SENSOR CAHAYA DAN TRANSISTOR NPN SERTA A

(1)

APLIKASINYA DALAM TEKNOLOGI OTOMATISASI

ASRI SILVIA, ARIQ RABBANI, GUMILANG, IKKE APRILIA

JURUSAN FISIKA

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SUNAN GUNUNG DJATI BANDUNG

E-mail:

asrisilvia4@gmail.com

Abstrak

Dalam percobaan kali ini yaitu sensor cahaya dan transistor NPN serta aplikasinya dalam teknologi otomati-sasi yang bertujuan untuk Mengetahui prinsip kerja sensor cahaya LDR, Mengetahui prinsip kerja transistor NPN sebagai saklar, Mengetahui prinsip kerja LED, Mengetahui prinsip kerja motor DC, Mengetahui prinsip kerjaBuzzer, Mampu mendesain aplikasi sederhana sensor cahaya berupa lampu tidur,hand dryer, sertaalarm

otomatis. Sensor Cahaya LDRLight Dependent Resistoradalah salah satu jenis resistor yang dapat mengalami perubahan resistansinya apabila mengalami perubahan penerimaan cahaya. Besarnya nilai hambatan pada Sen-sor Cahaya LDR Light Dependent Resistortergantung pada besar kecilnya cahaya yang diterima oleh LDR itu sendiri. Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung (switching), stabilisasi tegangan atau modulasi sinyal. Hasil percobaan dari percobaan pertama hingga ketiga adalah saama, yaitu lampu LDR mati saat (lampu tidur,hand dryerdan alarm otamatis) menyala karena resistansi pada rangkaian tersebut kecil sehingga aplikasi seperti lampu tidur, hand dryer, sertaalarm

otomatis dapat menyala. Namun bila LDR menyala maka lampu tidur,hand dryer, sertaalarmotomatis tidak akan menyala/padam. Kemudian nilai tegangan pada LDR yang menyala pada lampu tidur yang didapat sebesar

10MΩ_{. Lalu nilai tegangan pada LDR yang tidak menyala pada lampu tidur yang didapat sebesar}0Ω_{. Setelah itu}

nilai tegangan pada potensio minimal sebesar1.3Ω_{dan nilai tegangan pada potensio maksimal sebsar}18.90KΩ

Kata kunci:LDRLight Dependent Resistor,Transistor

(2)

1 Pendahuluan

1.1 Latar Belakang

Perkembangan dunia elektronika berkembang dengan pesat seiring dengan berjalannya waktu. Banyak barang baru yang dapatdibuat untuk mempermudah pekerjaan manusia. Dahulu semua pekerjaan manusia dikerjakan se-cara manual, kini dengan adanya rangkaian elektronika digital pekerjaan yang dilakukan menjadi lebih mudah dan efisien. Karena kemajuan dalam teori dan praktik, Elektronika Digital memberikan kemudahan dalam mendap-atkan performansi dalam sistem dinamik, mempertinggi kualitas, dan menurunkan biaya produksi, mempertinggi laju produksi, meniadakan pekerjaan-pekerjaan rutin dan membosankan yangharus dikerjakan oleh manusia, dan lain sebagainya, maka sebagian besar insinyur dan ilmuwan sekarang harus mempunyai pemahaman yang baik dalam bidang ini.

Salah satu jenis resistor yang peka terhadap perubahan cahaya adalahLight Dependent Resistor (LDR). Resistansi LDR berubah seiring denganperubahan 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 kadmium sulda. Denganbahan ini energi dari cahaya yang jatuh menyebabkan lebih banyak muatanyang dilepas atau arus listrik meningkat. Artinya Resistansi bahan telahmengalami penurunan.

1.2 Tujuan

1.Mengetahui prinsip kerja sensor cahaya LDR

2.Mengetahui prinsip kerja transistor NPN sebagai saklar 3.Mengetahui prinsip kerja LED

4.Mengetahui prinsip kerja motor DC 5.Mengetahui prinsip kerjaBuzzer

(3)

2 Dasar Teori

Elektronika adalah ilmu yang mempelajari alat listrik arus lemah yang dioperasikan dengan cara mengontrol ali-ran elektron atau partikel bermuatan listrikdalam suatu alat seperti komputer, peralatan elektronik, termokopel, semikonduktor, dan lain sebagainya. Ilmu yang mempelajari alat-alat seperti ini merupakan cabang dari ilmu fisika, sementara bentuk desain dan pembuatan sirkuit elektroniknya adalah bagian dari teknik elektro, teknik komputer, dan ilmu/teknik elektronika dan instrumentasi.

Sensor Cahaya LDRLight Dependent Resistoradalah salah satu jenis resistor yang dapat mengalami perubahan resistansinya apabila mengalami perubahan penerimaan cahaya. Besarnya nilai hambatan pada Sensor Cahaya LDRLight Dependent Resistortergantung pada besar kecilnya cahaya yang diterima oleh LDR itu sendiri. LDR sering disebut dengan alat atau sensor yang berupa resistor yang peka terhadap cahaya. LDR digunakan untuk men-gubah energi cahaya menjadi energi listrik,saklar cahaya otomatis dan alarm pencuri adalah beberapa contoh alat yang menggunakan LDR, Sensor cahaya berfungsi untuk mendeteksi cahaya yang berada disekitar kita, maka LDR digunakan sebagai sensor cahaya. Sensor iniakan berubah nilai hambatannya apabila ada perubahan tingkat kecer-ahancahaya. Prinsip inilah yang akan digunakan untuk mengaktifkan transistoruntuk dapat menghidupkan lampu LED pada lampu taman otomatis menggerakkan motor DC pada hand dryer dan robot pengikut garis otomatis atau menghidupkan buzzer pada alarm otomatis, perubahan nilai hambatan padaLDR tersebut akan menyebabkan perubahan beda tegangan pada input baris transistor, sehingga akan mengaktif/nonaktifkan transistor.

Salah satu jenis resistor yang peka terhadap perubahan cahaya adalah Light dependent resistor (LDR). Resistansi LDR berubah seiring dengan perubahan intensitas cahaya yang mengenainya. Dalam keadaan gelap resistansi LDR sekitar 10 dan dalam keadaan terang sebesar 1k 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. LDR digunakan untuk men-gubah energi cahaya menjadi energi listrik. Saklar cahaya otomatis dan alarm pencuri adalah beberapa contoh alat yang menggunakan LDR. Akan tetapi karena responsnya terhadap cahaya cukup lambat, LDR tidak digunakan pada situasi dimana intesitas cahaya berubah secara drastis. Sensor cahaya berfungsi untuk mendeteksi cahaya yang ada di sekitar kita, maka LDR dapat digunakan sebagai sensor cahaya. Sensor ini akan berubah nilai hambat-annya apabila ada perubahan tingkat kecerahan cahaya. Prinsip inilah yang akan kita gunakan untuk mengaktifkan transistor untuk dapat menghidupkan lampu LED pada lampu taman otomatis,Light Dependent Resistor

(4)

3 Metode Percobaan

11 Transistor NPN 2N222 1 buah

12 Software proteus

-3.2

Prosedur percobaan

Pembuatan rangkaian lampu tidur otomatis menggunakan proteus

Pertama membuka software proteus, kemudian susun rangkaian komponen-komponen seperti resistor, LDR, LED dengan benar. Kemudian dekatkan atau sesuaikan sumber cahaya pada LDR sampai LED pada rangkaian tersebut menyala berwarna biru/merah. Bila menyala maka rangkaian tersebut adalah benar, bisa dilihat pada gambar dibawah ini.

tidur.png

(5)

pertama-tama disiapkan papan PCB, resistor, transistor, LDR, LED dan komponen lainnya. kemudian susun rangkaian sesuai desain dan solder rangkaian tersebut. setelah selesai, ukur tegangan LDR dan potensio

menggunakan multimeter. catat nilai yang didapat.

Figure 1: rangkaian lampu tidur secara manual

Pembuatan rangkaian

hand dryer

otomatis menggunakan proteus

Software proteus dibuka, kemudian susun rangkaian seperti pada gambar dengan komponen-komponen seperti resistor, LDR dan yang lainnya dengan benar. Dekatkan atau sesuaikan sumber cahaya pada LDR sampai motor DC berputar. Bila berputar rangkaian yang disusun adalah benar, seperti gambar dibawah ini.

drayer.png

(6)

Pembuatan rangkaian alarm otomatis menggunakan proteus

Pertama membuka software proteus, kemudian susun rangkaian komponen-komponen seperti resistor, LDR, LED dengan benar. Kemudian dekatkan atau sesuaikan sumber cahaya pada LDR sampai alarm pada rangkaian tersebut berbunyi. Bila berbunyi maka rangkaian tersebut adalah benar, seperti gambar rangkaian dibawah ini.

otomatis.png

Gambar 1.1; rangkaian alarm otomatis

3.2.1 Diagram Alir pembuatan lampu tidur menggunakan proteus

Mulai

software proteus

menyusun rangkaian

lampu LED menyala

menentukan nilai hambatan

(7)

3.2.2 Diagram Alir Pembuatan lampu tidur secara manual

Mulai

Papan PCB disiapkan

memasang komponen-komponen pada papan PCB

solder masing-masing komponen

putar sumber cahaya sehingga LED menyala

meghitung nilai tegangan LDR yang menyala dan tidak menyala dengan multimeter

mengukur potensio maksimal dan minimal dengan multimeter

Selesai

3.2.3 Diagram Alir pembuatanhand dryermmenggunakan proteus

Mulai

software proteus

menyusun rangkaian

motor DC berputar

(8)

