Sensor Cahaya, Komponen dan Aplikasinya

Ato Triyono
Feb 21, 2023

Sensor Cahaya, Komponen dan Aplikasinya

Sensor cahaya dalam kehidupan sehari hari

Dalam kehidupan sehari hari, kita tidak dapat lepas dari cahaya. Sumber cahaya terbesar di muka bumi ini adalah sinar matahari. sedangkan sensor cahaya yang terbaik di muka bumi ini adalah mata kita. Cahaya yang mengenai kedua mata kita akan secara otomatis direspon dan akan dicerna oleh otak kita sebagi suatu besaran yang perlu untuk diberikan tindakan. Contoh tindakan yang refleks dari otak kita adalah mengintruksikan mata untuk menyipit, menghalangi silaunya cahaya matahari.  Konsep inilah yang digunakan manusia untuk mengembangkan ilmu pengetahuan tentang sensor cahaya dan penerapannya untuk memudahkan pekerjaan manusia.

Definisi Sensor Cahaya

Mata kita adalah salah satu indera yang dapat menangkap cahaya dengan baik, Istilah kerennya sensor cahaya yang paling baik. Responnya akan terjadi seketika saat ada cahaya menyilaukan datang. Mata  akan memberikan informasi ke otak untuk mengintruksikan kelopak mata menyempit agar mata terlindungi dari cahaya yang menyilaukan tersebut. Itulah sensor cahaya yang paling baik di dunia ini, yang tidak ternilai harganya. Sensor cahaya jika  ditinjau dari segi sains dan ilmu pengetahuan merupakan sebuah piranti, alat atau komponen yang 


sensor cahaya

mampu mengubah intensitas cahaya menjadi besaran listrik. Pada dasarnya sensor cahaya mengubah energi dari foton menjadi elektron yang idealnya tiap foton dapat membangkitkan satu elektron 
Penggunaan sensor cahaya ini sangat luas, contoh yang paling sering kita jumpai adalah pada kamera. Ada beberapa macam sensor cahaya yang dapat kita pelajari, diantaranya :
Komponen yang bisa berfungsi sebagai sensor cahaya banyak macamnya, ada yang berupa komponen pasif seperti LDR, ada juga yang berupa komponen aktif yaitu photo dioda dan photo transistor. 

Macam Macam Kompenen Sensor Cahaya

Fotoresistor atau  sering disebut Light Dependen Resistor (LDR)

Light Dependent Resistor merupakan jenis resistor yang nilai hambatannya bisa berubah ubah karena adanya intensitas cahaya yang diterima.LDR ini masuk dalam kategori komponen pasif, karena tidak dapat menghasilkan penguatan sendiri. Nilai tahanan dari LDR  akan mengecil saat cahaya datang, dan akan menjadi besar saat dalam kegelapan. Pada saat ada cahaya yang datang, arus listrik akan cenderung dialirkan oleh LDR karena hambatannya yang kecil, demikian pula sebaliknya saat tidak ada cahaya, maka arus yang mengalir ke LDR akan dihambat oleh besarnya hambatan pada LDR tersebut
LDR digunakan sebagai komponen sensor yang dapat diaplikasikan pada otomasi penerang lampu jalan, lampu kamar atau dalam rangkain anti maling. Penerapan komponen inipun bermacam caranya, ada yang menggunakan rangkain transistor, dan ada pula yang menggunakan kit arduino uno.

Simbol dan Bentuk LDR
LDR

Foto dioda (Diode Photo)

komponen ini merupakan salah satu komponen elektronika yang dapat merubah intensitas cahaya menjadi besaran listrik. Bahan yang digunakan dalam pembuatan komponen ini merupakan semikonduktor dan masuk dalam keluarga dioda, sehingga memiliki dua kaki seperti dioda pada umumnya. Foto dioda dapat mendeteksi cahaya matahari, sinar infra merah, sinar ultra violet dan juga sinar X, Aplikasi dari komponen ini juga lebih banyak, yaitu pada sensor kamera, alat alat medis, barcode dan peralatan securuty.

Simbol dan bentuk Foto dioda

photo dioda

Photo Transistor

Komponen ini merupakan keluarga dari  transistor yang mampu mengubah intensitas cahaya menjadi energi listrik dan memiliki penguatan  tertentu. Adanya penguat internal menyebabkan komponen ini menjadi lebih sensitif dibandingkan jenis komponen sensor lainnya. Cahaya yang diterima akan menyebabkan timbulnya arus pada sisi basis, sehingga akan mendapat penguatan hingga ratusan kali lipat. Penerapan komponen ini pada rangkaian penghitung pada tempat parkir otomatis, penghitung orang dalam suatu ruangan, dilihat dari orang yang keluar masuk.

Simbol dan Bentuk Photo Transistor


photo transistor
Komponen ini diaplikasikan dalam sebuah rangkaian sensor dengan penambahan beberapa komponen pasif lainnya.

