Electrical Engineering: Sensor LDR

[menuju akhir]

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Tujuan

1. Tujuan.[kembali]

Mengetahui sensor LDR
Memahami prinsip sensor LDR.
Menggunakan sensor LDR untuk menghidupkan dan mematikan lampu secara otomatis.

2. Alat dan Bahan.[kembali]

Light Dependent Resistor ( LDR )

LDR berfungsi sebagai sebuah sensor cahaya dalam berbagai macam rangkaian elektronika.

Gambar 1. sensor LDR

Potensiometer

Berfungsi untuk mengatur tegangan dengan menaikan atau menurunkan resistansi.

Gambar 2. Potensiometer

Transistor

Berfungsi untuk penguat arus

Gambar 3. Transistor NPN

Resistor

Berfungsi sebagai penahan arus.

Gambar 4. Resistor

Relay

Berfungsi untuk mengontrol arus dan pengaman(saklar)

Gambar 4. Relay

AC Power

Sebagai sumber tegangan.

Gambar 5. AC Power

Lampu

Sebagai indikator Penunjuk adanya arus yang mengalir.

Gambar 6. Lampu

IC LM324

Berfungsi sebagai komparator.

Gambar 7. LM324

Power

Sebagai sumber tegangan.

Gammbar 8. Power

3. Dasar Teori.[kembali]
LDR

Nilai resistansi LDR sangat dipengaruhi oleh intensitas cahaya. Semakin banyak cahaya yang mengenainya, maka semakin menurun nilai resitansinya. Sebaliknya, jika cahaya yang mengenainya sedikit (gelap), maka nilai hambatannya menjadi semakin besar, sehingga arus listrik yang mengalir akan terhambat.

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

Grafik perubahan resistansi terhadap cahaya

IC LM324

IC LM324 merupakan IC Operational Amplifier, IC ini mempunyai 4 buag op-amp yang berfngsi sebagai komparator. IC ini mepunyai tegangan kerja antara +5v sampai +15v untuk +Vcc dan -5v sampai -15v untuk -Vcc.

Pin 1,7,8,14 (Output)

Merupakan sinyal output.

Pin 2,6,9,13 (Inverting Input)

Semua sinyal input yang berada di pin ini akan mempunyai output yang berkebalikan dari input.

Pin 3,5,10,12 (Non-inverting input)

Semua sinyal input yang berada di pin ini akan mempunyai output yang sama dengan input (tidak berkebalikan).

Pin 4 (+Vcc)

Pin ini dapat beroperasi pada tegangan antara +5 Volt sampai +15 Volt.

Pin 11 (-Vcc)

Pin ini dapat beroperasi pada tegangan antara -5 Volt sampai -15 Volt.

Komparator adalah komponen elektronik yang berfungsi membandingkan dua nilai kemudian memberikan hasilnya, mana yang lebih besar dan mana yang lebih kecil.

1. Non-Inverting Comparator

Pada Non-Inverting Comparator, tegangan input dipasang pada saluran non-inverting (+) dan tegangan referensi pada saluran inverting (-).

Pada rangkaian Non-Inverting Comparator, jika Vin lebih besar dari Vref, maka tegangan output adalah +Vsat (mendekati tegangan +VCC). Jika Vin lebih kecil dari Vref, maka tegangan output adalah -Vsat (mendekati tegangan -VEE).

2. Inverting Comparator

Pada Inverting Comparator tegangan input (Vin) dihubungkan pada saluran inverting (-) dan tegangan referensi (Vref) pada saluran non-inverting (+).

Tegangan referensi dapat menggunakan sumber catu daya tegangan konstan atau rangkaian pembagi tegangan.

Pada saat Vin lebih kecil dari Vref, tegangan output Vo adalah +Vsat (≈ +VCC). jika Vin lebih besar dari Vref, maka tegangan output adalah -Vsat (≈ +VEE).

Gambar rangkaian aplikasi.

Gambar a. kondisi gelap

Gambar b. kondisi terang

Prinsip Kerja

Arus mengalir dari sumber 12V ke LDR. Ketika LDR dipengaruhi oleh intensitas cahaya yang tinggi (saing hari ),maka nilai resistansinya akan menurun sehingga mengakibatkan ada arus yang mengalir melewati LDR.Arus akan mengalir ke R1 kemudian akan di teruskan ke ground dan arus juga akan mengalir ke non-inverting pada IC LMM 324. Pada IC LM 324 terjadi pembandingan antara Vin dengan Vref, dimana Vin lebih besar dari Vref karena pada Vin tidak ada resistor yang menghalangi arus yang mengalir ke non- inverting IC LMM324 sedangkan pada Vref ada potensiomter yang besarnya bisa di ubah-ubah. Hal ini mengakibatkan Vout sama dengan +Vsat, kemudian arus akan mengalir ke R3 kemudian ke basis di Q1. Karena ada arus yg mengalir di basis Q1 sebagai pemicunya yang mengakibatkan transistor Q1 aktif,dimana arus akan mengalir dari kolektor ke emitor. Akktifnya Q1 mengakibatkan relay menjadi ON. Aktifnya relay megakibatkan lampu menjadi OFF karena rangkaian nya terputus dari sumber tegangan.

Namun ketika LDR tidak mendapatkan cahaya (malam) maka nilai resistanya akan tinggi sehingga mengakibatkan tidak ada arus yang melewati LDR ( Vin = 0 ). Hal ini mengakibtkan Vin lebih kecil dari Vref. Ktika Vref besar dari Vin maka Vout sama dengan -Vsat. Kondisi ini tidak cukup untuk mengaktifkan transistor sehingga relay juga pada kondisi OFF. Relay pada kondisi OFF mengakibatkan lampu dalam kondisi ON karena terhubung dengan sumber tegangan.

4. Percobaan[kembali]

Buat rangkaian seperti gambar ini.