I.
PENDAHULUAN
A.
Latar
Belakang
Sensor adalah suatu peralatan yang berfungsi untuk
mendeteksi gejala-gejala atau sinyal-sinyal yang berasal dari perubahan suatu
energi seperti energi listrik, energi fisika, energi kimia, energi biologi, energi
mekanik, dan sebagainya. Tansduser adalah sebuah alat yang bila digerakan oleh
suatu energi di dalam sebuah sistem transmisi, akan menyalurkan energi tersebut
dalam bentuk yang sama atau dalam bentuk yang berlainan ke sistem transmisi
berikutnya. Transmisi energi ini bisa berupa listrik, mekanik, kimia, optik (radiasi)
atau thermal (panas).
Kemajuan ilmu
pengetahuan dan teknologi dari masa ke masa berkembang cepat terutama dibidang
otomasi industri. Perkembangan ini tampak jelas di industri pemabrikan, dimana
sebelumnya banyak pekerjaan menggunakan tangan manusia, kemudian beralih
menggunakan mesin, berikutnya dengan electro-mechanic (semiotomatis) dan
sekarang sudah menggunakan robotic (full automatic) seperti penggunaan Flexible
Manufacturing Systems (FMS) dan Computerized Integrated
Manufacture (CIM). Model apapun yang digunakan dalam sistem otomasi
pemabrikan sangat tergantung kepada keandalan sistem kendali yang dipakai.
Hasil penelitian menunjukan secanggih apapun sistem kendali yang dipakai akan
sangat tergantung kepada sensor maupun transduser yang digunakan. Sensor dan
transduser merupakan peralatan atau komponen yang mempunyai peranan penting
dalam sebuah sistem pengaturan otomatis. Ketepatan dan kesesuaian dalam memilih
sebuah sensor akan sangat
menentukan kinerja dari sistem pengaturan secara
otomatis. Besaran
masukan pada kebanyakan sistem kendali adalah bukan besaran listrik, seperti
besaran fisika, kimia, mekanis, dan sebagainya.
Sensor dapat diklasifikasikan menjadi beberapa jenis, yaitu
sensor optik, sensor temperatur, sensor magnetik, sensor sonik, dan sensor
mekanik. Pada percobaan ini yang digunakan adalah sensor optik. Elemen-elemen
sensitif cahaya merupakan alat terandalkan untuk mendeteksi energi cahaya. Alat
ini melebihi sensitivitas mata manusia terhadap semua spectrum warna dan juga
bekerja dalam daerah-daerah ultraviolet dan infra merah. Energi cahaya bila diolah
dengan cara yang tepat akan dapat dimanfaatkan secara maksimal untuk teknik
pengukuran, teknik pengontrolan dan teknik kompensasi.
Sensor optik adalah sensor yang mendeteksi perubahan cahaya dari sumber
cahaya, pantulan cahaya yang mengenai benda atau ruangan. Berdasarkan
penelitian yang dilakukan oleh Jati dan Mulyana (2009) yang berjudul “Pembuatan Sistem Monitor Intensitas Cahaya Terkomputerisasi
Menggunakan Sensor LDR”. Penelitiannya bertujuan untuk membuat alat pengukur
intensitas cahaya dengan bahasa pemrograman delphi 7.0 dan sensor LDR. Untuk
mengetahui lebih jelasnya karakteristik sensor optik maka dilakukan percobaan
ini.
B. Tujuan
Percobaan
Tujuan dilakukannya percobaan ini adalah sebagai
berikut:
1.
Dapat
memahami karakteristik sensor optik : LDR dan photodioda
2.
Mampu
mengkalibrasi tanggapan LDR dan photodioda
3.
Mahasiswa
memahami rangkaian pengkondisi sinyal tahap awal dari LDR dan photodioda.
II. TINJAUAN PUSTAKA
A.
Definisi
Sensor
Sensor
adalah suatu peralatan yang berfungsi untuk mendeteksi gejala-gejala
atau sinyal-sinyal yang berasal dari perubahan suatu energi seperti energi
listrik, energi fisika, energi kimia, energi biologi, energi mekanik dan
sebagainya. Sensor mempunyai fungsi mengubah besaran fisis tertentu
agar dapat diukur. Sedangkan
transduser merupakan sebuah alat yang bila terkena suatu bentuk energi dapat
mengubahnya menjadi bentuk energi yang lain (Warsito, 2010). Elemen sensor
diklasifikasikan berdasarkan sinyal outputnya, elektrik atau mekanik. Elemen
dengan output elektrik dibagi lagi menjadi dua, yaitu pasif dan aktif.
