Laporan Percobaan i 2 Hasil Sensor
Post on 19-Dec-2015
279 Views
Preview:
DESCRIPTION
Transcript
Karakteristik Sensor by Kelompok I (Wiworo, Naomi, Bekti) 2014
LAPORAN PERCOBAAN IAKARAKTERISTIK SENSOR CAHAYA (LDR)
DAN SENSOR SUHU (THERMISTOR)
Kegiatan 1. Sensor cahaya
A. Tujuan
Mengetahui hubungan berbagai intensitas cahaya terhadap resistansinya
B. Dasar Teori
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. LDR merupakan sensor yang bekerja apabila terkena
cahaya. LDR memiliki hambatan yang sangat tinggi jika tidak terkena cahaya dan memiliki
hambatan yang sangat kecil jika terkena cahaya. Nilai resistansi LDR akan berubah-ubah sesuai
dengan intensitas cahaya yang diterima. Jika LDR tidak terkena cahaya nilai maka nilai tahanan akan
menjadi besar (sekitar 10MΩ) dan jika terkena cahaya nilai tahanan akan menjadi kecil (sekitar
1kΩ).
Gambar 1. LDR dan Karakteristik LDR
Karakteristik LDR terdiri dari dua macam yaitu Laju Recovery dan Respon Spektral. 1. Laju Recovery
Bila sebuah LDR dibawa dari suatu ruangan dengan level kekuatan cahaya tertentu ke dalam
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 ukuran praktis dan suatu kenaikan nilai resistansi dalam waktu
tertentu. Harga ini ditulis dalam K/detik, untuk LDR tipe arus harganya lebih besar dari
200K/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.
Karakteristik Sensor by Kelompok I (Wiworo, Naomi, Bekti) 2014
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, aluminium, baja, emas dan perak. Dari kelima bahan tersebut tembaga
merupakan penghantar yang paling banyak, digunakan karena mempunyai daya hantar yang
baik.
Resistansi LDR akan berubah seiring dengan perubahan intensitas cahaya yang mengenainya atau
yang ada disekitarnya. Dalam keadaan gelap resistansi LDR sekitar 10MΩ dan dalam keadaan terang
sebesar 1KΩ atau kurang. LDR terbuat dari bahan semikonduktor seperti kadmium sulfida. Dengan
bahan ini energi dari cahaya yang jatuh menyebabkan lebih banyak muatan yang dilepas atau arus
listrik meningkat. Artinya resistansi bahan telah mengalami penurunan.
C. Alat dan Bahan
1. Light Dependence Resistor (LDR)
2. Sumber Daya (Bohlam Lampu)
3. Kabel
4. Multimeter
5. Lampu
6. Penggaris
D. Prosedur Kerja
1. Disiapkan sumber cahaya dan diletakan di atas LDR.
2. LDR disambungkan melalui kabel penghubung dengan multimeter.
3. Dilakukan percobaan dengan diubahnya jarak lampu ke LDR 5 cm, 10 cm, 15 cm, 20 cm, 25
cm, 30cm, 35cm dan 40cm.
4. Diamatilah resistansinya pada multimeter setiap perubahan jaraknya.
5. Dilakukan percobaan dengan diubanya jarak lampu ke LDR 40 cm, 35 cm, 30 cm, 25 cm, 20
cm, 15 cm, 10cm, dan 5cm
6. Diamatilah resistansinya pada multimeter setiap perubahan jaraknya.
7. Dicatat data hasil pengamatan pada tabel
8. Grafik hubungan antara jarak dengan resistansi dibuat.
Karakteristik Sensor by Kelompok I (Wiworo, Naomi, Bekti) 2014
E. Data Hasil
Jarak Biru Putih Hijau
Resistensi Resistensi Resistensi
Dekat Jauh Dekat Jauh Dekat Jauh
5 cm 700 700 450 450 950 950
10 cm 1700 1700 1000 1000 1700 1700
15 cm 2800 2800 1600 1600 2800 2800
20 cm 3400 3400 2200 2200 3400 3400
25cm 4200 4200 2800 2800 4400 4400
30 cm 4800 4800 3600 3600 5500 5000
35 cm 5500 5500 4000 4000 6500 5500
40 cm 6000 6000 4800 4800 7000 6500
F. Pembahasan
Percobaan ini mengetahui hubungan berbagai intensitas cahaya terhadap resistansinya.
