RANGKAIAN LDR  SENSOR CAHAYA (LAMPU TAMAN)

1.1  Tujuan

Setelah melakukan latihan merancang rangkaian Pengawatan dan Teknologi PCB-2. Mahasiswa dapat :

1.         Menguji prinsip kerja LDR terhadap intensitas cahaya.

2.         Pengujian rangkaian LDR.

3.         Membuat grafik fungsi antara resistansi dan intensitas cahaya.

4.         Membuat rangkaian aplikasi.

1.2  Dasar Teori

      LDR (Ligh Dependent Resistor) adalah suatu komponen elektronik yang resistansinya tergantung pada intensitas cahaya. LDR di buat dari bahan Cadium Sulfida yang peka terhadap cahaya. LDR akan mempunyai hambatan yang sangat besar saat tidak ada cahaya mengenainya (gelap). Dalam kondisi ini hambatan LDR mampu mencapai 1M ohm, akan tetapi pada saat LDR mendapat cahaya hambatan LDR akan menurun menjadi beberapa puluh ohm saja.

Pada saat gelap atau cahaya redup, bahan dari cakram pada LDR menghasilkan elektron bebas dengan jumlah yang relatif kecil. Sehingga hanya ada sedikit elektron untuk mengangkut muatan elektrik. Artinya pada saat cahaya redup LDR menjadi pengantar arus yang kurang baik, atau bisa disebut juga LDR memiliki resistansi yang besar pada saat gelap atau cahaya redup.

Pada saat cahaya terang, ada lebih banyak elektron yang lepas dari bahan semikonduktor tersebut. Sehingga akan ada lebih banyak elektron untuk mengangkut muatan elektrik. Artinya pada saat cahaya terang LDR menjadi konduktor atau bisa disebut juga LDR memilki resistansi yang kecil pada saat cahaya terang. LDR digunakan untuk mengubah energi cahaya menjadi energi listrik. Saklar cahaya otomatis adalah salah satu contoh alat yang menggunakan LDR. Akan tetapi karena responsnya  terhadap cahaya cukup lambat, LDR tidak digunakan pada situasi dimana intesitas cahaya berubah secara drastis.

Gambar LDR

Simbol rangkaian yang digunakan untuk Foto-resistor atau LDR adalah penggabungan resistor dan penunjukkan bahwa resistor tersebut sensitif terhadap cahaya. Simbol dasar Foto-resistor / LDR memiliki persegi panjang yang digunakan untuk menunjukkan fungsi resistansi-nya, dan kemudian memiliki dua panah masuk, sama seperti yang digunakan untuk foto-dioda dan foto-transistor, untuk menunjukkan sensitivitasnya terhadap cahaya. Sebagian menggunakan lingkaran pada resistor-nya, sebagian lagi tidak. Simbol Foto-resistor atau LDR yang lebih umum digunakan adalah resistor tanpa lingkaran di sekitarnya.

Rangkaian 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:

V = I.R

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:

I = V / R

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.

Dengan rangkaian sederhana seperti di atas, intesitas cahaya dapat diukur dengan mengukur nilai tegangan V_LDR (dalam volt). Karena intensitas cahaya akan mempengaruhi nilai resistansi LDR yang dengan demikian akan mempengaruhi pula nilai V_LDR.

Selanjutnya tambahkan kapasitor pada LDR seperti pada gambar di atas. Dengan penambahan kapasitor, nilai V_LDR tidak akan berubah secara signifikan. Tetapi respon terhadap perubahan intensitas memang sedikit lebih lambat. Namun, dengan kapasitor tersebut, tegangan V_LDR akan lebih stabil. Dengan pemilihan nilai kapasitor yang tepat (0.1 uF – 1 uF), respon terhadap perubahan tetap baik, dan akan didapatkan tegangan V_LDR yang stabil.