Peralatan pasif membutuhkan suplai power dari luar dengan tujuan untuk
memberikan sinyal output berupa tegangan ataupun arus sedangkan peralatan aktif
tidak membutuhkan suplai power dari luar. Sensor dengan output mekanik umumnya digunakan sebagai
elemen sensor primer dalam sistem pengukuran untuk variabel mekanik seperti
gaya atau laju aliran. Untuk memperoleh sinyal elektrik, elemen sensor primer
ini diikuti oleh elemen sensor sekunder dengan sinyal output elektrik.
Dalam sistem pengukuran dikenal tiga
jenis sensor yaitu sensor Thermal,
sensor Mekanik, dan sensor Optik. Namun dalam laporan ini hanya akan dibahas
mengenai sensor optik. Sensor optik merupakan sensor yang
bekerja berdasarkan besaran fisis berupa cahaya (intensitas) yang mendeteksi perubahan
cahaya dari sumber cahaya, pantulan cahaya ataupun bias cahaya yang mengenai
benda atau ruangan. Contohnya
photovoltaic, photodiode detector, light dependent resistant (LDR), photo cell, photo transistor, photo multiplier,
pyrometer optic, dan sebagainya. Banyak alat-alat dalam
dunia instrumentasi yang menggunakan sensor optik atau cahaya dan telah banyak
alat-alat
yang dibuat menggunakan prinsip bahkan melibatkan sensor optik sebagai bagian
dari alat yang dibuat (Anonimous A, 2009).
B.
Sensor
LDR
LDR
adalah suatu bentuk komponen yang mempunyai perubahan resistansi yang besarnya
tergantung pada cahaya dan merupakan alat yang mengubah perlawanan mereka
ketika cahaya jatuh pada mereka, bila tidak ada cahaya,
itu akan memiliki ketahanan yang sangat tinggi. LDR
mempunyai dua buah elektroda pada permukaannya. Pada saat gelap atau
cahaya redup, bahan dari cakram tersebut menghasilkan elektron bebas dengan
jumlah yang relatif kecil. Sehingga hanya ada sedikit elektron untuk mengangkut
muatan elektrik. Artinya pada saat
cahaya redup LDR menjadi konduktor yang buruk, atau bisa disebut juga LDR
memiliki resistansi yang besar pada saat gelap atau cahaya redup. Pada saat cahaya
terang, ada lebih banyak elektron yang lepas dari atom bahan semikonduktor
tersebut. Sehingga akan ada lebih banyak elektron untuk mengangkut muatan
elektrik. Artinya pada saat cahaya
terang LDR menjadi konduktor yang baik, atau bisa disebut juga LDR memiliki resistansi yang kecil pada saat cahaya terang.
Resistor peka cahaya (Light Dependent
Resistor/LDR) memanfaatkan bahan semikonduktor yang karakteristik listriknya
berubah-ubah sesuai dengan cahaya yang diterima. Bahan yang digunakan adalah
Kadmium Sulfida (CdS) dan Kadmium Selenida (CdSe). Bahan-bahan ini paling
sensitif terhadap cahaya dalam spektrum tampak, dengan puncaknya sekitar 0,6 µm
untuk CdS dan 0,75 µm untuk CdSe. Sebuah LDR CdS yang typikal memiliki
resistansi sekitar 1 MΩ dalam kondisi gelap gulita dan kurang dari 1 KΩ ketika
ditempatkan dibawah sumber cahaya terang. Dalam perkembangannya piranti LED
telah dibuat dengan desain menggunakan bahan organik yang disebut dengan OLED (Organic Light Emitting Device).
Sementara itu elektrode bermuatan positif (anode) akan meng-injeksi hole untuk
bergerak menuju pita valensi bahan organik. Dengan keadaan ini mengakibatkan
terjadinya proses rekombinasi elektron dan hole di dalam bahan organik. Pada
waktu proses rekombinasi terjadi, elektron akan turun dan bersatu dengan hole
sambil memberikan kelebihan energi sebesar h dalam bentuk foton cahaya dengan panjang gelombang tertentu.
