Sirkuit Deteksi Cahaya: Panduan Ramah Pemula untuk Mengukur Tingkat Cahaya

Sensor Cahaya

Apakah Anda ingin membangun proyek yang mendeteksi kehadiran dan ketiadaan cahaya? Maka, akan membantu jika Anda memiliki sirkuit deteksi cahaya. Menariknya, ini adalah proyek yang mudah dan ramah pemula. Plus, perangkat dapat dengan mudah mendeteksi intensitas cahaya di lingkungan. Selain itu, Anda dapat menggunakan sirkuit deteksi cahaya sebagai sirkuit kontrol. Namun, tugas menjadi membingungkan ketika Anda harus memilih detektor cahaya yang paling sesuai.

Berita baiknya: artikel ini mencakup segala sesuatu yang perlu Anda ketahui tentang membangun sirkuit deteksi cahaya dan lebih banyak lagi. Jadi, tunggu sebentar.

Apa itu Sirkuit Detektor Cahaya?

Sensor Cahaya

Sirkuit detektor atau sensor cahaya adalah perangkat yang mampu mendeteksi intensitas cahaya. Juga, perangkat menghasilkan sinyal output yang menunjukkan kekuatan cahaya yang diukur.

Sensor cahaya dapat mengukur energi radiasi yang ada di setiap spektrum cahaya. Plus, mengukur berbagai frekuensi cahaya mulai dari:

• Cahaya inframerah
• Cahaya terlihat
• Cahaya ultraviolet

Sensor Cahaya Inframerah

Sumber: Pixabay

Detektor cahaya juga mengubah energi cahaya (terlihat atau tidak) menjadi sinyal output listrik. Dengan demikian, Anda juga dapat menyebut sensor cahaya sebagai “perangkat fotoelektrik.”

Apa lagi?

Menggunakan output listrik sirkuit sensor cahaya untuk mengontrol sirkuit lain adalah mungkin. Namun, penting untuk memiliki sirkuit beban listrik atau alat seperti lampu, kipas, atau lampu jalan.

Jenis Sensor Cahaya

Sebelum membangun sirkuit deteksi cahaya Anda, penting untuk mengetahui sensor cahaya yang ideal. Ada dua kategori utama perangkat fotoelektrik. Kategori pertama menghasilkan listrik saat mendeteksi cahaya. Dalam perbandingan, kategori kedua dapat mengubah beberapa properti listrik.

Oleh karena itu, kami memiliki jenis sensor cahaya berikut:

Sel Foto-Emisif

Perangkat foto ini menghasilkan elektron bebas dari bahan sensitif cahaya seperti cesium. Sel foto-emisif hanya menghasilkan elektron saat mengenai proton dengan energi yang cukup.

Juga, tingkat energi yang dimiliki proton tergantung pada intensitas cahaya. Oleh karena itu, semakin tinggi daya, semakin banyak energi yang dikonversikan proton dari cahaya menjadi energi listrik.

Sel Foto-Voltaik

Sensor dengan sel voltaik dapat menghasilkan energi listrik yang setara dengan energi cahaya yang diterimanya.

Plus, dua bahan semiconductor yang digabungkan dapat menerima energi cahaya dan menciptakan sekitar 0,5v. Juga, Selenium adalah sel voltaik yang mudah didapat yang bekerja di sebagian besar sel surya.

Perangkat Foto-Jungksi

Fotodioda atau fototransistor adalah contoh典型 dari perangkat foto-jungksi. Perangkat ini menggunakan intensitas cahaya untuk mengontrol aliran lubang dan elektron di seluruh PN-jungksi.

Desain perangkat foto-jungksi bekerja paling baik untuk aplikasi deteksi dan penetrasi cahaya. Plus, perangkat ini hanya merespons panjang gelombang cahaya insiden.

Sel Foto-Konduktif

Sensor cahaya dengan sel foto-konduktif tidak menghasilkan listrik. Sebaliknya, mereka mengubah properti fisik saat menerima energi cahaya.

Juga, fotoresistansi adalah jenis sensor fotokonduktif yang umum. Dan mengubah resistensi listrik sesuai perubahan intensitas cahaya. Dengan kata lain, fotoresistansi dapat menggunakan energi cahaya untuk mengontrol aliran elektron dan arus yang mengalir melalui elektron.

Resistor Terbantung Cahaya (LDR) adalah sensor fotokonduktif lain yang umum digunakan. Dan LDR dapat mengubah resistensi listrik dari ribuan Ohm hingga beberapa ratus dalam kehadiran cahaya.

Resistor Terbantung Cahaya

Bagaimana Sirkuit Detektor Cahaya Bekerja

Saat ada cahaya insiden pada sensor LDR, resistensinya menjadi rendah. Jadi, beban yang terhubung ke sirkuit tidak akan mendapatkan cukup daya untuk mengaktifkan perangkat (yaitu, menjaga keadaan mati).

Jadi, saat gelap, resistensi LDR meningkat ke tingkat yang memungkinkan arus mengalir melalui sirkuit. Akibatnya, transistor diaktifkan. Dan ini membantu menyediakan cukup daya untuk memulai beban.

Menariknya, Anda dapat membalik cara kerja detektor cahaya. Artinya, Anda dapat menyalakan beban ketika ada penerangan dan mematikannya ketika tidak ada. Plus, memilih cara kerja detektor cahaya tergantung pada tipe aplikasi.

Proyek Sirkuit Deteksi Cahaya

Dalam bagian ini, Anda akan mempelajari cara membangun dua jenis sirkuit deteksi cahaya. Pertama adalah detektor cahaya yang menggunakan LDR dan Op-Amp. Kemudian, sirkuit kedua adalah detektor cahaya menggunakan LDR dan transistor.

Detektor Cahaya Menggunakan LDR dan Op-Amp

OP-Amp

Fitur utama LDR adalah bagaimana mengubah resistensi tergantung pada intensitas cahaya. Oleh karena itu, fitur ini akan berguna dalam proyek ini untuk mendeteksi cahaya dan menyalakan LED.

Plus, ketika sirkuit dipadukan dengan Op-Amp dalam mode komparator–itu membantu menghasilkan output tinggi atau rendah dengan membandingkan tegangan. Berikut komponen yang Anda butuhkan untuk sirkuit ini:

• LDR
• Kabel penghubung
• IC OP-Amp LM358
• Resistor 10 KΩ
• LED putih
• Sumber daya 9v
• Potensiometer 10 KΩ
• Resistor 220 Ω
• Breadboard

Diagram Sirkuit

Diagram Sirkuit

Cara Membangun

Pertama, hubungkan terminal wiper Potensiometer 10 KΩ ke terminal inverting Op-Amp. Kemudian, buat juncusan penghubung antara LDR dan Resistor 10 KΩ. Akibatnya, Anda akan membuat pembagi potensial yang memberi output ke OP-Amp.

Juga, buat hubungan antara LED putih dan Resistor 220 Ω. Kemudian, hubungkan sumber daya 9v Anda ke sirkuit dan uji apakah bekerja.

Saat Anda memberi sinar cahaya pada LDR, resistensinya harus menurun. Dan tegangan inverting akan lebih tinggi dari tegangan non-inverting, yang menjaga LED tetap mati.

Jika tidak ada cahaya insiden pada LDR, resistensinya akan lebih tinggi. Akibatnya, tegangan inverting akan lebih rendah dari tegangan non-inverting. Jadi, output OP-Amp akan meningkat dan menyala LED.

Sirkuit Deteksi Cahaya: Detektor Cahaya Menggunakan LDR dan Transistor

Transistor BC547C

Jika Anda tidak memiliki OP-Amp untuk membangun sirkuit sebelumnya, Anda dapat menggunakan transistor sebagai pengganti. Di sini, satu transistor akan melakukan operasi deteksi cahaya.

Jadi, Anda dapat menggunakan pasangan Darlington untuk output arus yang lebih terjamin. Namun, dalam sebagian besar kasus, satu transistor akan cukup. Berikut komponen yang Anda butuhkan untuk sirkuit ini:

• Transistor NPN BC547
• Kabel penghubung
• LED putih
• Sumber daya 9v
• Resistor 10k Ohm
• Resistor 470 Ohm
• Breadboard

Diagram Sirkuit

Diagram Sirkuit

Cara Membangun

Pertama, hubungkan LDR Anda ke Breadboard dan basis transistor Anda ke salah satu pin LDR.

Kemudian, hubungkan LED Anda ke pin paralel di ujung Breadboard yang lain. Selanjutnya, Anda harus mengamankan resistor 470-ohm ke terminal positif LED (+ve) dan rel positif Breadboard.

Hubungkan resistor 10k ke basis transistor dan rel negatif Breadboard (-ve). Selanjutnya, gabungkan beberapa jumper antara rel negatif Breadboard dan pemancar transistor.

Terakhir, hubungkan sumber daya 9v Anda (menggunakan baterai 9v) ke Breadboard dan uji sirkuit Anda.

Cara Kerja

Proyek bekerja dengan tiga kondisi: cahaya penuh, cahaya sedang, dan tanpa cahaya.

Untuk kondisi cahaya penuh, penerangan terang pada LDR akan mengurangi resistensinya–akibatkan cahaya redup dari LED. Jadi, dalam kondisi cahaya sedang, deskripsi level sedang LDR akan menghasilkan cahaya sedang.

Juga, dalam kondisi tanpa cahaya, resistensi LDR meningkat. Oleh karena itu, menghasilkan cahaya terang pada LED. Plus, Anda dapat mengatur kecerahan LED dengan menyesuaikan resistor yang terhubung ke basis transistor.

Sirkuit Deteksi Cahaya: Aplikasi Sirkuit Sensor Cahaya

Sensor cahaya bekerja dalam aplikasi berbeda seperti sistem alarm keamanan, hemat daya sensitif tinggi untuk lampu jalan, sistem kontrol untuk penerangan rumah, dan sistem lampu jalan raya surya (untuk mematikan otomatis siang hari).

Sistem Alarm Keamanan

Aplikasi lain termasuk pengalihan otomatis untuk alat dan sistem penerangan untuk lemari dan lemari pakaian.

Sirkuit Deteksi Cahaya: Saklar Penerangan Sunset hingga Sunrise

Saklar penerangan STS menggunakan sirkuit sensor cahaya untuk mengontrol beban berdasarkan cahaya insiden pada LDR. Dan saklar penerangan STS bekerja berbeda dari aplikasi dan proyek lainnya yang tercantum di sini. Jadi, alih-alih transistor atau OP-Amp, saklar penerangan STS menggunakan timer IC 555 dalam mode bistable.

Dan saat Anda menerangi LDR, itu mengirim output ke timer IC 555 yang menggunakan TRIAC untuk mengontrol beban. Kemudian, sensor akan mengaktifkan gear selama sunset dan memulainya selama sunrise.

Ringkasan

Sirkuit sensor cahaya adalah proyek serbaguna dan mudah dalam elektronika dasar. Kami telah secara luas membahas bagaimana berbagai LDR bekerja dan menunjukkan komponen yang dibutuhkan untuk menjalankan hal-hal. Oleh karena itu, Anda dapat mencoba proyek ini segera.

Menariknya, Anda dapat menggunakan LDR dengan OP-Amp, transistor, dan timer IC 555.

Lampu Jalan

Ada pertanyaan atau saran tentang topik? Jangan khawatir, Anda selalu dapat menghubungi kami, dan kami akan lebih dari senang membantu.