Percobaan yang dilakuan dengan mengubah jarak lampu terhadap LDR dan diukur resistansinya.
hal tersebut dilakukan juga dengan cara mendekatkan dan menjauhkan lampu. Jarak tersebut
diasumsikan terhadap intensitas cahayanya jika jarak lampu ke LDR lebih dekat maka dikatakan
intensitasnya besar dan begitu sebaliknya. Data hasil percobaan dapat digambarkan sebagai berikut:
1. Grafik Warna Biru
Gambar grafik 1: Hubungan Jarak dan resistansinya pada lampu biru setelah didekatkan
dan dijauhkan.
Karakteristik Sensor by Kelompok I (Wiworo, Naomi, Bekti) 2014
Grafik tersebut menunjukan bahwa jarak lampu biru ke LDR pada 40 cm maka
resistansinya 6000 Ohm, jarak pada 35 cm maka resistansinya 5500 Ohm, jarak pada 30 cm
maka resistansinya 4800 Ohm, jarak pada 25 cm maka resistansinya 4200 Ohm, jarak pada 20
cm maka resistansinya 3400 Ohm, jarak pada 15 cm maka resistansinya 2800 Ohm, jarak pada
10 cm maka resistansinya 1700 Ohm, dan jarak pada 5 cm maka resistansinya 700 Ohm.
Percobaan ini dengan cara didekatkan dan dijauhkan memperoleh data yang sama. Berdasarkan
grafik tersebut dapat diketahui tidak ada histerisasi karena data saat didekatkan dan dijauhkan
memperoleh data yang sama. Jadi dapat disimpulkan bahwa pada lampu biru data yang
diperoleh tidak menunjukkan histerisasi. Berdasarkan Grafik tersebut semakin dekat jaraknya
(intensitasnya lebih besar) maka resistensinya semakin mengecil.
2. Grafik Warna Putih
Gambar grafik 2: Hubungan Jarak dan resistansinya pada lampu putih setelah didekatkan
dan dijauhkan.
Grafik tersebut menunjukan bahwa jarak lampu biru ke LDR pada 40 cm maka
resistansinya 4800 Ohm, jarak pada 35 cm maka resistansinya 4000 Ohm, jarak pada 30 cm
maka resistansinya 3600 Ohm, jarak pada 25 cm maka resistansinya 2800 Ohm, jarak pada 20
cm maka resistansinya 2200 Ohm, jarak pada 15 cm maka resistansinya 1600 Ohm, jarak pada
10 cm maka resistansinya 1000 Ohm, dan jarak pada 5 cm maka resistansinya 450 Ohm.
Percobaan ini dengan cara didekatkan dan dijauhkan memperoleh data yang sama. Berdasarkan
grafik tersebut dapat diketahui tidak ada histerisasi karena data saat didekatkan dan dijauhkan
memperoleh data yang sama. Jadi dapat disimpulkan bahwa pada lampu putih data yang
Karakteristik Sensor by Kelompok I (Wiworo, Naomi, Bekti) 2014
diperoleh tidak menunjukkan histerisasi. Berdasarkan Grafik tersebut semakin dekat jaraknya
(intensitasnya lebih besar) maka resistensinya semakin mengecil.
3. Grafik Warna Hijau
Gambar grafik 3: Hubungan Jarak dan resistansinya pada lampu hijau setelah didekatkan
dan dijauhkan.
Grafik tersebut menunjukan data dengan cara didekatkan, jarak lampu biru ke LDR pada 40
cm maka resistansinya 7000 Ohm, jarak pada 35 cm maka resistansinya 6500 Ohm, jarak pada
30 cm maka resistansinya 5500 Ohm, jarak pada 25 cm maka resistansinya 4400 Ohm, jarak
pada 20 cm maka resistansinya 3400 Ohm, jarak pada 15 cm maka resistansinya 2800 Ohm,
jarak pada 10 cm maka resistansinya 1700 Ohm, dan jarak pada 5 cm maka resistansinya 950
Ohm.
Grafik tersebut menunjukan data dengan cara dijauhkan, jarak lampu biru ke LDR pada 40
cm maka resistansinya 6500 Ohm, jarak pada 35 cm maka resistansinya 5500 Ohm, jarak pada
30 cm maka resistansinya 5000 Ohm, jarak pada 25 cm maka resistansinya 4400 Ohm, jarak
pada 20 cm maka resistansinya 3400 Ohm, jarak pada 15 cm maka resistansinya 2800 Ohm,
jarak pada 10 cm maka resistansinya 1700 Ohm, dan jarak pada 5 cm maka resistansinya 950
Ohm. Percobaan ini dengan cara didekatkan dan dijauhkan memperoleh data yang tidak
sama.Kemungkinan terjadi karena adanya sinar di lingkungan sekitar yang berubah, ketika
cahaya di lingkungan meredup ataupun lebih terang. Berdasarkan grafik tersebut dapat
diketahui ada histerisasi karena data saat didekatkan dan dijauhkan memperoleh data yang
Karakteristik Sensor by Kelompok I (Wiworo, Naomi, Bekti) 2014
tidak sama. Jadi dapat disimpulkan bahwa pada lampu hijau, data yang diperoleh menunjukkan
histerisasi. Berdasarkan Grafik tersebut semakin dekat jaraknya (intensitasnya lebih besar)
maka resistensinya semakin mengecil.
