JUDUL
Gorden Kamar Otomatis dengan Sensor Photodiode dan Sensor LDR
- Mengetahui Aplikasi dari sensor photodiode dan sensor LDR
- Mengetahui bentuk rangkaian Proteus dari Aplikasi sensor photodiode dan sensor LDR
- Mengetahui prinsip kerja rangkaian
2. DAFTAR KOMPONEN [kembali]
Alat :
Voltmeter merupakan alat ukur yang digunakan untuk mengukur tegangan listrik pada suatu rangkaian elektronika. Power Supply merupakan alat yang berfungsi untuk menyediakan energi listrik pada suatu perangkat elektronika.
Bahan :
Resistor berfungsi untuk membatasi dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian elektronika. Spessifikasi :
Op-AMP merupakan salah satu bentuk IC Linear yang berfungsi sebagai penguat sinyal listrik. Spesifikasi :
Transistor berfungsi sebagai penguat, sirkuit pemutus dan penyambung arus, stabilisasi tegangan, dan modulasi sinyal. Spesifikasi :
Komponen Input :
LDR (Light Dependent Resistor) merupakan resistor yang nilai resistansinya akan berubah apabila terkena cahaya. Apabila cahaya terang, resistansinya semakin kecil, sebaliknya saat gelap resistansinya semakin besar.
Adapun spesifikasi atau karakteristrik umum dari sensor cahaya LDR adalah sebagai berikut :
- Tegangan maksimum (DC): 150V
- Konsumsi arus maksimum: 100mW
- Tingkatan Resistansi/Tahanan : 10Ω sampai 100KΩ
- Puncak spektral: 540nm (ukuran gelombang cahaya)
- Waktu Respon Sensor : 20ms – 30ms
- Suhu operasi: -30° Celsius – 70° Celcius
Sensor Photodiode merupakan diode yang berfungsi mengubah cahaya menjadi arus listrik. Sensor photodioda memiliki tanggapan paling baik terhadap cahaya infra merah, tepatnya pada cahaya dengan panjang gelombang sekitar 0,9 µm. Kurva tanggapan sensor photodioda ditunjukkan pada gambar berikut.
Hubungan Keluaran Photodioda Dengan Intensitas Cahaya Komponen Output :
Motor DC berfungsi untuk mengubah energi listrik menjadi energi kinetik (gerak). Konfigurasi pin :Pin 1 : Terminal 1
Pin 2 : Terminal 2
Relay merupakan komponen elektronika berupa saklar atau switch elektrik yang dioperasikan secara listrik dan terdiri dari 2 bagian utama yaitu Elektromagnet (coil) dan mekanikal (seperangkat kontak Saklar/Switch). Komponen elektronika ini menggunakan prinsip elektromagnetik untuk menggerakan saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil (low power) dapat menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi. Spesifikasi Relay umumnya adalah tegangan input 5 VDC, 12 VDC atau 48 VDC. Untuk common dan NO NC umumnya 220 vac dengan arus kerja 10 A.
Konfigurasi pin:
Spesifikasi :
Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang dapat mengubah sinyal listrik menjadi getaran suara. Buzzer ini biasa dipakai pada sistem alarm, juga bisa digunakan sebagai indikasi suara. Buzzer adalah komponen elektronika yang tergolong tranduser. Sederhananya buzzer mempunyai 2 buah kaki yaitu positive dan negative.
Spesifikasi:
LDR (Light Dependent Resistor) merupakan salah satu komponen resistor yang nilai resistansinya akan berubah-ubah sesuai dengan intensitas cahaya yang mengenai sensor ini. LDR juga dapat digunakan sebagai sensor cahaya. Perlu diketahui bahwa nilai resistansi dari sensor ini sangat bergantung pada intensitas cahaya. Semakin banyak cahaya yang mengenainya, maka akan semakin menurun nilai resistansinya. Sebaliknya jika semakin sedikit cahaya yang mengenai sensor (gelap), maka nilai hambatannya akan menjadi semakin besar sehingga arus listrik yang mengalir akan terhambat.
Beberapa karakteristik yang terdapat pada sensor LDR antara lain adalah :· Tegangan maksimum (DC) : 150 V· Konsumsi Arus Maksimum : 100 mW
· Tingkatan Resistansi / Tahanan : 10 Ohm hingga 100k Ohm· Puncak Spektral : 540 nm (ukuran gelombang cahaya)
· Waktu Respon Sensor : 20ms – 30 ms· Suhu Operasi : -30o Celcius – 70o Celcius
Fungsi Sensor LDR :LDR berfungsi sebagai sebuah sensor cahaya dalam berbagai macam rangkaian elektronika seperti saklar otomatis berdasarkan cahaya yang jika sensor terkena cahaya maka arus listrik akan mengalir(ON) dan sebaliknya jika sensor dalam kondisi minim cahaya(gelap) maka aliran listrik akan terhambat(OFF). LDR juga sering digunakan sebagai sensor lampu penerang jalan otomatis, lampu kamar tidur, alarm, rangkaian anti maling otomatis menggunakan laser, sutter kamera otomatis, dan masih banyak lagi yang lainnya.
Cara Kerja Sensor LDR :
Prinsip kerja LDR sangat sederhana tak jauh berbeda dengan variable resistor pada umumnya. LDR dipasang pada berbagai macam rangkaian elektronika dan dapat memutus dan menyambungkan aliran listrik berdasarkan cahaya. Semakin banyak cahaya yang mengenai LDR maka nilai resistansinya akan menurun, dan sebaliknya semakin sedikit cahaya yang mengenai LDR maka nilai hambatannya akan semakin membesar.
Photodiode (Dioda Foto) adalah komponen elektronika aktif yang terbuat dari bahan semikonduktor yang berfungsi mengubah cahaya menjadi arus listrik. Bentuk dari komponen Photodiode ini tak jauh beda dengan LED biasa. Dioda Foto merupakan komponen aktif yang terbuat dari bahan semikonduktor dan tergolong dalam keluarga Dioda. Seperti Dioda pada umumnya, Photodiode atau Dioda Foto ini memiliki dua kaki terminal yaitu kaki terminal Katoda dan kaki terminal Anoda.Namun Dioda Foto memiliki Lensa dan Filter Optik yang terpasang dipermukaannya sebagai pendeteksi cahaya. Komponen photodiode dibuat dari beberapa macam bahan seperti Germanium (Ge), Silikon (Si), Indium gallium arsenide phosphide (InGaAsP), dan juga Indium gallium arsenide (InGaAs). Masing-masing bahan tersebut memiliki spesifikasi dan karakteristik masing-masing.
Fungsi Photodiode
Dioda foto atau photodiode punya banyak fungsi. Beberapa diantaranya adalah untuk membuat robot seperti line follower, alat-alat medis, scanner barcode, sensor cahaya kamera, peralatan keamanan, dan masih banyak lagi lainnya.
Prinsip Kerja Photodiode :
Photodiode terdiri dari lapisan tipis semikonduktor tipe-N yang memiliki kebanyakan Elektron dan satu lapisan tebal semikonduktor tipe-P yang memiliki kebanyakan Hole. Lapisan semikonduktor tipe-N adalah Katoda, sedangkan lapisan semikonduktor tipe-P adalah Anoda. Saat Photodiode terkena cahaya, Foton partikel terkecil cahaya akan menembus lapisan semikonduktor tipe-N dan memasuki lapisan semikonduktor tipe-P. Foton-foton tersebut kemudian akan bertabrakan dengan Elektron-elektron yang terkait, sehingga Elektron tersebut terpisah dari intinya dan menyebabkan terjadinya Hole. Elektron terpisah akibat tabrakan dan berada dekat persimpangan PN (PN-junction) akan menyebrangi persimpangan tersebut ke wilayah semikonduktor tipe-N. PN (PN-junction) akan menyeberangi persimpangan tersebut ke wilayah semikonduktor tipe-N.
Hasilnya, Elektron akan bertambah di sisi semikonduktor N sedangkan sisi semikonduktor P akan kelebihan Hole. Pemisahan muatan positif dan negatif ini menyebabkan perbedaan potensial pada persimpangan PN. Ketika kita hubungkan sebuah beban ataupun kabel ke Katoda (sisi semikonduktor N) dan Anoda (sisi semikonduktor P). Elektron akan mengalir melalui beban atau kabel tersebut dari Katoda ke Anoda atau biasanya kita sebut sebagai aliran arus listrik.
Hubungan Keluaran Photodioda Dengan Intensitas Cahaya :
Transistor merupakan alat semikonduktor yang dapat digunakan sebagai penguat sinyal, pemutus atau penyambung sinyal, stabilisasi tegangan, dan fungsi lainnya. Transistor memiliki 3 kaki elektroda, yaitu basis, kolektor, dan emitor. Pada rangkaian kali ini digunakan transistor 2SC1162 bertipe NPN. Transistor ini diperumpamakan sebagai saklar, yaitu ketika kaki basis diberi arus, maka arus pada kolektor akan mengalir ke emiter yang disebut dengan kondisi ON. Sedangkan ketika kaki basis tidak diberi arus, maka tidak ada arus mengalir dari kolektor ke emitor yang disebut dengan kondisi OFF. Namun, jika arus yang diberikan pada kaki basis melebihi arus pada kaki kolektor atau arus pada kaki kolektor adalah nol (karena tegangan kaki kolektor sekitar 0,2 - 0,3 V), maka transistor akan mengalami cutoff (saklar tertutup).
Transistor adalah sebuah komponen di dalam elektronika yang diciptakan dari bahan-bahan semikonduktor dan memiliki tiga buah kaki. Masing-masing kaki disebut sebagai basis, kolektor, dan emitor.
- Emitor (E) memiliki fungsi untuk menghasilkan elektron atau muatan negatif.
- Kolektor (C) berperan sebagai saluran bagi muatan negatif untuk keluar dari dalam transistor.
- Basis (B) berguna untuk mengatur arah gerak muatan negatif yang keluar dari transistor melalui kolektor.
Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah getaran listrik menjadi getaran suara. Pada dasarnya prinsip kerja buzzer hampir sama dengan loud speaker, jadi buzzer juga terdiri dari kumparan yang terpasang pada diafragma dan kemudian kumparan tersebut dialiri arus sehingga menjadi elektromagnet, kumparan tadi akan tertarik ke dalam atau keluar, tergantung dari arah arus dan polaritas magnetnya, karena kumparan dipasang pada diafragma maka setiap gerakan kumparan akan menggerakkan diafragma secara bolak-balik sehingga membuat udara bergetar yang akan menghasilkan suara. Relay merupakan komponen elektronika berupa saklar atau swirch elektrik yang dioperasikan secara listrik dan terdiri dari 2 bagian utama yaitu Elektromagnet (coil) dan mekanikal (seperangkat kontak Saklar/Switch). Komponen elektronika ini menggunakan prinsip elektromagnetik untuk menggerakan saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil (low power) dapat menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi. Berikut adalah simbol dari komponen relay.
Pada dasarnya, Relay terdiri dari 4 komponen dasar yaitu :
1. Electromagnet (Coil)
2. Armature
3. Switch Contact Point (Saklar)
4. Spring
Berikut ini merupakan gambar dari bagian-bagian relay :
Kontak Poin (Contact Point) Relay terdiri dari 2 jenis yaitu :
> Normally Close (NC) yaitu kondisi awal sebelum diaktifkan akan selalu berada di posisi CLOSE (tertutup).
> Normally Open (NO) yaitu kondisi awal sebelum diaktifkan akan selalu berada di posisi OPEN (terbuka)
Ground adalah titik yang dianggap sebagai titik kembalinya arus listrik arus searah atau titik kembalinya sinyal bolak balik atau titik patokan (referensi) dari berbagai titik tegangan dan sinyal listrik di dalam rangkaian elektronika.
Kegunaan Ground :
- Titik kembali nya arus atau sinyal listrik
- Pelindung terhadap gelombang elektromagnetik dari udara sekitar
- Pengaman setrum jika ada kerusakan (ground sesungguhnya)
- Titik patokan (referensi) tegangan atau sinyal dari berbagai titik di rangkaian.
- Menghilangkan dengung (hum) pada penguat audio (amplifier)
- Mengurangi Noise pada penguat audio (amplifier)
- Pada kendaraan (mobil atau motor) mengurangi kebutuhan kabel listrik, karena menjadikan body motor atau mobil sebagai pengganti kabel negatif, dll.
Operational Amplifier atau lebih dikenal dengan istilah Op-Amp adalah salah satu dari bentuk IC Linear yang berfungsi sebagai penguat sinyal listrik. Sebuah Op-Amp terdiri dari beberapa transistor, dioda, resistor dan kapasitor yang terinterkoneksi dan terintegrasi sehingga memungkinkannya untuk menghasilkan gain (penguatan) yang tinggi pada rentang frekuensi yang luas. Dalam bahasa Indonesia, Op-Amp atau Operational Amplifier sering disebut juga dengan penguat operasional. Secara umum, Operational Amplifier (Op-Amp) yang ideal memiliki karakteristik sebagai berikut :
Penguatan Tegangan Open-loop atau Av = ∞ (tak terhingga)
Tegangan Offset Keluaran (Output Offset Voltage) atau Voo = 0 (nol)
Impedansi Masukan (Input Impedance) atau Zin= ∞ (tak terhingga)
Impedansi Output (Output Impedance ) atau Zout = 0 (nol)
Lebar Pita (Bandwidth) atau BW = ∞ (tak terhingga)
Karakteristik tidak berubah dengan suhu
Saat tidak ada cahaya maka Motor 2 yang bergerak
Saat ada cahaya maka Motor 1 yang bergerak
5. PRINSIP KERJA [kembali]
Rangkaian diberi sumber tegangan senilai +0.5 volt, sehingga mengalir ke Photodiode yang dipasang paralel dengan dengan Torch LDR, yang mana Photodiode berfungsi untuk mengubah cahaya menjadi arus listrik, sedangkan torch ldr berfungsi untuk menghantarkan arus listrik jika menerima cahaya yang diberi oleh torch, lalu kemudian arus mengalir ke R1, kemudian mengalir ke U1 yang paralel dengan R2, tegangan di kuatkan di U1, yang Kemudian arus mengalir dan dibatasi di R3, dari R3 kemudian mengalir ke U2 dan R4, di U2 tegangan dikuatkan, U2 paralel dengan R4, U2 disambungkan ke base Q1 yang terhubung ke R4, sedangkan kaki kolektor terhubung ke R4, yang mana membuat kondisi Q1 akan on karena arus mengalir dari U2 dan R4 Q1, karena kondisi on maka arus akan mengalir ke kaki emitter yang terhubung dengan motor DC, yang kemudian karena adanya arus yang mengalir akan membuat motor DC bergerak (gorden terbuka). Cepat ataupun lambatnya gerakan motor DC tergantung dari banyak sedikitnya cahaya yang diterima LDR. Saat cahaya mulai redup atau tidak ada cahaya yang diterima oleh LDR, maka motor DC yang kedua akan bergerak yang bertujuan untuk menutup gorden.
6. VIDEO [kembali]
Tidak ada komentar:
Posting Komentar