Sensor cahaya dengan LDR (saklar otomatis) sederhana

Postingan kali ini saya akan coba membagi ilmu tentang bagaimana membuat sensor cahaya yang sangat sederhana. Apa manfaatnya?.. banyak sekali aplikasi untuk sensor cahaya ini. Contohnya untuk lampu jalan yang tiba-tiba nyala sendiri ketika gelap.. keren kan? Ga usah pake sihir.. haha atau aplikasi lain bisa kita pasangkan dengan lampu rumah yang ada di teras. Jadi kalo udah gelap ya bakalan nyala sendiri.. ga usah kita “cetrekin” sendiri.. simple kan?
Nah.. sekarang kita bahas komponen yang dibutuhkan untuk membuat sensor ini. Kita Cuma butuh

1. Resistor (150 ohm)(1 buah aja)                  : nilai resistornya ga mesti 150 ohm juga gapapa, palingan Cuma ngaruh sama intensitas LEDnya. Tapi jangan terlalu kecil juga..  ntar malah bau angus lagi… haha. Cara memilih nilai resistornya saya jelaskan nanti.
2. Transistor BJT NPN (1 buah aja)                 : beli yang NPN ya.. nah, transistor ini yang nantinya berfungsi sebagai saklar otomatisnya. Kalo belum tau transistor itu makhluk apa.. hehe gampangnya sih transistor itu singkatan dari Transfer Resistor.. maksudnya nilai resistansi antara terminalnya bisa diatur. Kalo kepo sama transistor, baca sendiri aja ya.. :)
3. LDR (5mm) (1 buah aja)                                 : LDR ini yang berfungsi sebagai sensor cahayanya.. ko bisa? Hehe namanya juga LDR (Ligth Dependent Resistor) bukan Long Distance Relationship loh.. -_-. Jadi resistor yang nilainya bergantung sama intensitas cahaya. Semakin besar intensitas cahayanya, semakin kecil nilai resistansinya. Sebaliknya juga gitu.. J
4. LED(bebas mau berapa buah )                   : LED udah pada tau lah ya.. :) lampu doang juga haha

Sekarang tinggal alat yang dibutukan. Kita pakai saja project board sama yang paling penting adalah catuan DC 5 volt. Kalo ga ada yang 5 volt, kita pakai baterai yang 9 volt aja..  tapi nilai resistornya pakai yang lebih besar dari 150 ohm ya..
Ini dia skema rangkaiannya..

skema rangkaian

dan seperti ini rangkaian di project board nya

rangkaian di project board

Nah, cara kerjanya begini…
Ketika keadaan ruangan terang, resistansi pada LDR sangat kecil.. bahkan lebih kecil dibandingkan dengan resistor yang kita pakai (150 ohm). Arus mempunyai karakteristik dominan mengalir pada hambatan yang kecil dibandingkan hambatan yang besar. Analoginya seperti arus yang bakal lebih deras mengalir pada sungai dengan batuan kerikil dibandingkan sungai dengan batuan besar. Sehingga, arus akan dominan mengalir melewati LDR, sedangkan arus pada resistor 150 ohm (kaki collector)sangat sangat kecil bahkan dianggap nol. Pada kondisi inilah transistor bekerja di daerah cut off (bekerja sebagai saklar terbuka). Oleh karena itu tidak ada arus yang melewati LED sehingga LED tidak menyala seperti ditunjukkan gambar di bawah ini

transistor pada mode cut off

Berbeda jika pada keadaan ruangan gelap. Resistansi pada LDR akan sangat besar, sehingga tidak akan ada arus yang bisa mengalir melewatinya. Pada kondisi ini, rangkaian yang tersambung dengan LDR bisa kita anggap terputus dan tegangan diantara kaki collector dan emitter (Vce = 0), jadi arus dari catuan (Vcc) sepenuhnya mengalir melewati resistor 150 ohm (kaki collector) dan langsung ke LED sehingga bisa menyala. Pada kondisi ini transistor bekerja di daerah saturasi (bekerja sebagai saklar tertutup) seperti ditunjukkan gambar di bawah ini

transistor pada mode saturasi

Ok.. mudah-mudahan sampai sini udah ngerti ya.. sekarang saya jelaskan tentang penentuan nilai resistor yang dipasang.
Sebagaimana yang telah dijelaskan di atas ketika LED menyala, resistor dan LED menjadi rangkaian seri. Sekedar mengingatkan saja, pada rangkaian seri, tegangannya terbagi sedangkan arus yang mengalir adalah sama. Penentuan nilai resistor ini sangat tergantung dengan jumlah LED dan jenis LED yang digunakan. Pada percobaan kali ini saya menggunakan satu buah LED biru sebagai contoh. LED biru dapat menyala pada tegangan 3V-3.5V dan arus 20mA. Kita menggunakan catuan sebesar 5 volt.

perhitungan

Sesuai perhitungan, kita boleh saja memasang resistor 100 ohm, hanya saja ketika saya coba resistornya cepat panas. Jadi agar lebih aman, pasang resistor yang nilainya sedikit lebih besar. Sehingga terpilihlah resisor dengan nilai 150 ohm.. hehe :)