Prinsip dari piranti electroluminescent secara garis besar adalah piranti yang
dapat mengeluarkan/memancarkan cahaya dengan warna (panjang gelombang) tertentu
jika diberikan kepadanya medan listrik. Bagian penting dari piranti OLED adalah
lapisan tipis (thin film) yang
tersusun dari molekul-molekul organik / polimer yang berfungsi sebagai emitter (pemancar) cahaya dan lapisan
elektrode yang disusun secara sandwich
seperti yang ditunjukkan dalam Gambar 2.1 berikut:
Gambar 2.1 Struktur piranti OLED satu warna
Mekanisme
dari piranti OLED adalah jika pada elektrode diberikan medan listrik, fungsi
kerja dari elektrode negatif (katode) tersebut akan turun yang menjadikan
elektron - elektron dari katode bergerak menuju pita konduksi di bahan organik.
Keadaan ini mengakibatkan munculnya hole
di pita valensi (Budiharto, 2006).
Karakteristik
LDR terdiri dari dua macam yaitu Laju Recovery dan Respon Spektral:
1.
Laju Recovery yaitu bila sebuah LDR dibawa dari suatu ruangan dengan level
kekuatan cahaya tertentu kedalam suatu ruangan yang gelap, maka bisa kita amati
bahwa nilai resistansi dari LDR tidak akan segera berubah resistansinya pada
keadaan ruangan gelap tersebut. Namun LDR tersebut hanya akan bisa mencapai
harga di kegelapan setelah mengalami selang waktu tertentu. Laju recovery
merupakan suatu ukuaran praktis dan suatu kenaikan nilai resistansi dalam waktu
tertentu. Harga ini ditulis dalam K /detik, untuk LDR type arus harganya lebih
besar dari 200 K /detik (selama 20 menit pertama mulai dari level cahaya 100
lux), kecepatan tersebut akan lebih tinggi pada arah sebaliknya, yaitu pindah
dari tempat gelap ke tempat terang yang memerlukan waktu kurang dari 10 ms
untuk mencapai resistansi yang sesuai dengan level cahaya 400 lux.
2. Respon Spektral ; LDR tidak mempunyai sensitivitas yang
sama untuk setiap panjang gelombang cahaya yang jatuh padanya (yaitu warna).
Bahan yang biasa digunakan sebagai penghantar arus listrik yaitu tembaga,
alumunium, baja, emas, dan perak. Dari kelima bahan tersebut tembaga merupakan
penghantar yang paling banyak digunakan karena mempunyai daya hantar yang baik
(Anonimous B, 2011).
Lambang dari LDR dapat dilihat pada
Gambar 2.2.
Gambar 2.2 Simbol
sensor LDR
Sedangkan bentuk dari sensor LDR dapat
dilihat pada Gambar 2.3.
Gambar 2.3 Bentuk sensor
LDR
C. Sensor
Photodioda
Photo dioda berfungsi sebagai sensor cahaya. Photodioda adalah dioda yang
bekerja berdasarkan intensitas cahaya, dimana jika photodioda terkena cahaya
maka photodioda bekerja seperti dioda pada umumnya, tetapi jika tidak mendapat
cahaya maka photodioda akan berperan seperti resistor dengan nilai tahanan yang
besar sehingga arus listrik tidak dapat mengalir.
Photodioda merupakan sambungan substrat tipe N dan substrat tipe P yang dirancang untuk beroperasi bila dibiaskan dalam arah terbalik. Dengan pemberian tegangan mundur ini akan memperluas daerah pengosongan. Perubahan pada daerah pengosongan ini merupakan prinsip kerja dari photodioda. Ketika energi cahaya (photon) yang jatuh pada daerah pengosongan photodioda lebih besar dari tegangan barrier silikon yaitu 1,12 eV dan menembus daerah katoda, energi cahaya ini dapat menyebabkan elektron keluar dari pita valensi (valence band) dan masuk ke pita konduksi (conduction band) kemudian meninggalkan hole pada pita konduksi. Dengan kata lain elektron dan hole menempati daerah masing-masing (photovoltaic effect). Dengan kondisi diatas maka energi cahaya yang jatuh pada daerah pengosongan akan meniadakan sambungan. Daerah pengosongan yang semula menyekat arus ini akan berubah menghasilkan aliran arus elektron-hole. Jika photodioda tidak terkena cahaya, maka nilai resistansinya akan besar atau dapat kita asumsikan tak hingga. Sehingga arus yang mengalir pada komparator sangat kecil atau dapat diasumsikan dengan logika 0. Jika photodioda terkena cahaya, maka photo dioda akan bersifat sebagai sumber tegangan dan nilai resistansinya akan menjadi kecil, sehingga akan ada arus yang mengalir ke komparator dan berlogika 1. Lambang photodioda dapat ditunjukkan pada Gambar 2.4.
