berlebihan yang mungkin dapat
menyebabkan kerusakan akibat terbakar. Disipasi artinya besar daya yang akan di
buang.
Untuk memiliih resistor dalam pemakaian apapun dibutuhkan berbagai
macam pertimbangan yatiu:
Ukuran fisiknya, bentuknya, cara pemasangan dan penyambungannya pada
rangkaian, harga resistansinya, disipasi dayanya, perubahan resistansi terhadap
frekuensi dan tegangan jatuh, ketahanan sebagai beban, pengaruh kondisi
lingkungan dan umumnya.
Resistor yang paling umum digunakan dalam rangkaian elektronika adalah
resistor tipe komposisi karbon.
Resistor
Besarnya nilai dari sebuah resistor dinyatakan dalam satuan ohm (Ω).
Lambangnya : ,
Pada umumnya nilai-nilai resistor tersebut ada yang langsung dituliskan pada
badan resistor dan ada pula yang dituliskan dalam bentuk kode warna yang
berbentuk gelang-gelang.
Tabel Kode Warna Resistor
No Warna Angka 1 Angka 2 Pengali Toleransi
1. Hitam 0 0 100 -
2. Coklat 1 1 101 -
3. Merah 2 2 102 -
4. Jingga 3 3 103 -
5. Kuning 4 4 104 -
6. Hijau 5 5 105 -
7. Biru 6 6 106 -
8. Ungu 7 7 107 -
9. Abu-Abu 8 8 108 -
10. Putih 9 9 109 -
11. Emas - - 10-1 ± 5 %
12. Perak - - 10-2 ± 10 %
Biasanya penandaan dengan gelang terdiri dari 4 buah gelang yang dapat
dibaca yang dimulai dari gelang pertama, dimana urutannya adalah sebagau berikut :
- Gelang 1 : menunjukkan angka pertama
- Gelang 2 : menunjukkan angka kedua
- Gelang 3 : menunjukkan pengali ( banyaknya nol setelah angka yang kedua)
- Gelang 4 : menunjukkan toleransi, warna emas 5 % dan perak 10 %.
Transistor
Pada tulisan tentang semikonduktor telah dijelaskan bagaimana sambungan
NPN maupun PNP menjadi sebuah transistor. Telah disinggung juga sedikit tentang
arus bias yang memungkinkan elektron dan hole berdifusi antara kolektor dan emitor
menerjang lapisan base yang tipis itu. Sebagai rangkuman, prinsip kerja transistor
adalah arus bias base-emiter yang kecil mengatur besar arus kolektor-emiter. Bagian
penting berikutnya adalah bagaimana caranya memberi arus bias yang tepat sehingga
transistor dapat bekerja optimal.
Transistor bipolar biasanya digunakan sebagai saklar elektronik dan penguat
pada rangkaian elektronika digital. Transistor memiliki 3 terminal. Transistor
biasanya dibuat dari bahan silikon atau germanium. Tiga kaki yang berlainan
membentuk transistor bipolar adalah emitor, basis dan kolektor. Mereka dapat
dikombinasikan menjadi jenis N-P-N atau P-N-P yang menjadi satu sebagai tiga kaki
transistor. Gambar di bawah memperlihatkan bentuk dan simbol untuk jenis NPN.
(Pada transistor PNP, panah emitor berlawanan arah).
Gambar dan Simbol Transistor NPN dan PNP
Pada rangkaian elektronik, sinyal inputnya adalah 1 atau 0 ini selalu dipakai
pada basis transistor, yang mana kolektor dan emitor sebagai penghubung untuk
pemutus (short) atau sebagai pembuka rangkaian. Aturan/prosedur transistor sebagai
berikut:
Pada transistor NPN, memberikan tegangan positif dari basis ke emitor,
menyebabkan hubungan kolektor ke emitter terhubung singkat, yang
menyebabkan transistor aktif (on). Memberikan tegangan negatif atau 0 V dari
basis ke emitor menyebabkan hubungan kolektor dan emitor terbuka, yang
disebut transistor mati (off)
Pada transistor PNP, memberikan tegangan negatif dari basis ke emitor ini akan
menyalakan transistor (on ). Dan memberikan tegangan positif atau 0 V dari
basis ke emitor ini akan membuat transistor mati (off).
