LAPORAN PRAKTIKUM

ELEKTRONIKA DASAR 1

Sensor Cahaya dan Transistor NPN

Serta Aplikasinya dalam Teknologi

Otomatisasi

AHMAD RIDWAN SIDIQ(1127030002)

September 20, 2013

Asisten Praktikum : Hadian (1211703016)

JURUSAN FISIKA

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UIN SUNAN GUNUNG DJATI BANDUNG

2013

1

Abstract

in this experiment we can examine and analysis manner activity

from censor light, Transistor NPN, LED, Motor DC, and buzer, which

aplication in sleep light, hand dryer, and alarm. in the simulasion sleep

light when LDR in dark voltage is 1.91 volt, and LED flare. whereas

when LDR flare voltage is 2.21 volt, and LED flare. when voltage

is up so LED more overcst, even to dark. In Simulation Hand dryer

when LDR dark voltage is 2.83 volt, and LED flare, velocity of motor

DC is 92.3 m/s, when LDR flare voltage is 2.91 volt, and LED flare

velocity of motor DC is 90m/s. When voltage is up LED calmed, and

velocity of motor DC is 0. In the Simulation alarm automatic when

LDR dark voltage is 3.59 volt LED flare, and alarm sound, when LDR

is flare voltage is 5 volt so LED calmed and alarm not sound.

keyword : LDR, motor DC, Transistor NPN, alarm, flare

Ringkasan

Dalam praktikum ini praktikan dapat menguji dan menganalisis

cara kerja dari sensor cahaya, transistor NPN, LED, Motor DC, dan

buzzer, yang diaplikasikan dalam lampu tidur, hand dryer, dan alarm

otomatis.Pada simulasi lampu tidur ketika LDR dalam keadaan gelap

tegangannya 1.91 volt, dan LED menyala. Sedangkan ketika LDR

terang tegangannya 2.21 volt, dan LED menyala. Ketika tegangan

terus dinaikkan maka keadaan LED semakin redup, bahkan sampai

padam. Pada simulasi Hand dryer ketika LDR gelap tegangannya 2.83

volt, dan LED menyala, besar kecepatan motor DC nya 92.3 m/s,

sedangkan ketika LDR terang tegangannya 2.91 volt, keadaan LED

menyala, besar kecepatan motor DC nya 90 m/s. ketika tegangan di-

naikkan Maka Lampu menjadi padam, dan motor Dc pun berhenti.

Pada simulasi alarm otomatis ketika LDR gelap ketika tegangan nya

3.59 volt LED menyala, dan alarm pun berbunyi,pada saat LDR

menyala ketika tegangan 5 volt maka LED padam dan alarm pun

tidak berbunyi.

kata kunci : sensor cahaya, transistor NPN, LED, Motor DC,

Buzer

1

1 Pendahuluan

1.1 Latar Belakang

Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor) dapat digunakan se-

bagai : Sensor pada rangkaian saklar cahaya Sensor pada lampu otomatis

Sensor pada alarm brankas Sensor pada tracker cahaya matahari Sensor pada

kontrol arah solar cell Sensor pada robot line follower Dan masih banyak

lagi aplikasi rangkaian elektronika yang menggunakan LDR (Light Depen-

dent Resistor) sebagai sensor cahaya. Karakteristik Sensor Cahaya LDR

(Light Dependent Resistor) Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resis-

tor) adalah suatu bentuk komponen yang mempunyai perubahan resistansi

yang besarnya tergantung pada cahaya. Karakteristik LDR terdiri dari dua

macam yaitu Laju Recovery dan Respon Spektral sebagai berikut : Laju Re-

covery Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor) Bila sebuah Sensor

