Light Dependent Resistor (LDR) otomatis menggunakan Relay

Praktikum 3

Light Dependent Resistor (LDR)

I.         Tujuan

1.        Menguji prinsip kerja LDR terhadap perubahan intensitas cahaya

2.        Pengujian rangkaian LDR

3.        Membuat rangkaian aplikasi

II.      Alat dan Bahan

1.        LDR                                                                                                           1 buah

2.        LM 324                                                                                                       1 buah

3.        Resistor 330Ω dan 1kΩ                                                                              1 buah

4.        Variable Resistor 100k dan 50k                                                                 1 buah

5.        Dioda 1N4002                                                                                            1 buah

6.        Transistor BD 139                                                                                      1 buah

7.        Elko 10 uF/16V                                                                                          1 buah

8.        Relay SPDT 12V                                                                                        1 buah

9.        LED                                                                                                            1 buah

10.    Bread board                                                                                                1 buah

11.    Power Supply                                                                                             1 buah

12.    Lux meter                                                                                                   1 buah

13.    Kabel Penghubung                                                                                     secukupnya

14.    Senter                                                                                                         1 buah

III.   Dasar Teori

3.1  Light Dependent Resistor (LDR)

LDR atau light Dependent Resistor adalah salah satu jenis resistor yang nilai hambatannya dipengaruhi oleh cahaya yang diterima olehnya. Besarnya nilai hambatan pada LDR tergantung pada besar kecilnya cahaya yang diterima oleh LDR itu sendiri..

Tampilan fisik dan simbol LDR dapat dilihat pada gambar 1 dibawah ini :

Biasanya LDR (atau lebih dikenal dengan fotoresistor) dibuat berdasarkan kenyataan bahwa film kadmium sulfida mempunyai tahanan yang besar kalau tidak terkena cahaya dan tahanannya akan menurun kalau permukaan film itu terkena sinar.

Resistor peka cahaya atau fotoresistor adalah komponen elektronik yang resistansinya akan menurun jika ada penambahan intensitas cahaya yang mengenainya. Fotoresistor dapat merujuk pula pada light dependent resistor (LDR), atau fotokonduktor.

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.

Besarnya tahanan LDR / fotoresistor dalam kegelapan mencapai jutaan ohm dan turun sampai beberapa ratus ohm dalam keadaan terang. LDR dapat digunakan dalam suatu jaringan kerja (network) pembagi potensial yang menyebabkan terjadinya perubahan tegangan kalau sinar yang datang berubah.

LDR digunakan untuk mendeteksi intensitas cahaya, yang mana intensitas cahaya sendiri dinyatakan dalam dua satuan fisika, yaitu lumens per meter persegi dan Watt per meter persegi. Kedua satuan itu agak berbeda. yang satu berdasarkan pada kepekaan mata manusia, yang satu lagi berdasarkan energi listrik yang dialirkan ke sumber cahaya.

Karakteristik LDR

LDR adalah suatu bentuk komponen yang mempunyai perubahan resistansi yang besarnya tergantung pada cahaya. 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.

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 (TEDC,1998)

Bagaimana Sensor Cahaya LDR Bekerja

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.

Prinsip Kerja LDR

Pada sisi bagian atas LDR terdapat suatu garis / jalur melengkung yang menyerupai bentuk kurva. Jalur tersebut terbuat dari bahan cadmium sulphida yang sangat sensitiv terhadap pengaruh dari cahaya. Jalur cadmium sulfida yang terdapat pada LDR dapat dilihat pada gambar 2.

Pada gambar jalur cadmium sulfida dibuat melengkung menyerupai kurva agar jalur tersebut dapat dibuat panjang dalam ruang (area) yang sempit. Cadmium sulfida (CdS) merupakan bahan semi-konduktor yang memiliki gap energi antara elektron konduksi dan elektron valensi.

Ketika cahaya mengenai cadmium sulfida, maka energi proton dari cahaya akan diserap sehingga terjadi perpindahan dari band valensi ke band konduksi. Akibat perpindahan elektron tersebut mengakibatkan hambatan dari cadmium sulfida berkurang dengan hubungan kebalikan dari intensitas cahaya yang mengenai LDR.