4. Grafik Berbagai Warna
Gambar grafik 4: Hubungan Jarak dan resistansinya pada lampu biru, putih dan hijau
setelah didekatkan dan dijauhkan.
Berdasarkan referensi frekuensi warna biru 606–668 THz dan frekuensi warna hijau 526–
606 THz Grafik tersebut menunjukkan bahwa urutan resistansi terbesar ke resistansi terkecil
adalah lampu hijau, biru dan kuning.. Hal tersebut terjadi karena fotoresistor dibuat dari
semikonduktor beresistansi tinggi. Jika cahaya yang mengenainya memiliki frekuensi yang
cukup tinggi, foton yang diserap oleh semikonduktor akan menyebabkan elektron memiliki
energi yang cukup untuk meloncat ke pita konduksi. Elektron bebas yang dihasilkan (dan
pasangan lubangnya) akan mengalirkan listrik, sehingga menurunkan resistansinya. Prinsip
kerjanya yaitu intensitas cahaya akan mengenai LDR. Adanya perubahan intensitas cahaya
yang mengenai akan mengubah resistansinya.hasil percobaan menunjukan bahwa semakin
dekat jaraknya (intensitasnya lebih besar) maka resistensinya semakin mengecil. Hal tersebut
sesuai dengan teori. Dalam keadaan gelap resistansi LDR sekitar 10 MΩ dan dalam keadaan
terang sebesar 150 MΩ atau kurang. Dengan bahan ini energi dari cahaya yang jatuh
menyebabkan lebih banyak muatan yang dilepas atau arus listrik meningkat. Artinya resistansi
Karakteristik Sensor by Kelompok I (Wiworo, Naomi, Bekti) 2014
bahan telah mengalami penurunan.. LDR memiliki hambatan yang sangat tinggi jika tidak
terkena cahaya dan memiliki hambatan yang sangat kecil jika terkena cahaya.
G. Kesimpulan
Semakin dekat jaraknya (intensitasnya lebih besar) maka resistensinya semakin mengecil dan
sebalinya. Urutan resistansi terbesar ke resistansi terkecil adalah lampu hijau, biru dan kuning.
KEGIATAN 2. SENSOR SUHU (THERMISTOR)
A. Tujuan
Mengetahui karakteristik sensor suhu (thermistor)
B. Dasar Teori
Termistor adalah salah satu jenis resistor yang mempunyai koefisien temperature yang sangat
tinggi. Fungsi utama komponen ini dalam suatu rangkaian elektronik adalah untuk mengubah nilai
resistansi karena adanya perubahan temperature dalam rangkaian tersebut. Dengan demikian dapat
difungsikan sebagai sensor suhu. Termistor dibedakan menjadi 3 jenis, yaitu:
1. Termistor NTC (Negative Temperature Coefficient) yaitu termistor yang mempunyai koefisien
temperature negatif, dengan kata lain semakin rendah suhu (temperature) semakin tinggi nilai
resistansi (linier). Pada umumnya, bila kita menyebut kata termistor, maka termistor tersebut
adalah termistor NTC. Termistor NTC banyak digunakan untuk sensor dan regulator.
Gambar 2. Simbol (kiri) dan Bentuk Fisik NTC (kanan)
2. Termistor PTC (Positive Temperature Coefficient). Sebagaimana telah dijelaskan, termistor PCT
merupakan resistor dengan koefisien temperatur positif yang sangat tinggi. Secara prinsip
karateristik PCT berbanding terbalik dengan NTC, yaitu pada PCT semakin tinggi koefisien suhu
maka semakin tinggi nilai resistansi (namun tidak linier). Termistor PTC, yang resistansinya
berubah secara drastis dalam interval temperatur tertentu, khususnya digunakan sebagai
pendeteksi harga ambang-batas (threshold detector).
Namun termistor PTC berbeda dengan termistor NTC antara lain seperti berikut:
Karakteristik Sensor by Kelompok I (Wiworo, Naomi, Bekti) 2014
a. Koefisien temperatur dari PTC bernilai positif hanya dalam interval temperatur tertentu,
sehingga di luar interval tersebut, koefisien temperaturnya bisa bernilai nol atau negatif.
b. Pada umumnya, harga mutlak dari koefisien temperatur dari termistor PTC jauh lebih besar
dari pada termistor NTC.
