Blog Kuliah Teknik Elektro

Tugas 3

Membuat Rangkaian Sensor LDR dan LM358

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

RANGAKIAN INI DIAMBIL DARI GAMBAR PADA HALAMAN

1.Tujuan [kembali] :

Mengetahui Rangkaian Sensor LDR dan LM358
Mengetahui Fungsi sensor LDR

2. Alat Dan Bahan [kembali]

Alat :

a. Sensor LDR

spesifikasi dari sensor cahaya LDR, sebagai berikut :

Tegangan maksimum (DC): 150V
Konsumsi arus maksimum: 100mW
Tingkatan Resistansi/Tahanan : 10Ω sampai 100KΩ
Puncak spektral: 540nm (ukuran gelombang cahaya)
Waktu Respon Sensor : 20ms – 30ms
Suhu operasi: -30° Celsius – 70° Celcius

b. LM358

Fitur dan spesifikasi LM358 Dual Op-Amp IC

Terintegrasi dengan dua Op-Amps dalam satu paket
Rentang catu daya yang luas

Pasokan singe - 3V hingga 32V
Pasokan ganda - ± 1.5V hingga ± 16V

Arus Pasokan Rendah - 700uA
Pasokan tunggal untuk dua op-amp memungkinkan pengoperasian yang andal
Output yang dilindungi sirkuit pendek
Suhu lingkungan pengoperasian - 0˚C hingga 70˚C
Suhu pin solder - 260 ˚C (selama 10 detik - ditentukan)
Paket yang tersedia: TO-99, CDIP, DSBGA, SOIC, PDIP, DSBGA

Bahan :

a. LED-Blue

Tegangan LED menurut warna yang dihasilkan:

Infra merah : 1,6 V.
Merah : 1,8 V – 2,1 V.
Oranye : 2,2 V.
Kuning : 2,4 V.
Hijau : 2,6 V.
Biru : 3,0 V – 3,5 V.
Putih : 3,0 – 3,6 V.
Ultraviolet : 3,5 V

b. Resistor

Empat buah cincin berwarna dipergunakan untuk menyatakan nilai tahanan sebuah resistor tetap. Cincin ini ditempatkan saling dekat di salah satu ujung badan resistor. Warna tiap-tiap cincin mempresentasikan sebuah bilangan Disamping empat buah cincin tersebut terdapat lagi sebuah cincin pada bagian ujung resistor yang mempresentasikan toleransi

Cincin 1 orange berarti: 3

Cincin 2 orange berarti: 3

Cincin 3 putih berarti: 9

Cincin 4 hitam berarti pengalinya 100 = 1

Cincin 5 coklat berarti toleransinya = 1%

Maka nilai resistor tersebut adalah = 339 x 1 = 339 ± 3,39 Ohm

Atau berkisar antara: 335,61 ÷ 442,39 Ohm.

c. Potensiometer

Sebuah Potensiometer (POT) terdiri dari sebuah elemen resistif yang membentuk jalur (track) dengan terminal di kedua ujungnya. Sedangkan terminal lainnya (biasanya berada di tengah) adalah Penyapu (Wiper) yang dipergunakan untuk menentukan pergerakan pada jalur elemen resistif (Resistive). Pergerakan Penyapu (Wiper) pada Jalur Elemen Resistif inilah yang mengatur naik-turunnya Nilai Resistansi sebuah Potensiometer. Elemen Resistif pada Potensiometer umumnya terbuat dari bahan campuran Metal (logam) dan Keramik ataupun Bahan Karbon (Carbon).

3. Dasar Teori [kembali]

a. Sensor LDR

Nilai tahanan resistor yang di pengaruhi oleh cahaya merupakan salah satu komponen resistor yang nilai resistansinya akan berubah-ubah sesuai dengan intensitas cahaya yang mengenai sensor ini. LDR juga dapat digunakan sebagai sensor cahaya. Perlu diketahui bahwa nilai resistansi dari sensor ini sangat bergantung pada intensitas cahaya. Semakin banyak cahaya yang mengenainya, maka akan semakin menurun nilai resistansinya. Sebaliknya jika semakin sedikit cahaya yang mengenai sensor (gelap), maka nilai hambatannya akan menjadi semakin besar sehingga arus listrik yang mengalir akan terhambat.