3.2  Transistor

Transistor adalah komponen elektronika yang mempunyai tiga buah terminal. Terminal itu disebut emitor, basis, dan kolektor. Transistor seakan-akan dibentuk dari penggabungan dua buah dioda. Dioda satu dengan yang lain saling digabungkan dengan cara menyambungkan salah satu sisi dioda yang senama. Dengan cara penggabungan seperti dapat diperoleh dua buah dioda sehingga menghasilkan NPN.

Bahan yang digunakan untuk menghasilkan bahan N dan bahan P adalah silikon dan germanium. Oleh karena itu, dikatakan :

1.                  Transistor germanium PNP

2.                  Transistor silikon NPN

3.                  Transistor silikon PNP

4.                  Transistor germanium NPN

Semua komponen di dalam rangkaian transistor dengan simbol. Anak panah terdapat di dalam simbol menunjukkan arah yang melalui transistor.

Keterangan :

C = kolektor

E = emitter

B = basis

Didalam pemakaiannya, transistor dipakai sebagai komponen saklar (switching) dengan memanfaatkan daerah penjenuhan (saturasi) dan daerah penyumbatan (cut off) yang ada pada karakteristik transistor.

Pada daerah penjenuhan nilai resistansi persambungan kolektor emitter secara ideal sama dengan nol atau kolektor dan emitter terhubung langsung (short). Keadaan ini menyebabkan tegangan kolektor emiter (V_CE) = 0 Volt pada keadaan ideal, tetapi kenyataannya V_CE bernilai 0 sampai 0,3 Volt. Dengan menganalogikan transistor sebagai saklar, transistor tersebut dalam keadaan on seperti gambar di bawah 4.

Gb.4  Transistor sebagai saklar ON

Pada daerah penyumbatan, nilai resistansi persambungan kolektor emitter secara ideal sama dengan tak terhitung atau terminal kolektor dan emitter terbuka (open). Keadaan ini menyebabkan tegangan (V_CB) sama dengan tegangan seumber (V_CC). Tetapi pada kenyataannya V_CC pada saat ini kurang dari V_CC karena terdapat arus bocor dari kolektor ke emitter. Dengan menganalogikan transistor sebagai saklar, transistor tersebut dalam keadaan off seperti gambar di bawah ini.

Gb.5  Transistor sebagai saklar Off

Karakteristik Ic dengan Vce

Gambar di bawah memperlihatkan karakteristik keluaran yang menghubungkan arus Ic dengan tegangan Vce untuk harga arus Ib tertentu. Kurva ini menyajikan hubungan antara arus masukan di satu sisi dan arus serta tegangan keluaran di sisi yang lain. Parameter yang sangat penting bagi transistor adalah penguat arus DC, yang dikenal sebagai penguat arus statis hfe. Ini adalah penguatan transistor pada keadaan stasioner, yaitu tanpa sinyal masukan. Tidak mempunyai satuan (karena suatu perbandingan).

Gb.6  Karakteristik Ic terhadap Vce

Karakteristik arus kolektor terhadap Vce pada transistor 2. Transistor NPN Kolektor dan emitter merupakan bahan semikonduktor jenis n dan lapisan diantaranya merupakan semikonduktor jenis p. Transistor bekerja dalam satu arah, yaitu dari kolektor menuju emitter, karena kedua terminal tersebut terbuat dari bahan yang sama.

Pada dasarnya transistor dapat dianggap sebagai suatu piranti yang beroperasi karena adanya arus. Kalau alat mengalir ke dalam basis dan melewati sambungan basis emitter, suatu suplai positif pada kolektor akan menyebabkan arus mengalir antara kolektor dan emitter. Dua hal yang harus diperhatikan pada arus kolektor ini adalah :

a. Untuk arus basis nol, arus kolektor turun sampai pada tingkat arus kebocoran, yaitu kurang dari 1 mikro Ampere dalam kondisi normal (untuk transistor dengan bahan dasar silicon).

b. Untuk arus basis tertentu, arus kolektor yang mengalir akan jauh lebih besar daripada arus basis itu. Arus kolektor tersebut dicapai dengan: Ic = hfe x Ib. 3.

Transistor sebagai saklar cara yang termudah untuk menggunakan sebuah transistor adalah sebagai sebuah saklar, artinya bahwa kita mengoperasikan transistor pada salah satu dari saturasi atau titik sumbat, tetapi tidak di tempat-tempat sepanjang garis beban.