Gambar 3. Simbol (kiri) dan Bentuk Fisik NTC (kanan)
3. Termistor CTR (Critical Temperature Resistance). Termistor CTR merupakan resistor yang
mempunyai koefisien temperatur yang sangat tinggi. Penurunan resistansi yang drastis karena
adanya pengaruh suhu tersebut terjadi pada transisi logam-semikonduktor dan berubah-ubah.
Thermistor memberikan perubahan resistansi yang sebanding dengan perubahan suhu. Perubahan
resistansi yang besar terhadap perubahan suhu yang relatif kecil menjadikan termistor banyak
dipakai sebagai sensor suhu yang memiliki ketelitian dan ketepatan yang tinggi. Termistor yang
dibentuk dari bahan oksida logam campuran (sintering mixture), kromium, kobalt, tembaga, besi,
atau nikel, berpengaruh terhadap karakteristik termistor, sehingga pemilihan bahan oksida tersebut
harus dengan perbandingan tertentu. Dimana termistor merupakan salah satu jenis sensor suhu yang
mempunyai koefisien temperatur yang tinggi.
Gambar 4. Kurva karakteristik PTC, NCT dan CTR
Karakteristik Sensor by Kelompok I (Wiworo, Naomi, Bekti) 2014
Gambar 5. Sensor Thermistor dan Karakteristiknya
C. Alat dan Bahan
1. Air
2. Thermistor
3. Thermometer
4. Multimeter
5. Kabel
6. Pemanas dan penyangganya
7. Gelas Kimia
8. Kassa
D. Prosedur Kerja
1. Dirangkai alat seperti pada gambar berikut
Gambar 6. Rangkaian Percobaan Sensor Suhu Thermistor
2. Diukur resistansi setiap perubahan suhu dari 10ºC - 100 ºC setiap perubahanya 10 ºC,
catatlah resistansi saat suhu turun dari 100ºC - 0ºC setiap perubahanya 10 ºC!
3. Dicatat data dalam tabel pengamatan !
4. Dibuatlah grafik suhu (x) terhadap resistansinya (y)!
Karakteristik Sensor by Kelompok I (Wiworo, Naomi, Bekti) 2014
E. Data Hasil
NoSuhu naik
(ºC)Resistansi (Ω)
Suhu turun
(ºC)Resistansi (Ω)
1 33 87 90 19
2 37 84 85 21.6
3 40 77.8 80 24.8
4 45 65.5 75 28.3
5 50 54.6 70 32.1
6 55 45.8 65 37
7 60 39.1 60 42.8
8 65 33.9 55 50.2
9 70 28.5 50 57.6
10 75 25.2 45 68.6
11 80 22.7 40 80.1
12 85 19.9 37 87.6
13 90 19 33 97.7
F. Pembahasan
Percobaan ini bertujuan mengetahui karakteristik sensor suhu (thermistor). Percobaan ini
dilakukan dengan dipanaskan air diamati resistansinya pada saat suhu naik dan hal tersebut
dilakukan lagi saat suhu turun. Data hasil percobaan digambarkan grafik sebagai berikut:
Karakteristik Sensor by Kelompok I (Wiworo, Naomi, Bekti) 2014
Gambar grafik 5: Hubungan Jarak dan resistansinya pada lampu hijau setelah didekatkan dan
dijauhkan
Grafik tersebut menunjukan data saat suhu naik, suhu awal 330C maka resistansinya 87 Ohm,
suhu 370C maka resistansinya 84 Ohm, suhu 400C maka resistansinya 77,8 Ohm, suhu 450C maka
resistansinya 65,5 Ohm, suhu 500C maka resistansinya 54,6 Ohm, suhu 550C maka resistansinya
45,8 Ohm, suhu 600C maka resistansinya 39,1 Ohm, suhu 65 0C maka resistansinya 33,9 Ohm, suhu
70 0C maka resistansinya 28,5 Ohm, suhu 75 0C maka resistansinya 25,2 Ohm, suhu 80 0C maka
resistansinya 22,7 Ohm, suhu 85 0C maka resistansinya 19.9 Ohm dan suhu 90 0C maka
resistansinya 19 Ohm.