3.2.4 Diagram Alir pembuatan alarm otomatis menggunakan proteus

Mulai

software proteus

menyusun rangkaian

alarm berbunyi

(9)

4 Hasil Pengamatan dan Pembahasan

4.1 Hasil Pengamatan

Nilai tegangan pada LDR secara manual

No LDR Menyala Tidak menyala

1 LDR 10MΩ ₀

Nilai tegangan pada potensio secara manual

No Potensio Minimal Minimal 1 Potensio 1.3KΩ 18.90Ω

4.2 Pembahasan

Dari hasil data diatas pada praktikum kali ini yaitu sensor cahaya dan transistor NPN serta aplikasinya (lampu tidur,hand dryerdan alarm otomatis) dalam teknlogi otomatisasi.

Pada percobaan pertama yaituLampu tidur otomatisdengan menggunakan software proteus setelah dirangkai dengan benar, bila LDR tidak menyala maka lampu LED itu menyala berwarna biru, itu terjadi karena resistansi pada lampu tidur otomatis tersebut adalah kecil. Namun bila lampu LED itu tidak menyala, itu karena resistansi lampu tidur otomatis tersebut adalah besar. Jadi dapat disimpulkan bila lampu LEDterang/menyala resistansi kecilnamun bila lampu LEDgelap/tidak menyala resistansi besar. Kemudian pada percobaan lampu tidur se-cara manual mendapatkan nilai tegangan pada LDR dan potensio. Nilai tegangan pada LDR yang menyala sebesar

10_MΩ_{dan nilai tegangan LDR yang tidak menala sebesar 0. Untuk nilai potensio maksimal sebesar}18_.90_KΩ

dan nilai tegangan potensio minimum sebesar1_.3Ω

Pada percobaan kedua yaituHand Dryer otomatisdengan menggunakan software proteus. Bila lampu tidur otoma-tis menggunakan komponen LED maka lain hal nya dengan pembuatanhand dryer, yaitu menggunakan motor DC. Kemudian apabila motor DC tersebut berputar, artinya resistansi pada rangkaian tersebut adalah kecil. Namun apa-bila motor DC yang digunakan tidak berputar artinya resistansi pada rangkaian tersebut besar. Sama halnya dengan lampu tidur otomatis. Motor DC mempunyai 3 komponen, dimana kutub magnet akan menyebabkan perputaran pada motor DC kemudian dinamo yang menyebabkan arus yang masuk menjadi elektromagnetik dan comutator untuk membalikan arah arus listrik dalam dinamo.

Pada percobaan ketiga yaituAlarm otomatisdengan menggunakan software proteus. Setelah rangkaian disusun dengan benar, bila LDR tidak menyala, alarm tersebut berbunyi maka sama halnya dengan lampu tidur danhand dryerdimana bila alarmm tersebut menyala/berbunyi maka resistansi pada rangkaian tersebut kecil, apabila tidak menyala/berbunyi maka resistansinya besar. fungsiBuzzeryaitu mengubah etenaga listrik menjadi suara.

(10)

(11)

5 PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Dari hasil percobaan diatas Sensor Cahaya LDRLight Dependent Resistoradalah salah satu jenis resistor yang dapat mengalami perubahan resistansinya apabila mengalami perubahan penerimaan cahaya. Besarnya nilai ham-batan pada Sensor Cahaya LDRLight Dependent Resistortergantung pada besar kecilnya cahaya yang diterima oleh LDR itu sendiri. LDR sering disebut dengan alat atau sensor yang berupa resistor yang peka terhadap cahaya. Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung (switching), stabilisasi tegangan atau modulasi sinyal. Transistor memiliki 3 terminal, yaitu Basis (B), Emitor (E) dan Kolektor (C). Tegangan yang di satu terminalnya misalnya Emitor dapat dipakai untuk mengatur arus dan tegangan yang lebih besar daripada arus input Basis, yaitu pada keluaran tegangan dan arus output Kolektor. fungsiBuzzeryaitu mengubah etenaga listrik menjadi suara.

Motor DC mempunyai 3 komponen, dimana kutub magnet akan menyebabkan perputaran pada motor DC kemu-dian dinamo yang menyebabkan arus yang masuk menjadi elektromagnetik dan comutator untuk membalikan arah arus listrik dalam dinamo.

5.2 Daftar Pustaka

References

[1] Malvino., 1994,Cognition: Prinsip-prinsip elektronika 1, Jakarta: Erlangga.

[2] Sanjaya, Mada.,2014,Modul Elektronika, UIN: Bandung.

[3] http://elektronika-dasar.web.id/teori-elektronika/jenis-sensor-cahaya/

[4] http://elektronika-dasar.web.id/komponen/sensor-tranducer/sensor-cahaya-ldr-light-dependent-resistor/