Jika sebuah transistor berada dalam keadaan saturasi, transistor tersebut seperti sebuah saklar yang tertutup dari kolektor ke emitter.

Jika transistor tersumbat (cut off), transistor seperti sebuah saklar yang terbuka.

Gb.7  Transistor Sebagai Saklar dan rangkaian switching transistor.

Penjumlahan tegangan sekitar loop input memberikan:

Jika arus basis lebih besar atau sama dengan Ib (sat), titik kerja Q berada pada ujung atas garis beban (gambar 8. (kanan)). Dalam hal ini transistor bekerja pada ujung bawah dari garis beban, dan transistor terlihat seperti sebuah switch yang terbuka.

Cara mengetahui transistor jenis PNP atau NPN

Anda harus menggunakan ohm meter atau multitester ( Avometer ). Langkah-langkah yang harus diperhatikan dalam menentukan transistor jenis PNP atau jenis NPN adalah sebagai berikut :

Ø  Pastikan bahwa anda ingin menentukan jenis PNP atau NPN.

Ø  Saklar multitester pada posisi R x 100 ohm.

Ø  Hubungkan pencolok hitam (-) pada kaki emitor.

Ø  Hubungkan pencolok merah (+) pada kaki basis.

Ø  Catat berapa jarum skala bergerak dan berhenti.

Ø  Kemudian pencolok hitam pada kaki kolektor.

Ø  Lihat jarum skala pasti bergerak dan berhenti pada angka tertentu.

Ø  Jika pengukuran pengukuran pertama jarum lebih kecil dari pengukuran yang kedua berarti Transistor jenisPNP

Ø  Jika jarum lebih skala lebih besar daripada pengukuran kedua berarti jenis NPN.

3.3  Resistor

Sebuah resistor sering disebut werstan, tahanan atau penghambat, adalah suatu komponen elektronik yang dapat menghambat gerak lajunya arus listrik. Resistor disingkat dengan huruf "R" (huruf R besar). Satuan resistor adalah Ohm, yang menemukan adalah George Ohm (1787-1854), seorang ahli Fisika bangsa Jerman.

Gb.8  Gambar  fisik macam-macam resistor

Kemampuan resistor untuk menghambat disebut juga resistensi atau hambatan listrik. Besarnya diekspresikan dalam satuan Ohm. Suatu resistor dikatakan memiliki hambatan 1 Ohm apabila resistor tersebut menjembatani beda tegangan sebesar 1 Volt dan arus listrik yang timbul akibat tegangan tersebut adalah sebesar 1 ampere, atau sama dengan sebanyak 6.241506 × 1018 elektron 1per detik mengalir menghadap arah yang berlawanan dari arus.

Hubungan antara hambatan, tegangan, dan arus, dapat disimpulkan melalui hukum berikut ini, yang terkenal sebagai hukum Ohm:

V = I . R

Dimana V adalah beda potensial antara kedua ujung benda penghambat, I adalah besar arus yang melalui benda penghambat, dan R adalah besarnya hambatan benda penghambat tersebut.

Gelang Warna pada Resistor

Pada Resistor biasanya memiliki 4 gelang warna, gelang pertama dan kedua menunjukkan angka, gelang ketiga adalah faktor kelipatan, sedangkan gelang ke empat menunjukkan toleransi hambatan.

Pertengahan tahun 2006, perkembangan pada komponen Resistor terjadi pada jumlah gelang warna. Dengan komposisi: Gelang Pertama (Angka Pertama), Gelang Kedua (Angka Kedua), Gelang Ketiga (Angka Ketiga), Gelang Keempat (Multiplier) dan Gelang Kelima (Toleransi).

Berikut Gelang warna dimulai dari warna Hitam, Coklat, Merah, Jingga, Kuning, Hijau, Biru, Ungu (violet), Abu-abu dan Putih Sedangkan untuk gelang toleransi hambatan adalah: Coklat 1%, Merah 2%, Hijau 0,5%, Biru 0,25%, Ungu 0,1%, Emas 5% dan Perak 0%. Kebanyakan gelang toleransi yang dipakai oleh umum adalah warna Emas, Perak dan Coklat.

Sifat-sifat resistor, antara lain sebagai berikut :

·           Jika pada ujung-ujungnya dipasang tegangan, akan mengalirkan arus sebesar I=V/R

·           Dapat mengalirkan arus searah maupun bolak-balik

·           Dapat mengalirkan arus bolak-balik berfrekuensi tinggi maupun rendah.

