-->

Sensor Cahaya Photodioda

Pengertian Sensor Photodiode

Sensor photodiode adalah salah satu jenis sensor pendeteksi ada tidaknya cahaya (photodetector). Sensor photodiode merupakan jenis dioda yang bekerja berdasarkan intensitas cahaya. Jika sensor photodiode terkena cahaya maka bekerja seperti dioda pada umumnya, tetapi jika tidak mendapat cahaya maka akan berperan seperti resistor dengan nilai tahanan yang besar sehingga arus listrik tidak dapat mengalir. Sensor photodiode merupakan sensor cahaya semikonduktor yang dapat mengubah besaran cahaya menjadi besaran listrik. Cahaya yang dapat dideteksi oleh sensor photodiode yaitu cahaya infra merah, cahaya tampak, ultra violet, dan sinar-X. Sensor photodiode dioperasikan bias mundur (reverse bias). Simbol dan Bentuk Fisik Photodioda dapat dilihat pada Gambar 1.

Bentuk Fisik dan Simbol Photodioda
Gambar 1. Bentuk Fisik dan Simbol Photodioda
  • Sensor photodiode mempunyai polaritas atau kutub positif (Anoda) dan negatif (Kathoda). Untuk mengetahui yang mana kutub positif dan mana kutub negatif, dapat dilihat pada kaki sensor photodiode dibagian tengah sensor photodiode. Kaki sensor photodiode yang panjang adalah kutub positif (Anoda), sedangkan yang pendek adalah kutub negatif (Kathoda). 
  • Jika dilihat dari samping pada sensor photodiode yaitu pada bagian tengah sensor photodiode yang kecil adalah kutub positif (Anoda), sedangkan yang besar adalah kutub negatif (Kathoda). Selain dari kaki atau bagian tengah. 
  • Jika dilihat dari atas sensor photodiode yaitu bagian yang berbentuk lingkaran adalah kutub positif (Anoda), sedangkan yang berbentuk seperti persegi adalah kutub negatif (Kathoda).  

Prinsip Kerja Sensor Photodiode  

jika sensor photodiode terkena cahaya maka resistansi akan berkurang, dan arus akan bertambah. jika sensor photodiode berada pada kondisi gelap maka resistansi akan bertambah, dan arus akan berkurang. Contoh : Jika terkena cahaya sensor photodiode resistansi 0 – 5k Ω. Jika tidak terkena cahaya sensor photodiode resistansi 50 – 300k Ω.

Rangkaian Pengkondisi Sinyal Sensor Photodioda 

Pada Gambar 2, rangkaian pengkondisi sinyal merupakan rangkaian dasar dengan hanya menggunakan dua buah resistor atau juga dapat menggunakan satu buah resistor dan satu buah sensor photodiode yang dipasang secara seri. Selain itu sensor photodiode juga dapat digunakan pada rangkaian pengkondisi sinyal dengan sebuah sumber tegangan (V +). Tegangan luaran (Vout) merupakan tegangan hasil pembagian antara sensor photodiode yang dioperasikan bias mundur (reverse bias) dengan resistor atau sebaliknya.

Rangkaian Pengkondisi Sinyal Sensor Photodioda
Gambar 2. Rangkaian Pengkondisi Sinyal Sensor Photodioda

Pada Gambar 2, sensor photodiode mempunyai resistansi yang rendah jika dioperasikan bias maju (forward bias), sedangkan pada operasi bias mundur (reverse bias) resistansi dari sensor photodiode akan turun seiring dengan intensitas cahaya yang masuk. Jadi jika sensor photodiode dioperasikan bias mundur (reverse bias), maka arus tidak akan mengalir karena hambatan yang sangat besar sekali. Jika dianalogikan seperti sakelar ketika sensor photodiode dioperasikan bias mundur maka kondisi Open Circuit, namun hambatan  yang besar bisa menjadi kecil karena pengaruh cahaya yang masuk. Hal seperti ini bisa menyebabkan arus mengalir sehingga bisa dikatakan kondisi Close Circuit.

  • Tegangan luaran (Vout) pada rangkaian pengkondisi sinyal akan berkurang ketika sensor photodiode terkena cahaya karena resistansi sensor photodiode akan berkurang dan tegangan akan langsung menuju ground, sedangkan dalam gambar rangkaian pengkondisi sinyal. 
  • Tegangan luaran (Vout) pada rangkaian pengkondisi sinyal akan bertambah ketika sensor photodiode terkena cahaya karena resistansi sensor photodiode akan berkurang dan tegangan akan langsung menuju tegangan luaran (Vout) bukan menuju ground yang dihambat oleh resistor.