Umumnya Sensor LDR memiliki nilai hambatan 200 Kilo Ohm pada saat dalam kondisi sedikit cahaya (gelap), dan akan menurun menjadi 500 Ohm pada kondisi terkena banyak cahaya. Tak heran jika komponen elektronika peka cahaya ini banyak diimplementasikan sebagai sensor lampu penerang jalan, lampu kamar tidur, alarm dan lain-lain.

LDR berfungsi sebagai sebuah sensor cahaya dalam berbagai macam rangkaian elektronika seperti saklar otomatis berdasarkan cahaya yang jika sensor terkena cahaya maka arus listrik akan mengalir(ON) dan sebaliknya jika sensor dalam kondisi minim cahaya(gelap) maka aliran listrik akan terhambat(OFF). LDR juga sering digunakan sebagai sensor lampu penerang jalan otomatis, lampu kamar tidur, alarm, rangkaian anti maling otomatis menggunakan laser, sutter kamera otomatis, dan masih banyak lagi yang lainnya

b. LM358

Rangkaian universal pre-amplifier dengan LM358 digunakan untuk memperbaiki atau mengoreksi sinyal yang lemah seperti berasal dari microphone sebelum diumpankan ke mixer. Cara menggunakannya cukup mengatur level gain dengan memutar trimpot RV1. Kamu bisa menggantinya dengan potensiometer.

LM358 sendiri merupakan dual op-amp 8 pin dengan daya rendah dapat mengunakan catu tunggal mulai dari 3V sampai 32V. Daya rendah berarti IC op-amp ini dapat menggunakan baterai. LM358 juga banyak diandalkan penggiat elektronika audio yang suka merakit rangkaian pre-amplifier.

Universal pre-amplifier memiliki spesifikasi antara lain
Jangkauan frekuensi 20Hz sampai 20KHz +/-3dB
Sinyal input maksimum 40mV
Pengaturan tingkat gain maksimum 40dB
Tegangan kerja 10V sampai 30VDC / 10mA

Dianjurkan untuk menggunakan power supply yang telah teregulasi dengan baik. Gambar dibawah adalah rangkaian universal pre-amplifier dengan LM358 memiliki dua tingkt penguatan. Tingkat pertama atau tingkat input sebagai buffer amplifier dengan impedansi tinggi agar tidak membebani sumber sinyal. Selanjtunya tingkat output yang dapat mengatur penguatan hingga 100 kali.

c. LED-Blue

Light Emitting Diode atau yang sering disingkat LED merupakan sebuah komponen elektromagnetik yang dapat memancarkan cahaya monokromatik melalui tegangan maju. LED terbuat dari bahan semi konduktor yang merupakan keluarga dioda. LED dapat memancarkan berbagai warna, tergantung dari bahan semikonduktor yang digunakan. LED juga dapat memancarkan cahaya inframerah yang tak tampat, seperti pada remote TV.

Bentuk dari LED sendiri mirip dengan lampu bohlam. Dengan bentuknya yang kecil, sehingga dapay dipasangkan dengan mudah ke berbagai perangkat elektronika. Tak seperti lampu pijar, LED tidak menimbulkan panas dalam mnghasilkan cahaya. Hal tersebut dikarenakan LED tidak memerlukan pembakaran filamen. Oleh karena itu LED saat ini banyak digunakan dalam perangkat elektronik, seperti sebagai lampu penerangan pada LCD TV.

CARA KERJA LED

Cara kerja dari LED hampir sama dengan keluarga dioda yang memiliki dua kutub, yaitu Kutub Positif (P) dan Kutub Negatif (N). LED hanya akan memancarkan cahaya apabila dialiri tegangan maju (bias foward) dari Anoda ke Katoda.

LED sendiri terdiri atas sebuah chip semikonduktor yang didopping, sehingga menciptakan junction antara kutub P dan kutub N. Proses dopping dalam semikonduktor adalah proses untuk menambahkan impurity / ketidakmampuan pada semikonduktr yang murni, sehingga dapat emnghasilkan karakteristik kelistrikan yang diinginkan.

Dikarenakan teknologi LED yang dapat menghasilkan cahaya tanpa menimbulkan panas, sehingga banyak digunakan dalam berbagai perangkan elektronik. Terdapat juga kelebihan LED lainnya yaitu tahan lama, tidak mengandung bahan berbahaya seperti merkuri, dan hemat listrik serta bentuknya yang kecil. LED sangat popular dalam bidang pencahayaan.