·          
Jika dua buah resistor R1 dan R2 disusun secara seri, maka nilai resistansi penggantinya adalah R1+R2 dan jika disusun secara paralel nilai resistansi penggantinya adalah R1.R2/(R1+R2).

3.4  Variabel Resistor (VR)

Potensiometer merupakan variable resistor yang paling sering digunakan. Pada umumnya, potensiometer terbuat dari kawat atau karbon. Potensiometer yang terbuat dari kawat merupakan potensiometer yang telah lama lahir pada generasi pertama pada waktu rangkaian elektronika masih menggunakan tabung hampa (vacuum tube). Potensiometer dari kawat ini memiliki bentuk yang cukup besar, sehingga saat ini sudah jarang ada yang memakai potensiometer seperti ini.

Pada saat ini, potensiometer lebih banyak terbuat dari bahan karbon. Ukurannya pun lebih kecil, namun dengan resistansi yang besar. Pada umumnya, perubahan resistansi pada potensiometer terbagi menjadi 2, yakni linier dan logaritmik. Yang dimaksud dengan perubahan secara linier adalah perubahan nilai resistansinya sebanding dengan arah putaran pengaturnya. Sedangkan, yang dimaksud dengan perubahan secara logaritmik adalah perubahan nilai resistansinya berdasarkan perhitungan logaritmik.

Pada umumnya, potensiometer logaritmik memiliki perubahan resistansi yang cukup unik karena nilai maksimal dari resistansi diperoleh ketika kita telah melakaukan setengah kali putaran pada pengaturnya. Sedangkan, nilai minimal diperoleh saat pengaturnya berada pada titik nol atau titik maksimal putaran. Untuk dapat mengetahui apakah potensiometer tersebut linier atau logaritmik, dapat dilihat huruf yang tertera di bagian belakang badannya. Jika tertera huruf B, maka potensiometer tersebut logaritmik. Jika huruf A, maka potensiometer linier. Pada umumnya, nilai resistansi juga tertera pada bagian depan badannya. Nilai yang tertera tersebut merupakan nilai resistansi maksimal dari potensiometer.

Gb.10  Gambar fisik dan simbol dari potensiometer

Pengukuran Potensiometer dengan Multimeter

Gb.11  Pengukuran potensiometer

3.5  Dioda

Dioda memiliki fungsi yang unik yaitu hanya dapat mengalirkan arus satu arah saja. Struktur dioda tidak lain adalah sambungan semikonduktor P dan N. Satu sisi adalah semikonduktor dengan tipe P dan satu sisinya yang lain adalah tipe N. Dengan struktur demikian arus hanya akan dapat mengalir dari sisi P menuju sisi N.

Gambar diatas menunjukkan sambungan PN dengan sedikit porsi kecil yang disebut lapisan deplesi (depletion layer), dimana terdapat keseimbangan hole dan elektron. Seperti yang sudah diketahui, pada sisi P banyak terbentuk hole-hole yang siap menerima elektron sedangkan di sisi N banyak terdapat elektronelektron yang siap untuk bebas merdeka. Lalu jika diberi bias positif, dengan arti kata memberi tegangan potensial sisi P lebih besar dari sisi N, maka elektron dari sisi N dengan serta merta akan tergerak untuk mengisi hole di sisi P. Tentu kalau elektron mengisi hole disisi P, maka akan terbentuk hole pada sisi N karena ditinggal elektron. Ini disebut aliran hole dari P menuju N, Kalau menggunakan terminologi arus listrik, maka dikatakan terjadi aliran listrik dari sisi P ke sisi N.

Gb.13  Dioda dengan Bias Maju

Jika polaritas tegangan dibalik yaitu dengan memberikan bias negative (reverse bias). Dalam hal ini, sisi N mendapat polaritas tegangan lebih besar dari sisi P.

Gb.14  Dioda dengan Bias Negatif

Maka tidak akan terjadi perpindahan elektron atau aliran hole dari P ke N maupun sebaliknya. Karena baik hole dan elektron masing-masing tertarik ke arah kutup berlawanan. Bahkan lapisan deplesi (depletion layer) semakin besar dan menghalangi terjadinya arus.

