a. Mengatahui dan memahami prinsip kerja sensor
phototransistor dan photodiode pada rangkaian lampu otomatis.
b. Mengaplikasikan sensor Phototransistor dan Photodioda sebgai sensor cahaya Dalam menghidupkan lampu secara Otomatis.
2. Alat dan Bahan [KEMBALI]
a.
Resistor
Resistor merupakan komponen elektronika yang berguna untuk
menghambat aliran arus listrik sehingga tidak terjadi short circuit. mempunyai
resistansi yang berbeda beda sesuai kebutuhan.
Resistor disebut juga dengan tahanan atau hambatan, berfungsi untuk menghambat arus listrik yang melewatinya. Satuan harga resistor adalah Ohm. ( 1 M: (mega ohm) = 1000 K: (kilo ohm) = 106 : (ohm)). Kebanyakan rangkaian listrik menggunakan penghantar berupa kawat tembaga, karena tembaga adalah bahan penghantar yang baik. Akan tetapi , sejumlah sambungan pada rangkaian listrik memerlukan tahanan listrik yang lebih besar oleh sebab itu perlu menggunakan tahan atau resistor. Foto dibawah ini memperlihatkan resistor tersebut.
b. Phototransistor
Phototransistor merupakan sensor cahaya yang dapat digunakan untuk aplikasi dengan cahaya infra merah dan cahaya matahari. Photo transistor dapat dioperasikan secara langsung untuk mendapatkan logika output dari perubahan cahaya yang diterima oleh photo transistor tersebut atau dengan menambahkan penguat transistor untuk meningkatkan performa dan kecepatan respon photo transistor.
c.
Transistor
Transistor adalah komponen semikonduktor yang memiliki berbagai macam fungsi seperti sebagai penguat, pengendali, penyearah, osilator, modulator dan lain sebagainya. Transistor merupakan salah satu komponen semikonduktor yang paling banyak ditemukan dalam rangkaian-rangkaian elektronika.
d.
Lampu
Lampu adalah Komponen yang digunakan untuk diamati adanya arus yang mengalir dari altenator saat switch pindah kekanan dan lampu mati saat switch pindah kekiri.
e.
Relay
Relay adalah komponen elektronika yang berupa saklar atau switch elektrik yang dioperasikan menggunakan listrik. Relay disebut sebagai komponen electromechanical karena terdiri dari dua bagian utama yaitu coil atau elektromagnet dan kontak saklar atau mekanikal.Komponen relay menggunakan prinsip elektromagnetik sebagai penggerak kontak saklar, sehingga dengan menggunakan arus listrik yang kecil atau low power, dapat menghantarkan arus listrik yang memiliki tegangan lebih tinggi.
f.
Altenator
Merupakan sumber daya yang mengalir pada Lampu. sumber yang digunakan yaitu arus bolak balik atau arus AC. dimana sumber ini tidak memperhatikan polaritas gelombangnya (tidak dwi kutub).
g.
Photodiode
Komponen Elektronika yang dapat mengubah cahaya menjadi arus listrik. Dioda Foto merupakan komponen aktif yang terbuat dari bahan semikonduktor dan tergolong dalam keluarga Dioda.
h. LED RED
Komponen elektronika yang dapat memancarkan cahaya monokromatik ketika diberikan tegangan maju. LED merupakan keluarga Dioda yang terbuat dari bahan semikonduktor. Warna-warna Cahaya yang dipancarkan oleh LED tergantung pada jenis bahan semikonduktor yang dipergunakannya. LED juga dapat memancarkan sinar inframerah yang tidak tampak oleh mata seperti yang sering kita jumpai pada Remote Control TV ataupun Remote Control perangkat elektronik lainnya.
3. Dasar Teori [KEMBALI]
a.
Photodiode
Photodiode atau dalam bahasa Indonesia disebut dengan Dioda Foto adalah komponen Elektronika yang dapat mengubah cahaya menjadi arus listrik. Dioda Foto merupakan komponen aktif yang terbuat dari bahan semikonduktor dan tergolong dalam keluarga Dioda. Seperti Dioda pada umumnya, Photodiode atau Dioda Foto ini memiliki dua kaki terminal yaitu kaki terminal Katoda dan kaki terminal Anoda, namun Dioda Foto memiliki Lensa dan Filter Optik yang terpasang dipermukaannya sebagai pendeteksi cahaya. Photodioda dibuat dari semikonduktor dengan bahan yang populer adalah silicon ( Si) atau galium arsenida ( GaAs), dan yang lain meliputi InSb, InAs, PbSe. Material ini menyerap cahaya dengan karakteristik panjang gelombang mencakup: 2500 Å – 11000 Å untuk silicon, 8000 Å – 20,000 Å untuk GaAs.
Cahaya yang dapat dideteksi oleh
Dioda Foto diantaranya seperti Cahaya Matahari, Cahaya Tampak, Sinar
Inframerah, Sinar Ultra-violet hingga sinar X. Oleh karena itu, Photodiode atau
Dioda Foto yang dapat mendeteksi berbagai Cahaya ini telah banyak diaplikasikan
ke berbagai perangkat Elektronika dan listrik seperti Penghitung Kendaraan,
Sensor Cahaya Kamera, Alat-alat medis, Scanner Barcode dan peralatan keamanan.
