Materi Pendukung UN : 24. Mengitung tegangan output sensor cahaya light dependent resistor (LDR)

Sensor Cahaya – LDR (Light Dependent Resistor)

Sensor Dengan Tahanan Sebagai Output

Kebanyakan sensor yang ada didunia adalah resitif sensor/sensor yang mempunyai keluaran tahanan/resistansi yang bervariasi yang proporsional dengan jumlah variabel (suhu, cahaya, jarak, dll) yang diukurnya, atau dapat juga di gambarkan sebagai variabel resistor yang bekerja secara otomatis berdasarkan keadaan disekitarnya. Contohnya LDR, atau Light Dependent Resistor, LDR akan menghasilkan tahanan yang proporsional dengan cahaya yang diterimanya. Sensor-sensor lain seperti flex sensor, force-sensitive resistor, dan thermistor, juga merupakan variabel resistor yang bekerja berdasarkan keadaan di dunia luar.

Dalam ilmu mikrokontroller, mikrokontroller hanya dapat membaca tegangan, baik analog ataupun digital, akan tetapi tidak untuk tahanan. Lalu jika mikrokontroller hanya dapat membaca tegangan, untuk apa dibuat sensor yang hanya bisa menghasilkan tahanan? Resistansi atau tahanan memang tidak dapat dibaca oleh mikrokontroller akan tetapi, jika ditambahkan satu lagi resistor sebagai pasangan dari sensor resitif, kita dapat membuat pembagi tegangan. Jadi kita dapat menghasilkan output tegangan yang proporsional dengan tahanan yang dihasilkan sensor resitif.

Sebagai contoh, sensor LDR mempunyai tahanan sekitar 1kΩ pada saat keadaan terang dan sekitar 10kΩ pada keadaan gelap. jika kita menggabungkannya dengan resistor dengan nilai tetap dalam hal ini anggaplah 5.6KΩ,kita dapat membuat tegangan output yang bervariasi berdasarkan prinsip pembagi tegangan.

Sensor LDR yang difungsikan sebagai pembagi tegangan.

Light Level	R2 (Sensor)	R1 (Tetap)	Perbandingan R2/(R1+R2)	Vout
Terang	1kΩ	5.6kΩ	0.15	0.76
Redup	17Ω	5.6kΩ	0.56	2.78
Gelap	10kΩ	5.6kΩ	0.67	3.21

Contoh diatas merupakan salah satu contoh pengaplikasian pembagi tegangan pada rangkaian elektronika. Masih banyak lagi aplikasi pembagi tegangan pada rangkaian-rangkaian elektronika. Dan yang paling penting, dengan membaca artikel ini kalian memahami prinsip kerja dari pembagi tegangan.

Resistor peka cahaya (Light Dependent Resistor/LDR) memanfaatkan bahan semikonduktor yang karakteristik listriknya berubah-ubah sesuai dengan cahaya yang diterima. Bahan yang digunakan adalah Kadmium Sulfida (CdS) dan Kadmium Selenida (CdSe). Bahan-bahan ini paling sensitif terhadap cahaya dalam spektrum tampak, dengan puncaknya sekitar 0,6 µm untuk CdS dan 0,75 µm untuk CdSe. Sebuah LDR CdS yang typikal memiliki resistansi sekitar 1 MΩ dalam kondisi gelap gulita dan kurang dari 1 KΩ ketika ditempatkan dibawah sumber cahaya terang (Mike Tooley, 2003).

LDR adalah suatu bentuk komponen yang mempunyai perubahan resistansi yang besarnya tergantung pada cahaya. Karakteristik LDR terdiri dari dua macam yaitu Laju Recovery dan Respon Spektral:

1. Laju Recovery
Bila sebuah LDR dibawa dari suatu ruangan dengan level kekuatan cahaya tertentu kedalam suatu ruangan yang gelap, maka bisa kita amati bahwa nilai resistansi dari LDR tidak akan segera berubah resistansinya pada keadaan ruangan gelap tersebut. Namun LDR tersebut hanya akan bisa mencapai harga di kegelapan setelah mengalami selang waktu tertentu. Laju recovery merupakan suatu ukuaran praktis dan suatu kenaikan nilai resistansi dalam waktu tertentu. Harga ini ditulis dalam K /detik, untuk LDR type arus harganya lebih besar dari 200 K /detik (selama 20 menit pertama mulai dari level cahaya 100 lux), kecepatan tersebut akan lebih tinggi pada arah sebaliknya, yaitu pindah dari tempat gelap ke tempat terang yang memerlukan waktu kurang dari 10 ms untuk mencapai resistansi yang sesuai dengan level cahaya 400 lux.

2. Respon Spektral
LDR tidak mempunyai sensitivitas yang sama untuk setiap panjang gelombang cahaya yang jatuh padanya (yaitu warna). Bahan yang biasa digunakan sebagai penghantar arus listrik yaitu tembaga, alumunium, baja, emas, dan perak. Dari kelima bahan tersebut tembaga merupakan penghantar yang paling banyak digunakan karena mempunyai daya hantar yang baik (TEDC, 1998).