Sensor Cahaya Phototransistor

Pengertian Sensor Phototransistor

Photo transistor merupakan jenis transistor yang bias basisnya berupa cahaya infra merah. Besarnya arus yang mengalir di antara kolektor dan emitor sebanding dengan intensitas cahaya yang diterima photo transistor tersebut. Photo transistor pada dasarnya adalah jenis transistor bipolar yang menggunakan kontak (junction) base-collector untuk menerima cahaya. Komponen ini mempunyai sensitivitas yang lebih baik jika dibandingkan dengan photodioda. Hal ini disebabkan karena elektron yang ditimbulkan oleh foton cahaya pada junction diinjeksikan di bagian Base dan diperkuat di bagian Kolektornya. Namun demikian, waktu respon dari photo transistor secara umum akan lebih lambat dari pada photodioda. SImbol dan bentuk phototransistor dapat dilihat pada Gambar 1

Gambar 1. Simbol dan Bentuk Fisik Sensor Phototransistor

Prinsip Kerja Sensor Phototransistor

Prinsip kerja photo transistor sama persis dengan kerja transistor sebagai saklar. Perbedaannya terletak pada denyut yang masuk ke dalam basis. Kaki basis pada photo transistor tidak ditampilkan, karena fungsi kaki basis pada photo transistor dikendalikan berdasarkan ada atau tidaknya berkas cahaya yang mengenai permukaan berbahan photoconductive, yang berada pada kaki basisnya.

• Pada saat photo transistor tidak menerima cahaya, maka photo transistor tidak aktif, sehingga aliran arus listrik (I) tidak mengalir dari kaki collector (C) menuju kaki emitter (E) atau VCE = 0 volt
• Pada saat photo transistor menerima cahaya, maka photo transistor aktif, sehingga aliran arus listrik (I) mengalir dari kaki collector (C) menuju kaki emitter (E) atau VCE > 0 volt
  

Penggunaan komponen photo transistor pada umumnya adalah sebagai salah satu komponen dalam membangun suatu rangkaian sensor pendeteksi cahaya (sensor optik). Dalam sebuah rangkaian sensor cahaya (yang menggunakan photo transistor), biasanya photo transistor dirangkai dengan resistor (resistor tetap). Rangkaian pengkondisi sinyal Sensor photo transistor dapat dilihat pada Gambar 2

Gambar 2. Rangkaian Pengkondisi Sinyal Phototransistor

Karakteristik Sensor Phototransistor 

Sensor photo transistor memiliki beberapa karakteristik yang sering digunakan dalam perancangan, yaitu: 

• Dalam rangkaian jika menerima cahaya akan berfungsi sebagai resistansi. 
• Dapat menerima penerimaan cahaya yang redup (kecil). 
• Semakin tinggi intensitas cahaya yang diterima, maka semakin besar pula resistansi yang dihasilkan. 
• Memerlukan sumber tegangan yang kecil. 
• Menghantarkan arus saat ada cahaya yang mengenainya. 
• Penerimaan cahaya dilakukan pada bagian basis. 
• Apabila tidak menerima cahaya maka tidak akan menghantarkan arus. 

Implementasi Sensor Photo Transistor dengan Motor DC

Gambar 3. Implementasi Sensor Phototransistor dengan Motor DC

Pada Gambar 3. sensor photo transistor berfungsi sebagai pengatur cepat atau lambatnya putaran motor DC dengan mengatur resistansi yang masuk ke driver motor DC. Jika sensor photo transistor terkena cahaya maka resistansi sensor photo transistor berkurang dan kecepatan motor DC akan berkurang, sedangkan jika sensor photo transistor tidak terkena cahaya maka resistansi sensor photo transistor bertambah dan kecepatan motor DC akan bertambah. 

Implementasi Sensor Photo Transistor Dengan Motor Servo

Gambar 4. Implementasi Sensor Phototransistor dengan Motor Servo

Pada Gambar 4. sensor photo transistor 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 photo transistor semakin terang atau semakin gelap, maka frekuensi pada multivibrator astabil akan berubah dan arah putaran motor servo akan berubah juga. 

Implementasi Sensor Photo Transistor dengan Motor Stepper 

Gambar 5. Implementasi Sensor Phototransistor dengan Motor Stepper

Pada Gambar 5. sensor photo transistor 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 Photo Transistor dengan sistem kendali ON/OFF

Gambar 6. Implementasi Sensor Phototransistor dengan kendali Analog

Pada Gambar 6. sensor photo transistor berfungsi menyalakan LED. Prinsip kerja dari rangkaian Gambar 6.  adalah output dari resistansi sensor photo transistor dan R1 sebagai rangkaian pembagi tegangan nantinya akan dimasukkan ke rangkaian penguat non inverting untuk menaikkan output tegangan dari rangkaian pembagi tegangan. Kemudian di dibandingkan dengan rangkaian komparator yang berfunsi sebagai pembanding tegangan antara output dari rangkaian pembagi tegangan dengan potensiometer (RV1). Jika intensitas cahaya yang masuk pada sensor photo transistor semakin tinggi, maka LED akan mati sesuai dengan karakteristik sensor photo transistor dan sebaliknya. 

Gambar 7. Implementasi Sensor Phototransistor dengan kendali Digital

pada Gambar 7. sensor photo transistor berfungsi menyalakan LED secara ON/OFF. Prinsip kerja dari rangkaian Gambar 7. adalah output dari resistansi sensor photo transistor dan R1 sebagai rangkaian pembagi tegangan nantinya akan dimasukkan ke rangkaian penguat non inverting untuk menaikkan output tegangan dari rangkaian pembagi tegangan. Output dari rangkaian penguat non inverting selanjutnya dimasukkan ke transistor TIP31 (NPN) yang berfungsi sebagai saklar dan dihubungkan ke relay. Jika intensitas cahaya yang masuk pada sensor photo transistor semakin tinggi, maka LED akan mati sesuai dengan karakteristik sensor photo transistor dan sebaliknya. 

Abdurrahman Rasyid, S.Pd.

Lulusan Teknik Elektro yang hobi ngoprek komputer, gadget, dan traveling

Share this post