Sensor Cahaya Adalah Komponen Elektronika Yang Dapat

Sensor cahaya adalah komponen elektronika yang dapat/berfungsi mengubah suatu besaran optik (cahaya) menjadi besaran elektrik. Sensor cahaya berdasarkan perubahan elektrik yang dihasilkan dibagi menjadi 2 jenis yaitu : * Photovoltaic : Yaitu sensor cahaya yang dapat mengubah perubahan besaran optik (cahaya) menjadi perubahan tegangan. Salah satu sensor cahaya jenis photovoltaic adalah solar cell. * Photoconductive : Yaitu sensor cahaya yang dapat mengubah perubahan besaran optik (cahay) menjadi perubahan nilai konduktansi (dalam hal ini nilai resistansi). Contoh sensor cahaya jenis photoconductive adalah LDR, Photo Diode,Photo Transistor.

solar cell

Solar cell merupakan jenis sensor cahaya photovoltaic, solar cell dapat mengubah cahaya yang diterima menjadi tegangan. Apabiola solar cell menerima pancaran cahaya maka pada kedua kaki solar cell akan muncul tegangan DC sebesar 0,5 Vdc sampai 0,6 Vdc untuk tiap cell. Aplikasi solar cell yang paling sering kita jumpai adalah pada calculator.

LDR (Light Dependent Resistor)

LDR (Light Dependent Resistor) adalah sensor cahaya yang dapat mengubah besaran cahaya yang diterima menjadi besaran konduktansi. Apabila LDR (Light Dependent Resistor) menerima cahaya maka nilai konduktansi antara kedua kakinya akan meningkat (resistansi turun). Semakin besar cahaya yang diterima maka semakin tinggi nilai konduktansinya (nilai resistansinya semakin rendah). Aplikasi LDR salah satunya pada lampu penerangan jalan yang akan menyala otomatis pada saat cahaya matahari mulai redup.

Photo Diode

Photo diode adalah sensor cahaya yang mengadopsi prinsip dioda, yaotu hanya akan mengalirkan arus listrik satu arah saja. Sama seperti LDR, photo diode juaga akan mengubah besaran cahaya yang diterima menjadi perubahan konduktansi pada kedua kakinya, semakin besar cahaya yang diterima semakin tinggi juga nilai konduktansinya dan sebaliknya. Pada photo diode walaupun nilai konduktansi tinggi (resistansi rendah) tetapi arus listrik hanya dapat dialirkan satu arah saja dari kaki Anoda ke kaki Katoda.

Photo Transistor

Photo transistor adalah sensor cahaya yang dapat mengubah besaran cahaya menjadi besaran konduktansi. Photo transistor prinsip kerjanya sama halnya dengan transistor pada umum, fungsi bias tegangan basis pada transistor biasa digantikan dengan besaran cahaya yang diterima photo transistor. Pada saat photo transistor menerima cahaya maka nilai konduktansi kaki kolektor dan emitor akan naik (resistansi kaki kolektor-emitor turun).

Perkembangan sensor dan transduser sangat cepat sesuai kemajuan teknologi otomasi, semakin komplek suatu sistem otomasi dibangun maka semakin banyak jenis sensor yang digunakan. Robotik adalah sebagai contoh penerapan sistem otomasi yang kompleks, disini sensor yang digunakan dapat dikatagorikan menjadi dua jenis sensor yaitu: (D Sharon, dkk, 1982). * Internal sensor, yaitu sensor yang dipasang di dalam bodi robot. Sensor internal diperlukan untuk mengamati posisi, kecepatan, dan akselerasi berbagai sambungan mekanik pada robot, dan merupakan bagian dari mekanisme servo. * External sensor, yaitu sensor yang dipasang diluar bodi robot. Sensor eksternal diperlukan karena dua macam alasan yaitu: Sensor untuk keamanan, yang dimaksud “sensor untuk keamanan” adalah termasuk keamanan objek yang dipasang sensor, yaitu perlindungan terhadap objek yang dipasang sensor dari kerusakan yang ditimbulkannya sendiri, serta keamanan untuk peralatan, komponen, dan orang-orang dilingkungan dimana objek yang dipasang sensor tersebut digunakan. Sensor untuk penuntun, yang dimaksud “sensor untuk penuntun” adalah sensor yang berfungsi untuk mengetahui posisi objek yang dipasang sensor sehingga objek tersebut dapat menentukan langkah selanjutnya setelah berada diposisi tersebut.

Sesuai dengan fungsi sensor sebagai pendeteksi sinyal dan meng-informasikan sinyal tersebut ke sistem berikutnya, maka peranan dan fungsi sensor akan dilanjutkan oleh transduser. Karena keterkaitan antara sensor dan transduser begitu erat maka pemilihan transduser yang tepat dan sesuai juga perlu diperhatikan. Klasifikasi Sensor Secara umum berdasarkan fungsi dan penggunaannya sensor dapat dikelompokan menjadi 3 bagian yaitu: * sensor thermal (panas) * sensor mekanis * sensor optik (cahaya) Sensor thermal adalah sensor yang digunakan untuk mendeteksi gejala perubahan panas/temperature/suhu pada suatu dimensi benda atau dimensi ruang tertentu. Contohnya; bimetal, termistor, termokopel, RTD, photo transistor, photo dioda, photo multiplier, photovoltaik, infrared pyrometer, hygrometer, dsb. Sensor mekanis adalah sensor yang mendeteksi perubahan gerak mekanis, seperti perpindahan atau pergeseran atau posisi, gerak lurus dan melingkar, tekanan, aliran, level dsb. Contoh; strain gage, linear variable deferential transformer (LVDT), proximity, potensiometer, load cell, bourdon tube, dsb. Sensor optic atau cahaya adalah sensor yang mendeteksi perubahan cahaya dari sumber cahaya,

pantulan cahaya ataupun bias cahaya yang mengernai benda atau ruangan. Contoh; photo cell, photo transistor, photo diode, photo voltaic, photo multiplier, pyrometer optic, dsb.

Klasifikasi Transduser (William D.C, 1993)

* Self generating transduser (transduser pembangkit sendiri) Self generating transduser adalah transduser yang hanya memerlukan satu sumber energi. Contoh: piezo electric, termocouple, photovoltatic, termistor, dsb. Ciri transduser ini adalah dihasilkannya suatu energi listrik dari transduser secara langsung. Dalam hal ini transduser berperan sebagai sumber tegangan. * External power transduser (transduser daya dari luar) External power transduser adalah transduser yang memerlukan sejumlah energi dari luar untuk menghasilkan suatu keluaran. Contoh: RTD (resistance thermal detector), Starin gauge, LVDT (linier variable differential transformer), Potensiometer, NTC, dsb.

Macam-Macam Resistor

Dalam bidang elektronika kita mengenal bermacam-macam jenis resistor. Nama dan jenis Resistor tersebut disesuaikan dengan nama bahan dasar yang dipakai membuat Resistor tersebut seperti: Resistor Kawat, Resistor Karbon, Resistor Film dan lain-lain. Jadi jenis atau macam-macam resistor berdasarkan kelasnya dibagi menjadi 2 yang mana pada umumnya terbuat dari bahan carbon film atau metal film, tetapi tidak menutup kemungkinan untuk dibuat dari material yang lainnya adalah sebagai berikut: 1. Resistor Tetap (Fixed Resistor) 2. Resistor Variabel   1. Resistor tetap (fixed resistor) Merupakan resistor yang mempunyai nilai tetap atau tidak berubah-ubah. Untuk resistor tetap, ciri – cirinya adalah nilai resistansinya tidak dapat diubah – ubah karena pabrik pembuatnya telah menentukan nilai tetap dari resistor tersebut. a. Resistor Kawat

Resistor Kawat ini adalah jenis Resistor pertama yang lahir pada generasi pertama pada waktu

rangkaian elektronika masih menggunakan Tabung Hampa (Vacuum Tube). Bentuknya

bervariasi dan pada umumnya memiliki ukuran dan bentuk fisik agak besar. Resistor Kawat ini

biasanya banyak dipergunakan dalam rangkaian daya karena memiliki ke tahanan yang tinggi

yaitu disipasi terhadap panas yang tinggi. jenis lainnya yang masih dipakai sampai sekarang

adalah jenis Resistor dengan lilitan kawat yang dililitkan pada barang keramik kemudian dilapisi

dengan bahan semen. Kemampuan dayanya tersedia dalam ukuran 1 Watt, 2 Watt, 5 Watt dan 10

Watt.

Gambar. Resistor Kawat

b. Resistor Batang Karbon (Arang)

Pada awalnya Resistor ini dibuat dari bahan karbon kasar yang diberi lilitan kawat yang kemudian diberi tanda dengan kode warna berbentuk gelang dan untuk pembacaannya. Dapat di lihat padaTabel Kode Warna.

c. Resistor Keramik atau Porselin

Dengan adanya perkembangan teknologi elektronika, saat ini telah dikembangkan jenis Resistor yang dibuat dari bahan keramik atau porselin. Kemudian dengan perkembangan yang ada telah dibuat jenis Resistor keramik yang dilapisi dengan lapisan kaca tipis, jenis Resistor ini banyak dipergunakan dalam rangkaian-rangkaian modern seperti sekarang ini karena bentuk fisiknya kecil dan memiliki ketahanan yang tinggi. Di pasaran kita akan menjumpai Resistorjenis ini dengan ukuran bervariasi mulai dari 1/4Watt, 1/3 Watt, 1/2Watt, 1 Watt dan 2 Watt.

Gambar. Resistor Kramik atau Porselin

d. Resistor Film Karbon

Sejalan dengan perkembangan teknologi para produsen komponen elektronika telah

memunculkan jenis Resistor yang dibuat dari bahan karbon dan dilapisi dengan bahan film yang

berfungsi sebagai pelindung terhadap pengaruh luar. Nilai resistansinya dicantumkan dalam

bentuk kode warna seperti pada Resistor Karbon.

Gambar. Resistro Film Karbon

e. Resistor Film Metal

Resistor Film Metal dibuat dengan bentuk hampir menyerupai Resistor Film Karbon dan memiliki keandalan dan stabilitas yang tinggi dan tahan terhadap perubahan temperatur. Selain sifat-sifat seperti di atas Resistor Film Metal memiliki toleransi yang rendah. Dengan adanya kemampuan dan sifat di atas, maka Resistor Film Metal banyak dipergunakan dalam rangkaian-rangkaian yang menuntut ketelitian yang tinggi seperti peralatan ukur atau peralatan yang menggunakan teknologi tinggi.

f. Resistor Tipe Film Tebal

Resistor jenis ini bentuknya mirip dengan Resistor Film Metal, namun Resistor ini dirancang khusus agar memiliki kehandalan yang tinggi. Sebagai contoh sebuah Resistor Film Tebal dengan rating daya 2 Watt saja sudah mampu untuk dipakai menahan beban tegangan di atas satuan Kilo Volt.   2. Resistor Variabel (Resistor Tidak Tetap) Dalam bidang elektronika selain Resistor Tetap kita, mengenal pula yang namanya Resistor Tidak Tetap. Dalam prakteknya Resistor tersebut dikenal pula dengan nama Resistor Yang Dapat Berubah Nilai atau Resistor Variable.

Yang dimaksud dengan Resistor Tidak Tetap adalah Resistor yang nilai resistansinya

(tahanannya) dapat dirubah-rubah sesuai dengan keperluan dan perubahannya dapat dilakukan

dengan jalan menggeser atau memutar pengaturnya dan beberapa jenis lainnya dapat berubah

sesuai dengan sifat darijenis bahan pembuatnya.

Maksud dan tuiuan dari nemasangan Resistor Tidak Tetan dalam suatu rangkaian adalah dengan

tujuan:

- Untuk mengatur besar kecilnya arus dan tegangan dalam suatu rangkaian

- Sebagai pembagi tegangan

- Sebagai pembagi arus

Dalam prakteknya kita mengenal bermacam-macam Resistor Tidak Tetap di antaranya:

- Potensiometer

- Potensiometer Geser

- Potensiometer Preset

- Trimpot

- NTC (Negative Temperature Coefficieni)

- LDR (Light Dependent Resistor)

- PTC (Positive 7imperature Coefficient)

- VDR (Voltage Dependent Resistor)

Gambar. Macam-macam Resistor

Potensiometer

Potensiometer merupakan komponen pembagi tegangan yang dapat disetel sesuai dengan

keinginan. Bentuk fisik dari Potensiometer pada umumnya besar dan dibuat dari bahan kawat

atau arang (karbon).

Potensiometer yang dibuat dari kawat adalah jenis Potensiometer lama yang lahir pada generasi pertama pada waktu rangkaian elektronika masih menggunakan Tabung Hampa (Vacuum Tube). Potensiometer jenis ini pada umumnya memiliki keandalan yang tinggi. Namun demikian potensiometer seperti ini sudah jarang dipergunakan lagi karena fisiknya yang besar akan memakan tempat yang luas. Potensiometer yang terbuat dari kawat ini perubahan nilai tahanannya adalah bersifat linier dan biasanya diberi tanda dengan huruf B, sedangkan untuk Potensiometer yang terbuat dari bahan karbon perubahan nilai tahanannya bersifat logaritmis dan diberi tanda huruf A. Yang dimaksud dengan Potensiometer Linier adalah potensiometer yang perubahan nilai tahanannya sebanding dengan putaran pengaturnya sedangkan Potensiometer Logaritmis perubahan nilai tahanannya berdasarkan pcrhitungan logaritma. Bentuk fisik dari potensiometer adalah seperti pada gambar di bawah ini:

Gambar Potensio meter

Sesuai dengan pemakaiannya Potensiometer terbagi menjadi:

- Potensiometer yang tidak dilengkapi dengan saklar, potensiometer jenis ini pada umumnya

memiliki nilai tahanan 50 Kilo Ohm, 100 Kilo Ohm dan banyak dipergunakan sebagai pengatur

volume, nada tinggi (treble) dan nada rendah (bass).

- Potensiometer yang dilengkapi saklar, potensiometer jenis ini penggunaannya selain dipakai

sebagai pengatur volume juga berfungsi sebagai saklar (Saklar ON-OFF) pada pesawat Radio

Transistor.

- Potensiometer Ganda (bertingkat), potensiometer ini terdiri dari 2 buah potensiometer yang

dihubungkan menjadi satu dalam satu poros dan biasanya dipergunakan dalarn

rangkaian-rangkaian Stereo.

Bentuk fisiknya seperti Pada Gambar berikut ini:

Gambar. Potensiometer Ganda

Potensiometer Geser

Potensiometer geser juga termasuk sebagai potensiometer pengatur tegangan. Dalam operasinya,

untuk mendapatkan nilai tahanan tertentu dapat dilakukan dengan cara menggeser tangkai

pemegangnya seperti pada gambar disamping kiri.

Gambar. Potensiometer Geser

Trimpot

Trimpot adalah kependekan dari Tripotensiometer, bentuk nya kecil dan nilai tahanannya dapat

dirubah-rubah dengan cara memutar lubang coakan dengan menggunakan obeng kecil. Seperti

halnya dengan Potensiometer, Trimpot juga diberi tanda huruf A atau huruf B pada bagian

badannya untuk mengetahui jenis linier atau logaritmis. Trimpot sebagai bahan resistifnya dibuat

dari bahan karbon atau arang.

Potensiotneter Preset

Potensiometer Preset bentuknya sangat kecil dan pengaturannya sama dengan Trimpot yaitu

dengan menggunakan obeng, yang diputar pada bagian lubang coakan. Potensio meter Preset

biasanya dipergunakan untuk penyetelan penyetelan yang bersifat sementara dalam suatu

rangkaian.

NTC dan PTC

NTC adalah singkatan dari Negative Temperature Coefficient sedangkan PTC adalah singkatan

dari Positive Temperature Coefficient. Sifat dari komponen NTC adalah Resistor yang nilai

tahanannya akan menurun apabila temperatur sekelilingnya naik dan sebaliknya komponen PTC

adalah Resistor yang nilai tahanannya akan bertambah besar apabila temperaturnya turun.

Komponen NTC clan PTC biasanya dipergunakan sebagai sensor dalam peralatan pengukur

panas atau juga disebut thermistor. Bentuk fisiknya seperti pada gambar.

LDR (Light Dependent Resistor)

LDR adalah singkatan dari Light Dependent Resistor yaitu Resistor yang tergantung cahaya,

artinya nilai tahanannya akan berubah-rubah apabila terkena cahaya dan perubahannya

tergantung dari intensitas cahaya yang diterimanya.

LDR dibuat dari bahan sejenis semikonduktor. Komponen ini biasanya banyak dipergunakan sebagai sensor dalam rangkaian-rangkaian tertentu seperti Rangkaian Lampu Taman atau Alarm. Bentuk fisiknya adalah seperti pada gambar di bawah ini:

VDR (Voltage Dependent Resistor)

VDR adalah singkatan dari Voltage Dependent Resistor yaitu Resistor yang nilai tahanannya

akan berubah tergantung dari tegangan yang diterimanya. Sifat dari VDR adalah semakin besar

tegangan yang diterimanya maka tahanannya akan semakin mengecil sehingga arus yang melalui

VDR akan bertambah besar.

Dengan adanya sifat tersebut, maka VDR sangat baik dipergunakan sebagai alat stabilizer bagi komponen Transistor. Bentuk fisiknya adalah seperti pada gambar.

Kapasitor yang dipelajari dan digunakan dalam rangkaian elektronika ada beberapa jenis. Cara membedakan kapasitor juga ada beberapa sudut pandang yang digunakan, kapasitor dapat dibedakan berdasarkan kapasitasnya, berdasarkan dielektrikum yang digunakan dan polaritas kapasitor. Berdasarkan kapasitas dari suatu kapasitor, maka kapasitor dapat dibedakan dalam 2 jenis.

1. Kapasitor Tetap Kapasitor tetap adalah kapasitor yang memiliki kapasitansi tetap dan tidak dapat diubah-ubah. Pada kategori kapasitor tetap, terdapat 2 jenis kapasitor yang dapat dibedakan berdasarkan polaritas elektrodanya.

a. Kapasitor Polar Kelompok kapasitor electrolytic terdiri dari kapasitor-kapasitor yang bahan dielektriknya adalah lapisan metal-oksida. Umumnya kapasitor yang termasuk kelompok ini adalah kapasitor polar dengan tanda + dan – di badannya. Mengapa kapasitor ini dapat memiliki polaritas, adalah karena proses pembuatannya menggunakan elektrolisa sehingga terbentuk kutup positif anoda dan kutup negatif katoda. Telah lama diketahui beberapa metal seperti tantalum, aluminium, magnesium, titanium, niobium, zirconium dan seng (zinc) permukaannya dapat dioksidasi sehingga membentuk lapisan metal-oksida (oxide film). Lapisan oksidasi ini terbentuk melalui proses elektrolisa, seperti pada proses penyepuhan emas. Elektroda metal yang dicelup kedalam larutan electrolit (sodium borate) lalu diberi tegangan positif (anoda) dan larutan electrolit diberi tegangan negatif (katoda). Oksigen pada larutan electrolyte terlepas dan mengoksidai permukaan plat metal. Contohnya, jika digunakan Aluminium, maka akan terbentuk lapisan Aluminium-oksida (Al2O3) pada permukaannya.

Dengan demikian berturut-turut plat metal (anoda), lapisan-metal-oksida dan electrolyte (katoda) membentuk kapasitor. Dalam hal ini lapisan-metal-oksida sebagai dielektrik. Besar kapasitansi berbanding terbalik dengan tebal dielektrik. Lapisan metal-oksida ini sangat tipis, sehingga dengan demikian dapat dibuat kapasitor yang kapasitansinya cukup besar. Karena alasan ekonomis dan praktis, umumnya bahan metal yang banyak digunakan adalah aluminium dan tantalum. Bahan yang paling banyak dan murah adalah Aluminium. Untuk mendapatkan permukaan yang luas, bahan plat Aluminium ini biasanya digulung radial. Sehingga dengan cara itu dapat diperoleh kapasitor yang kapasitansinya besar. Sebagai contoh 100uF, 470uF, 4700uF dan lain-lain, yang sering juga disebut kapasitor elco. Bahan electrolyte pada kapasitor Tantalum ada yang cair tetapi ada juga yang padat. Disebut electrolyte padat, tetapi sebenarnya bukan larutan electrolit yang menjadi elektroda negatif-nya, melainkan bahan lain yaitu manganese-dioksida. Dengan demikian kapasitor jenis ini bisa memiliki kapasitansi yang besar namun menjadi lebih ramping dan mungil. Selain itu karena seluruhnya padat, maka waktu kerjanya (lifetime) menjadi lebih tahan lama. Kapasitor tipe ini juga memiliki arus bocor yang sangat kecil, jadi dapat dipahami mengapa kapasitor Tantalum menjadi relatif mahal.

b. Kapasitor Non-Polar

c. Kapasitor non polar adalah kelompok kapasitor yang dibuat dengan bahan dielektrik dari keramik, film dan mika. Keramik dan mika adalah bahan yang popular serta murah untuk membuat kapasitor yang kapasitansinya kecil. Tersedia dari besaran pF sampai beberapa uF, yang biasanya untuk aplikasi rangkaian yang berkenaan dengan frekuensi tinggi. Termasuk kelompok bahan dielektrik film adalah bahan-bahan material seperti polyester (polyethylene terephthalate atau dikenal dengan sebutan mylar), polystyrene, polyprophylene, polycarbonate, metalized paper dan lainnya.

2. Kapasitor Tidak Tetap / Kapasitor Variabel Kapasitor tidak tetap atau kapasitor variabel adalah kapasitor yang nilai kapasitansinya dapat diubah atau kapasitansinya dapat diatur sesuai keinginan dengan batas maksimal sesuai yang tertera pada kapasitor tersebut. Contoh suatu kapasitor variabel (Varco/trimer kapasitor) tertulis 100pF maka kapasitansi kapasitor tersebut dapat diatur maksimal 100pF sampai mendekati 0 pF.

Aplikasi dari kapasitor variabel ini dapat ditemukan pada rangkaian penerima radio atau pembangkit gelombang, kapasitor variabel ini juga dapat ditemui pada pemancar radio. Fungsi kapasitor variabel ini pada rangkaian tersebut adalah untuk mengatur nilai frekuensi resonansi yang dihasilkan dari rangkaian pembangkit gelombang, dan sebagai trimer impedansi pemancar dan antena pada pemancar radio.