Potensiometer
Potensiometer adalah resistor tiga terminal dengan sambungan geser yang
membentuk pembagi tegangan dapat disetel. Jika hanya dua terminal yang digunakan
(salah satu terminal tetap dan terminal geser), potensiometer berperan sebagai
resistor variabel atau Rheostat. Potensiometer biasanya digunakan untuk
mengendalikan peranti elektronik seperti pengendali suara pada penguat.
Potensiometer yang dioperasikan oleh suatu mekanisme dapat digunakan sebagai
transduser, misalnya sebagai sensor joystick. Potensiometer jarang digunakan untuk
mengendalikan daya tinggi (lebih dari 1 Watt) secara langsung.
Potensiometer digunakan untuk menyetel taraf isyarat analog (misalnya
pengendali suara pada peranti audio), dan sebagai pengendali masukan untuk sirkuit
elektronik. Sebagai contoh, sebuah peredup lampu menggunakan potensiometer
untuk menendalikan pensakelaran sebuah TRIAC, jadi secara tidak langsung
mengendalikan kecerahan lampu.Potensiometer yang digunakan sebagai pengendali
volume kadang-kadang dilengkapi dengan sakelar yang terintegrasi, sehingga
potensiometer membuka sakelar saat penyapu berada pada posisi terendah.
Potensiometer terbuat dari suatu lapisan karbon tipis. Potensiometer tiga
terminal dapat digunakan sebagai resistor variabel dua terminal dengan tidak
menggunakan terminal ketiga. Seringkali terminal ketiga yang tidak digunakan
disambungkan dengan terminal penyapu untuk mengurangi fluktuasi resistansi yang
disebabkan oleh kotoran.
Gambar potensiometer
Project Board
Project board ini sama halnya dengan PCB yang digunakan untuk meletakkan
komponen menjadi suatu rangkaian. Hanya saja, project board ini sedikit lebih sulit
untuk merangkai komponennya karena papan ini tidak bergambar seperti halnya
PCB yang sudah tercetak sehingga rangkaian dapat mudah dibuat. Selain itu kita juga
harus mengetahui aliran dari lubang – lubang yang tersedia.
Gambar project board
Kapasitor
adalah suatu alat yang dapat menyimpan energi di dalam medan listrik,
dengan cara mengumpulkan ketidakseimbangan internal dari muatan listrik.
Kapasitor memiliki satuan yang disebut Farad dari nama Michael Faraday.
Kondensator diidentikkan mempunyai dua kaki dan dua kutub yaitu positif dan
negatif serta memiliki cairan elektrolit dan biasanya berbentuk tabung.
Lambang kondensator (mempunyai kutub) pada skema elektronika.
Sedangkan jenis yang satunya lagi kebanyakan nilai kapasitasnya lebih
rendah, tidak mempunyai kutub positif atau negatif pada kakinya, kebanyakan
berbentuk bulat pipih berwarna coklat, merah, hijau dan lainnya seperti tablet
atau kancing baju.
Lambang kapasitor (tidak mempunyai kutub) pada skema elektronika.
Kapasitor (capacitor) ataupun sebaliknya yang pada ilmu elektronika disingkat
dengan huruf (C).
Satuan dari kapasitansi kapasitor adalah Farad (F). Namun Farad adalah satuan yang
terlalu besar, sehingga digunakan:
Pikofarad (pF) =
Nanofarad (nF) =
Microfarad ( ) =
Kapasitansi dari kapasitor dapat ditentukan dengan rumus:
C : Kapasitansi
ε0 : permitivitas hampa
εr : permitivitas relatif
A : luas pelat
d :jarak antar pelat/tebal dielektrik
Adapun cara memperbesar kapasitansi kapasitor dengan jalan:
1. Menyusunnya berlapis-lapis.
2. Memperluas permukaan variabel.
3. Memakai bahan dengan daya tembus besar.
Speaker
Speaker adalah electroacoustic transduser yang mengubah suatu listrik sinyal
menjadi suara. Speaker bergerak sesuai dengan variasi sinyal listrik dan
menyebabkan gelombang suara untuk disebarkan melalui media seperti udara atau
air. Speaker merupakan unsur yang paling penting dalam sistem audio modern dan
biasanya bertanggung jawab atas sebagian besar distorsi dan perbedaan pendengaran
ketika membandingkan sistem suara.