Rangkaian Sensor Cahaya dengan LDR dan Transistor

Untuk membuat sebuah rangkaian sensor cahaya menggunakan LDR dan transistor, sobatbee memerlukan beberapa komponen:
  1. Transistor NPN : 1 Buah
  2. LDR
  3. Resistor 330 Ohm 1 Buah
  4. Resistor 10 K ohm 1 buah
  5. Sumber Tegangan : 9 Volt DC
  6. Project Board : Ukuran kecil
Rangkaian sensor cahaya LDR sederhana ini menggunakan komponen  LDR dapat berfungsi sebagai sensor cahaya jika dirangkai dalam rangkaian dengan beberapa resistor dan transistor. Pada rangkaian sensor ini transistor berfungsi sebagai saklar elektronik yang akan bekerja sebagai saklar on dan off jika bias dan pembagi tegangan R1 dan LDR. Rangkaian sensor cahaya sederhana dapat dilihat pada gambar berikut:
raangkaian sensor cahaya LDR

Prinsip Kerja Rangkaian

Pada saat LDR merespon cahaya, maka hambatan pada LDR tersebut akan mengecil, sehingga tegangan dari baterai lebih cenderung mengalir ke LDR, sehingga transistor dalam kondisi Cut Off ( Tidak bekerja) sehingga Lampu LED tidak menyala., Kondisi sebaliknya jika LDR tidak merespon cahaya, maka hambatan pada LDR tersebut menjadi besar, sehingga Tegangan Vcc lebih cenderung mengalir melalui kaki colektor, sehingga transistor dalam kondisi bekerja dan Lampu LED akan menyala. 
Penerapan rangkaian ini biasa kita temui pada pemasangan lampu taman, dimana saat matahari tenggelam maka lampu secara otomatis akan menyala dan saat matahari terbit di pagi hari, maka lampu akan secara otomatis mati.

Aplikasi Sensor Cahaya dalam Kehidupan Sehari hari, Rangkaian Sensor Cahaya dengan Arduino Uno

Perkembangan teknologi microkontroler memudahkan kita dalam membuat sebuah rangkaian, salah satunya adalah dengan menggunakan kit Arduino uno. Sensor cahaya berupa LDR tinggal kita pasangkan sebagai input (masukan) pada Pin arduino uno, kita masukkan programnya kemudian eksekusi. bila sobat bee belum memahami tentang arduino uno, dapat sobat baca di artikel : Mengenal arduino uno . Untuk kali ini kita langsung persiapkan saja alat dan bahannya yaitu:
  1.  Arduino uno : 1 Buah
  2. Kabel USB Downloader : 1 Buah
  3. LDR : 1 Buah
  4. Resistor 10 K ohm  : 1 Buah
  5. Resistor 220 Ohm : 1 Buah
  6. LED : 1 Buah
  7. Jumper : seperlunya.
Setelah semua komponen sobatbee persiapkan, sekarang kita rakit rangkaian sensor cahayanya, pertama siapkan project boardnya, gunakan yang kecil saja. kemudian rangkai seperti gambar berikut :

LDR dan arduino

Penjelasan Gambar 

Berdasarkan gambar rangkaian tersebut sobatbee bisa rakit di kit arduino, hubungkan Kaki LDR dengan 5 Volt pada pin arduino, kemudian kaki LDR yang satunya dihubungkan ke Pin A1 arduino dan sebuah Resistor 10 K ohm yang dihubungkan ke ground. Kemudian kaki anoda LED dihubungkan dengan resistor 220 kemudian ke Pin A6 Arduino, sedangkan kaki katoda LED dihubungkan ke Ground. Lebih jelasnya bisa dilihat pada gambar berikut :
LDR arduino


Setelah rangkain tersusun secara rapi, sobatbee tinggal colokan usb downloadernya ke laptop. nah sekarang tinggal sobatbee buat  sketch programnya sebagai berikut

Sketch  Program Arduino, LDR sebagai sensor Cahaya 
 

byte ldr = A2;
byte led = 13;
int nilai;
void setup() {
  pinMode(led, OUTPUT);
  Serial.begin(9600);
}
void loop() {
  nilai = analogRead(ldr);
  Serial.print("Nilai LDR: ");
  Serial.println(nilai);
  if (nilai < 500) {
    digitalWrite(led, HIGH);
  }
  else {
    digitalWrite(led, LOW);
  }
}


Eksekusi Program

Cara melakukan eksekusi program agar kita bisa mengetahui apakah rangkaian sensor cahaya dengan Arduino sudah berfungsi dengan baik. berikut beberapa ketentuan yang bisa anda praktekkan

Saat LDR merespon cahaya, maka lampu LED akan mati, begitu pula sebaliknya. saat LDR tidak merespon cahaya, maka lampu LED akan menyala. Demikian artikel tentang Sensor Cahaya dan Aplikasinya, semoga bermanfaat salam sukses
Next Post Previous Post
No Comment
Add Comment
comment url