Grafik tersebut menunjukan data saat suhu turun, suhu awal 900C maka resistansinya 19 Ohm,
suhu 850C maka resistansinya 21,6 Ohm, suhu 800C maka resistansinya 24,8 Ohm, suhu 750C maka
resistansinya 28,3 Ohm, suhu 700C maka resistansinya 32,1 Ohm, suhu 650C maka resistansinya 37
Ohm, suhu 600C maka resistansinya 42,8 Ohm, suhu 55 0C maka resistansinya 50,2 Ohm, suhu 50 0C maka resistansinya 57,6 Ohm, suhu 45 0C maka resistansinya 68,6 Ohm, suhu 40 0C maka
resistansinya 80,1 Ohm, suhu 37 0C maka resistansinya 87,6 Ohm dan suhu 33 0C maka
resistansinya 97,7 Ohm. Percobaan ini dengan mengukur pada suhu naik dan suhu turun
memperoleh data yang tidak sama. Kemungkinan terjadi karena adanya kurang ketlitian dalam
pengamatan, tidak cepat mengukur resistansinya sehingga suhu sudah turun. Berdasarkan grafik
tersebut dapat diketahui ada histerisasi karena data saat suhu naik dan suhu turum memperoleh data
yang tidak sama. Jadi dapat disimpulkan bahwa suhu, data yang diperoleh menunjukkan histerisasi.
Berdasarkan Grafik tersebut semakin tinggi suhu maka semakin rendah resitansinya dan begitu juga
sebalinknya.Hal tersebut terjadi karena thermistor adalah resistor yang peka terhadap panas yang
biasanya mempunyai koefisien suhu negatif. Karena suhu meningkat, tahanan menurun dan
sebaliknya. Thermistor sangat peka (perubahan tahanan sebesar 5 % per °C) oleh karena itu mampu
mendeteksi perubahan kecil di dalam suhu. Berfungsi untuk mengubah suhu menjadi
resistansi/hambatan listrik yang berbanding terbalik dengan perubahan suhu. Semakin tinggi suhu,
semakin kecil resistansi. Thermistor dibentuk dari bahan oksida logam campuran, kromium,
kobalt, tembaga, besi atau nikel. Nilai tahanan kecil bila koefisien temperatur naik/semakin panas
dan nilai tahanan besar bila koefisien temperatur turun. Fungsi dari Thermistor adalah pelindung
rangkaian dari lonjakan arus yang tiba-tiba tinggi. Fungsi utama dari NTC thermistor ini khususnya
untuk melindungi komponen dioda jembatan dan capasitor. Jadi data hasil percobaan sesuai dengan
teori.
G. Kesimpulan
Karakteristik Sensor by Kelompok I (Wiworo, Naomi, Bekti) 2014
Semakin tinggi suhu maka semakin rendah resitansinya dan semakin rendah suhunya semakin tinggi
resistansinya.
DAFTAR PUSTAKA
Anonim. 2012. Intensitas cahaya. diakses http://id.wikipedia.org/wiki/Intensitas_cahaya. Pada Rabu, 21 Mei 2015 pukul 21.45
Anonim. 2012. Light Dependent Resistor (LDR) otomatis menggunakan Relay. diakses iary-mybustanoel.blogspot.com/2012/04/light-dependent-resistor-ldr-otomatis.html pada Rabu, 21 Mei 2015 pukul 21.36
Anonim. 2012. Spektrum Kasat Mata. diakses http://id.wikipedia.org/wiki/Spektrum_kasat_mata. Pada Rabu, 21 Mei 2015 pukul 21.45
Arif Verero. 2013. Resistor. Diakses dari http://mekatronikasekayu.blogspot.com/2012/08/resistor.html pada 16 Maret 2014 pukul 20.09 WIB
Dickson Kho. 2013. Fungsi Thermistor PTC dan NTC serta Cara Mengukurnya. Diakses dari http://www.produksielektronik.com/2013/10/fungsi-thermistor-ptc-ntc-serta-cara- mengukur-
simbol-thermistor/ pada 16 Maret 2014
Keyza Novianti, Chairisni Lubis dan Tony. 2012. Perancangan Prototipe Sistem Penerangan Otomatis Ruangan Berjendela Berdasarkan Intensitas Cahaya. Makalah Seminar Nasional Teknologi Informasi 2012
Saputro, Dwi. R. 2013. Elektronika Industri - Konsep Dasar Sensor. diakses dari http://rdsaputro.blogspot.com/2013_12_01_archive.html. pada Rabu, 21 Mei 2015 pukul 21.44
Sri Supatmi. 2012. Pengaruh Sensor LDR Terhadap Pengontrolan Lampu. Majalah ilmiah UNIKOM Vol.8 No.2. Jurusan Teknik Komputer. Universitas Komputer Indonesia
Sumarna. 2012. Petunjuk Praktikum Sensor dan Transduser. Jurusan Pendidikan Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Yogyakarta
top related