BAB III
PEMBAHASAN
3.1 Gambar Rangkaian
Gambar Blok Diagram Rangkaian Alarm Cahaya
Kondisi Tegangan Speaker
Terang 0 Tidak berbunyi
Gelap 0.07 Berbunyi
3.2 Daftar Komponen
1 Resistor 1 (47 KΩ)
2 Resistor 2 (330 Ω)
3 Resistor 3 (150 Ω)
4 Resistor 4 & 5 (5,6 K Ω)
5 Resistor 6 (1 K Ω)
6 VR (100 K Ω)
7 C1 (50 µF)
8 C2 (220 µF / 10 V)
9 TR 1 & 3 (FCS 9014 D)
10 TR 2 (FCS 9012 H)
11 SCR (EC 103 D)
12 LDR (Cds 05)
13 SP (8 Ω / 2”)
14 Project Board
15 Kabel
16 Baterai (6 V)
3.3 Cara Kerja Rangkaian
Pada rangkaian alarm cahaya ini menggunakan speaker sebagai outputnya.
Speaker ini berfungsi untuk menimbulkan suara jika LDR tidak terkena cahaya,
sedangkan jika terkena cahaya, speaker tidak akan berbunyi. Rangkaian diatas
merupakan rangkaian sensor cahaya yang sederhana. Rangkaian sensor diatas
menggunakan LDR sebagai alat perasa perubahan intensitas cahaya. LDR (Light
Dependent Resistor) adalah komponen elektronika yang pada dasarnya mempunyai
sifat yang sama dengan resistor, hanya saja nilai resistansi dari LDR berubah-ubah
sesuai dengan tingkat intensitas cahaya yang diterimanya. Rangkaian diatas bisa
digunakan untuk alarm anti maling atau lainnya. Jadi, jika kita meninggalkan rumah,
maka kita hanya perlu menyalakan lampu dan mengaktifkan alarm cahaya. Dan jika
ada maling yang mematikan lampu untuk menutupi kejahatannya, maka alarm akan
berbunyi. Karena yang kami buat hanya skala kecil, mungkin untuk diterapkan di
rumah bisa ditambahkan amplifier agar suara yang dihasilkan lebih kuat.
Prinsip kerja dari rangkaian sensor cahaya diatas sebenarya sangat sederhana.
Kita hanya perlu mengetahui bagaimana komponen dapat bekerja dan tidak salah
dalam penghubungan komponen. Selanjutnya tergantung intensitas cahaya yang
diberikan terhadap LDR. Hal ini dikarenakan nilai resistansi LDR akan naik apabila
intensitas cahaya semakin gelap. Sebagai catatan anda bahwa sensor cahaya yang
menggunakan LDR sebagai komponen peng-indra atau perasa mempunyai respon
yang relatif lambat. Sehingga jika anda ingin membangun rangkaian yang
mempunyai respon yang cepat seperti untuk penghitungan pada rangkaian counter
maka LDR tidak cocok untuk digunakan. Mungkin anda bisa memanfaatkan sensor
infra merah atau komponen sensor yang lain. Cahaya infra merah bisa anda dapatkan
dengan membuat rangkaian pemancar infra merah yang terdiri dari led infra merah
yang berfungsi sebagai pengahasil cahaya infra merahnya.
Hambatan
Intensitas Cahaya
BAB IV
KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan
1. Tahanan LDR akan membesar jika tidak terkena cahaya terang dan
sebaliknya, tahanan LDR mengecil akan membesar jika terkena cahaya
2. Rangkaian pendeteksi cahaya akan bekerja apabila sensor cahaya LDR tidak
terkena cahaya atau ditempat gelap.
3. Dapat digunakan sebagai anti maling (alarm maling).
B. Saran
Sebaiknya dalam membuat rangkaian harus dimengerti dahulu fungsi
komponen dan letaknya masing – masing agar rangkaian yang dibuat dapat berfungsi
dengan baik.
.
DAFTAR PUSTAKA
http//www.google.com.Sensor Cahaya. Diakses pada 15 November 2010: Pukul 20.35 WIB
http//www.wikipedia.com. Komponen Elektronika. Diakses pada 15 November 2010: Pukul 21.15 WIB
Malvino, Albert Paul. Prinsip-Prinsip Elektronika. Jilid 1. 1985. Jakarta: Erlangga
LAMPIRAN