1.3  Daftar Alat

NO.	NAMA ALAT	SPESIFIKASI	JUMLAH
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.	Solder Tang Potong Tang Lancip Cutter Pinset Mistar Baja Landasan Solder	30 watt/220 volt	1 buah 1 buah 1 buah 1 buah 1 buah 1 buah 1 buah

        

1.4  Daftar Bahan

NO	NAMA BAHAN	SPESIFIKASI	JUMLAH
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.	LDR Transistor Resistor VR 50K Dioda   LED Sumber Tegangan DC   Kabel penghubung FeCl2	2N 2222 1K ohm 50K 1N 4001 5 Volt	1buah 2buah 2buah 2buah 2buah 2buah 1buah secukupnya

1.5  Keselamatan  Kerja

1.      Ikuti Instruksi dari Instruktur !

2        Gunakan perbandingan yang benar saat membuat larutan FeCI₃ dan air.

3        Lakukan proses pelarutan PCB di ruangan khusus.

4        Hati-Hati saat proses pelarutan PCB karena larutan FeCI₃ cukup berbahaya dan mengotori ruangan, bila perlu gunakan sarung tangan karet.

5        Pada saat pengeboran, lakukan dengan sangat hati-hati agar tidak melukai badan dan merusak jalur PCB yang telah dibuat.

6        Gunakan tang potong, cutter dan solder dengan hati-hati dan teliti!

7        Selalu letakkan solder yang dalam keadaan panas pada landasan solder.

8        Jangan menghisap asap yang dihasilkan solder karena mengandung racun !

1.6  Langkah Kerja

1.      Tentukan gambar rangkain yang akan dibuat pada pcb.

2.      Ambil pcb dan sesuaikan ukuran pcb yang akan dibuat.

3.      Bersihkan pcb dengan kertas pasir untuk memudahkan penggambaran di pcb.

4.      Siapkan kertas karbon lalu jiplak gambar rangkaian yang sudah ditentukan sebelumnya pada pcb yang sudah dibersihkan dengan kertas pasir.

5.      5.Tebalkan gambar dengan spidol permanen agar jalur tembaga tidak hilang.

6.      6Rendam pcb di larutan FeCl untuk menghilangkan tembaga yang tidak diinginkan.

7.      Apabila tembaga yang tidak diinginkan sudah hilang, angkat pcb dari larutan dancuci dengan air

8.      Bersihkan tinta spidol yang ada di pcb.

9.      Lalu lubangi pcb untuk tempat kaki komponen dengan menggunakan bor.

10.  Setelah dilubangi, oleskan pasta pada bagian tembaga kemudian lapisi dengan timah dengan menggunakan solder.

11.  Pasang komponen sesuai urutan dan tempat.

12.  Setelah semua komponen selesai dipasang, cairkan timah dengan solder untuk  merekatkan kaki komponen di pcb.

13.  Apabila kaki komponen terlalu panjang, potong bagian yang tidak diinginkan.

1.7  Gambar Rangkaian

1.8  Analisa

Light Dependent Resistor atau yang biasa disebut LDR adalah jenis resistor yang nilainya berubah seiring intensitas cahaya yang diterima oleh komponen tersebut. Ketika LDR tidak diberikan suatu cahaya maka LED pun akan menyala dan sebaliknya ketika LDR diberikan suatu cahaya atau pada kondisi terang maka LED akan mati atau tidak menyala. Pada saat cahaya terang LDR menjadi konduktor yang baik, atau bisa disebut juga LDR memiliki resistansi yang kecil pada saat cahaya terang. Potensiometer digunakan untuk mengatur kepekaan LDR dalam rangkaian ini. Dalam rangkaian ini menggunakan resistor untuk memberikan hambatan agar komponen yang diberi tegangan tidak dialiri dengan arus yang besar, serta dapat digunakan sebagai pembagi tegangan. Dalam rangkaian ini menggunakan transistor SC 828 yang digunakan sebagai saklar yang terhubung ke LED.

1.9  Kesimpulan

1.    Pada percobaan praktikum jika cahaya yang di sinarkan ke LDR semakin terang maka lampu LED semakin terang.

2.    Jika LDR mendapat cahaya lebih terang maka hambatan LDR akan turun.

3.     Jika LDR mendapat cahaya semakin sedikit maka hambatan LDR akan semakan besar.

4.    Resistansi LDR tergantung pada intensitas cahaya.

1.10 Saran

1.      Rangkai lah  layout  dengan benar, jangan ada jumper jika bisa.

2.      Pasanglah semua komponen dengan benar, karena sangat berpengaruh.

3.      Jangan terlalu lama menyolder komponen, karena bisa putus.

4.      Solderlah dengan benar dan rapi.

5.      Telitilah dan sabar dalam pengerjaan.