Terutama pada era digital saat ini, media advertising mulai menggunakan teknologi LED. Salah satunya yaitu Videotron atau Megatron. Bisa juga disebut LED Videotron merupakan sebuah media advertising digital yang dapat menyampaikan informasi (iklan) dengan tampilan yang berbeda dengan media advertising konvensional lainnya. Jangkauan pengelihatan yang dapat dijangkau oleh Videotron jauh lebih canggih dan menarik dengan tampilan yang lebar dan memiliki jarak pandang maupun sudut pandang yang cukup baik dari jarak 40 hingga 200 meter.

Saat ini kita bisa menemui beberapa Videotron terpampang di jalan-jalan utama kota besar, di Mall, Bandara,Rumah Sakit menggunakan Modul dengan 3 Type Pixel Pitch : 10 mm, 12.5 mm dan 16 mm. Dengan LED Full Color (RGB) modul-modul LED disusun menjadi satu kesatuan dalam 1 Kabinet. Dengan penggunaan Outdoor, Videotron mempunyai Visibility Range antara 15 – 270 meter. Brightness yang dihasilkan sangat tinggi sehingga mampu menampilkan gambar pada siang hari, karena Brightness atau kecerahannya bisa mencapai 10,000 Candela.

d. Resistor

Resistor atau hambatan yaitu salah satu komponen elektronika yang punya nilai hambatan tertentu, dimana hambatan ini akan menghambat arus listrik yang mengalir melaluinya. Sebuah resistor biasanya terbuat dari bahan campuran Carbon. Tapi, gak sedikit juga resistor yang terbuat dari kawat nikrom, sebuah kawat yang punya resistansi yang cukup tinggi dan tahan pada arus kuat. Contohnya, penggunaan kawat nikrom bisa dilihat pada elemen pemanas setrika. Kalo elemen pemanas tersebut dibuka, maka ada seutas kawat spiral yang biasa disebut dengan kawat nikrom. Satuan Resistor yaiti Ohm (Ω) yang merupakan satuan SI buat Resistansi listrik.

Ada beberapa fungsi dari Resistor, yaitu:

Fungsi resistor yaitu buat membatasi arus listrik yang mengalir.
Fungsi resistor buat aplikasi DC yang membutuhkan keakuratan yang sangat tinggi. Contoh, aplikasi penggunaan resistor ini yaitu DC Measuring equipment, dan reference gulators buat voltage regulator dan decoding Network.
Fungsi resistor sebagai standart didalam verifikasi keakuratan dari suatu alat ukur resistive.
Fungsi resistor buat pengatur tegangan output pada power supplay.
Fungsi resistor buat aplikasi power, karena membutuhkan frekuensi respon yang baik, daya yang tinggi dan nilai yang lebih besar dari pada power wirewound resistor.
Fungsi resistor pembagi tegangan.

Ada beberapa karakteristik utama pada sebuah resistor, yaitu sebagai berikut

Resistanti terhadap daya listrik yang dapat boros
Koefisien suhu, desah listrik, dan induktansi.
Resistor bersifat resistif.
Terbuat dari bahan karbon.

e. Potensiometer

Potensiometer (POT) adalah salah satu jenis Resistor yang Nilai Resistansinya dapat diatur sesuai dengan kebutuhan Rangkaian Elektronika ataupun kebutuhan pemakainya. Potensiometer merupakan Keluarga Resistor yang tergolong dalam Kategori Variable Resistor. Secara struktur, Potensiometer terdiri dari 3 kaki Terminal dengan sebuah shaft atau tuas yang berfungsi sebagai pengaturnya.

Pada dasarnya bagian-bagian penting dalam Komponen Potensiometer adalah :

Penyapu atau disebut juga dengan Wiper
Element Resistif
Terminal

Berdasarkan bentuknya, Potensiometer dapat dibagi menjadi 3 macam, yaitu :

Potensiometer Slider, yaitu Potensiometer yang nilai resistansinya dapat diatur dengan cara menggeserkan Wiper-nya dari kiri ke kanan atau dari bawah ke atas sesuai dengan pemasangannya. Biasanya menggunakan Ibu Jari untuk menggeser wiper-nya.
Potensiometer Rotary, yaitu Potensiometer yang nilai resistansinya dapat diatur dengan cara memutarkan Wiper-nya sepanjang lintasan yang melingkar. Biasanya menggunakan Ibu Jari untuk memutar wiper tersebut. Oleh karena itu, Potensiometer Rotary sering disebut juga dengan Thumbwheel Potentiometer.
Potensiometer Trimmer, yaitu Potensiometer yang bentuknya kecil dan harus menggunakan alat khusus seperti Obeng (screwdriver) untuk memutarnya. Potensiometer Trimmer ini biasanya dipasangkan di PCB dan jarang dilakukan pengaturannya.

Prinsip Kerja (Cara Kerja) Potensiometer

Elemen Resistif pada Potensiometer umumnya terbuat dari bahan campuran Metal (logam) dan Keramik ataupun Bahan Karbon (Carbon). Berdasarkan Track (jalur) elemen resistif-nya, Potensiometer dapat digolongkan menjadi 2 jenis yaitu Potensiometer Linear (Linear Potentiometer) dan Potensiometer Logaritmik (Logarithmic Potentiometer).

Potensiometer sering digunakan dalam rangkaian atau peralatan Elektronika dengan fungsi-fungsi sebagai berikut :

Sebagai pengatur Volume pada berbagai peralatan Audio/Video seperti Amplifier, Tape Mobil, DVD Player.
Sebagai Pengatur Tegangan pada Rangkaian Power Supply
Sebagai Pembagi Tegangan
Aplikasi Switch TRIAC
Digunakan sebagai Joystick pada Tranduser
Sebagai Pengendali Level Sinyal

4. Percobaan [kembali]

A. Prosedur Percobaan

Untuk membuat rangkaian sensor tegangan. Pertama, siapkan alat dan bahan yang bersangkutan, di ambil dari library proteus

Letakkan semua alat dan bahan sesuai dengan posisi dimana alat dan bahan terletak.
Tepatkan posisi letak nya dengan gambar rangkaian
Selanjutnya, hubungkan semua alat dan bahan menjadi suatu rangkaian yang utuh
Lalu mencoba menjalankan rangkaian , jika tidak terjadi error, maka LED pada rangkaian akan hidup saat rangkaian dijalankan

B. Gambar Rangkaian Sensor LDR dan LM358

C. Video Rangkaian Sensor LDR dan LM358

Prinsip kerja :

Arus mengalir dari sumber 12V yang terhubung ke LDR. Ketika LDR dipengaruhi oleh intensitas cahaya yang tinggi (saing hari ),maka nilai resistansinya akan menurun sehingga mengakibatkan ada arus yang mengalir melewati LDR.Arus akan mengalir ke R1 kemudian akan di teruskan ke ground dan arus juga akan mengalir ke non-inverting pada IC LM 358. Pada IC LM 358 terjadi pembandingan antara Vin dengan Vref, dimana Vin lebih besar dari Vref karena pada Vin tidak ada resistor yang menghalangi arus yang mengalir ke non- inverting IC LM 358 sedangkan pada Vref ada potensiomter RV 1 yang besarnya bisa di ubah-ubah. Hal ini mengakibatkan Vout sama dengan +Vsat, kemudian arus akan mengalir ke R2 dan juga ke Kapasitor C1, kemudian dari R2 ke basis di Q1. Karena ada arus yg mengalir di basis Q1 sebagai pemicunya yang mengakibatkan transistor Q1 aktif,dimana arus akan mengalir dari kolektor ke emitor. Akktifnya Q1 mengakibatkan relay menjadi ON. Aktifnya relay megakibatkan lampu menjadi OFF karena rangkaian nya terputus dari sumber tegangan.

Namun ketika LDR tidak mendapatkan cahaya (malam) maka nilai resistanya akan tinggi sehingga mengakibatkan tidak ada arus yang melewati LDR ( Vin = 0 ). Hal ini mengakibtkan Vin lebih kecil dari Vref. Ktika Vref besar dari Vin maka Vout sama dengan -Vsat. Kondisi ini tidak cukup untuk mengaktifkan transistor sehingga relay juga pada kondisi OFF. Relay pada kondisi OFF mengakibatkan lampu dalam kondisi ON karena terhubung dengan sumber tegangan.

Fitur dan spesifikasi LM358 Dual Op-Amp IC

Prinsip Kerja (Cara Kerja) Potensiometer

3 komentar: