BAB I
PENDAHULUAN
1.1. LATAR BELAKANGIntensitas radiasi matahari akan berkurang
oleh penyerapan dan pemantulan atsmofer saat sebelum mencapai
permukaan bumi. Ozon di atsmofer menyerap radiasi dengan panjang
gelombang pendek (ultraviolet) sedangkan karbondioksida dan uap air
menyerap sebagian radiasi dengan panjang gelombang yang lebih
panjang (inframerah). Selain pengurangan radiasi bumi langsung
(sorotan) oleh penyerapan tersebut, masih ada radiasi yang
dipancarkan oleh molekul molekul gas, debu dan uap air dalam
atsmofer. Yang pada dasarnya cahaya itu penting untuk kita manusia.
Bagaimana kita memahami konsep cahaya itu? Tentu kita banyak
mengetahui apa yang telah dikemukakan oleh para ilmuwan di abad
yang lalu tentang konsep cahaya. Sekarang kita juga banyak
mendengar tentang LDR. LDR (Light Dependent Resistor) adalah salah
satu alat yang berhubungan dengan cahaya .
Resistor adalah komponen elektronika yang berfungsi untuk
memberikan hambatan terhadap aliran arus listrik. Dalam rangkaian
listrik dibutuhkan resistor dengan spesifikasi tertentu, seperti
besar hambatan, arus maksimum yang boleh dilewatkan dan
karakteristik hambatan terhadap suhu dan panas. Resistor memberikan
hambatan agar komponen yang diberi tegangan tidak dialiri dengan
arus yang besar, serta dapat digunakan sebagai pembagi
tegangan.
Dengan adanya LDR ini dapat membantu kinerja manusia untuk
menjalankan aktifitas dan sebagai bentuk penghematan atas energi.
Bila tidak ada sistem / alat LDR makan energi menjadi terbuang tak
berguna dan bisa menyebabkan energi dalam bumi cepat habis. Bila
energi sekarang habis bagaimana kah anak cucu kita dalam menikmati
energi tersebut dan LDR juga berfungsi Otomatis on / off lampu,
sebagai alarm pada pengisian air bak, dan lain lain.1.2. RUMUSAN
MASALAHAdapun rumusan masalahnya adalah
a. Bagaimana prinsip kerja LDR ?b. Bagaimana pengaplikasiaan
dari LDR ?1.3. TUJUAN
Tujuan dari makalah ini adalah supaya mahasiswa dapat mengetahui
tentang LDR,pengertian LDR, dan cara pengaplikasiaannya di
kehidupan sehari-hari.
1.4. MANFAAT
Manfaat dari makalah ini ialah agar mahasiswa bisa lebih
memehami LDR, komponen-komponen yang menyusun LDR tersebut, dan
sebagai bahan pertimbangan apabila menemukan masalah disaat
menggunakan LDR ini disebuah rangkaian sederhana.
BAB II
TINJAUAN UMUM
2.1. SEJARAH LDR
Foto-resistor, sangat banyak digunakan selama bertahun-tahun.
Foto-resistor telah terlihat di bentuk awal sejak abad kesembilan
belas ketika foto-konduktivitas dari selenium ditemukan oleh Smith
pada tahun 1873. Sejak itu banyak varian perangkat foto-konduktif
telah dibuat.
Banyak pekerjaan yang berguna telah dilakukan oleh T. W. Case
pada tahun 1920, ketika ia menerbitkan sebuah makalah berjudul
Thalofide Cell a new photo-electric cell.
Zat-zat lainnya termasuk PbS, PbSe, dan PbTe dipelajari di tahun
1930-an dan 1940-an, dan kemudian pada tahun 1952, Rollin dan
Simmons mengembangkan foto-konductor menggunakan silikon dan
germanium.
2.2. PENGERTIAN LDR
Berdasarkan penggunaannya, resistor dapat dibagi :
1. Resistor Biasa (tetap nilainya), ialah sebuah resistor
penghambat gerak arus, yang nilainya tidak dapat berubah, jadi
selalu tetap (konstan). Resistor ini biasanya dibuat dari nikelin
atau karbon.
2. Resistor Berubah (variable), ialah sebuah resistor yang
nilainya dapat berubah ubah dengan jalan menggeser atau memutar
(toggle) pada alat tersebut. Sehingga nilai resistor dapat kita
tetapkan sesuai dengan kebutuhan. Berdasarkan jenis ini kita
menjadi dua, Potensiometer, Rheostat, dan Trimpot (Trimmer
Potensiometer) yang biasanya menempel pada papan rangkaian (Printed
Circuit Board, PCB).3. Resistor NTC dan PTS, NTC (Negative
Temperature Coefficient), ialah resistor yang nilainnya akan
bertambah besar bila temperature menjadi dingin.
4. LDR (Light Dependent Resistor), ialah jenis resistor yang
berubah hambatannya karena pengaruh cahaya. Bila cahaya gelap nilai
tahanannya semakin besar, sedangkan cahayanya terang nilainya
menjadi semakin kecil.
LDR (Light Dependent Resistor) adalah jenis resistor yang biasa
dugunakan sebagai detector cahaya atau pengukur besaran konversi
cahaya. Light Dependent Resistor, terdiri dari sebuah cakram
semikonduktor yang mempunyai dua buah elekrtroda pada
permukaannya.
LDR (Light Dependent Resistor), ialah jenis resistor yang
berubah hambatannya karena pengaruh cahaya. Bila cahaya gelap nilai
tahanannya semakin besar, sedangkan bila cahayanya terang nilainya
menjadi semakin kecil.
LDR (Light Depend ent Resistor) adalah jenis resistor yang biasa
digunakan sebagai detector cahaya atau pengukur besaran konversi
cahaya. Light Dependent Resistor, terdiri dari sebuah cakram
semikonduktor yang mempunyai dua buah elekrtroda pada
permukaannya.
Gambar 2.0 LDRResistansi LDR berubah seiring dengan perubahan
intensitas cahaya yang mengenainya. Dalam keadaan gelap resistansi
LDR sekitar 10 M dan dalam keadaan terang sebesar 1 k atau kurang.
LDR terbuat dari bahan semikonduktor seperti cadmium sulfide.
Dengan bahan ini energy dari cahaya yang jatuh menyebabkan lebih
banyak muatan yang dilepas atau arus listrik meningkat. Artinya
resistansi bahan telah mengalami penurunan.
LDR digunakan untuk mengubah energy cahaya menjadi energy
listrik. Saklar cahaya otomatis dan alarm pencuri adalah beberapa
contoh alat yang menggunakan LDR. Akan tetapi karena responnya
tterhadap cahaya cukup lambat, LDR tidak digunakan pada situasi di
mana intensitas cahaya berubah secara drastic. Sensor ini akan
berubabh nilai hambatannya apabila ada perubahan tingkat kecerahan
cahaya.2.3. RANGKAIAN ELEKTRONIK LDRRangkaian elektronik yang dapat
digunakan untuk Foto-resistor atau LDR adalah rangkaian yang dapat
mengukur nilai resistansi dari Foto-resistor / LDR tersebut. Dari
hukum ohm, diketahui bahwa:
Dengan V adalah beda potensial antara dua titik, I adalah arus
yang mengalir di antara-nya, dan R adalah resistansi di antara-nya.
Lebih lanjut dikatakan pula bahwa nilai R tidak bergantung dari V
ataupun I. Sehingga, jika ada perubahan nilai resistansi dari R,
maka nilai tegangan V-nya pun akan berubah. Jika beda potensial
di-set tetap, maka perubahan resistansi hanya akan mempengaruhi
besar arusnya. Dan persamaan tersebut akan menjadi:
Kedua persamaan tersebut dapat dimanfaatkan sebagai rangkaian
yang dapat mendeteksi perubahan resistansi dari Foto-resistor atau
LDR. Pada persamaan pertama, nilai V akan berubah jika resistansi
berubah, sedangkan pada persamaan kedua, nilai I yang akan berubah.
Namun, pada banyak mikrokontroler, telah ter-integrasi rangkaian
ADC yang dapat membaca tegangan (V) analog dengan baik. Sehingga
pada pembahasan, rangkaian pembacaan nilai resistansi dari
Foto-resistor atau LDR adalah yang berdasar pada persamaan
pertama.
Gambar 2.2 LDR Secara umum
Dengan rangkaian sederhana seperti di atas, intesitas cahaya
dapat diukur dengan mengukur nilai tegangan VLDR (dalam volt).
Karena intensitas cahaya akan mempengaruhi nilai resistansi LDR
yang dengan demikian akan mempengaruhi pula nilai VLDR.