Cahaya LDR (Light Dependent Resistor) dibawa dari suatu ruangan dengan

level kekuatan cahaya tertentu ke dalam suatu ruangan yang gelap, maka bisa

kita amati bahwa nilai resistansi dari LDR tidak akan segera berubah resis-

tansinya pada keadaan ruangan gelap tersebut. Namun LDR tersebut hanya

akan bisa mencapai harga di kegelapan setelah mengalami selang waktu ter-

tentu. Laju recovery merupakan suatu ukuran praktis dan suatu kenaikan

nilai resistansi dalam waktu tertentu. Harga ini ditulis dalam K/detik, untuk

LDR tipe arus harganya lebih besar dari 200K/detik(selama 20 menit per-

tama mulai dari level cahaya 100 lux), kecepatan tersebut akan lebih tinggi

pada arah sebaliknya, yaitu pindah dari tempat gelap ke tempat terang yang

memerlukan waktu kurang dari 10 ms untuk mencapai resistansi yang sesuai

dengan level cahaya 400 lux.

1.2 Tujuan

Adapun tujuan dari praktikum ini antara lain :

1. Mengetahui Prinsip kerja sensor cahaya LDR

2. Mengetahui Prinsip Kerja Transistor NPN sebagai pengkondisi sinyal

2

3. Mengetahui prinsip kerja LED

4. Mengetahui prinsip kerja motor DC

5. Mengetahui prinsip kerja buzzer

6. Mampu mendesain aplikasi sederhana sensor cahaya berupa lampu

tidur, hand dryer, serta alarm otomatis

1.3 Dasar Teori

1.3.1 Dikemukakan teori

Salah satu jenis resistor yang peka terhadap perubahan cahaya adalah

Light Dependent Resistor (LDR). Resistansi LDR berubah seiring dengan

perubahan intensitas cahaya yang mengenainya. Dalam keadaan gelap Resis-

tansi LDR sekitar 10 M dan dalam keadaan terang sebesar 1 K atau kurang.

LDR terbuat dari bahan semikonduktor seperti kadmium sulfida. Dengan

bahan ini energi dari cahaya yang jatuh menyebabkan lebih banyak muatan

yang dilepas atau arus listrik meningkat. Artinya Resistansi bahan telah

mengalami penurunan.

LDR digunakan untuk mengubah energi cahaya menjadi energi listrik,

saklar cahaya otomatis dan alarm pencuri adalah beberapa contoh alat yang

menggunakan LDR, Sensor cahaya berfungsi untuk mendeteksi cahaya yang

berada disekitar kita, maka LDR digunakan sebagai sensor cahaya. Sensor ini

akan berubah nilai hambatannya apabila ada perubahan tingkat kecerahan

cahaya. Prinsip inilah yang akan digunakan untuk mengaktifkan transistor

untuk dapat menghidupkan lampu LED pada lampu taman otomatis meng-

gerakkan motor DC pada hand dryer dan robot pengikut garis otomatis atau

menghidupkan buzzer pada alarm otomatis, perubahan nilai hambatan pada

LDR tersebut akan menyebabkan perubahan beda tegangan pada input baris

transistor, sehingga akan mengaktif/nonaktifkan transistor.

3

Figure 1: desain rangkain lampu tidur otomatis

Figure 2: desain rangkaian hand dryer otomatis

4

Figure 3: desain rangkian alarm otomatis

2 Metode Praktikum

2.1 Waktu dan Tempat

Praktikum ini berlangsung pada

Pukul : 07.00-09.00 WIB

Tanggal : 14 September 2013

Tempat : Labolatorium Fisika

5

2.2 Alat dan bahan yang digunakan antara lain:

1. Papan PCB/Protoboard

2. Kabel Koneksi

3. Multimeter

4. Resistor

5. LDR

6. LED

7. Motor DC

8. Buzzer

9. Transistor NPN 2N222

10. software proteus

6

2.3 Prosedur Percobaan:

2.3.1 Desain dan pembuatan Teknologi Otomatis

Membuat desain rangkain sesuai dengan gambar, pembuatan rangkaian

sesuai desain pada PCB

2.3.2 Diagram Alir

Mulai

Membuat desain rangkaian sesuai dengan gambar

pembuatan rangkaian sesuai desain pada PCB

Analisis

Selesai

2.3.3 Pengujian dan Analisis

Uji dan Analisis tegangan output dari transistor NPN pada saat LDR

terang, Uji dan Analisis tegangan output Dari Transistor NPN pada saat

LDR gelap.

7

2.3.4 Diagram Alir

Mulai

Uji dan Analisis tegangan output dari Transistor NPN pada saat LDR terang

Uji dan Analisis tegangan output dari Transistor NPN pada saat LDR gelap

selesai

8

3 Hasil dan Pembahasan

3.1 Data Hasil Pengamatan

1. Hasil simulasi rangkaian lampu tidur

Keadaan LDR V (volt) keadaan LED

Gelap 2.83 menyala terang

Terang 2.96 menyala

Terang 4.11 Menyala gelap

Terang 4.67 Menyala gelap

Terang 4.99 padam

2. Hasil simulasi rangkaian hand dryer (2N2907)

Keadaan LDR V (volt) keadaan LED Motor DC

Gelap 2.81 menyala 91.4

Terang 4.75 padam 13.4

Terang 4.99 padam berhenti

3. Hasil simulasi rangkaian hand dryer (2N3904)

Keadaan LDR V (volt) keadaan LED Motor DC

Gelap 0.71 menyala 91.4

Terang 1.16 menyala 91.3

Terang 4.99 padam berhenti

4. Hasil simulasi rangkaian alarm otomatis (2N2907)

Keadaan LDR V (volt) keadaan LED Alarm

Gelap 3.59 menyala berbunyi

Terang 3.60 menyala berbunyi

Terang 5.00 padam tidak berbunyi

9

5. Hasil simulasi rangkaian alarm otomatis (2N3904)

Keadaan LDR V (volt) keadaan LED Alarm

Gelap 0.88 menyala berbunyi

Terang 1.50 menyala berbunyi

Terang 4.99 padam tidak berbunyi

3.2 Pembahasan

Percobaan kali ini mengenai Sensor cahaya LDR, LDR (Light Depen-

dent Resistor) adalah jenis resistor yang biasa digunakan sebagai detector

cahaya atau pengukur besaran konversi cahaya. Light Dependent Resis-

tor, terdiri dari sebuah cakram semikonduktor yang mempunyai dua buah

elekrtroda pada permukaannya. Resistansi LDR berubah seiring dengan pe-

rubahan intensitas cahaya yang mengenainya. Dalam keadaan gelap resis-

tansi LDR sekitar 10 M ohm dan dalam keadaan terang sebesar 1 k ohm

atau kurang. LDR terbuat dari bahan semikonduktor seperti cadmium sul-

fide. Dengan bahan ini energi dari cahaya yang jatuh menyebabkan lebih

banyak muatan yang dilepas atau arus listrik meningkat. Artinya resistansi

bahan telah mengalami penurunan. Pada saat gelap atau cahaya redup, ba-

han dari cakram tersebut menghasilkan elektron bebas dengan jumlah yang

relative kecil. Sehingga hanya ada sedikit elektron untuk mengangkut mu-

atan elektrit. Artinya pada saat cahaya redup, LDR menjadi konduktor

yang buruk, 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 atom bahan semikonduktor tersebut. Sehingga akan

lebih banyak elektron untuk mengangkut muatan elektrit. Artinya pada saat

cahaya terang, LDR menjadi konduktor yang baik, atau bisa disebut juga

LDR memiliki resistansi kecil pada saat cahaya terang.

Pada simulasi lampu tidur pada saat LDR dalam keadaan gelap dan

tegangannya 2.83 volt lampu LED menyala terang, dan ketika LDR dalam

keadaan terang dan tegangannya 4.11 volt lampu LED menyala tetapi agak

10

redup, dan ketika tegangannya mencapai 4.99 volt LED padam. Artinya

Ketika tegangannya naik maka LED akan semakin redup bahkan sampai

padam.

Sedangkan pada simulasi hand dryer pada transistor 2N2907 ketika

LDR dalam keadaan gelap dan besar tegangannya 2.81 volt lampu LED

menyala, dan kecepatan dari motor DC 91.4 m/s. ketika LDR terang dan

besar tegangannya 4.75 volt lampu LED padam , dan kecepatan dari motor

DC menurun mencapai angka 13.4 m/s, dan Pada saat tegangannya 4.99 volt

LED padam dan motor DC berhenti. Sedangkan pada transistor 2N3904

ketika LDR dalam keadaan gelap dan besar tegangannya 0.71 volt Lampu

LED menyala dan kecepatan dari motor DC 91.4 m/s, sedangkan ketika LDR

terang dalam tegangan 1.16 volt keadaan LED menyala dan kecepatan dari

motor DC 91.3 m/s, dan ketika tegangan nya 4.99 volt LED padam dan

motor DC berhenti.

Adapun hasil dari simulasi alarm otomatis pada transistor 2N2907

ketika LDR gelap dan besar tegangannya 3.59 volt, maka keadaan LED

menyala dan buzzer berbunyi, sedangkan ketika LDR terang dan tegangan-

nya 5.00 volt maka LED akan padam dan buzzer tidak berbunyi. Sedangkan

pada resistor 2N3904 ketika LDR gelap tegangannya 0.88 volt maka keadaan

LED menyala, dan buzzer berbunyi, sedangkan pada saat LDR terang dan

tegangannya 4.99 volt maka LED padam dan buzzer tidak berbunyi.

3.3 Analisis Data

Pada simulasi lampu tidur ketika LDR gelap besar tegangan 2.83 volt

lampu LED menyala terang, dan ketika LDR terang dan tegangan 5,00 volt

LED padam, karena tegangannya yang terlalu besar, begitupun pada simulasi

hand driyer dan simulasi alarm otomatis, ketika tegangannya mencapai 5,00

volt LED padam, motor DC berhenti, dan alarm tidak berbunyi.

11

4 Kesimpulan

Berdasarkan hasil praktikum yang diperoleh maka dapat disimpulkan

sebagai berikut :

1. Pada simulasi lampu tidur ketika LDR gelap maka LED menyala terang,

dan ketika LDR terang maka LED menyala tetapi semakin redup seir-

ing dengan bertambahnya tegangan, dan ketika tegangannya 4.99 volt

LED padam

2. Pada simulasi hand dryer ketika LDR gelap maka LED menyala dan

motor DC berputar cepat, dan ketika LDR terang LED menyala dan ke-

cepatan motor DC berkurang (semakin lambat) seiring dengan bertam-

bahnya tegangan, dan ketika tegangan 5.00 volt LED padam, dan mo-

tor DC berhenti

3. Pada simulasi Alarm otomatis ketika LDR gelap maka LED menyala

dan alarm berbunyi, sedangkan ketika LDR terang maka LED masih

menyala dan alarm berbunyi, tapi ketika tegangan nya mencapai 5.00

volt maka LED padam, dan alarm tidak berbunyi

12

References

[1] http://elektronika dasar.com ”komponen sensor cahaya LDR.html

”.,diakses hari Selasa Tanggal 17-September 2013 pukul 12.30 WIB in-

ternet

[2] http://ilmu instrumentasi.blogspot.com ”light dependent resistor.html

”., diakses hari selasa Tanggal 17 September 2013 pukul 12.45 internet

[3] http://google.com ”light dependent resistor.html ”., diakses hari selasa

Tanggal 17 September 2013 pukul 12.45 internet

13

Figure 4: simulasi lampu tidur

LAMPIRAN

14

Figure 5: hasil simulasi hand dryer

Figure 6: hasil simulasi alarm otomatis

15