Prinsip kerja photodioda :
·
Cahaya yang diserap oleh photodiode
·
Terjadinya pergeseran foton
·
Menghasilkan pasangan electron-hole
dikedua sisi
·
Electron menuju [+] sumber
& hole menuju [-] sumber
· Sehingga arus akan mengalir di dalam rangkaian
Saat photodiode terkena
cahaya, maka akan bersifat sebagai sumber
tegangan dan nilai resistansinya akan menjadi kecil.
Saat photodiode tidak
terkena cahaya, maka nilai resistansinya akan
besar atau dapat diasumsikan tak hingga.
Karakteristik photo
dioda
·
Photodioda
mempunyai respon 100 kali lebih cepat daripada phototransistor
·
Dikemas dengan
plastik transparan yang juga berfungsi sebagai lensa. Lensa tsb lebih dikenal
sebagai ‘lensa fresnel’ dan ‘optical filter’
·
Penerima infra
merah juga dipengaruhi oleh ‘active area’ dan ‘respond time’
Aplikasi
·
Diode sebagai
kondisi open circuit jika dianalogikan seperi sakelar
·
Photodiode sebagai
close circuit jika dianalogikan seperti sakelar
b.
Phototransistor
Prinsip
Kerja Photo Transistor
Cara kerja Photo Transistor atau Transistor Foto hampir sama
dengan Transistor normal pada umumnya, dimana arus pada Basis Transistor
dikalikan untuk memberikan arus pada Kolektor. Namun khusus untuk Photo
Transistor, arus Basis dikendalikan oleh jumlah cahaya atau inframerah yang
diterimanya. Oleh karena itu, pada umumnya secara fisik Photo Transistor hanya
memiliki dua kaki yaitu Kolektor dan Emitor sedangkan terminal Basisnya
berbentuk lensa yang berfungsi sebagai sensor pendeteksi cahaya.
Pada prinsipnya, apabila Terminal Basis pada Photo
Transistor menerima intensitas cahaya yang tinggi, maka arus yang mengalir dari
Kolektor ke Emitor akan semakin besar.
Kelebihan
dan Kelemahan Phototransistor
Meskipun Phototransistor memiliki berbagai kelebihan, namun bukan
juga tanpa kelemahan. Berikut ini adalah beberapa Kelebihan dan kelemahan
Phototransistor :
Ø Kelebihan Photo Transistor
§ Photo Transistor menghasilkan arus yang lebih tinggi jika
dibandingkan dengan Photo Diode.
§ Photo Transistor relatif lebih murah, lebih sederhana dan
lebih kecil sehingga mudah untuk diintegrasikan ke berbagai rangkaian
elektronika.
§ Photo Transistor memiliki respon yang cepat dan mampu
menghasilkan Output yang hampir mendekati instan.
§ Photo Transistor dapat menghasilkan Tegangan, sedangkan
Photoresistor tidak bisa.
Ø Kelemahan Photo Transistor
§ Photo Transistor yang terbuat dari Silikon tidak dapat
menangani tegangan yang melebihi 1000Volt
§ Photo Transistor sangat rentan terhadap lonjakan listrik
yang mendadak (electric surge).
§ Photo Transistor tidak memungkin elektron bergerak sebebas
perangkat lainnya (contoh: Tabung Elektron).
c.
Resistor
Berfungsi untuk menghambat atau membatasi
aliran listrik yang mengalir dalam suatu rangkaian elektronika. Cara
menghitung nilai dari resistor yaitu dengan melihat warna pita dari resistor
tersebut. Umumnya resistor memiliki 4 sampai 6 pita.
4. Prosedur Percobaan dan Rangkaian Simulasi [KEMBALI]
Pada Siang Hari (Ada sumber cahaya) Maka Lampu akan redup
Pada Malam Hari (tidak ada cahaya) maka lampu menyala
5. Prinsip Kerja [KEMBALI]
Saat sumber mengalirkan arus dan phototransistor menerima
cahaya maka ada arus yang mengalir ke base phototransistor sehingga arus dapat
mengalir dari kolektor ke emitter dan akan mengalir ke LED sehingga LED hidup,
karena LED hidup maka akan mempengaruih nilai resistansi dari photodiode karena
R4 mendapat tegangan sehingga base transistor 2N222 mendapat bias maju dari R4
ini, agar relay aktif maka arus dari kolektor transistor 2N222 harus terhubung
ke emitter lalu ke ground,karena resistansi dari photodiode kecil menyebabkan
photodiode dialiri arus dan kemudian masuk ke ground sehingga terbentuk
rangkaian tertutup karena relay aktif dan switch pindah kekiri maka lampu akan
mati.
saat phototransistor tidak menerima cahaya maka tidak ada arus yang mengalir melalui base phototransistor sehingga sehingga arus dari VCC tidak terhubung ke emitter sehingga led tidak menyala karena LED tidak menyala maka tidak akan mempengaruih nilai resistansi dari photodiode dan arus tidak mengalir ke base transistor 2N222 sehingga transistor tidak aktif akibat nya arus di kolektor tidak terhubung ke emitter dan switch akan pindah ke kanan sehingga lampu menjadi hidup karena mendapatkan arus dari altenator
6. Video Simulasi [KEMBALI]
7. Link Download [KEMBALI]
Download Video disini
Download HTML disini
Download Simulasi Rangkaian disini
Download Data Sheet Phototransistor disini
Download Data Sheet Photodiode disini
Download Data Sheet Transistor disini
Tidak ada komentar:
Posting Komentar