Gambar 2.3 Rangkaian LDR dengan menabahkan kapasitorSelanjutnya
tambahkan kapasitor pada LDR seperti pada gambar di atas. Dengan
penambahan kapasitor, nilai VLDR tidak akan berubah secara
signifikan. Tetapi respon terhadap perubahan intensitas memang
sedikit lebih lambat. Namun, dengan kapasitor tersebut, tegangan
VLDR akan lebih stabil. Dengan pemilihan nilai kapasitor yang tepat
(0.1 uF 1 uF), respon terhadap perubahan tetap baik, dan akan
didapatkan tegangan VLDR yang stabil2.4. KARAKTERISTIK LDRLDR
adalah suatu bentuk komponen yang mempunyai perubahan resistansi
yang besarnya tergantung pada cahaya. Karak teristik LDR terdiri
dari dua macam yaitu Laju Recovery dan Respon Spektral:a. 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. b. 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 (TEDC,1998)
Gambar 2.4 Tingkat luminasi dengan resistensi yang dihasilkan
dalam proses LDR
Pada karakteristik diatas dapat dilihat bila cahaya mengenai
sensor itu maka harga tahanan akan berkurang. Perubahan yang
dihasilkan ini tergantung dari bahan yang digunakan serta kekuatan
cahaya yang mengenainyaPada keadaan gelap tanpa cahaya sama sekali,
LDR memiliki nilai resistansi yang besar (sekitar beberapa Mega
ohm). Nilai resistansinya ini akan semakin kecil jika cahaya yang
jatuh ke permukaannya semakin terang. Pada keadaan terang benderang
(siang hari) nilai resistansinya dapat mengecil , lebih kecil dari
1 KOhm. Dengan sifat LDR yang demikian maka LDR biasa digunakan
sebagai sensor cahaya. Contoh penggunaannya adalah pada lampu taman
dan lampu di jalan yang bisa menyala di malam hari dan padam di
siang hari secara otomatisII.5. STRUKTUR DASAR FOTO RESISTOR
Meskipun ada banyak cara di mana resistor bergantung cahaya,
atau resistor foto dapat diproduksi, ada secara alami merupakan
metode yang lebih umum beberapa yang terlihat. Pada dasarnya
photoresisitor atau fotosel terdiri dari bahan resistif sensitif
terhadap cahaya yang terkena cahaya. Unsur resistif foto terdiri
dari bagian bahan dengan kontak di kedua ujung.
Struktur khas untuk resistor bergantung atau foto cahaya
menggunakan lapisan semikonduktor aktif yang diendapkan pada
substrat isolasi. Semikonduktor biasanya ringan diolah untuk
memungkinkannya untuk memiliki tingkat yang diperlukan
konduktivitas. Kontak kemudian ditempatkan kedua sisi area yang
terkenaDalam struktur photoresistor atau fotosel dasar, ketahanan
bahan itu sendiri merupakan isu utama. Untuk memastikan perubahan
resistensi yang dihasilkan dari cahaya mendominasi, resistansi
kontak diminimalkan. Untuk mencapai hal ini, daerah sekitar kontak
biasanya banyak doped untuk mengurangi perlawanan di wilayah
ini.Gambar 2.6 Komponen komponen LDR
Dalam banyak kasus daerah antara kontak adalah dalam bentuk pola
zig zag, atau interdigital. Ini memaksimalkan area yang terkena dan
dengan menjaga jarak antara kontak kecil mengurangi tingkat
resistensi palsu dan meningkatkan keuntungan.BAB III
PEMBAHASAN3.1. PRINSIP KERJA LDR
Pada saat gelap atau cahaya redup, bahan dari cakram tersebut
menghasilkan elektron bebas dengan jumlah yang relative kecil.
Sehingga hanya ada sedikit elektron untuk mengangkut muatan
elektrit. Artinya pada saat cahaya redup, LDR menjadi konduktor
yang buruk, atau bida 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 lebih banyak
elektron untuk mengangkut muatan elektrit. Artinya pada saat cahaya
terang, LDR menjadi konduktor yang baik, atau bisa disebut juga LDR
memiliki resistansi kecil pada saat cahaya terang. Penerapan lain
dari sensor LDR ini ialah alarm Pencuri.
Misalnya untuk rangkaian system alarm cahaya (menggunakan LDR)
yang aktif ketika terdapat cahaya. Ketika kita akan mengatur
kepekaan LDR (Light Dependent Resistor) dalam suatu rangkaian maka
kita perlu menggunakan potensiometer. Kita atur letaknya agar
ketika mendapat cahaya maka potensiometer akan berbunyi dan ketika
tidak mendapat cahaya maka potensiometer tidak akan berbunyi.
Gambar 2.1 Rangkaian LDR
Rangkaian sensordi bawah ini menggunakan LDR sebagai sensor
perubahan intensitas cahaya. 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 intensitascahayayang diterimanya.Prinsip
kerja darirangkaian sensor cahayadiatas sebenarya sangat sederhana.
Pembagian tegangan antara VR1 dan LDR merupakan inti dari rangkaian
sensor cahaya diatas. Kenaikan tegangan pada VR1 akan mengurangi
tegangan yang jatuh pada LDR, begitupun sebaliknya kenaikan
tegangan pada LDR akan mengurangi tegangan jatuh pada VR1.
Pembagian tegangan sesuai dengan rumus pembagi tegangan yang
berlaku pada rangkaian seri, tegangan supply 9 volt sama dengan
jumlah tegangan pada VR1 dan LDR. VR1 digunakan untuk memposisikan
tegangan pada LDR supaya berada pada titik kritis dan tidak sampai
membuat transistor Q1 menjadi aktif. Sehingga pada saat
kedaancahayasemakin gelap tegangan pada LDR akan membuat transistor
Q1 menjadi aktif. Hal ini dikarenakan nilai resistansi LDR akan
naik apabila intensitascahayasemakingelap. Jika kita ingin membuat
rangkaian sensoryang aktif pada saatcahayasemakinterangmaka kita
tinggal menukar posisi antara LDR dengan potensio VR1. Untuk
prinsip kerjanya pada dasarnya sama dengan rangkaiansensor
cahayaaktif gelap diatas. Ke semua rangkaian memanfaatkan hukum
pembagi tegangan atau pengaturan arus ke basis transistor yang
digunakan sebagai saklar.Sensor cahaya yang menggunakan LDR
mempunyai respon yang relatif lambat. Sehingga jika ingin membangun
rangkaian yang mempunyai respon yang cepat seperti untuk
penghitungan pada rangkaian counter maka LDR tidak cocok untuk
digunakan. Alternatif alin adalah dengan memanfaatkan sensor infra
merah atau komponen sensor yang lain. Cahaya infra merah bisa
didapat dengan membuat rangkaian pemancar infra merah yang terdiri
dari led infra merah yang berfungsi sebagai pengahasil cahaya infra
merahnya.3.2. PENGAPLIKASIAN DI MASYARAKATPengaplikasian LDR (
Light Dependent Resistor ) sangatlah banyak terjadi di masyarakat,
ini adalah contoh-contoh Study Kasus yang sudah pernah dikerjakan
:a. LDR sebagai Pengontrol Lampu JalanRepublik Rakyat Bangladesh
adalah sebua negara yang termasuk bagian dari asia selatan. Negara
ini terletak antara 23(34(N dan 26(38(N lintang dan 88(01(E dan
92(41(E bujur. India menyatakan Bengal Barat, Meghalaya, Assam, dan
Tripura berada di sebelah barat, utara dan timur perbatasan
masing-masing (Hossain dan Badr, 2007; BBS, 2008), berbagi 3715,18
km dari perbatasan bersama (Islam et al, 2008.). Bangladesh juga
berbagi perbatasan dengan Myanmar di sudut tenggara. Di selatan,
negara ini memiliki pantai yang panjang di sepanjang Teluk Benggala
(Hossain dan Badr, 2007; BBS, 2008). Selama 5 tahun terakhir,
Bangladesh rata-rata lebih dari 5% pertumbuhan dalam PDB (Hossain
dan Badr, 2007; EIA, 2007 ). Mata uang nasional negara tersebut
adalah Taka (Tk.), tingkat perubahan adalah US $ 1 = Taka 69.04
(seperti pada 20/08/2009).
Bangladesh adalah sebuah negara berkembang. Jadi kehilangan
energi dalam sistem distribusi terutama di lampu jalan di
Bangladesh, haruslah dikhawatirkan. Tapi sangat sering terlihat
bahwa sebagian besar lampu Jalanan di Bangladesh, tetap dalam
posisi ON pada siang hari juga. Ini adalah salah satu pemborosan
sumber daya bagi negara tersebut. Oleh karena itu tujuan utama dari
pekerjaan ini adalah untuk merancang dan membuat suatu sistem
kontrol otomatis untuk lampu jalan untuk menghindari daya yang
hilang tersebut. Selain itu, merancang peringatan dan sirkuit
perlindungan dan analisis biaya termasuk dalam artikel ini.
Akhirnya fungsi dan kehandalan sistem ini diuji dengan
menerapkannya dalam lampu jalan melalui sistem distribusi dari
Chittagong Universitas Teknik & Teknologi (CUET), Chittagong
4349, Bangladesh.DESAIN & KONSTRUKSISistem kontrol terdiri dari
sensor cahaya, operasional amplifier, switching element, 220V (AC)
jalan jalur sistem distribusi, sirkuit perlindungan dan sistem
peringatan untuk kesalahan. Diagram blok dari sistem kontrol
ditunjukkan dalam Gambar 3.
Gambar 3.3 Blok diagram otomatisasi lampu jalan Transduser
adalah sebuah alat yang mengubah energi dari satu bentuk, ke bentuk
yang lainnya. Dalam sistem kontrol sel fotokonduktif digunakan
sebagai transduser. Electrical conduction dalam bahan semikonduktor
terjadi ketika bebas biaya operator, misalnya elektron, tersedia di
material dan medan listrik diterapkan. Dalam semikonduktor
tertentu, ketika energi cahaya menerangi mereka dalam ukuran besar,
maka mereka akan melepaskan pembawa muatan. Ini meningkatkan aliran
arus yang dihasilkan oleh tegangan. Peningkatan arus dengan
meningkatnya Intensitas cahaya dan tegangan konstan. Ini berarti
bahwa ketahanan semikonduktor menurun dengan meningkatkan
intensitas cahaya. Oleh karena itu, semikonduktor sering disebut
sel fotokonduktif atau foto resistor atau Light Dependent Resistor
(LDR). Dalam cahaya terang resistansi dari sel dapat serendah 80
ohm. Ketika sel disimpan dalam kegelapan resistansinya, maka ia
disebut dark resistance. Pada 50 LUX (Kegelapan) resistansinya
meningkat menjadi lebih dari 1M ohm. Dark Resistancenya itu,
mungkin setinggi 10 1.012 . Sensitivitas photo resistive cell
didefinisikan sebagai (Eq.1). Sebuah fotokonduktor memiliki area
sensitif yang relatif besar. Sebuah perubahan kecil dalam
intensitas cahaya menyebabkan perubahan besar dalam resistansi.
Umum bagi elemen fotokonduktif untuk menunjukkan perubahan
resistansi 1000:1 untuk sebuah kegelapan menuju perubahan radiasi
cahaya dari 5 10-3 W/m2 sampai 50 W/m2. Ini merupakan hubungan
antara radiasi dan resistansi, namun, tidak linear. Hal ini erat
dengan Hubungan eksponen (Persamaan 2). Sel fotokonduktif mengalami
kerugian yang besar saat suhu perubahan menyebabkan substantial
resistance besar berubah untuk sebuah particular light intensity.
Oleh karena itu, jenis fotokonduktor ini tidak cocok untuk aplikasi
analog.
Gambar 3.4 Light Dependent Resistors (LDR)Dimana, R = perubahan
resistensi; , dan H = perubahan di iradiasi; W/m2, Rf = dark
resistance, ; Ri = akhir resistensi setelah aplikasi balok, , Rt =
hambatan pada setiap saat.Dalam penelitian ini penulis menggunakan
dua jenis switching elemen, yaitu, saklar listrik dan mekanik.
Disaklar listrik, Bipolar Junction Transistor 2N2219A yang
digunakan. 2N2219A adalah silikon planar NPN epitaxial transistor
dalam metal case. Hal ini dirancang untuk switching berkecepatan
tinggi di kolektor arus sampai 500mA, kebocoran arus yang rendah
dan tegangan saturasi rendah. Sekarang dibangun dengan tiga daerah
semikonduktor, diolah dan dipisahkan oleh dua p-n persimpangan.
Persimpangan p-n bergabung daerah basis dan daerah emitor disebut
basis-emitor dan penyatuan persimpangan dasar wilayah dan daerah
kolektor disebut basis-kolektor persimpangan (Gambar 9). Dalam
rangka untuk transistor untuk bekerja dengan baik seperti saklar,
dua pn persimpangan harus benar bias dengan dc eksternal tegangan.
Dalam saklar mekanik, relay digunakan untuk beralih. Relay adalah
sebuah saklar elektrik dioperasikan. Arus mengalir melalui koil
relay menciptakan magnet lapangan yang menarik tuas dan mengubah
saklar kontak. Tidak ada sambungan listrik di dalam relay antara
kedua sirkuit, link magnet dan mekanik. Sebuah relay khas dan
simbol yang ditampilkan dalam Gambar 10.Kumparan relay melewati
arus yang relatif besar, biasanya 30mA untuk 12V relay, tetapi bisa
sebanyak 100mA untuk relay dirancang untuk beroperasi dari bawah 31
tegangan. Kebanyakan IC (chip) tidak dapat memberikan ini saat ini
dan transistor biasanya digunakan untuk menguatkan IC kecil saat
ini ke nilai yang lebih besar dibutuhkan untuk kumparan relay. Arus
maksimum output untuk timer 555 yang populer IC adalah 200mA. Jadi
perangkat ini dapat memasok ke kumparan relay langsung tanpa
amplifikasi. Relay biasanya SPDT atau DPDT tetapi mereka dapat
memiliki lebih banyak set switch kontak, untuk relay misalnya
dengan 4 set changeover kontak sudah tersedia. Kebanyakan relay
dirancang untuk PCB pemasangan. Sebuah perlindungan dioda di relay
koil harus terhubung untuk mencegah. Relay beralih koneksi biasanya
diberi label COM, NC dan NO (COM = umum, selalu terhubung ke ini,
ini adalah bergerak bagian dari saklar; NC = Biasanya Tertutup, COM
terhubung ke ini ketika kumparan relay tidak aktif; NO = Biasanya
Buka, COM terhubung ke ini ketika kumparan relay aktif).
Berdasarkan sistem magnetik dan operasi, berbagai jenis relay:
Relay Mekanik, Padat State Relay, Relay Netral, Relay Bias,
Polarized Relay, Relay Tongkat Magnetic atau Perm terpolarisasi
Relay, Relay Rilis Lambat dan Relay untuk AC. Memilih relay yang
cocok untuk tujuan tertentu tergantung pada ukuran fisik dan
susunan pin, koil tegangan dan resistensi, beralih Peringkat
(tegangan dan saat ini) dan pengaturan saklar kontak (SPDT, DPDT
dll). Para penulis menggunakan solid state relay untuk penelitian
ini untuk alasan: i) mengambil daya yang sangat sedikit untuk
beroperasi, ii) menghidupkan dan mematikan hampir seketika, iii)
tidak memiliki mekanik kontak yang kotor atau rusak, iv) diam, v)
mampu beban berat beralih dllDalam sistem distribusi lampu jalan,
arus pendek dapat terjadi dalam banyak hal seperti badai, jatuhnya
tiang lampu dll Dalam kondisi sirkuit pendek, arus yang sangat
tinggi melalui relay dan relay menjadi panas. Itu rangkaian kontrol
dapat terpengaruh oleh arus tinggi. Jadi untuk keamanan rangkaian
kontrol, perlindungan hubung singkat dibutuhkan. Sebuah sekering
digunakan untuk perlindungan terhadap singkat sirkuit. Pemutus
sirkuit, kontaktor magnetik, dll dapat digunakan untuk perlindungan
terhadap kesalahan tersebut. Ketika tinggi aliran arus melalui
sekering, kabel sekering mendapatkan dipanaskan, dan panas ini
melebihi titik leleh. Kawat sekering membakar dan menjaga sirkuit
kontrol aman. Transistor dan IC harus dilindungi dari tegangan
tinggi dihasilkan ketika koil relay dimatikan. Diagram (Gambar 11)
menunjukkan bagaimana dioda sinyal (eg.1N4148) adalah terhubung
'mundur' di kumparan relay untuk memberikanb. Memanfaatkan LDR
untuk Alarm CahayaRangkaian alarm ini sangat sederhana namun
mempunyai kemampuan yang cukup baik dalam mencegah terbukanya
lemari/laci yang seharusnya tertutup. Alarm ini aktif ketika
terdapat cahaya. Rangkaian alarm ini cara kerjanya sangat mudah dan
pembuatannya juga tidak terlalu rumit, sederhana. Dari namanya
sudah dapat diketahui bahwa alarm ini akan bekerja ketika
terdeteksi adanya cahaya. Dengan fungsi tersebut maka rangkaian in
dapat digunakan sebagai alarm pencuri atau alarm terbukanya
lemari/laci yang seharusnya tertutup. Alarm ini dikatifkan ketika
adanya cahaya yang datang pada sensor dengan taraf keterangan
tertentu. Pengaturan taraf terang redup ini dapat dilakukan dengan
mengatur potensiometer R12. Sistem ini mempunyai 2 keunggulan yaitu
dilengkapi dengan waktu tunda pengaktifan alarm, pengaturan bunyi
buzzer dan detektor baterai.
Gambar 3.8 Rangkaian Tunda(dapat digunakan dalam rangkaian
alarm, dll)Rangkaian alarm cahaya ini menggunakan sumber tenaga
berupa baterai 9V agar dapat dibawa-bawa, tetapi tidak menutup
kemungkinan untuk diberikan sumber tenaga dari sebuah power suplai
12V. Rangkaian pada gambar 1 merupakan bagian dari rangkaian
lengkap alarm cahaya. Pada gambar 1 merupakan rangkaian yang
menunda aktifnya alarm ketika tombol SW1 di ON-kan/di tekan.
Dengan adanya rangkaian ini maka memungkinkan user untuk
meletakkan alarm ini di dalam sebuah lemari/laci sebelum alarm
aktif. Rangkaian in dibentuk dari rangkaian C1, R1, R2, Q1 dan D1.
Pada saat tombol SW1 maka kapasitor C1 akan mengisi muatan melalui
R1 sehingga tegangan basis menjadi turun mendekati 0 volt. Kondisi
ini akan menyebabkan transistor Q1 akan aktif dan memaksa tegangan
di pin 1 IC 1A akan high.
IC 1 merupakan gerbang inverter dengan schimtt trigger sebanya 6
buah. IC in merupakan IC CMOS sehingga tegangan suplainya maksimal
adalah 18 volt sehingga dengan tegangan suplai saat ini (9 V dari
baterai atau 12V dari power suplai eksternal) masih dapat bekerja
dengan baik. Kondisi pin 1 pada IC1 yang high ini akan menyebabkan
berapapun tegangan yang dihasilkan oleh pembagian tegangan R3, R12
dan R11 (LDR) tidak berubah yaitu mendekati 5 volt.
Beberapa saat setelah muatan kapasitor telah penuh maka tegangan
basis Q1 sudah cukup untuk membuat Q1 untuk OFF sehingga tegangan
di pin 1 benar-benar dikendalikan oleh pembagian tegangan antara
R3, R12 (potensiometer) dan R11 (LDR). Jadi ketika Q1 ON maka
tegangan di titik pin 1 IC1 akan ditahan tetap sekitar 5 volt dan
tegangan pembagian antara R3, R11, dan R12 akan diabaikan.
Sebaliknya ketika Q1 OFF maka tegangan di titik pin 1 IC1 akan
ditentukan oleh pembagian tegangan antara ketiga tahanan tersebut.
Oleh sebab itu ketika Q1 ON maka apa pun kondisi cahaya lampu
(terang/redup) tidak akan mempengaruhi sistem sehingga buzzer akan
selalu OFF. Jika diperlukan waktu tunda yang lebih lama maka nilai
kapasitor C1 dapat diganti dengan yang sedikit lebih besar. Semakin
besar nilai kapasitor C1 akan menyebabkan waktu tunda keaktifan
sistem akan semakin lama.C. Menggunakan Sensor LDR dan Lampu dengan
MicrocontrolerPengontrolan lampu pada dasarnya hanya menggerakkan
relay yang dipasang pada lampu agar lampu dapat menyala. Rangkaian
Lampu Taman Otomatis ini dapat juga dipergunakan sebagai lampu
otomatis luar rumah, dengan menambah sedikit rang-kaian yang sangat
sederhana dan memanfaatkan LDR sebagai sensor cahaya 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 C9013 untuk
menggerakan relay. Dimana penggunaan relay disini berfungsi untuk
menghidupkan lampu taman yang berdaya besar. Dari rangkaian lampu
taman diatas disupplay dengan tegangan DC, dimana tegangan DC
diperoleh dari penyearah transformator dan dioda bridge, sekilas
prinsip kerja rangkaian pada saat LDR mendapatkan cahaya maka nilai
tahanan pada LDR menjadi kecil sehingga basis transistor C9013
mendapat tegangan positif, karena transistor C9013 merupakan
transistor type NPN maka pin colector dan emitor seolah-olah
terhubung dan pada saat LDR mendapat cahaya dari luar dan relay
tidak bekerja, pada saat LDR tidak mendapat cahaya dari luar maka
tran-sistor C9013 terputus, dan melewatkan tegangan positif atau
logika high dari resistor yang ada pada pin colector transistor
C9013 sehingga relay mendapat tegangan dan relay menjadi aktif dan
memindahkan point kontak yang ada di dalam relay dari Posisi NC
menjadi ON yang kemudian lampu yang terhubung ke pin P0.0 dan
tegangan sumbar maka lampu menyala. Selama LDR mendapat cahaya maka
lampu akan mati, dan sebaliknya jika LDR tidak mendapat cahaya dari
luar maka Lampu akan menyala secara otomatis. 3.3. METODE
ILMIAH
Hasil Percobaan Tingkat Resistensi dan tegangan yang
dikeluarkanNoTerangRedupGelap
Hambatan LDRVoHambatan LDRVoHambatan LDRVo
1102 0,04 V1,80 k0,82 V1,07 M4,85 V
2140 0,06 V1,98 k0,89 V1,11 M4,88 V
3244 0,12 V4,10 k0,96 V1,54 M4,81 V
4816 0,29 V2,04 k1,12 V1,03 M4,83 V
5535 0,25 V2,18 k1,03 V1,09 M4,91 V
Tabel 3.1 Pengukuran Hambatan dan Tegangan pada proses Foto
ResistorNoIntensitas cahaya (Lux)Voltage
1054.89 V
2242.56 V
3391.74 V
4721.38 V
54050.42 V
67490.28 V
713950.19 V
854600.1 V
9165400.06 V
10211000.00 V
Percobaan menentukan tegangan output LDR dengan intensitas
cahaya yang berbeda-beda.Tabel 3.2 Pengukuran Intensitas cahaya
yang masuk dan TeganganTampak bahwa semakin besar intensitas cahaya
yang diberikan pada LDR maka semakin kecil tegangan outputnya.
CahayaIntensitas (Lux)Voltage
LED Merah2230.72
LED Hijau18490.30
Biru1260.86
Infrared801.68
Laser5320.36
Tabel 3.3 Perbedaan Cahaya yang dihasil pada teganganDari
percobaan dibuktikan bahwa semakin tinggi intensitas cahayanya maka
semakin kecil tegangan outputnya.
Berikut tabel jam pada saat lampu jalan menyala dan mati.Tabel
3.4 Penggunaan LDR di kota BangladeshBAB IV
PENUTUP4.1. KESIMPULAN
1. LDR (Light Dependent Resistor), ialah jenis resistor yang
berubah hambatannya karena pengaruh cahaya. Bila cahaya gelap nilai
tahanannya semakin besar, sedangkan cahayanya terang nilainya
menjadi semakin kecil2. Karakteristik LDR terdiri dari dua macam
yaitu :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.. Respon Spektral :LDR tidak mempunyai sensitivitas yang
sama untuk setiap panjang gelombang cahaya yang jatuh padanya
(yaitu warna).3. Prinsip kerja LDR :
4. Pada saat cahaya terang, ada lebih banyak elektron yang lepas
dari atom bahan semikonduktor tersebut. Sehingga akan lebih banyak
elektron untuk mengangkut muatan elektrit. Artinya pada saat cahaya
terang, LDR menjadi konduktor yang baik. Pada saat gelap atau
cahaya redup, bahan dari cakram tersebut menghasilkan elektron
bebas dengan jumlah yang relative kecil. Sehingga hanya ada sedikit
elektron untuk mengangkut muatan elektrit. Artinya pada saat cahaya
redup, LDR menjadi konduktor yang buruk.5. Penerapan LDR di
Masyarakat LDR sebagai Pengontrol Lampu Jalan
Memanfaatkan LDR untuk Alarm Cahaya4.2. SARANDengan pengontrolan
lampu menggunakan sensor LDR dibantu dengan mikrokontroler, maka
kita dapat memperoleh kemudahan dalam desain dan implementasi
pengontrolan lampu, yaitu penentuan gelap dan terangnya cahaya yang
bisa diterima oleh LDR sehingga lampu bisa ON atau OFF secara
otomatis. Tingkat kepekaan sensor LDR dapat diatur dengan mengatur
besar kecil-nya tahanan atau resistor VR. Jika cahaya yang
didapatkan terang maka resistornya mengecil membuat cahaya lampu
padam akibat tegangan dari PLN lepas dan sebaliknya bila cahaya
yang didapatkan kecil maka resistor pun ikut bertambah besar
membuat tegangan masuk ke beban sehingga mengasilkan cahaya pada
lampu jalan. LDR ini juga membantu kita sebagai salah satu
penghematan daya listrik di negeri kita. Demikian yang dapat kami
paparkan mengenai materi Light Dependent Resistor yang menjadi
pokok bahasan dalam makalah ini, tentunya masih banyak kekurangan
dan kelemahannya, kerena terbatasnya pengetahuan dan kurangnya
rujukan atau referensi yang ada hubungannya dengan judul makalah
ini.
LUX
Gambar 2.5 Komponen Komponen pada LDR
Gambar 3.0
Rangkaian pengontrol Lampu Taman menggunakan sensor LDR secara
keseluruhan
Gambar 3.1
Rangkaian sensor cahaya sebagai pengontrol lampu taman
Gambar 3.2
Rangkaian penyaklar lampu taman automatis
Light Sensor
Operation amplifier
Switching Element
Street Light Distribution system
Protection circuit
Alert system
Gambar 3.5
2N2219A BJT Construction
Gambar 3.6
6V DC Relay (b) Circuit symbol for relay
Gambar 3.7
Protcetion for relay
17
_1139814982.vsd0,1 K
1 K
10 K
100 K
Resistansi
10 L
100 L
1000 L
Illuminasi
LUX
_1415535328.xlsChart1
4.89
2.56
1.74
1.39
0.42
0.28
0.19
0.1
0.06
0
Voltage
Sheet1
LuxVoltage
54.89
242.56
391.74
721.39
4050.42
7490.28
13950.19
54600.1
165400.06
211000
2.492.452.522.4866666667