5/28/2018 Sensor
1/9
Fotodioda adalah jenis photodetektor mampu mengubah cahaya menjadi arus atau tegangan
baik, tergantung pada modus operasi.
Salah satu komponen arus balik di dalam dioda adalah aliran pembawa-pembawa minoritas.
Pembawa ini ada karena energi termal terus mengeluarkan elektron-elektron valensi dari
orbit-orbitnya, menghasilkan elektron bebas dan lubang dalam proses tersebut. Umur
pembawa minoritas ini pendek, tapi bila ada mereka dapat menambah arus balik.
Bila energi cahaya menghujani persambungan pn, ia juga dapat mengeluarkan elektron-
elektron valensi. Dengan perkataan lain, jumlah cahaya yang menghujani persambungan pn
dapat mengendalikan arus balik di dalam dioda. Fotodioda adalah suatu alat yang dibuat
untuk berfungsi paling baik berdasarkan kepekaannya terhadap cahaya. Pada dioda ini sebuah
jendela memungkinkan cahaya untuk masuk melalui pembungkus dan mengenai
persambungan. Cahaya yang datang menghasilkan elektron bebas dan lubang. Makin kuat
cahayanya, makin banyak jumlah pembawa minoritas dan makin besar arus baliknya, arus
balik tersebut besarnya sedikit puluhan mikroampere.
simbol photodioda
Bentuk fisik photodioda
http://3.bp.blogspot.com/-2Djcwzsbsto/Tq-P2xDKXeI/AAAAAAAAAf4/6MadO2k-OVs/s1600/photodioda1.bmphttp://4.bp.blogspot.com/-48qQl8sUpYw/Tq-P4Z3uQoI/AAAAAAAAAgA/TedT7CTsxWA/s1600/photodioda.bmphttp://3.bp.blogspot.com/-2Djcwzsbsto/Tq-P2xDKXeI/AAAAAAAAAf4/6MadO2k-OVs/s1600/photodioda1.bmphttp://4.bp.blogspot.com/-48qQl8sUpYw/Tq-P4Z3uQoI/AAAAAAAAAgA/TedT7CTsxWA/s1600/photodioda.bmp5/28/2018 Sensor
2/9
Sensor garis sering digunakan pada robot line follower (line tracking) yang berfungsi
mendeteksi warna garis hitam dan putih. Sensor ini biasa dibuat dari LED sebagai pemancar
cahaya lalu LDR ataupun photodioda sebagai sensor. Dengan memanfaatkan sifat
pemantulan cahaya yang berbeda dari berbagai macam warna dan diaplikasikan
pada rangkaian pembagi tegangan akan bisa dibedakan warna hitam dan putih. Output dari
sensor garis nantinya dihubungkan ke komparator atau langsung ke mikrokontroler yang
mempunyai fitur adc.
Sebelum membahas cara kerja sensor garis, harus diketahui dulu sifat dari sensor yang
dipakai baik itu Photodioda ataupun LDR.
Photodioda
LDR
Prinsip Kerja Sensor Garis
Sifat Pemantulan cahaya yang berbeda dari warna.
LED Pada sensor garis berfungsi sebagai pengirim cahaya ke garis untuk dipantulkan lalu
dibaca sensor (photodioda ataupun LDR). Sifat pemantulan cahaya yang berbeda dari
berbagai macam warna digunakan dalam hal ini. Ketika LED memancarkan cahaya ke bidang
berwarna putih, cahaya akan dipantulkan hampir semuanya oleh bidang berwarna putih
tersebut. Sebaliknya, ketika LED memancarkan cahaya ke bidang berwarna gelap atau hitam,
maka cahaya akan banyak diserap oleh bidang gelap tersebut, sehingga cahaya yang sampai
ke sensor (photodioda atau LDR) sedikit. Karena perbedaan cahaya yang diterima oleh sensor
akan menyebabkan hambatan yang berbeda pula di dalam sensor maka prinsip ini yang
digunakan untuk membedakan pembacaan garis. Gambar dibawah ini adalah ilustrasi
mekanisme pemantulan cahaya sensor garis.
http://ini-robot.blogspot.com/2011/11/photodioda.htmlhttp://ini-robot.blogspot.com/2011/11/photodioda.htmlhttp://ini-robot.blogspot.com/2011/11/light-dependent-resistor-ldr.htmlhttp://ini-robot.blogspot.com/2011/11/light-dependent-resistor-ldr.htmlhttp://2.bp.blogspot.com/-LPyTTHn0nX8/Tq-QHSwBvaI/AAAAAAAAAgI/kMiBGlbg7IU/s1600/photo-diode-construction-symbol.jpghttp://ini-robot.blogspot.com/2011/11/light-dependent-resistor-ldr.htmlhttp://ini-robot.blogspot.com/2011/11/photodioda.html5/28/2018 Sensor
3/9
Gambar: Mekanisme Pemantulan Cahaya Sensor Garis
Rangkaian Pembagi tegangan
Gambar: Rangkaian Pembagi Tegangan dan Rumus
Berdasarkan Gambar dan rumus diatas maka diketahui bahwa
Saat Rbottom sangat besar maka keluaran Vout=Vin
Saat Rbottom sangat kecil maka keluaran Vout=0
Vout Berbanding lurus dengan Rbottom
Pada penggunaanya di sensor garis, Rbottom diganti menggunakan sensor (photodioda
ataupun LDR). Dengan berubahnya resistansi saat sensor mendeteksi warna berbeda maka
Vout pun akan ikut berubah seiring perubahan pendeteksian warna. Perubahan tegangan Vout
inilah yang akan digunakan sebagai pembeda warna.
Cara kerja sensor garis
http://3.bp.blogspot.com/-gscCuGa3Nf4/TsIJZIT1u5I/AAAAAAAAAMA/IomWbDDnbAQ/s1600/sensgaris2.jpghttp://2.bp.blogspot.com/-DjH07g8iGnA/TsIJOUHlH8I/AAAAAAAAAL4/fV6IA57Jgqg/s1600/sensgaris2+copy.jpghttp://3.bp.blogspot.com/-gscCuGa3Nf4/TsIJZIT1u5I/AAAAAAAAAMA/IomWbDDnbAQ/s1600/sensgaris2.jpghttp://2.bp.blogspot.com/-DjH07g8iGnA/TsIJOUHlH8I/AAAAAAAAAL4/fV6IA57Jgqg/s1600/sensgaris2+copy.jpg5/28/2018 Sensor
4/9
Berikut ilustrasi kerja dari sensor garis
Gambar: Ilustrasi kerja Sensor Garis
Saat sensor pada garis putih, maka sensor akan terkena banyak cahaya sehingga nilai
resistansinya akan sangat kecil atau dapat diabaikan. Karena Rsens sangat kecil maka
Vout=0.
Saat sensor pada garis hitam, maka sensor akan tidak terkena cahaya sehingga nilairesistansinya akan besar atau dapat diasumsikan tak hingga. Karena Rsens sangat besar maka
Vout= Vin
Dengan arti kata dengan rangkaian diatas perubahan Vout berbanding lurus dengan cahaya.
Untuk membuat rangkaian dengan Vout berbanding terbalik dengan perubahan cahaya hanya
dengan mengganti letak sensor berada dekat dengan Vin.
Seperti dibahas diatas Saat Sensor mendeteksi warna berbeda maka Vout pun akan ikut
berubah. Perubahan Vout inilah yang akan digunakan sebagai pembeda warna hitam dan
putih baik dengan menggunakan komparator ataupun dengan menggunakan ADC internalmikrokontroler.
Dasar teori
Line Follower Robot (Robot Pengikut Garis) adalah robot yang dapat berjalan
mengikuti sebuah lintasan, Garis yang dimaksud adalah garis berwarna hitam diatas
permukaan berwarna putih atau sebaliknya, ada juga lintasan dengan warna lain dengan
permukaan yang kontras dengan warna garisnya. Seperti layaknya manusia, bagaimana
manusia dapat berjalan pada mengikuti jalan yang ada tanpa menabrak dan sebagainya,
tentunya karena manusia memiliki mata sebagai penginderanya. Begitu juga robot line
http://2.bp.blogspot.com/-ZlbWNLR0PZ4/TsIJyeaut1I/AAAAAAAAAMI/8iGHk75tpv0/s1600/sensgaris+copy.jpg5/28/2018 Sensor
5/9
follower ini, dia memiliki sensor garis yangberfungsi seperti mata pada manusia. Sensor
garis ini mendeteksi adanya garis atau tidak pada permukaan lintasan robot tersebut, dan
informasi yang diterima sensor garis kemudian diteruskan Rangkaian yang berfungsi sebagai
pemroses sinyal dari sensor dan menghasilkan sinyal kontrol ke rangkaian driver motor. agar
motor dapat menyesuaikan gerak tubuh robot sesuai garis yang dideteksinya.
Prinsip kerja sensor
Sensor garis atau sensor proximity adalah jenis sensor yang yang berfungsi mendeteksi
warna garis hitam atau putih. Biasanya sensor garis ini terdapat pada robot line follower atau
line tracking. Dengan memanfaatkan IC comparator sebagai pembanding tegangan, yang
nantinya akan menghasilkan output yang berbeda-beda. Dan yang sangat perlu diperhatikan
adalah jenis pembanding yang akan digunakan yaitu inverting(pembalik) atau
converting(pengubah), perbedaan converting dengan inverting adalah hasil bandingan nya.
Mis, nilai banding = 2.5 V maka jika nilai tegangan sensor = 2.75 V maka output
rangkaianinverting = 0 V sedangkan jika rangkaian converting = 5 V. karena prinsip kerja
pembanding atau nama akrabnya yaitu komparator itu bekerja hanya membandingkan nilai
inputnya saja jika lebih besar maka akan = 1 pada converter dan kebalikan nya yaitu = 0 pada
inverter, Dan sebaliknya jika nilai hasil bandingnya kecil. Karena kita akan menggunakan
hasil bandingnya untuk Ic mikrokontroler maka kita sepakat untuk menggunakan comparator
inverting. Untuk lebih jelas lihat gambar analisa.
Komponen sensor garis terdiri dari :
resistor 220
resistor 10K
trimpot 50 K
LED Red Super Bright
Led Merah
Photo Dioda
IC LM339 / IC LM324
Rangkaian sensor photo diode
5/28/2018 Sensor
6/9
Rangkaian sensor
http://3.bp.blogspot.com/-B8gXxlNJy1I/TcjCERjq64I/AAAAAAAAADQ/JRtcNwYspyE/s1600/2.JPGhttp://3.bp.blogspot.com/-B8gXxlNJy1I/TcjCERjq64I/AAAAAAAAADQ/JRtcNwYspyE/s1600/2.JPG5/28/2018 Sensor
7/9
Cara kerja sensor
Analisa Rankaian
Rangkaian photo dioda adalah rangkaian pembagi tegangan karena Photo dioda
dipasang seri dengan resistor. Jadi, jika salah satu nilai resistansi dioda atau resistor berubah
maka nilai tegangan akan berubah juga.
Jika terkena cahaya maka resistansi diodanya berkurang. Arus dan tegangan akan menuju
ground.
Jika tidak terkena cahaya maka resistansi diodanya meningkat. Arus dan Tegangan akan
masuk ke kaki Ic inverting (-) yaitu Lm339.
Rangkaian sensor inverting
http://1.bp.blogspot.com/-oU_TEyAahzk/TcjB6S8tDOI/AAAAAAAAADI/hR_7iwnTAOg/s1600/3.JPG5/28/2018 Sensor
8/9
Rangkaian sensor converting
http://2.bp.blogspot.com/-2-2eNqKEXN4/TcjEBJtSguI/AAAAAAAAADY/cMet6CeVEkc/s1600/4.JPGhttp://4.bp.blogspot.com/-mqMKZ1iOZEI/TcjD-AC5uvI/AAAAAAAAADU/451McRH-exc/s1600/5.JPGhttp://2.bp.blogspot.com/-2-2eNqKEXN4/TcjEBJtSguI/AAAAAAAAADY/cMet6CeVEkc/s1600/4.JPGhttp://4.bp.blogspot.com/-mqMKZ1iOZEI/TcjD-AC5uvI/AAAAAAAAADU/451McRH-exc/s1600/5.JPG5/28/2018 Sensor
9/9
Kesimpulan
Dari hasil percobaan dan modifikasi pada rangkaian, dapat dikatakan bahwa prinsip
kerja sensor photo dioda hampir sama dengan potensiometer, yaitu nilai tahanannya bisa
dirobah-roba. Perobahan tahanan inlilah yang membuat sensor dioda dan potensiometer bisa
dikatakan berbeda. Pada sensor perobahan ini dilakukan secara otomatis yang disebabkan
oleh respon cahaya, sedangkan potensiometer dilakukan secara manual yaitu dengan cara
diputar dengan tangan.
http://1.bp.blogspot.com/-AimTz7e5b1c/TcjEky4jQmI/AAAAAAAAADg/YKg9MkdR_AQ/s1600/6.JPGhttp://4.bp.blogspot.com/-q64IfBUFMio/TcjEhXm37rI/AAAAAAAAADc/Nj002igQ-yY/s1600/7.JPGhttp://1.bp.blogspot.com/-AimTz7e5b1c/TcjEky4jQmI/AAAAAAAAADg/YKg9MkdR_AQ/s1600/6.JPGhttp://4.bp.blogspot.com/-q64IfBUFMio/TcjEhXm37rI/AAAAAAAAADc/Nj002igQ-yY/s1600/7.JPGTop Related