 Cara Mengukur Tegangan Luaran (Vout)

Mengukur Tegangan Photodioda
Gambar 3. Mengukur Tegangan Photodioda
  • Atur posisi skala selektor AVO meter pada posisi DCV. 
  • Hubungkan probe merah pada tegangan luaran (Vout) dan probe hitam pada ground.Cara mengukur tegangan luaran seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.
  • Ukur tegangan luaran jika sensor photodiode terkena cahaya dan berada pada kondisi gelap.

 Implementasi Sensor photodiode dengan Motor DC 

Implementasi Sensor Photodioda dengan Motor DC
Gambar 4. Implementasi Sensor Photodioda dengan Motor DC

Pada Gambar 4. sensor photodiode berfungsi sebagai pengatur cepat atau lambatnya putaran motor DC dengan mengatur resistansi yang masuk ke driver motor DC. Jika sensor photodiode terkena cahaya maka resistansi sensor photodiode berkurang dan kecepatan motor DC akan berkurang, sedangkan jika sensor photodiode tidak terkena cahaya maka resistansi sensor photodiode bertambah dan kecepatan motor DC akan bertambah.  

Implementasi Sensor photodiode dengan Motor Servo 

Implementasi Sensor Photodioda dengan Motor Servo
Gambar 5. Implementasi Sensor Photodioda dengan Motor Servo

Pada Gambar 5. sensor photodiode berfungsi sebagai pengatur arah putaran motor Servo dengan mengatur resistansi yang masuk IC 555 yang berfungsi sebagai multivibrator astabil. Output dari multivibrator astabil berupa data 0 dan 1 sebagai input dari motor servo. Jika cahaya yang masuk ke sensor photodiode semakin terang atau semakin gelap, maka frekuensi pada multivibrator astabil akan berubah dan arah putaran motor servo akan berubah juga.  

Implementasi Sensor photodiode dengan Motor Stepper

Implementasi Sensor Photodioda dengan Motor Stepper
Gambar 6. Implementasi Sensor Photodioda dengan Motor Stepper

Pada Gambar 6. sensor photodiode berfungsi sebagai pengatur arah putaran motor stepper dengan mengatur resistansi yang masuk IC 555 yang berfungsi sebagai multivibrator astabil. Output dari multivibrator astabil berupa data 0 dan 1 sebagai input dari driver motor stepper yang berupa dua D flip-flop yang nantinya akan mengatur perputaran motor stepper. Jika cahaya yang masuk pada sensor photodiode semakin terang atau redup, maka frekuensi pada multivibrator astabil akan berubah dan arah putaran motor stepper akan berubah juga.

Implementasi Sensor Photodiode dengan sistem kendali ON/OFF dan Analog

Implementasi Sensor Photodioda dengan Kendali On / Off
Gambar 7. Implementasi Sensor Photodioda dengan Kendali On / Off

Pada Gambar 7. sensor photodiode berfungsi sebagai pengatur kecepatan arah putaran motor DC dengan mengatur resistansi yang masuk ke driver relay. Jika cahaya yang masuk pada sensor photodiode semakin terang maka resistansi sensor photodiode akan berkurang sehingga output dari rangkaian pembagi tegangan tidak dapat membuka kaki basis pada transistor, relay tidak bekerja, dan motor DC tidak berputar (OFF) dan sebaliknya, Jika cahaya yang masuk pada sensor photodiode semakin redup maka resistansi sensor photodiode akan bertambah sehingga output dari rangkaian pembagi tegangan dapat membuka kaki basis pada transistor, relay bekerja, dan motor DC berputar (ON).  

Implementasi Sensor Photodioda dengan Kendali Analog
Gambar 8. Implementasi Sensor Photodioda dengan Kendali Analog

Pada Gambar 8 sensor photodiode berfungsi sebagai pengatur kecepatan arah putaran motor DC dengan mengatur resistansi yang masuk ke driver motor DC. Prinsip kerja dari rangkaian Gambar 8 adalah output dari resistansi sensor photodiode dan R2 sebagai rangkaian pembagi tegangan akan dimasukkan ke rangkaian penguat non inverting untuk menaikkan output tegangan dari rangkaian pembagi tegangan. Jika cahaya yang masuk pada sensor photodiode semakin redup maka resistansi sensor photodiode akan bertambah sehingga output dari rangkaian penguat non inverting dapat membuka kaki basis pada driver motor, sehingga motor DC berputar

0 Response to "Sensor Cahaya Photodioda"

Posting Komentar

Iklan Atas Artikel

Iklan Tengah Artikel 1

Iklan Tengah Artikel 2

Iklan Bawah Artikel