Gambar 2.4 Simbol photodioda
Sedangkan bentuk dari photodioda dapat
dilihat pada Gambar 2.5
Gambar 2.5 Bentuk photodioda
Cahaya-cahaya
yang dapat diditeksi oleh photodiode adalah cahaya-cahaya peka seperti cahaya
inframerah,cahaya tampak, ultra ungu, sampai dengan sinar-X. photo dioda banyak
digunakan dalam apalikasi seperti bidang medis,perhitungan kendaraan dijalanan
umum secara otomatis, pengukuran cahaya pada kamera. Serta photo dioda dapat
berfungsi sebagai resiver,sebagai sensor lalulintas yang mana photodiode
menangkap cahaya dari LED inframerah. Beberapa karakteristik Photodioda:
a. Arus
bergantung linier pada intensitas cahaya
b. Respons
frekuensi bergantung pada bahan (Si 900 nm, GaAs 150 nm, Ge 2000 nm)
c. Digunakan sebagai sumber arus
(Anonimous C, 2010).
III. PROSEDUR
PERCOBAAN
A. Prosedur Percobaan Sensor LDR
Adapun
prosedur dari percobaan ini sebagai berikut :
1. Menyiapkan
LED dan rangkaiannya dengan cara men-seri-nya dengan R 1 kΩ dan catudaya DC 5V.
2. Menyiapkan
sebuah LDR dan multimeter pada bagian ohmmeter. Mengukur nilai R nya pada
keadaan gelap dengan cara menutupnya dengan jari-jari anda.
3. Mengukur
tanggapan R dari LDR sebagai fungsi jarak dari LED
B. Prosedur Percobaan Sensor Photodioda
Adapun prosedur dari percobaan ini sebagai berikut
:
1. Menyiapkan
sebuah photodioda dan multimeter pada bagian ohmmeter. Mengukur nilai R nya
pada keadaan gelap.
2. Mengukur
tanggapan R dari photodioda sebagai fungsi jarak dari senter.
IV. HASIL PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN
A.
Sensor
LDR
Percobaan sensor LDR dilakukan dua kali
pengamatan, yaitu dengan penyinaran dari atas LDR dan penyinaran dari samping
LDR. Berdasarkan percobaan yang dilakukan diperoleh data ketika diberi cahaya
dari atas permukaan sensor yang ditunjukkan pada Tabel 1.
Tabel 1. Hasil pengukuran resistansi
dengan penyinaran dari atas LDR
No
|
Jarak LED-LDR
(cm)
|
Resistansi LDR
(ohm)
|
1.
|
1
|
17 x 100
|
2.
|
2
|
21 x 100
|
3.
|
3
|
26 x 100
|
4.
|
4
|
28 x 100
|
5.
|
5
|
30 x 100
|
6.
|
6
|
35 x 100
|
7.
|
7
|
37 x 100
|
8.
|
8
|
39 x 100
|
9.
|
9
|
40 x 100
|
10.
|
10
|
41 x 100
|
LDR merupakan suatu bentuk komponen yang
mempunyai perubahan resistansi yang besarnya tergantung pada cahaya. Pada
percobaan sensor LDR sumber cahaya yang digunakan adalah senter handphone.
Percobaan dilakukan dengan menyinari bagian atas LDR dengan jarak tertentu yang
semakin lama semakin menjauhi LDR dan nilai resistansinya dapat diamati dengan
ohmmeter. Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan seperti ditunjukkan pada
Tabel 1 dapat diketahui bahwa semakin jauh jarak penyinaran, resistansinya
semakin besar. Hal ini dikarenakan semakin jauh jarak penyinaran dengan LDR
intensitas cahaya yang mengenai sensor LDR semakin sedikit. Hasil percobaan ini
sesuai dengan teori bahwa apabila sensor
LDR diberi cahaya yang sedikit maka akan
menghasilkan resistansi yang besar, demikian sebaliknya. Hal ini dikarenakan pada
saat gelap atau cahaya redup, bahan dari cakram tersebut menghasilkan elektron
bebas dengan jumlah yang relatif kecil. Sehingga hanya ada sedikit elektron
untuk mengangkut muatan elektrik. Artinya pada saat cahaya redup LDR menjadi konduktor yang buruk, atau bisa
disebut juga LDR memiliki resistansi yang besar pada saat gelap atau cahaya redup.
