Sensor Fisika

[HOME]

DAFTAR ISI

1. Tujuan

2. Komponen

3. Dasar Teori

4. Prosedur Percobaan

5. Gambar Rangkaian

6. Video Simulasi

7. Link Download

Sun Tracker

 

 

1.    Tujuan [Kembali]

 

·       Dapat mengaplikasikan sensor LDR dan LM35

·       Digunakan untuk mendeteksi posisi matahari, sesuai arah putaran motor

 

 

 

2.    Komponen [Kembali]

 

·       Resistor

 

Resistor berfungsi sebagai penghambat arus listrik yang mengalir suatu rangkaian.

Cara menghitung nilai resistansi resistor dengan gelang warna : 

1. Masukan angka langsung dari kode warna gelang pertama.

2. Masukan angka langsung dari kode warna gelang kedua. 

3. Masukan angka langsung dari kode warna gelang ketiga.

4. Masukkan jumlah nol dari kode warna gelang keempat atau pangkatkan angka tersebut dengan 10 (10^n) dan dikalikan ke ketiga warna gelang tadi.

5. Gelang kelima ini merupakan nilai toleransi dari resistor. 

 

 

·       Sensor LDR

 

Fungsi LDR (Light Dependent Resistor) adalah untuk menghantarkan arus listrik jika menerima sejumlah intensitas cahaya (Kondisi Terang) dan menghambat arus listrik dalam kondisi gelap. Naik turunnya nilai Hambatan akan sebanding dengan jumlah cahaya yang diterimanya. Sensor  LDR terbuat dari bahan kadmium sulfida yang merupakan bahan semikonduktor yang nilai tahanan/resistansinya berubah ubah sesuai dengan intensitas cahaya yang diterima bahan tersebut.Adapun spesifikasi atau karakteristrik umum dari sensor cahaya LDR adalah sebagai berikut :

Ø  Tegangan maksimum (DC): 150V

Ø  Konsumsi arus maksimum: 100mW

Ø  Tingkatan Resistansi/Tahanan : 10Ω sampai 100KΩ

Ø  Puncak spektral: 540nm (ukuran gelombang cahaya)

Ø  Waktu Respon Sensor : 20ms – 30ms

Ø  Suhu operasi: -30° Celsius – 70° Celcius

 

 

·       Transistor NPN 2N2222

 

 

Transistor NPN mengalirkan arus negatif dari emitor menuju ke kolektor. Emitor berperan sebagai input dan kolektor berperan sebagai output apabila transistor tersebut diberikan arus positif pada basisnya.

 

·       LED

 

 

Sebagai indikator dalam rangkaian.

 

·       LM35

Sensor suhu LM35 adalah komponen elektronika yang memiliki fungsi untuk mengubah besaran suhu menjadi besaran listrik dalam bentuk tegangan.

 

·       Op Amp

 

Penguat operasional atau yang biasa disebut op-amp merupakan suatu jenis penguat elektronika dengan sambatan arus searah yang memiliki bati sangat besar dengan dua masukan dan satu keluaran. Penguat operasional pada umumnya tersedia dalam bentuk sirkuit terpadu dan yang paling banyak digunakan adalah seri 741.

 

 

·       Baterai

 

 

Sebagai sumber tegangan DC

 

 

 

3.    Dasar Teori [Kembali]

 

Sensor LDR

LDR (Light Dependent Resistor) 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.

 

Prinsip kerja LDR sangat sederhana tak jauh berbeda dengan variable resistor pada umumnya. LDR dipasang pada berbagai macam rangkaian elektronika dan dapat memutus dan menyambungkan aliran listrik berdasarkan cahaya. Semakin banyak cahaya yang mengenai LDR maka nilai resistansinya akan menurun, dan sebaliknya semakin sedikit cahaya yang mengenai LDR maka nilai hambatannya akan semakin membesar.

 

Adapun spesifikasi atau karakteristrik umum dari sensor cahaya LDR adalah 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

 

Grafik pada sensor LDR:

 

 

LM35

Sensor suhu IC LM 35 merupkan chip IC produksi Natioanal Semiconductor yang berfungsi untuk mengetahui temperature suatu objek atau ruangan dalam bentuk besaran elektrik, atau dapat juga di definisikan sebagai komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah perubahan temperature yang diterima dalam perubahan besaran elektrik. Sensor suhu IC LM35 dapat mengubah perubahan temperature menjadi perubahan tegangan pada bagian outputnya. Sensor suhu IC LM35 membutuhkan sumber tegangan DC +5 volt dan konsumsi arus DC sebesar 60 µA dalam beroperasi. Bentuk fisik sensor suhu LM 35 merupakan chip IC dengan kemasan yang berfariasi, pada umumnya kemasan sensor suhu LM35 adalah kemasan TO-92  seperti terlihat pada gambar dibawah.