Dioda hanya dapat mengalirkan arus satu arah saja. Dengan tegangan bias maju yang kecil saja dioda sudah menjadi konduktor. Tidak serta merta diatas 0 volt, tetapi memang tegangan beberapa volt diatas nol baru bisa terjadi konduksi. Ini disebabkan karena adanya dinding deplesi (deplesion layer). Untuk diode yang terbuat dari bahan Silikon tegangan konduksi adalah diatas 0.7 volt. Kirakira 0.2 volt batas minimum untuk dioda yang terbuat dari bahan Germanium.

Gambar.15.karakteristik dioda

Sebaliknya untuk bias negatif dioda tidak dapat mengalirkan arus, namun memang ada batasnya. Sampai beberapa puluh bahkan ratusan volt baru terjadi breakdown, dimana dioda tidak lagi dapat menahan aliran elektron yang terbentuk di lapisan deplesi.

Gb.16  Gambar fisik Dioda

3.6  Light Emiting Dioda (LED

Dioda cahaya atau lebih dikenal dengan sebutan LED (light-emitting diode) adalah suatu semikonduktor yang memancarkan cahaya monokromatik yang tidak koheren ketika diberi tegangan maju. Gejala ini termasuk bentuk elektroluminesensi. Warna yang dihasilkan bergantung pada bahan semikonduktor yang dipakai, dan bisa juga dekat ultraviolet, tampak, atau inframerah.

Gb.17  Simbol LED

Sebuah LED adalah sejenis dioda semikonduktor istimewa. Seperti sebuah dioda normal, dia terdiri dari sebuah chip bahan semikonduktor yang diisi penuh, atau di-dop, dengan ketidakmurnian untuk menciptakan sebuah struktur yang disebut p-n junction. Pembawa muatan elektron dan lubang mengalir ke junction dari elektroda dengan voltase berbeda. Ketika elektron bertemu dengan lubang, dia jatuh ke tingkat energi yang lebih rendah, dan melepas energi dalam bentuk photon.

Panjang gelombang dari cahaya yang dipancarkan, dan oleh karena itu warnanya, tergantung dari energi bandgap dari bahan yang membentuk pn junction. Sebuah dioda normal, biasanya terbuat dari silikon atau germanium, memancarkan cahaya tampak dekat-inframerah, tetapi bahan yang digunakan untuk sebuah LED memiliki energi bandgap antara cahaya dekat-inframerah, tampak, dan dekat-ultraungu.

Cara Kerja LED

Karena LED adalah salah satu jenis dioda maka LED memiliki 2 kutub yaitu anoda dan katoda. Dalam  hal ini LED akan menyala bila ada arus listrik mengalir dari  anoda menuju katoda. Pemasangan kutub LED tidak boleh terebalik karena apabila terbalik kutubnya maka LED tersebut tidak akan menyala.

Led memiliki karakteristik yang berbeda-beda menurut warna yang dihasilkan. Semakin tinggi arus yang mengalir pada led maka semakin terang pula cahaya yang dihasilkan, namun perlu diperhatikan bahwa besarnya arus yang diperbolehkan 10ma - 20mA dan pada tegangan 1,6V –  3,5 V menurut karakter warna dihasilkan. Apabila arus yang mengalir lebih dari 20mA maka led akan terbakar. Untuk menjaga agar LED tidak terbakar perlu kita gunakan resistor sebagai penghambat arus.

Gb.19  Gambar LED.

Bahan semikonduktor yang sering digunakan dalam pembuatan LED adalah:

1.         Ga As (Galium Arsenide,) meradiasikan sinar infra merah,

2.         Ga As P (Galium Arsenide Phospide) meradiasikan warna merah dan kuning,

3.         Ga P (Galium Phospide) meradiasikan warna merah dan kuning.

3.7   Cara Menggunakan Multimeter

       Keterangan :

1.        Zero Correction (Pengenolan Jarum)

>>  Untuk mengenolkan Jarum pada posisi kiri

2.        Range Selector

>>  Untuk memilih range/batasan hambatan, tegangan atau arus

3.        Measuring Terminal

4.        Series Condenser

5.        Ohm Adjust

>>  Untuk mengenolkan jarum saat melakukan pengukuran hambatan

Pengukuran Hambatan (ohm)

1.      Perhatikan (lihat) kondisi AVO baik atau rusak bodynya 

2.      Nolkan jarum AVO pada posisi sebelah kiri dengan menggunakan Ohm Zero Correction dengan cara memutar ke kiri atau ke kanan agar jarum tersebut benar-benar ke angka nol sebelah kiri

3.      Posisikan Range Selector pada x1 Ω, x10, x100, x1k, atau x10k selanjutnya tempelkan ujung kabel negatif dan positif. Nolkan jarum AVO tepat pada angka nol sebelah kanan dengan menggunakan ohm adjust.