Pada saat cahaya terang, ada lebih banyak elektron yang lepas dari atom bahan
semikonduktor tersebut. Sehingga akan ada lebih banyak elektron untuk
mengangkut muatan elektrik. Artinya
pada saat cahaya terang LDR menjadi konduktor yang baik, atau bisa disebut juga
LDR memiliki resistansi yang kecil pada saat cahaya terang. Hubungan antara jarak penyinaran
dengan resistansi ditunjukkan pada Gambar 4.1.
Gambar 4.1 Grafik hubungan jarak penyinaran dan resistansi dengan LDR
Berdasarkan
grafik yang ditunjukkan pada Gambar 4.1 dapat diketahui bahwa semakin jauh
jarak penyinaran maka resistansi yang diperoleh semakin besar. Semakin jauh
jarak penyinaran berarti intensitas cahayanya semakin kecil. Sehingga dapat
disimpulkan bahwa semakin kecil intensitas cahaya, resistansi yang dihasilkan
semakin besar. Sehingga karakteristik dari LDR menunjukkan penurunan secara
tidaklinear terhadap intensitas radiasi.
Sensor LDR
termasuk dalam sensor pasif karena LDR membutuhkan catu daya dalam
pemakaiannya. Karena LDR termasuk dalam sensor pasif sehingga sensor ini lebih
sensitif. Selain itu, kesensitifan LDR dapat dilihat dari pemberian cahaya yang
diarahkan ke LDR. Intensitas cahaya pada senter handphone lebih kecil namun
resistansinya dapat dideteksi oleh LDR. Sehingga sensibilitas LDR cukup baik.
Untuk percobaan sensor LDR dengan
pemberian cahaya dari samping, hasil percobaannya ditunjukkan pada Tabel 2.
Tabel 2. Hasil pengukuran resistansi
dengan penyinaran dari samping LDR
No
|
Jarak LED-LDR
(cm)
|
Resistansi LDR
(ohm)
|
1.
|
1
|
22 x 100
|
2.
|
2
|
29 x 100
|
3.
|
3
|
34 x 100
|
4.
|
4
|
42 x 100
|
5.
|
5
|
45 x 100
|
6.
|
6
|
46 x 100
|
7.
|
7
|
47 x 100
|
8.
|
8
|
48 x 100
|
9.
|
9
|
49 x 100
|
10.
|
10
|
50 x 100
|
Berdasarkan data yang diperoleh pada
Tabel 2 dapat dilihat bahwa resistansi yang diperoleh dengan penyinaran yang
dilakukan dari samping LDR, resistansi yang dihasilkan semakin besar apabila
jarak penyinaran semakin jauh. Hal ini tidak sesuai dengan teori, karena seharusnya
dengan pemberian cahaya dari samping LDR tidak memberi pengaruh pada resistansi
karena LDR menghadap ke atas. Sehingga apabila penyinaran dilakukan dari
samping, cahaya yang dipancarkan tidak tepat mengenai LDR. Sedangkan pada Tabel
2, semakin jauh jarak penyinaran, resistansi yang dihasilkan semakin besar. Hal
ini disebabkan adanya kemungkinan kesalahan praktikan dalam melakukan
penyinaran yang arahnya tidak tepat dari samping melainkan sedikit ke atas,
sehingga masih ada kemungkinan cahaya mengenai LDR yang menyebabkan resistansi
semakin meningkat apabila jarak penyinaran semakin jauh.
Sensor LDR dapat diaplikasikan pada
rangkaian lampu otomatis yang memanfaatkan LDR sebagai sensor cahaya yang dapat
membuat lampu taman menyala secara otomatis tanpa harus mematikan atau
menghidupkan lampu secara manual, dimana lampu menyala berdasarkan cahaya
matahari yang diterima oleh sensor LDR. Apabila cahaya matahari mengenai sensor
LDR maka nilai tahanan pada LDR berubah secara sendiri. Perubahan nilai tahanan
inilah yang kemudian dikirimkan ke basis transistor untuk menggerakkan relay.
Penggunaan relay disini berfungsi untuk menghidupkan lampu taman yang berdaya
besar. Selama LDR mendapat cahaya dari luar maka lampu akan mati. Dan
sebaliknya jika LDR tidak mendapat cahaya dari luar maka lampu akan menyala
secara otomatis.
B.
Sensor
Photodioda
Percobaan
sensor photodioda dilakukan dua kali pengamatan, yaitu dengan penyinaran dari
atas photodioda dan penyinaran dari samping photodioda. Berdasarkan percobaan
yang dilakukan diperoleh data ketika diberi cahaya dari atas permukaan sensor
yang ditunjukkan pada Tabel 3.
Tabel 3. Hasil pengukuran resistansi
dengan penyinaran dari atas photodioda
No
|
Jarak Senter-Photodioda
(cm)
|
Resistansi Photodioda
(ohm)
|
1.
|
1
|
300
|
2.
|
2
|
120
|
3.
|
3
|
80
|
4.
|
4
|
50
|
5.
|
5
|
180
|
6.
|
6
|
170
|
7.
|
7
|
200
|
8.
|
8
|
120
|
9.
|
9
|
80
|
10.
|
10
|
50
|
Photodioda merupakan sambungan substrat
tipe N dan substrat tipe P yang dirancang untuk beroperasi bila dibiaskan dalam
arah terbalik. Dengan pemberian tegangan mundur ini akan memperluas daerah
pengosongan. Perubahan pada daerah pengosongan ini merupakan prinsip kerja dari
photodioda. Ketika energi cahaya (photon) yang jatuh pada daerah pengosongan
photodioda lebih besar dari tegangan barrier silikon yaitu 1,12 eV dan menembus
daerah katoda, energi cahaya ini dapat menyebabkan elektron keluar dari pita valensi
dan masuk ke pita konduksi kemudian meninggalkan hole pada pita konduksi.
Dengan kata lain elektron dan hole menempati daerah masing-masing. Dengan kondisi di atas maka energi
cahaya yang jatuh pada daerah pengosongan akan meniadakan sambungan. Daerah
pengosongan yang semula menyekat arus ini akan berubah menghasilkan aliran arus
elektron-hole. Jika photodioda tidak terkena cahaya, maka nilai resistansinya
akan besar atau dapat kita asumsikan tak hingga. Sehingga arus yang mengalir
pada komparator sangat kecil. Jika photodioda terkena cahaya, maka photo dioda
akan bersifat sebagai sumber tegangan dan nilai resistansinya akan menjadi
kecil, sehingga akan ada arus yang mengalir ke komparator.
Pada percobaan sensor photodioda sumber
cahaya yang digunakan adalah senter. Percobaan dilakukan dengan menyinari
bagian atas photodioda dengan jarak tertentu yang semakin lama semakin menjauhi
photodioda dan nilai resistansinya dapat diamati dengan ohmmeter. Berdasarkan
percobaan yang telah dilakukan seperti ditunjukkan pada Tabel 3 dapat diketahui
bahwa semakin jauh jarak penyinaran, resistansi yang diperoleh .tidak
beraturan. Hubungan antara jarak penyinaran dengan resistansi ditunjukkan pada
Gambar 4.2.
Gambar
4.2 Grafik hubungan jarak penyinaran
dan resistansi dengan photodioda
Berdasarkan Gambar 4.2
dapat dilihat bahwa tidak ada kelinearan antara jarak penyinaran dengan resistansi
yang diperoleh dari photodioda karena resistansi yang diperoleh acak. Sedangkan
berdasarkan teori, semakin jauh jarak penyinaran yang berarti intensitas
cahayanya semakin kecil, maka resistansi yang dihasilkan akan semakin besar.
Resistansi yang tidak beraturan ini disebabkan adanya kemungkinan kesalahan
dalam pembacaan ohmmeter.
Sensor photodioda termasuk dalam sensor aktif karena photodioda tidak
membutuhkan catu daya dalam pemakaiannya. Karena photodioda termasuk dalam
sensor aktif sehingga kesensitifan sensor ini sedikit lemah. Lemahnya
kesensitifan photodioda dapat dilihat ketika pemberian cahaya dengan senter
handphone yang memiliki intensitas cahaya yang lebih kecil, resistansinya tidak
dapat terbaca pada ohmmeter. Sedangkan apabila menggunakan lampu senter yang
memiliki intensitas cahaya yang lebih besar, resistansinya dapat terbaca.
Sehingga sensibilitas LDR lebih baik daripada photodioda.
Untuk percobaan sensor
photodioda dengan pemberian cahaya dari samping, hasil percobaannya ditunjukkan
pada Tabel 4.
Tabel 4. Hasil
pengukuran resistansi dengan penyinaran dari samping photodioda
No
|
Jarak
Senter-Photodioda (cm)
|
Resistansi
Photodioda (ohm)
|
1.
|
1
|
2 k
|
2.
|
2
|
2 k
|
3.
|
3
|
2 k
|
4.
|
4
|
2 k
|
5.
|
5
|
2 k
|
6.
|
6
|
2 k
|
7.
|
7
|
2 k
|
8.
|
8
|
2 k
|
9.
|
9
|
2 k
|
10.
|
10
|
2 k
|
Berdasarkan data yang
diperoleh pada Tabel 4 dapat dilihat bahwa resistansi yang diperoleh dengan
penyinaran yang dilakukan dari samping photodioda, resistansi yang dihasilkan
konstan walaupun jarak penyinaran semakin jauh. Hal ini sesuai dengan teori, karena
penyinaran dari samping tidak memberi pengaruh pada resistansi karena
photodioda menghadap ke atas. Sehingga apabila penyinaran dilakukan dari
samping, cahaya yang dipancarkan tidak tepat mengenai photodioda. Walaupun
resistansinya diperoleh, namun hasilnya akan konstan dan jarak penyinaran tidak
berpengaruh.
Beberapa karakteristik Photodioda
diantaranya, arus bergantung linier pada intensitas cahaya, respons
frekuensi bergantung pada bahan (Si 900nm, GaAs 1500nm, Ge 2000nm), dan digunakan sebagai sumber arus.
Photodioda dapat
berfungsi sebagai scanner seperti pada alat “Perancangan Scanner Pembacaan Data
KRS/KPRS Berbasis Mikrokontroller AT89S52”. Photodiode pada alat ini menerima
cahaya yang kemudian arus pada photodiode akan mendekati satu fasa dengan fluks
cahaya. Dengan cara kerjanya kertas KPRS akan masuk, kemudian ditarik oleh
motor setteper pertama menunju sensor. Lalu bulatan hitam akan dibaca dalam bit
dan dikondisikan dengan rangkaian gerbang logika. Data yang terbaca selanjutnya
akan dikirim ke PC melalui port serial mikrokontroller ke port serial PC dan
interfacing MAX 232, pada saat KPRS/KRS yang tidak diberi tanda lingkaran hitam
menutupi photodiode yang disinari dari atas dengan sumber cahaya maka
photodiode masih menerima sebagai intensitas cahaya tersebut dan pada saat
kertas KRS/KPRS yang diberi bulatan hitam melewati photodiode maka hanya
sebagian kecil saja intensitas cahaya yang diterima photodiode. Komponen sensor yang tersebut di atas
dapat diterapkan pada berbagai peralatan misalnya alarm, pengukuran,
pengendalian, dan sebagainya.
V.
KESIMPULAN
Berdasarkan
percobaan yang telah dilakukan dapat diambil kesimpulan sebagai berikut:
1. Pada
percobaan sensor LDR diperoleh, semakin jauh jarak penyinaran atau intensitas
cahaya yang semakin kecil, resistansi yang diperoleh semakin besar. Hasil ini
sesuai dengan teori.
2. Karakteristik LDR menunjukkan penurunan secara
tidaklinear terhadap intensitas radiasi. Sehingga grafik antara intensitas
cahaya dan resistansi tidak linear.
3. Pada
percobaan photodioda, resistansi yang diperoleh acak. Hal ini dikarenakan
adanya kesalahan dalam pembacaan ohmmeter.
4. Pada
saat penyinaran dilakukan dari samping, resistansi yang diperoleh tetap 2 kohm
dan tidak semakin besar resistansinya. Hal ini dikarenakan sinar yang diberikan
tidak tepat mengenai photodioda.
Post a Comment