 

 

Dari gambar diatas dapat diketahui bahwa sensor suhu IC LM35 pada dasarnya memiliki 3 pin yang berfungsi sebagai sumber supply tegangan DC +5 volt, sebagai pin output hasil penginderaan dalam bentuk perubahan tegangan DC pada Vout dan pin untuk Ground.

Karakteristik Sensor suhu IC LM35 adalah :

·       Memiliki sensitivitas suhu, dengan faktor skala linier antara tegangan dan suhu 10 mVolt/ºC, sehingga dapat dikalibrasi langsung dalam celcius.

·     Memiliki ketepatan atau akurasi kalibrasi yaitu 0,5ºC pada suhu 25 ºC seperti terlihat pada gambar Memiliki jangkauan maksimal operasi suhu antara -55 ºC sampai +150 ºC.

·       Bekerja pada tegangan 4 sampai 30 volt.

·       Memiliki arus rendah yaitu kurang dari 60 µA.

·      Memiliki pemanasan sendiri yang rendah (low-heating) yaitu kurang dari 0,1 ºC pada udara diam.

·       Memiliki impedansi keluaran yang rendah yaitu 0,1 W untuk beban 1 mA.

·       Memiliki ketidaklinieran hanya sekitar ± ¼ ºC.

Sensor suhu IC LM35 memiliki keakuratan tinggi dan mudah dalam perancangan jika dibandingkan dengan sensor suhu yang lain, sensor suhu LM35 juga mempunyai keluaran impedansi yang rendah dan linieritas yang tinggi sehingga dapat dengan mudah dihubungkan dengan rangkaian kontrol khusus serta tidak memerlukan seting tambahan karena output dari sensor suhu LM35 memiliki karakter yang linier dengan perubahan 10mV/°C. Sensor suhu LM35 memiliki jangkauan pengukuran -55ºC hingga +150ºC dengan akurasi ±0.5ºC. Tegangan output sensor suhu IC LM35 dapat diformulasikan sebagai berikut :

 

Vout LM35 = Temperature º x 10 mV

 

Sensor suhu IC LM 35 terdapat dalam beberapa varian sebagai berikut :

·       LM35, LM35A memiliki range pengukuran temperature  -55ºC hingga +150ºC.

·       LM35C, LM35CA memiliki range pengukuran temperature -40ºC hingga +110ºC.

·       LM35D memiliki range pengukuran temperature 0ºC hingga +100ºC. 

·       Kelebihan dari sensor suhu IC LM35 antara lain :

·       Rentang suhu yang jauh, antara -55 sampai +150ºC Low self-heating, sebesar 0.08 ºC

·       Beroperasi pada tegangan 4 sampai 30 V

·       Rangkaian menjadi sederhana Tidak memerlukan pengkondisian sinyal

 

 

 

4.    Prosedur Percoabaan [Kembali]

 

1. Siapkan alat dan bahan pada komponen yang telah disediakan

2. Baca datasheet komponen sebelum merangkai

3. Rangkai rangkaian seperti pada gambar rangkiaan

4. Variasikan nilai LM358 dan cahaya pada masing masing LDR

5. Lihat pada motor, apakah bergerak atau tidak, dan pada LED, apakah hidup atau mati 

 

 

5.    Gambar Rangkaian [Kembali]

 

 

Prinsip Kerja:

Arus  dari sumber dapat mengalir ke opm am saat LDR menerima cahaya, arus yang masuk ke opm am akan dibandingkan dengan intensitas cahaya yang diterima LDR 5, apabila tegangan lebih besar dari LDR 5, maka arus akan dilewatkan ke kaki basis transistor, saat ada arus basis maka arus kolektor dapat mengalir menuju kaki emitor, sehingga motor dapat berputar. LM35 berfungsi sebagai sensor yang mengukur suhu di sekitar panel surya, saat suhu lebih besar dari 27C maka kaki basis transistor akan on dan arus dari kolektor dapat mengalir ke emitor, sehingga tegangan dari sumber 

 

 

6.    Video Simulasi [Kembali]

 

 

 

7.    Link Download [Kembali]

 

Download rangkaian simulasi

Download video simulasi

Download HTML

Download datasheet LDR

Download datasheet LM358