Kamis, 06 November 2014

Lapres Mikrokontroler (LDR=Sensor Cahaya)



Pengukuran Intensitas Cahaya Menggunakan Sensor LDR (Light Dependent Resistor) Berbasis Mikrokontroler
Seni Ramadhanti S, Adis Prasetyo
Jurusan Fisika, Fakultas MIPA, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
Jl.
Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 Indonesia
Email: ramadhanti.seni12@mhs.physics.its.ac.id
AbstrakTelah dilakukan percobaan pengukuran intensitas cahaya menggunakan sensor LDR (Light Dependent Resistor) berbasis mikrokontroler. Praktikum ini bertujuan untuk Memahami karakteristik sensor cahaya dengan menggunakan ATmega8535 berbasis mikrokontroler serta Mengakses ADC resolusi 8-bit dengan memasukkan hasil tegangan sensor cahaya. Peralatan yang digunakan dalam percobaan ini antara lain LDR, luxmeter, resistor variabel, catu daya 5 volt, voltmeter, LED, penggaris, minimum sistem Atmega8535 dan kabel penghubung. Pada praktikum ini variasi yang digunakan yaitu variasi jarak (2cm, 2,8cm, 4,2cm, 5,3cm, dan 9cm) antara sumber cahaya dengan sensor. Dari praktikum yang telah dilakukan maka dapat diambil kesimpulan bahwa Dari percobaan ini dapat disimpulkan bahwa semakin besar intensitas cahaya, maka semakin kecil resistansi LDR. Sebaliknya semakin kecil intensitas cahaya, maka semakin besar resistansi LDR. Pembacaan tegangan yang dihasilkan LDR dapat dibaca dan ditampilkan oleh sistem mikrokontroler yang telah deprogram sebelumnya.

Kata Kunci ATmega8535, Cahaya, LDR, LED, Lux meter, Mikrokontroler.

I.     PENDAHULUAN

Mikrokontroler merupakan suatu terobosan teknologi mikroprosesor dan mikrokomputer yang merupakan teknologi semikonduktor dengan kandungan transistor yang lebih banyak namun hanya membutuhkan ruang yang sangat kecil. Mikrokontrler hanya bisa digunakan untuk suatu aplikasi tertentu, merupakan keseluruhan sisten yang dikemas menjadi sebuah chip dimana di dalamnya sudah terdapat mikroproesor, I/O, memori bahkan ADC. Mikrokontroler AVR memiliki arsitektur 8 bit, dimana semua intruksi dikemas dalam kode 16 bit dan sebagian besar instruksi dieksekusi dalam 1 siklus clock atau dikenal dengan teknologi RISC. Secara umum, AVR dapat dikelompokkan menjadi 4 kelas yaitu kelas ATtiny, keluarga AT90Sxx, keluarga ATmega dan AT86RFxx. Pada dasarnya yang membedakan masing-masing kelas adalah memori, peripheral dan fungsinya. Dari segi arsitektur dan instruksi yang digunakan, mereka bisa dikatakan hampir sama [1].
Rangkaian pembagi tegangan biasanya digunakan untuk membuat suatu tegangan referensi dari sumber tegangn yang lebih besar, titik tegangan referensi pada sensor, untuk memberikan bias pada rangkaian penguat atau untuk memberi bias pada komponen aktif[2].
LDR (Light Dependent Resistor) adalah komponen elektronika yang pada dasarnya mempunyai sifat yang sama dengan resistor, hanya saja nilai resistansi dari LDR berubah-ubah sesuai dengan tingkat intensistas cahaya yang diterimanya. LDR merupakan sensor yang bekerja apabila terkena cahaya. LDR memiliki hambatan yang sangat tinggi jika tidak terkena cahaya dan memiliki hambatan yang sangat kecil jika terkena cahaya[1].
LDR terbuat dari bahan Cadmium selenoide atau Cadmium sulfide. Film Cadmium sulfide mempunyai tahanan yang besar jika tidak terkena sinar dan apabila terkena sinar tahanan tersebut akan menurun. LDR banyak digunakan karena mempunyai ukuran kecil, murah dan sensitivitas tinggi[3].
Karakteristik LDR terdiri dari dua macam yaitu laju recovery dan respon spektral. Laju recovery merupakan suatu ukuran praktis dan suatu kenaikan nilai resistansi dalam waktu tertentu. 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, aluminium, baja, emas dan perak[4].
Gambar 1.1. Light Dependent Resistor