“Baik tidaknya range selector x1 Ω, x10 Ω, x100 Ω, pegang ujung negatif dan positif, jarum harus tidak bergerak”.

4.      Pada dasarnya untuk pengukuran, Range Selector ohm meter harus betul-betul diperhatikan, yaitu setiap memindahkan range selector ke masing-masing nilai ohm terlebih dahulu ujung taspinnya disatukan / dihubungkan. Sambil melihat jarum AVO menunjukkan kurang atu lebih dari angka nol disebelah kanan. Kurang atau lebihnya jarum tersebut kita atur dengan tombol ohm adjusting knop kearah kiri atau kanan sehingga jarum AVO tersebut benar-benar ke posisi angka nol.

5.     
Setiap mau mengukur posisi ohm hendaknya letakkan range selector pada skala yang paling kecil.

Cara Membaca Skala Ohm

Pengukuran tegangan DC volt dan AC volt. Cara Membaca Skala Volt Tegangan AC maupun DC.

1.      Range selector 0,1v

Skala baca dari 0~10

Jarum maximal 0,1v (10:100:0,1)

Sedangkan perkolomnya diambil dari angka 1 >> 1 disini= 1/100= 0,01

Jadi 0,01 dibagi 5 kolom >> 1/100:5= 1/100×1/5=1/500= 0,02v

2.      Range selector 0,5v

Skala baca dari 0~50

Jarum maximal 0,5v (50:100:0,5)

Sedangkan perkolomnya diambil dari angka 10 >> 10 disini= 10/100= 0,1

Jadi 0,1 dibagi 10 kolom >> 10/100:10= 1/10×1/10=1/100= 0,01v

3.      Range selector 2,5v

Skala baca dari 0~250

Jarum maximal 2,5v (250:100:2,5)

Sedangkan perkolomnya diambil dari angka 50 >> 50 disini= 50/100= 0,5

Jadi 0,5 dibagi 10 kolom >> 50/100:10= 1/2×1/10=1/20= 0,02v

4.      Range selector 10v

Skala baca dari 0~10

Jarum maximal 10v

Sedangkan perkolomnya diambil dari angka 1 >> 1 disini= 1/1= 1

Jadi 1 dibagi 5 kolom >> 1:5= 1×1/5=1/500= 0,02v

5.      Range selector 50v

Skala baca dari 0~50

Jarum maximal 50v

Sedangkan perkolomnya diambil dari angka 10 >> 10 disini= 10/1= 10

Jadi10 dibagi 10 kolom >> 10/10= 1v

6.      Range selector 250v

Skala baca dari 0~250

Jarum maximal 250v

Sedangkan perkolomnya diambil dari angka 50 >> 50 disini= 1×50= 50

Jadi 50 dibagi 10 kolom >> 50/10= 5v

7.      Range selector 1000v

Skala baca dari 0~10 (10×100= 1000)

Jarum maximal 1000v

Sedangkan perkolomnya diambil dari angka 1 >> 1 disini= 1×100= 100

Jadi 100 dibagi 5 kolom >> 100/5= 20v

3.8   Bread Board

Project Board atau yang sering disebut sebagai BreadBoard adalah dasar konstruksi sebuah sirkuit elektronik dan merupakan prototipe dari suatu rangkaian elektronik. Di zaman modern istilah ini sering digunakan untuk merujuk pada jenis tertentu dari papan tempat merangkai komponen, dimana papan ini tidak memerlukan proses menyolder ( langsung tancap ).

Karena papan ini solderless alias tidak memerlukan solder sehingga dapat digunakan kembali, dan dengan demikian dapat digunakan untuk prototipe sementara serta membantu dalam bereksperimen desain sirkuit elektronika. Berbagai sistem elektronik dapat di prototipekan dengan menggunakan breadboard, mulai dari sirkuit analog dan digital kecil sampai membuat unit pengolahan terpusat (CPU).

Secara umum breadbord memiliki jalur seperti berikut ini :

Penjelasan :

·         2 Pasang jalur Atas dan bawah terhubung secara horisontal sampai ke bagian tengah dari breadboard. Biasanya jalur ini digunakan sebagai jalur power atau jalur sinyal yg umum digunakan seperti clock atau jalur komunikasi.

·         lobang komponen di tengah merupakan tempat merangkai komponen. Jalur ke 5 lobang ini terhubung vertikal sampai bagian tengah dari breadboard.

·         Pembatas tengah breadboard digunakan sebagai tempat menancapkan komponen IC

3.9   Power Supply

        Power Supply adalah perangkat keras yang berfungsi untuk menyuplai tegangan langsung kekomponen dalam casing yang membutuhkan tegangan, misalnya motherboard, hardisk, kipas, dll. Input power supply berupa arus bolak-balik (AC) sehingga power supply harus mengubah tegangan AC menjadi DC (arus searah), karena hardware komputer hanya dapat beroperasi dengan arus DC. Power supply berupa kotak yang umumnya diletakan dibagian belakang atas casing.

3.10  Lux meter

 Alat ukur cahaya (lux meter) adalah alat yang digunakan untuk mengukur besarnya intensitas cahaya di suatu tempat. Besarnya intensitas cahaya ini perlu untuk diketahui karena pada dasarnya manusia juga memerlukan penerangan yang cukup. Untuk mengetahui besarnya intensitas cahaya ini maka diperlukan sebuah sensor yang cukup peka dan linier terhadap cahaya. Sehingga cahaya yang diterima oleh sensor dapat diukur dan ditampilkan pada sebuah tampilan digital.

Lux meter digunakan untuk mengukur tingkat iluminasi. Hampir semua lux meter terdiri dari rangka, sebuah sensor dengan sel foto, dan layer panel. Sensor diletakkan pada sumber cahaya. Cahaya akan menyinari sel foto sebagai energi yang diteruskan oleh sel foto menjadi arus listrik. Makin banyak cahaya yang diserap oleh sel, arus yang dihasilkan lebih besar. Kunci untuk mengingat tentang cahaya adalah cahaya selalu membuat beberapa jenis perbedaan warna pada panjang gelombang yang berbeda. Oleh karena itu, pembacaan merupakan kombinasi efek dari semua panjang gelombang.

3.11  Kapasitor Elektrolit

Kapasitor elektrolit adalah sebuah kapasitor yang memiliki polaritas. Sehingga untuk pemasangan komponen pada rangkaian harus memperhatikan polaritas pada kaki-kakinya, antara kutub positif dan kutub negatif.Jika terjadi kesalahan pemasangan pada rangkaian maka dapat menyebabkan kerusakan pada komponen lainnya yang terdapat didalam rangkaian tersebut. Salah satu comtoh kapasitor elektrolit adalah ELCO (Electrilyte Condensator).

Pada umumnya nilai kapasitansi dari kapasitor tetap dapat dilihat dari label permukaannya. Hanya saja ada perbedaan dalam pembacaan nilai dari masing-masing jenis kapasitor. Pada kapasitor elektrolit, untuk mengetahui nilai kapasitansinya cukup dengan membaca langsung label yang sudah tersedia dan umumnya disusun dalam satuan mikro Farad (μF) dan dilengkapi dengan batas tegangan kerjanya.

Ada dua cara untuk membaca nilai kapasitansi yang terdapat pada badan kapasitor non-elektrolit.Untuk kapasitor non-elektrolit yang pada badannya tertera tiga angka,cara membacanya sebagai berikut. Angka pertama dan kedua adalah variabel nilai, sedangkan angka ketiga adalah faktor kali. Adapun satuan yang digunakan adalah pico Farad (pF).

3.12  Relay

    Relay adalah komponen elektronika berupa saklar elektronika yang digerakkan oleh arus listrik.  Secara prinsip, relay merupakan tuas saklar dengan lilitan kawat pada batang besi (solenoid) di dekatnya. Ketika solenoid dialiri arus listrik, tuas akan tertarik kerena adanya gaya magnet yang terjadi pada solenoid sehingga kontak saklar akan menutup. Pada saat arus dihentikan, gaya magnet akan hilang, tuas akan kembali ke posisi semula dan kontak saklar kembali terbuka. 

     

Relay biasanya digunakan untuk menggerakkan arus/tegangan yang besar (misalnya peralatan listrik 4 ampere AC 220V) dengan memakai arus/tegangan yang kecil (misalnya 0.1 ampere 12 Volt DC). Dalam pemakaiannya biasanya relay yang digunakan dengan arus DC dilengkapi dengan dioda yang di-paralel dengan lilitannya dan dipasang terbalik yaitu anoda pada tegangan (-) dan katoda pada tegangan (+). Ini bertujuan untuk mengantisipasi sentakan listrik yang terjadi pada saat relay berganti posisi dari on ke off agar tidak merusak komponen di sekitarnya.  

IV.     Langkah Kerja

1.    Menyiapkan alat dan bahan

2.    Membuat rangkaian sesuai dengan gambar rangkaian pada project board

3.    Menghubungkan power supply,lalu menyalakan power supply tersebut

4.        Mengatur potensio 100K dan 50K sampai ditemukan LED menyala atau mati pada kondisi gelap atau terang (cahaya senter untuk kondisi terang dan menutup sensor untuk kondisi gelap)

5.        Jika sudah ditemukan kondisi LED dapat menyala atau mati pada kondisi gelap atau terang, selanjutnya mematikan power supply

6.        Mengukur nilai potensio tersebut dengan melepasnya dari rangkaian

7.        Mengukur nilai resistansi potensio tersebut dengan menggunakan AVO pada kondisi ohm

8.        Catat hasil pada tabel pengamatan

V.        Gambar Rangkaian

VI.    Data Hasil

Tabel hasil pecobaan

LUX	Nilai Resistor 50K	Nilai Resistor 100K
50	40 kΩ	100 kΩ
200	300 kΩ	9 kΩ
500	0.07 kΩ	0.5 kΩ
900	0.3 kΩ	7 kΩ

VII.                     Analisis dan Grafik

 Analisis

     Besar resistansi pada potensio dipengaruhi oleh banyaknya jumlah cahaya yang diterima oleh LDR. Jika cahaya yang diterima sedikit, maka resistansi pada potensio 100k besar dan menghambat tegangan input

-          Komparator sebagai pembanding nilai tegangan yang keluar melalui potensio 50K dengan tegangan yang keluar dari potensio 100K

-          Jika tegangan dari potensio 50K lebih besar dari potensio 100K, maka tegangan dari 50K diloloskan dan keluar untuk memicu transistor  sehingga relay bekerja.

-          Disini jika LDR mendapat cahaya yang banyak maka nilai resistansinya akan menjadi kecil, sebaliknya jika LDR tidak mendapatkan cahaya maka nilai resistansinya besar.

 Grafik

VIII.            Kesimpulan

   Setelah melakukan praktikum, kita dapat menarik beberapa kesimpulan antara lain  membandingkan antara gelap dan terang :

v  Apabila keadaan terang LED mati : tegangan yang melewati LDR lebih besar kemudian komparator bekerja sehingga dapat menghidupkan relay

v  Apabila keadaan gelap LED menyala : tegangan tidak melewati LDR kemudian komparator tidak bekerja sehingga tidak dapat menghidupkan relay

IX.                  Tugas

1.      Bagaimana prinsip kerja pada rangakaian lampu otomatis tersebut?

2.      Apa fungsi dioda pada rangkaian tersebut?

3.      Apa fungsi kapasitor pada rangkaian tersebut?

4.      Buatlah rangkaian otomatis dengan output lampu AC 220 V.

Jawab:

1.       Prinsip kerja dari rangkaian ini adalah jika sensor atau LDR bearada di tempat terang atau mendapatkan banyak cahaya maka LED akan mati. Sebaliknya jika sensor ( LDR ) berada di tempat yang gelap atau tidak mendapatkan cahaya, maka LED secara otomatis akan menyala.

2.      Dioda digunakan untuk mengontrol koil pada relay, disaat bias reverse tegangan diparalel ke koil relay agar relay dapat bekerja.

3.      Kapasitor pada rangkaian ini berfungsi sebagai penyimpan muatan listrik untuk mengurangi lonjakan arus saat LED menyala

4.     
 Gambar rangkaian :