MODUL I SENSOR CAHAYA (LDR) I. TUJUAN PRAKTIKUM 1. Memahami karakteristik sensor cahaya (LDR : Light Dependent Resistor) 2. Pengolahan perubahan nilai resistansi LDR sebagai pengukuran intensitas cahaya 3. Mengakses ADC resolusi 8-bit dengan memasukkan hasil tegangan sensor cahaya (LDR : Light Dependent Resistor) II. ALAT DAN BAHAN 1. LDR 2. Lux meter 3. Resistor variable 10kβ¦ 4. Catu daya 5 Volt 5. Voltmeter 6. Penggaris 7. Minimum sistem aTmega328 8. Kabel penghubung III. DASAR TEORI Pada saat ini penggunaan mikrokontroler dapat kita temui pada berbagai peralatan, misalnya telpon seluler, microwave, televisi, mesin cuci dan lain sebagainya.mikrokontroler dapat diaplikasikan untuk pengendalian, otomasi industri, akuisi data, telekomunikasi dan lain-lain. Atmel AVR (Advanced Versatile RISC atau Alf and Vegardβs Risc processor) merupakan salah satu vektor yang bergerak di bidang mikroelektronika. Mikrokontroler AVRmemiliki fitur yang lengkap (ADC internal, EEPROM internal, timer/counter, watchdog timer, PWM, port I/O, komunikasi serial, komparator, I2C, dll). Dengan fasilitas ini programer atau desainer dapat menggunakannya untuk berbagai aplikasi sistem elektronika, secara umum mikrokontroler AVR dikelompokkan menjadi 3 kelompok, yaitu AT90xx, Atmega, dan Attiny. Alur pemograman mikrokontroler AVR dapat dilihat sebagai berikut: Komputer perangkat lunak CodeVision Editor
Compilerler C
Assembler
Evaluasi Kit ISP/ASP
Donggle
(avrasm32.exe
Target Akhir (Chip AVR
Gambar 1. Alur Program CodeVision
LDR (Light Dependent Resistant) merupakan suatu jenis resistor yang nilai resistansinya berubah-ubah karena adanya intensitas cahaya yang diserap. LDR
dibentuk dari Cadium Sulfide (CDS) yang mana Cadium Sulfide dihasilkan dari serbuk keramik. Prinsip kerja LDR ini pada saat mendapatkan cahaya maka tahanannya turun, sehingga pada saat LDR mendapatkan kuat cahaya terbesar maka tegangan yang dihasilkan adalah tertinggi. Pada saat gelap atau cahaya redup, bahan dari cakram pada LDR menghasilkan elektron bebas dengan jumlah yang relatif kecil. Sehingga hanya ada sedikit elektron untuk mengangkut muatan elektrik. Artinya pada saat cahaya redup LDR menjadi pengantar arus yang kurang baik, atau bisa disebut juga LDR memiliki resistansi yang besar pada saat gelap atau cahaya redup. Pada saat cahaya terang, ada lebih banyak elektron yang lepas dari bahan semikonduktor tersebut. Sehingga akan ada lebih banyak elektron untuk mengangkut muatan elektrik. Artinya pada saat cahaya terang LDR menjadi konduktor atau bisa disebut juga LDR memilki resistansi yang kecil pada saat cahaya terang.
Gambar 2 Light Dependent Resistor Resistor atau hambatan berfungsi sebagai penghambat arus, pembagi arus dan tegangan. Resistor menerima energi dengan cara menyerap sehingga menimbulkan panas. Nilai resitor tergantung dari hambatan jenis, bahan resistor, panjang resistor dan luas penampang. Secara matematis dirumuskan dengan : π
R = π π΄...........................................................(1.1) dengan
π = hambatan jenis π = panjang dari resistor ( m ) A= luas penampang ( m2 ) R = resistansi ( Ξ© )
Jika suatu resistor dilewati oleh sebuah arus maka pada kedua ujung resistor tersebut akan timbul beda potensial atau tegangan, yang dikenal dengan hukum ohm. Secara metematis dapat ditulis (Sutrisno, 1979) V = IR ...........................................................(1.2) dengan : V I
= tegangan (volt) = arus listrik (ampere)
R
= hambatan (ohm)
Pada suatu rangkaian listrik, resistor dapat dirangkai secara seri dan paralel. Pada rangkaian seri, arus yang mengalir bernilai sama pada tiap resistor dan tegangan total merupakan total dari tegangan pada tiap resistor, sehingga : V = V1 + V2 + V3 IR = IR1 + IR2 + IR3 R = R1 + R2 + R3................................................(1.3) Sedangkan pada rangkaian paralel, resistor mendapatkan tegangan dengan nilai sama dan arus yang mengalir akan terbagi pada tiap β tiap cabangnya, sehingga : I = I1 + I2 + I3 V/R = V/R1 + V/R2 + V/R3 1/R = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3...................................(1.4) Simbol dari resistor dalam suatu rangkaian biasanya digambarkan seperti pada gambar 2.4 berikut ini :
Gambar 2.1 Simbol resistor dalam suatu rangkaian .
Resistor bersifat resistif dan umumnya berbahan dari karbon. Adapun fungsi dari resistor yaitu untuk menahan arus listrik agar sesuai dengan kebutuhan suatu rangkaian elektronika, menurunkan tegangan sesuai dengan yang dibutuhkan dalam rangkaian dan lain sebagainya. (Febrianto,2008) Resistor mempunyai harga resistansi yang cukup banyak, mulai dari beberapa ohm di belakang koma sampai beberapa mega ohm didepan koma. Rating daya yang tertinggi da yang mencapai beberapa ratus watt dan yang terendah sampai mencapai 0,1watt rating daya sangat penting, sebab ia menunjukkan daya maksimum yang bisa di sipasikan tanpa menimbulkan panas-panas yang berlebihan yang dapat mengakibatkan kerusakan pada resistor tersebut.Disipasi artinya bahwa daya sebesar I2R akan di buang kepadanya. Panas yang berlebihan dapat mengakibatkan terbakarnya resistor. (Febrianto,2008)
V in
Vout 1
R1
R2 Vout 2
Gambar 3 Rangkaian Pembagi tegangan
V ο½ iR V tot ο½ i ο¨ R1 ο« R2 ο©
Vout 2 ο½ i R2 ; Vout 2 ο½ Vin ο½
Vin.R2 ο¨ R1 ο« R2 ο©
Vout 2. ο¨ R1 ο« R2 ο© ...................................(1.4) R2
IV. PERCOBAAN 1. Buatlah rangkaian seperti gambar.
C2 LDR1
1.0
+5V
R3 10k
RV2
LED
1k
100n
+88.8 50%
50%
C1 RESET
1k
R2
Volts
Ohmmeter
5 4 3 2 13 GND
22p
+5V
RV1 D1
7 8 9 10 11 12 13 14
C3
A0 A1 A2 A3 A4 A5 RESET
ATMEGA328P +5V
D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 A K
LDR
22p
RS RW E
CRYSTAL
4 5 6
23 24 25 26 27 28 1
X1
LM016L
VSS VDD VEE
8 9 10 11 12 13
11
PC0/ADC0/PCINT8 PC1/ADC1/PCINT9 PC2/ADC2/PCINT10 PC3/ADC3/PCINT11 PC4/ADC4/SDA/PCINT12 PC5/ADC5/SCL/PCINT13 PC6/RESET/PCINT14
14 15 16 17 18 19 9 10
12
AREF AVCC
PB0/ICP1/CLKO/PCINT0 PB1/OC1A/PCINT1 PB2/SS/OC1B/PCINT2 PB3/MOSI/OC2A/PCINT3 PB4/MISO/PCINT4 PB5/SCK/PCINT5 PB6/TOSC1/XTAL1/PCINT6 PB7/TOSC2/XTAL2/PCINT7
1 2 3
PD0/RXD/PCINT16 PD1/TXD/PCINT17 PD2/INT0/PCINT18 PD3/INT1/OC2B/PCINT19 PD4/T0/XCK/PCINT20 PD5/T1/OC0B/PCINT21 PD6/AIN0/OC0A/PCINT22 PD7/AIN1/PCINT23
A0
21 20
LCD1
+5v
U1 2 3 4 5 6 11 12 13
0 1 2 3 4 5 +5V 6 7
10k
1
RXD
0
TXD
VT52, VT100, ANSI
RTS Xmodem, Ymodem, Zmodem
2
1
CTS
Gambar 1 Rangkaian Percobaan 2. 3. 4. 5. 6.
Ukur jarak sensor dengan ldr Sinari sensor ldr dengan cahaya dari led Ukur intensitas cahaya led Catat tegangan dengan voltmeter Ulangi percobaan dengan nilai resistansi (RV1) yang berbeda dan warna led yang berbeda.
V. TUGAS 1. Analisa bagaimana pengaruh intensitas cahaya terhadap nilai tahanan hambatan arus (RV1). 2. Buat grafik antar intensitas cahaya terhadap nilai resistansi ldr 3. Analisa karakteristik ldr dengan datasheet ldr yang sudah ada. 4. Hitung eror pengukuran.
IV. Tabel data No. Tegangan LDR
Resistansi (β¦)
Intensitas cahaya (Lux)