Luxmeter  merupakan alat yang digunakan untuk mengukur besarnya intensitas cahaya di suatu tempat. Besarnya intensitas cahaya ini perlu untuk diketahui karena pada dasarnya manusia juga memerlukan penerangan yang cukup. Untuk mengetahui besarnya intensitas cahaya ini maka diperlukan sebuah sensor yang cukup peka dan linier terhadap cahaya. Sehingga cahaya yang diterima oleh sensor dapat diukur dan ditampilkan pada sebuah tampilan digital. Prisip kerja alat ini pun banyak digunakan pada alat yang biasa digunakan pada fotografi, sebagai contoh pada alat Available Light, Reflected Lightmeter, dan Incident Lightmeter. Selain itu didalam penelitian-penelitian mengenai tingkat keanekaragaman dan lain- lain yang senantiasa diperlukan data mengenai tingkat pencahayaan alat ini pun dapat digunakan[2].

II.     METODE

Dalam praktikum mikrokontroler, peralatan yang digunakan antara lain LDR berbasis mikrokontroler, Lux meter, LED, kabel penghubung, dan sumber daya sebesar 5 volt serta potong bolpoin yang panjangnya variasi. Pada praktikum ini variasi yang digunakan yaitu variasi jarak yakni jarak 2cm, 2,8cm, 4,2cm, 5,3cm, dan 9cm.  Adapun langkah-langkahnya yaitu peralatan dipersiapkan, kemudian peralatan yang telah dirangkai seperti pada Gambar 2.1 dihubungkan dengan laptop yang berfungsi sebagai sumber tegangan. Kemudian jarak antara LED dengan LDR diukur menggunakan penggaris. Kemudian intensitas cahaya LED diukur menggunakan luxmeter pada jarak yang sama. Kemudian tegangan LDR yang terbaca pada voltmeter dicatat. Kemudian dicatat berapa nilai intensitasnya dalam satuan lux. Dan dicatat nilai tegangan dari voltmeter dan tegangan yang ditampilkan di layar LCD.  Lalu diulangi langkah yang sama dengan variasi jarak yang telah ditentukan.

Gambar 2.1 Rangkaian percobaan

III.     HASIL DAN PEMBAHASAN

Pada percobaan ini, telah didapatkan data intensitas cahaya dan tegangan LDR yang ditampilkan pada tabel di bawah ini.pada tabel berikut:

Tabel 1 Data hasil percobaan mikrokontroler
Jarak (cm)
Tegangan
Intensitas Luxmeter
Mikro
Avo Meter
2
4,97
5,06
18,73
2,8
4,96
5,05
12,77
4,2
4,98
5,08
5,73
5,3
4,99
5,09
4,88
9
4,995
5,08
1,98

Dari tabel di atas dapat diketahui bahwa jarak antara sumber cahaya (LED) dengan sensor cahaya (LDR) dan intensitas cahaya sama-sama mempengaruhi tegangan LDR yang terbaca pada voltmeter. Tegangan LDR berbanding lurus dengan resistansi LDR. Semakin besar tegangan LDR, maka semakin besar resistansi LDR. Semakin kecil tegangan LDR, maka semakin kecil resistansi LDR. Sehingga dapat disimpulkan bahwa intensitas cahaya LED berbanding terbalik dengan resistansi LDR. Semakin besar intensitas cahaya LED, maka semakin kecil resistansi LDR. Sebaliknya semakin kecil intensitas cahaya LED, maka semakin besar resistansi LDR. Pada saat mengukur intensitas cahaya dari kedua LED tersebut, posisi sensor pada luxmeter harus tegak lurus dengan LED dan diusahakan tidak ada sumber cahaya lain yang mengenai sensor pada luxmeter. Intensitas cahaya dari LED berbanding terbalik dengan tegangan LDR yang terbaca pada voltmeter. Semakin besar intensitas cahaya, maka semakin kecil tegangan LDR. Sebaliknya semakin kecil intensitas cahaya, maka semakin besar tegangan LDR.
Selain itu, dapat dilihat pula bahwa jarak antara sumber cahaya (LED) dengan sensor cahaya (LDR) mempengaruhi tegangan yang terbaca pada voltmeter. Jarak antara sumber cahaya (LED) dengan sensor cahaya (LDR) berbanding lurus dengan tegangan LDR yang terbaca pada voltmeter. Semakin dekat jarak antara LED dengan LDR, maka semakin kecil tegangan LDR. Semakin jauh jarak antara LED dengan LDR, maka semakin besar tegangan LDR.
Dari data yang telah diperoleh, maka dapat dibuat dalam bentuk grafik sebagai berikut:

Gambar 3.1. Grafik hubungan intensitas cahaya LED terhadap tegangan LDR
 



Dari grafik hubungan intensitas cahaya LED terhadap tegangan LDR pada Gambar 3.1 di atas dapat dilihat bahwa intensitas cahaya LED berbanding lurus dengan tegangan LDR. Hal ini menunjukkan hubungan antara intensitas cahaya dengan resistansi LDR pada data sheet. Pada praktikum ini digunakan variasi jarak antara LED dengan sensor LDR. Pada prinsipnya, semakin jauh jarak antara sensor dengan sumber cahaya, maka intensitas yang terbaca semakin kecil. Bila menggunakan luxmeter, maka dapat dilihat pada table 3.1. Semakin jauh jarak antara sensor dengan LED, maka semakin kecil intensitasnya. Sehingga pembacaan di luxmeter sudah benar dan sesuai. Ketidaksesuaian pada pembacaan mikrokontroler kemungkinan disebabkan oleh pengaruh cahaya sekitar pada saat pengambilan data. Hal lain yang dapat mempengaruhi pembacaan adalah kurangnya kepekaan dari sensor LDR yang digunakan pada mikrokontroler. Sehingga berpengaruh pada nila pembacaan tegangan.

IV.     KESIMPULAN/RINGKASAN

Dari praktikum yang telah dilakukan maka dapat diambil kesimpulan bahwa pada sensor LDR dapat berubah resistansinya seiring dengan besar intensitas cahaya yang mengenainya, sehingga mempengaruhi tegangan yang dikeluarkan oleh LDR. Pembacaan tegangan yang dihasilkan LDR dapat dibaca dan ditampilkan oleh sistem mikrokontroler yang telah deprogram sebelumnya. semakin besar intensitas cahaya, maka semakin kecil resistansi LDR. Sebaliknya semakin kecil intensitas cahaya, maka semakin besar resistansi LDR. Hal ini dipengaruhi oleh jarak antara sumber cahaya dengan sensor cahaya. Semakin jauh jarak antara sumber cahaya dengan sensor cahaya, maka intensitas cahayanya semakin kecil dan resistansinya semakin besar. Sebaliknya semakin dekat jarak antara sumber cahaya dengan sensor cahaya, maka intensitas cahayanya semakin besar dan resistansinya semakin kecil.

UCAPAN TERIMAKASIH

Penulis mengucapkan terima kasih kepada Adis Prasetyo selaku asisten, rekan-rekan praktikum dan semua pihak yang terkait praktikum Akustik tentang Mikrokontroler dalam melakukan percobaan dan penyelesaian laporan ini.
DAFTAR PUSTAKA

[1]     UNIMED-Undergraduate-22394-Bab II.pdf diakses tanggal 9 Oktober 2014
[2]     Malvino. 1995. Prinsip-Prinsip Elektronika. Jakarta: Erlangga.
[3]     Sensor cahaya-LDR (Light Dependent Resistor) diakses tanggal 9 Oktober 2014
[4]     Data Sheet LDR, diakses tanggal 9 Oktober, dari www.alldatasheet.com

1 komentar: